作者：张力菠,庄长远
出版社：电子工业出版社
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设施规划与设计试读：
前言
设施规划与设计是工业工程专业的一门核心课程，它是为培养工业工程专业类人才适应各类生产设施和服务设施的规划、设计和改善优化的需求而设置的。随着美国的“再工业化”战略、以德国为代表的“工业4.0”战略以及我国“制造2025”战略的推进，设施规划与设计将可能成为将来提高生产效率与服务效率的最重要与最活跃的领域之一。而我国当前正处于社会经济转型、产业结构调整升级的关键时期，经济发展已经进入新常态，要求企业改变发展模式，其中有相当一部就是从依靠扩大设施规模转变到依靠对现有设施进行改造或扩建，通过对生产系统与服务系统的整体规划、系统设计与优化，降低运营成本，提升生产效率。这为设施规划与设计的应用提供了广阔的空间，也加大了相关专业人才的需求，并对相关专业人才提出了更高的要求。
本书作为面向“十二五”高等院校应用型人才培养规划教材，编写立足于设施规划与设计的基本理论、方法和实践成果，结合诸多实际应用案例，力图从应用的视角，较为全面、系统地介绍设施选址、设施布置、物料搬运系统设计和仓储系统设计等内容。
本书共7章。第1章概述性介绍了设施规划与设计的基本概念、重要意义、发展历程、基本内容和过程；第2章比较详细地综述了设施选址与设施布置的研究方法及应用现状，并剖析了设施规划与设计所面临的新挑战；第3～5章是设施规划与设计的核心内容，介绍了设施选址方法、设施布置设计方法和物料搬运系统设计，不仅涉及制造行业生产系统的设施布置，也分析了服务系统设施规划；第6章介绍了库存管理、仓库运作管理、仓库系统设计、相关信息技术及其在仓储物流的应用；第7章为设施规划综合案例，以案例形式说明如何进行实际的设施布置设计。其中第1、2、5、6、7章节由张力菠编写；第3、4章由庄长远编写。
本书参考了大量国内外设施规划的相关著作、论文、报道等文献，引用和吸收了相关理论、思想、方法与实践经验的成果与精华，并结合了编者多年的教学实践及企业设施规划相关实践项目经验总结编写而成，在此对本书引用的所有文献的作者表示诚挚的感谢。本书的编写及顺利出版，得到了编者所在单位领导和老师以及电子工业出版社王赫男主任的大力支持与帮助，在此表示诚挚的感谢。徐云天、姜志平、邹文强、杨涛、夏浩、包玉倩和唐敏皎等研究生也参与了本书的一些编写工作，在此一并表示感谢。
本书以设施规划与设计的实践应用为主线，突出方法重点，强调深入浅出，尽量做到通俗易懂，选择最具代表性的分析案例供读者参考。
虽然经过反复修改校订，但限于水平及时间有限，本书仍难免存在一定的缺点和不足，热忱欢迎读者指正，不胜感谢。编 者第1章绪论案例一：佛吉亚公司如何布局在中国的生产工厂?（案例来源：第一财经日报，2013年4月23日，有改动.）法国佛吉亚集团公司是全球领先的汽车零部件制造商，主要致力于汽车座椅系统、排放控制技术系统、内饰系统和外饰系统四大核心汽车零部件业务。佛吉亚于20世纪90年代进入中国，随着汽车整车市场的不断发展，佛吉亚在中国的业务规模持续快速成长。从最初的一两家生产工厂发展到2006年的14家，拥有3000员工、近3亿欧元的销售额；到2011年年底，佛吉亚在中国已拥有4个研发中心、31家生产工厂、7000名员工和12亿欧元的销售额；到2013年，佛吉亚在中国的业务进一步增长，在中国北部、西部、南部、中部、东部的21个城市总共布局了35个工厂、4个研发中心，分布在上海、长春、武汉、无锡、重庆、广州等地，拥有10 000名员工和19亿欧元的销售额。根据公司的战略规划，到2016年，佛吉亚在中国的生产工厂数量将增加到55家，销售收入将达到33亿欧元，对全球销售收入的贡献提升到15%左右。为了实现公司在中国的发展战略目标，佛吉亚将要在未来3年内，完成20家生产工厂在中国的布局。在正式投产之前，至少要完成以下两项工作。第一，就是给这20家生产工厂分别寻找一个能满足公司高效运营及业务发展的地理位置与具体地点。这是一项直接关系到公司发展战略的重要工作，对于公司来讲是一项非常重要的战略决策，公司必须进行全面而科学的论证：这20家工厂开设在华东还是西部，在苏南还是苏北，靠近火车站还是码头等，需要考虑很多综合且复杂的因素。第二，在选定的地点上进行生产工厂的建设与内部的布局。以佛吉亚生产汽车座椅滑轨套件的工厂为例，其生产厂房需要布置冲压、清洗、激光焊接、预装、喷涂、总装及包装等生产线。各生产线/工序的布置有着基本的要求：必须使其产能尽量平衡，以满足总体生产的连续性和均衡性；具有一定的生产线重组和产能扩展的基本功能，能满足未来一定比例的增长需求；满足产品加工工艺流程的顺流进行，尽量不出现逆向回流；激光焊接线与预装线需要并行布置，以满足不同类型产品的生产；除生产线的生产加工区域外，还需要为各生产线设置基本的模具摆放、在制品堆放、检查、通道及其他要求的区域；满足不同生产线的基本需求、平面面积及总厂房的面积约束等。案例二：广州第二机场将落户哪里?（案例来源：南方都市报，2014年9月28日；南方日报，2014年10月21日.）2014年9月25日，广州市交委《关于强化重大交通基础设施建设举措的报告》经市人大审议通过，将启动广州第二机场的建设规划，首要是为第二机场选址一个合适的地址。据分析，目前广州北有新白云机场，南部将建设商务机场（位于南沙大岗，项目已于2014年12月获国务院批准），西部已没有足够空间，所以，东部有可能是最好的选择，这也是目前可能选择增城的主要原因。具体来看，增城的北部是山区，南部平原大多已开发，中部是丘陵，因此所谓的“东南边的石滩、三江一带”是较好选择。但也有其他选择思路，就是不在广州建广州第二机场，而是考虑建在珠三角区域其他城市，如佛山或其他城市。这样可以建成类似大洛杉矶地区（有20多个机场，5个国际机场）的一个大区域，拥有至少6个国际机场，可以通过高速公路和轨道交通网辐射整个珠三角地区乃至大珠三角地区。由此看来，广州第二机场的可选位置，肯定不止一个，如何避免一些机场规划建设火热但建成后运营凄凉的选址和投资决策失误，有必要对各种可选位置方案进行严格充分的科学论证。1.1 设施规划与设计的概念“导入案例”中的广州第二机场与佛吉亚公司在中国未来的20个生产工厂到底建在何处，机场内部及工厂内部又如何布局才能满足要求，事关一个区域、企业长远的发展战略，故需要严格的论证。虽然，佛吉亚新设生产工厂属于制造业领域，新建广州第二机场属于服务业领域，但从本质上看，以上这两个实际案例反映的是一个问题，那就是设施规划与设计的问题。1.1.1 设施的概念
所谓“设施”，从广义来讲，一般指为某种需要而建立的机构、组织、建筑等。美国生产与库存控制学会（American Production and Inventory Control Society，Inc.，APICS）给出的定义是“设施是物理工厂、配送中心、服务中心和其他设备”，这主要是基于工业工程专业狭义范畴的定义，也是本书的主要关注所在。进一步可将设施归纳为生产系统和服务系统正常运行所需要的有形资产，对应的英文多用“facility”表达。这里的生产系统，一般指营利性的生产制造企业；服务系统原则上包含了营利性和非营利性两类，前者如饭店、零售、银行、物流、会计师事务所等，后者如政府各种职能机关、文体、医疗、卫生、公办教育等公共服务。生产系统和服务系统所需要的设施主要取决于企业或单位所在的地理环境、生产产品或提供服务的种类、业务规模、客户需求等因素，也跟企业或单位的发展战略、企业文化、管理水平、员工素质、相关流程及制度等密切相关。作为企业的有形资产，设施有很多类型，不同行业、类型的企业往往具有不同类型的设施。设施可以按照多种不同的角度进行分类。二维码1.1
1）按设施资产的所有权，设施可分为公共设施和自有设施。公共设施主要是指由政府机关或集体提供的社会/社区公共服务设施，如文体中心、公共图书馆、社区游乐场等；自有设施一般是指企业自身建造的设施，如自建厂房、自购设备、工装工具等。
2）按设施实物的形态，设施可分为实体建筑、机器设备、工艺装备、物品物料等。其中实体建筑是企业最外层的设施，如厂房、车间、仓库、办公大楼、食堂等；机器设备是企业生产经营所需要的生产设备、检测设备、搬运设备、储存设备及其他辅助设备等；工艺装备一般指刀具、夹具、量具及各种工具等；物品物料一般包括原材料、零部件、在制品、半成品、产成品及包装材料等。
3）按设施的可运动状态，设施可分为静态设施和动态设施。静态设施主要指受到自身体积、重量或其他方面的限制，而不能轻易搬动和运输的一些设施，如厂房、大型生产设备、因为精度要求而不能随意搬动迁移的设备等；动态设施一般指可以移动和搬运的设备，如各种可移动设备（如搬运车辆、自动导向小车、堆垛机等）、一般的辅助设备、几乎所有的生产性物料和产品等。
4）按企业或单位组织所属大的行业类型，设施可分为制造业设施和服务业设施。一般制造业企业的设施包括厂房、车间、仓库、物料、机器设备、工装等。即便同是制造业企业，其设施也有所不同，如机械加工行业企业的设施设备一般包括车床、铣床、磨床等机械加工设备，而化工行业企业则主要包括各种发酵池、反应釜、管道、阀门等。服务业更是如此，其设施因为行业不同而种类繁多、大相径庭，如学校主要包括教室、实验室、图书馆、教学用设备等；饭店主要包括座椅、餐具、炊具、吧台等；银行主要包括服务台、计算机、ATM、取号机等；超市主要包括各种货架、货物、收银台、搬运设备等。
值得注意的是，设施的类型虽然很多，但在设施规划与设计中，尤其是设施布置中所指的设施，并不一定仅仅就是指某种具体的设备或其他实体物品，而有可能是包括了多种设备、工装、货架、一定的平面或空间（如通道、水平垂直方向上的距离等）等多种组成要素的设施，即所谓的工作地或作业单位（Activity），在设施规划中有时候是将这样的作业单位按一个设施来进行规划布置的，而实际上它包含了很多具体的其他设施。1.1.2 设施规划与设计的概念
设施是为了完成生产系统或服务系统的特定目标，按一定的相对位置关系和布局状态而集中到一起的。这个特定的目标主要是指生产系统和服务系统能够提供或生产出特定的产品或服务，并满足时间、质量、成本、服务、柔性和环保（T、Q、C、S、F、E）等方面的基本要求，赢得市场竞争，而设施是完成这个目标的主要载体。因此，为了实现企业或单位的日常运营及发展战略目标，必须综合考虑企业内外部的各种因素与条件，使其所有设施能得到科学合理的规划、选择、设计、布局及管理。首先，设施必须建立在合理的地理位置上，然后生产系统和服务系统所需的人、设备、料等与设施有机地组合布局在一起。这属于设施规划与设计（Facilities Planning and Design）的范畴。
设施规划与设计，也简称为设施规划，属于工业工程专业领域的一个重要职能及专门学科。关于设施规划与设计并没有一个完全统一的概念，许多学者根据自己的理解和研究给出了多种表述。二维码1.2
汉斯·克特纳（Hans Kettner）等在其合著的《工厂系统设计手册》中给出的定义是“工厂设计的任务是在考虑众多总体条件和边界条件的情况下，为工厂创造出实现企业目标、社会功能和国民经济功能所需要的先决条件。即工厂设计要保证生产工艺流程既正确又经济，工厂人员能在良好的工作条件下进行工作”。
理查德·缪瑟（Richard Muther）和海尔斯·李（Hales Lee）在其著作《系统化工业设施规划》中给出的定义是“工业设施规划就是设计或确定怎样具体把一个工厂建造出来，使之运行或生产”。还给出了工业设施规划人员的职责：“为一个工业公司有效实现其产品的设计、制造、分发，提供所必需的工厂面积、建筑物、机器和设备等”。
詹姆斯·汤普金斯（James Tompkins）等人在其著作《设施规划》中给出的定义是“设施规划就是确定作业单位有形的固定资产如何最好地支持该作业单位要达到的目标。制造企业的设施规划即确定制造设施如何最好地支持其生产；机场的设施规划主要是机场设施如何最好地支持旅客和飞机等直接相关的作业活动；医院的设施规划则是要确定医院的设施如何支持为病人提供最好的医疗服务等”。作者随后分析了设施规划与设施选址的关系，认为设施规划可以分为设施选址与设施设计，前者更多考虑宏观的问题，主要是确定如何为满足设施目标提供支持；后者更多考虑微观的因素，主要是确定设计要素如何满足设施的目标。
关于设施规划与设计的定义还有很多，如美国的詹姆斯·M.安普尔（James M.Apple），国内的《中国大百科全书》、董海、方庆琯、胡正华、戢守峰、李从东、马汉武、杨育、周宏明等学者也给出了一些对设施规划与设计的定义或对其含义的理解，限于篇幅不一一列出。从总体上看，早期的定义主要关注于设施布置方面，更多的又是制造业企业与物流中心的设施布置，而设施选址与服务业设施布置的关注则相对较少。随着社会、经济、技术及管理思想方法的不断发展变化，设施规划与设计的概念范畴也在不断变化。① 服务业在国民经济中的贡献比例越来越大，欧美国家地位服务业GDP占比一般都达到70%以上，我国服务业GDP占比目前也达到45%左右，因此服务业企业的设施布置及运营管理等也得到越来越多的关注。② 人们对国家、政府层面提供的各种社会公共服务（如文化体育中心、消防、公共教育、图书馆、医疗卫生等）水平的要求也越来越高，而公共服务的设施布置及其管理等方面跟服务水平密切相关，故公共服务系统的设施规划与设计也日益受到重视。③ 社会、经济快速发展的直接表现就是包括生产制造、服务及公共服务在内的几乎所有领域及行业规模的扩大，必然伴随着企业、厂房、物流中心、水坝、电站、游乐中心、超市、机场、银行等的新建，这必然涉及一个企业、组织、地区甚至国家的某方面战略发展的重要的设施选址问题。正如詹姆斯·汤普金斯的观点，设施选址主要考虑设施规划与设计的偏宏观层面的问题，确定如何为满足设施目标提供支持。④ 随着系统工程、工业工程、运筹学、统计学、流程优化与管理、精益生产、信息技术等多种思想、理论、方法及技术的发展与完善，设施规划与设计逐渐从关注零散、局部过渡到系统、整体的规划与设计视角，从简单的凭经验和直觉过渡到以科学的分析与优化理论为指导，从简单的定性分析过渡到定性与定量相结合的综合分析。
综上，基于工业工程专业领域视角，现代意义上的设施规划与设计的概念范畴主要包括以下要素：① 设施规划与设计的对象主要包括生产制造系统、营利性服务系统和非营利性的公共服务系统；② 设施规划与设计主要包括设施选址与设施设计，即对生产系统和服务系统设施的选址决策与系统内部设施布置设计决策；③ 设施规划与设计主要对生产系统与服务系统在新建、新设、搬迁、改建或扩建时，进行的一种系统性的规划与设计，往往要借助于多种定性与定量的分析与优化方法及计算机辅助技术等多种手段；④ 设施规划与设计的主要目标是要实现生产系统与服务系统的选址及内部各种设施资源的最优化配置与布局，为整个系统的高效运营和发展战略提供最好的支持。1.2 设施规划与设计的起源及发展
设施规划与设计最早可以追溯到18世纪末制造业企业的工厂设计（Plant Design）。18世纪后半叶，现代意义上的工业蒸汽机的出现及应用，为人类工业生产提供了人力和兽力难以企及的动力，掀起了工业革命浪潮，极大地促进了机械制造的发展，进一步确立了工厂制度，使工厂逐渐取代了持续了成百上千年的小手工作坊，人类由此进入工业生产时代。工业生产最主要的载体就是与手工作坊存在本质区别的工厂，工厂直接关系到工业产品的出产，因此怎样设计这些工厂在当时开始受到关注。
但直到19世纪末20世纪初，伴随着工业工程思想方法的产生与发展，科学的工厂设计才得以起步。以被誉为“科学管理之父”和“工业工程之父”的弗雷德里克·温斯洛·泰勒（Frederick Winslow Taylor）为代表的工程师和学者开始关心和研究制造工厂的设计与管理问题，主要包括：①“人”的活动的研究分析与管理，即动作分析、时间研究与作业测定等所谓的操作法工程（Methods Engineering）；②“机”的研究分析与管理，主要是机器设备、工装工具、加工和摆放现场、各种通道等的合理配置与布置，即工厂布置（Plant Layout）；③“物”的分析与管理，主要是从原材料到产成品的整个厂内物流过程中，物料的管理与控制，即当时所谓的物料搬运（Material Handling）。这3项内容都属工业工程的专业范畴，当时也被统称为“工厂设计”。但严格来讲，操作法工程属于基础工业工程的内容，工厂设计更多的是关注工厂布置和物料搬运问题，其最终目标是实现人、机、物的合理结合与高效运行。所以，从起源看，设施规划与设计是工业工程中的一个重要分支内容。二维码1.3
第二次世界大战（以下简称二战）后一直到20世纪80年代，人类社会进入相对和平稳定的发展时期，工业生产能力（制造的工艺、技术、能力、生产效率等）与规模得到极大提升，服务业也蓬勃发展，在国民经济中的比例越来越大。这使得工厂的规模变得更大也更复杂，自然也加大了工厂设计的复杂程度和难度。值得庆幸的是，在系统工程、运筹学、工业工程、生产管理等理论、方法与技术取得极大进展并逐渐成熟的同时，工厂设计也逐渐发展和完善了自己的理论与方法，与工业工程的结合更加紧密，出现了系统化、定量优化及综合的分析思路与方法，并进一步开始系统考虑与工厂设计相关的所有要素（如资金、能源、信息、技术等各种资源，以及政策、社会环境、自然环境等约束条件），同时也将自身的应用范围扩展到零售、医院、机场、公园等非工业行业领域。其中最具代表性的是缪瑟提出的系统布置设计（Systematic Layout Planning，SLP）。很明显，此阶段的规划与布置的内容已不再仅仅局限于工厂布置和物料搬运方面，而是已逐渐被扩展至生产系统及服务系统的整体规划，“工厂设计”的称谓已不能完整概括规划布置的内涵。于是，学者提出了“设施规划”或“设施规划与设计”，取代“工厂设计”并逐渐发展成为工业工程领域中的一个专门学科。
20世纪80到90年代以来，供应链管理、现代物流管理、战略管理、精益生产、业务流程再造及计算机技术等的发展及应用，促进了设施规划与设计的进一步发展：① 设施规划与设计时所考虑的因素从单个企业内部扩展到供应链上下游乃至整个供应链；② 系统布置设计等系统化的设施规划与设计方法的应用越来越广泛；③ 一些学者开始尝试多种方法的结合，定性与定量综合分析，使其更加符合实际情况；④ 逐渐将系统化的设施布置方法（如系统布置设计）、优化模型、算法和计算机技术融合在一起，形成所谓的计算机辅助设施规划（Computer Aided Facility Layout Planning，CAFLP），使得一些大规模设施规划问题的定量优化成为可能，或进一步将设计数据、设计模型、优化算法及人工智能方法（如专家系统）集成的综合决策环境方法，构建设施规划的数据库，通过对优化运算及计算机软件平台进行效率更高的设施规划人机交互式决策支持；⑤ 将设施规划与设计提升至战略高度，出现战略设施规划（Strategic Facilities Planning，SFP），主要是根据公司某个时期的战略规划，充分考虑设施规划中影响战略目标的因素，结合精益生产、流程优化等来进行设施规划，使企业的生产、供应、物流、销售等战略目标能得到有效支持。
事实上，设施选址也经历了类似工厂设计的发展过程。一般认为，科学的设施选址及研究始于1909年德国经济学家阿尔弗雷德·韦伯（Alfred Weber）关于仓库选址的研究（希望能找到一个区位，使单个仓库到不同客户间的总距离最短）。在此后的100多年里，设施选址经历了20世纪初到60年代的零散研究、20世纪60年代至80年代的系统研究，以及80年代后的不确定性和竞争选址问题研究等阶段，设施选址方法逐渐成熟，同时设施选址问题也越来越复杂。设施选址问题有很多类型，如立体选址、平面选址、线选址和点选址，单一设施选址和复合（或综合）设施选址，连续选址和离散选址等。因为不同设施选址问题的规模及复杂程度不同，所以设施选址的方法与模型也不同，有的用简单的经验定性分析方法即可解决，有的则适合应用优化算法模型来定量分析，更多的则需要定性与定量相结合的方法。二维码1.41.3 设施规划与设计的基本内容1.3.1 设施规划与设计的研究内容
1.设施规划与设计的时机
根据现代设施规划与设计的定义，其研究的基本对象主要是生产系统和服务系统。当生产系统或服务系统基于战略规划或某些目标和问题导向而需要新建、新设、搬迁、扩建、改建时，就需要进行设施规划与设计。具体来看，新建、新设、搬迁时，首先是解决设施选址的问题，然后是设施内部布置与设计的问题；扩建和改建大多是在原有设施基础上进行的，所以一般不涉及新的设施选址问题，主要是改建、扩建多大规模和内部设施布置与设计的问题。哪些情况会促使企业进行设施规划与设计呢?一般有以下几种情况。
1）刚开始创业的企业需要新建、新设或新选设施。新办的制造业企业一般需要新建基本的厂房、车间、办公室、研发中心等，即便通过OEM（Original Equipment Manufacturer，代工生产）外包生产及物流业务的企业，至少也要新选租借办公场所、研发中心等；新办的服务业企业一般至少也需要选择提供服务的场所，再进行布置装修等。二维码1.5
2）当市场规模快速发展，使得产品或服务的需求已大幅度超出现有系统的生产能力或服务能力时，企业一般可能会考虑通过新建或新设来扩大产能。例如，“导入案例”中的佛吉亚集团公司要在未来3年新建20家工厂、广州要新建第二机场等，主要原因就是业务规模的增长。
3）产品或服务的种类或出产量发生较大变化时，如研发的新产品进入量产后，产品产量需要大幅度提升时，往往需要新的生产线/服务线或新的设备，至少需要对原有生产线/服务线进行重新调整布置，以达到生产系统/服务系统的新的供需平衡。
4）因为环境污染不达标、提升产能、提升生产效率、减少人工、推行某种先进生产管理模式等原因而引入新技术、新工艺或先进设备时，往往需要对原先的工艺流程、生产线布局、作业单位及物流路径等进行调整改进，甚至重新布置，也有可能搬迁。
5）基于工业工程、精益生产等的持续改善指导思想，会不断去发现和分析生产系统/服务系统的不平衡、不流畅等瓶颈环节，也可能会以阶段性的项目形式对系统的相关环节进行调整或重新布置，如进行工序合并分散、工作地重新规划设计、生产线平衡、仓库重新布置、物流路线重新规划等，以消除各种浪费。总体上看，这种情况下改进调整的范围与幅度相对前面几种要小一些。
6）其他一些系统内外部的约束条件迫使系统进行调整。例如，相关政策、当地城市规划布局、与当地居民的关系、与供应商的合作、客户的要求、生产安全因素等，使得企业不得不对生产/服务系统做出适当调整。例如，生产过程或产品达不到质量安全监察、环境保护政策的基本要求，企业要么改造系统以达到质量、排放要求，要么关停相关产线，也有一些企业将不达标的部分工艺/生产线等转包出去，这些都将改变相关的设施布局，甚至迫使企业做出搬迁重新选址的决策。
综上，社会、经济、政策、技术、环境等不断发展，企业所面临的市场需求、政策环境、自然环境等也在不断变化，使得企业不得不进行适时的调整，所以，生产系统和服务系统也总是处于不断发展变化的状态。从总体和长远看，设施规划与设计已成为社会组织的一种持续性的管理活动，只有通过对设施持续不断地评价→规划→再评价→再规划等循环改善，才可能更好地适应外部环境的变化，实现长远可持续发展。
2.研究范围与内容
现代设施规划与设计的内涵范畴非常广泛，而且因所涉及行业领域多种多样，所涉及的专业学科也越来越多，包括机械、电子电气、化工、食品、建筑、服务科学等，故不同领域的设施规划不尽相同。为此，基于工业工程通过对生产/服务系统进行系统规划与优化设计来提升效率和效益的角度，本书主要介绍设施规划与设计通用的基本思想、研究内容、研究方法及程序步骤等。不同行业领域需要结合自身特征与条件来展开设施规划与设计。
设施规划与设计的研究范围主要集中于设施选址与设施设计。设施选址主要考虑企业偏战略宏观的问题，因为一旦确定选址方案并开始进行后续工作以后，想要再更改选址将付出高昂的代价，甚至可能拖垮企业。设施选址确定后，设施设计工作将在确定的地址上展开，主要工作包括设施结构系统设计（如建筑结构系统设计、水电气暖等公用工程系统设计、通信网络系统设计等）、设施布置设计、物料搬运系统设计、仓库系统规划设计等（图1-1）。这些研究内容基本涵盖了生产系统与服务系统设施规划与设计的基本内容，涉及具体行业及企业时可在此基础上删减或扩展。图1-1 设施规划与设计的研究范围与内容
◎设施选址
设施选址主要是研究和解决企业、工厂、仓库、车站、学校、医院、电站、物流中心，以及经营或连锁店网点（如零售、超市、饭店、银行、加油站等）等各类生产系统和服务系统在新建、新设、搬迁、改建或扩建时的选位与定址。一般要求在既定规划区域内为生产系统、服务系统的设施等选择一个或多个能满足一定目标的地理位置及具体地点，然后利用选址模型及方法对可供选择的若干地区和具体地点的诸多相关影响因素进行分析、比较和评价，最终选出最佳的设施选位和定址方案。例如，“导入案例”中的佛吉亚要新建20个工厂和广州要新建第二机场，就涉及基本的设施选址问题。
◎设施结构系统设计
设施结构系统设计主要包括设施主体建筑结构系统、供暖供电供气通风系统、给排水系统、通信网络系统及其他设施的规划与设计。设施结构系统设计除了要考虑基本的建筑结材料与力学要求、安全、经济、适用等基本功能要求外，还要考虑相关设备、生产线、物料储存和搬运、物流路径等后续的设施布置、仓库系统及物料搬运的设计要求。需要说明的是，设施结构系统设计的主要内容更多地涉及建筑学、给排水工程、电工电气、热能工程及通信等专业领域，所以其主要工作一般由相关专业人员承担，设施规划与设计相关的工业工程专业人员在这些方面主要起辅助协调的作用。故本书不涉及设施结构系统设计方面的内容。
◎设施布置设计
相对于设施选址来讲，设施规划人员面临生产系统和服务系统设施布置设计的频率要比设施选址高得多，因为设施选址一旦确定下来，很长一段时间内一般不会再做调整，事实上往往也很难调整，所以设施规划人员更多的是面临如何进行后续的设施设计，而设施布置设计是其中最为频繁的活动。而且，除了新建设施之外，现有设施的改建、扩建等局部调整也占有相当比例，其主要的工作就是设施布置设计。另外，当今市场需求瞬息万变，产品生命周期日益缩短，使得产品开发周期越来越短，更新频率越来越快，为了适应这些变化，生产系统与服务系统不得不进行频繁的重新布置调整。有数据显示，一个制造业工厂每2～3年就有可能更改布置一次，而作业单位、生产线、物流路径、仓库等的局部布置调整，频率更高。故设施布置设计是设施规划与设计中最主要的内容之一，这也是本书重点介绍的内容之一。
工业工程视角下，设施布置设计主要针对生产系统和服务系统。一般情况下，生产系统远比服务系统复杂得多，且工业工程和设施规划最早都起源于生产系统，所以到目前设施布置设计在生产系统中的应用仍然相对较多。一般来说，生产系统布置设计主要是要解决好工厂总平面布置和车间布置问题，而服务系统一般主要是解决总平面布局问题，各区块内部的布局相对简单。图1-2、图1-3和图1-4分别是某食品厂厂区总平面、某工厂生产车间平面和某超市总平面的布置示意简图（可能存在不合理的地方）。生产系统与服务系统的设施布置的关注点具有明显差异，如超市、酒店、医院等大多数服务系统一般会更多地考虑顾客在参与接受服务体验过程中的感受，其设施布置往往需要美观、舒适、方便等，当然也要满足服务作业流程等的基本要求；而生产系统主要是围绕从原材料到产成品的生产流程和物流路线来进行设施布置设计的，主要是满足生产和物流的高效运行。图1-2 某食品厂厂区总平面布置简图图1-3 某工厂生产车间布置示意图1-4 某超市总平面布置示意
此外，工业生产及研究活动中还有其他一些布置，如印刷线路板（Printed Circuit Board，PCB）大规模集成电路设计中电阻、电容等电子元器件的布置（即PCB Layout）；用于监测材料、机器零件、建筑等方面结构的性能及安全等的传感器的布置问题等。总体上看，因为涉及诸多不同的专业理论知识与实际经验，如公共设施布置可能涉及建筑、园林、力学、城市与交通规划等，PCB Layout需要电子、电工、通信等方面的理论知识，传感器布置所涉及行业及专业更广（电子力学、材料学、物理学、化学、生物学等），这些布置问题的目标、原则、内容，以及所用方法、工具等（如PCB Layout主要采用Altium Protel、Cadence、Mentor、Zuken等系列PCB专业布置设计软件）与生产系统和服务系统的设施布置存在较大区别。所以，基于工业工程专业知识体系及其主要应用领域的角度，本书主要介绍生产系统与服务系统的设施布置。二维码1.6
◎物料搬运系统设计
物料搬运系统设计是设施设计的一个重要内容，与设施布置设计及仓库系统设计密不可分。从价值流分析来看，物料搬运并不产生增值。数据显示，物料搬运作业所耗费的时间大约占整个生产时间的87%，再加上其他一些非直接加工时间，所以，很多零件产品在加工设备上的直接加工时间往往只占到整个生产时间的5%左右。但物料搬运在生产系统和很多服务系统（如物流中心、超市等）中是必不可少的作业活动。因此，通过合理的物料搬运系统设计，可以有效地减少物料搬运的时间，降低搬运成本，提升搬运效率，从而大幅度缩短生产周期。
◎仓库系统规划设计
以精益生产观点看，仓库与库存对生产与销售并不直接产生增值效益，而且还有很多弊端，但在实际运作过程中，仓库与库存对于正常的运营过程往往也必不可少，关键在于如何抑制其弊端，发挥其功用。尤其是经济快速发展情况下物流量也日益增加，仓库设计和库存管理面临更严峻的挑战。因此，科学合理的仓库系统规划设计与管理在现代生产系统与服务系统的运营中非常重要。通过合理的仓库选址、仓库设备选择、仓库布局、库存分类管理及相关作业流程的优化设计，将大幅度降低库存水平，同时能实现满足生产与销售的连续、平稳运行。反之，如果仓库系统规划设计不合理，将难以保证供应、生产与销售等物流诸多环节之间的顺畅与协调，甚至经常出现停工待料、销售缺货等现象，使仓库运营成本和物流成本居高不下，严重影响企业的正常运营及战略目标。因此，仓库系统规划设计也是设施规划与设计中的一个重要内容。
综上，本书主要介绍设施规划与设计中的设施选址、设施布置设计、物料搬运系统设计与仓库系统规划设计及管理等的基本思想、方法及步骤程序。1.3.2 设施规划与设计的基本要求
设施规划与设计是针对生产系统与服务系统的设施展开的一种系统的规划与设计，是企业进行相关规划、改造与改善的基本手段与基础，因而具有很强的目的性和清晰的目标。总体来讲，企业的发展战略与目标是设施规划与设计的根本目标；具体来看，设施规划与设计是要确保生产/服务系统的各种设施资源及其运行状态到达科学、合理、经济、高效的最佳配置与布置，使其产出能满足时间、质量、成本、服务、柔性和环保等来自市场及国家、社会等多方面的要求，获得最优的投入产出效益。
1）设施选址跟企业战略规划密切相关，主要考虑的是偏宏观的问题，但其也有相对具体的目标，如相关费用最小、利润最大、满足客户特殊需求、满足环保排放等目标。当然，不同的具体行业领域，其设施选址的要求和目标是存在很大差异的。例如，生产工厂选址主要考虑供应链效率，追求物流成本最小化及效率最大化；超市选址主要考虑客流量与购买力等，追求销量及利润最大化；而核电站、化工厂、垃圾焚烧厂等对环境和人类存在污染风险的设施的选址，考虑的重点应该是日后运行过程中各种潜在的危险和设施附近居民生活受影响的程度等，追求潜在危险或污染和附近居民生活质量影响最小化甚至零风险为目标。《南方都市报》2014年12月11日报道，花都垃圾焚烧厂经过两度变更选址后，初定赤坭镇鲤塘村十八岭。之所以两易选址，跟上述潜在污染风险和设施附近居民生活受影响程度有很大关系。
2）设施设计的目标主要是设施布置、物料搬运系统和仓库系统规划设计的目标，对于生产系统和服务系统本质上和总体上是基本一致的。具体主要有以下几点。① 尽量缩短生产或服务流程的周期。合理的设施设计往往可以优化作业流程、缩短物流或人流的距离、减少物料或工具的搬运等，从而提升物流或作业效率，缩短生产或服务周期。② 尽量提升系统的柔性。合理的设施设计有利于实现生产线在品种和批量之间的快速切换，或形成多品种变批量的混流生产，从而提升柔性，甚至还可以提升对外部市场环境的响应灵活性。③ 尽量降低系统运营成本。合理的设施设计可以节约占地面积和空间，可以使设备、物料和能源等得到高效利用，从而减少消耗，降低生产成本和服务成本。④ 尽量提升人员满意度。合理的设施设计一方面可以为员工提供安全、舒适的工作环境，有利于提升员工的满意度和归属感，从而进一步提升工作效率；另一方面还可以通过减少生产过程中作业单位间的不合理布局、减少不必要的和距离过长的搬运和储存等来改善产品的质量，从而提升客户的满意度。⑤ 其他目标。例如，使生产/服务系统能具备一定的可扩展性和应对布置变更的适应性等，为企业的长远可持续发展留足余地；设施规划投入和系统将来的运营成本尽量最低；满足精益生产等先进生产管理模式的要求，尽量追求零库存、零缺陷等目标。
要想实现上述目标，设施规划与设计必须遵循一些基本的原则。① 经济原则。不管是设施规划与设计的投入，还是通过规划来简化作业、优化流程、减少搬运、缩短时间，设施规划与设计本身及其给企业带来的最佳选址、布局及后续的运营，最终都可以通过成本来衡量，消除浪费、降低成本是最根本的原则。② 系统原则。生产系统与服务系统本身是一个开放的复杂巨系统，其设施规划与设计自然也是一个具有复杂性、动态性、延迟性、非线性性等复杂动力学特征的系统过程，因此，必须遵循全局、动态、闭环的系统思考原则充分考虑系统内外部的诸多影响因素，定性与定量相结合、综合运用系统分析与布置设计方法，追求系统的整体优化，实现多赢目标。③ 人本原则。主要是要充分考虑生产系统和服务系统设施规划与设计过程中所涉及的人的因素，如基于客户要求进行选址与布局设计，为客户提供更能为其创造价值的产品，即“安客户”；基于员工积极性与主动性进行设施规划与设计，为员工创造最佳的人-机综合环境，即“安员工”；基于周边居民的诉求满足和影响最小化进行设施选址和布局，尽量减少对居民生活的影响，最终将为企业创造一个和谐的外部环境，即“安社会”。④ 主次原则。设施规划与设计一般都涉及多个目标，容易出现目标之间的矛盾与冲突，此时要分清主要目标与次要目标，优先考虑主要目标，尽量协调其他目标。⑤ 其他原则。例如，持续改善的原则，往往需要不断地通过反馈、循环来发现问题、解决问题等；还有流动原则、柔性原则、效率原则及安全原则等，限于篇幅不再赘述。1.4 设施规划与设计的意义
数据显示，美国1955～2003年间，用于各行业新设施建设的投资占国民生产总值的8%，其中制造业占3.2%，铁路、航空等运输业及其他公用事业占2.1%。为了保证这些巨大投资的科学性和合理性，设施规划与设计得到了极大的重视，平均每年有超过2000亿美元的设施投资需要规划或重新规划。尽管如此，也很难保证这些投资都得到合理的规划，这进一步凸显出科学合理的设施规划与设计的重要性。以制造业设施规划与设计为例，制造业中物料搬运成本占总运营成本的20%～50%，一般认为，有效的设施规划能将其降低至10%～30%。这意味着生产效率将提升至原来的3倍以上，如果能推广到所有的设施，将产生惊人的效率和效益。2010年8月11日，奥巴马（Obama）签署了《制造业促进法案》，标志着美国的“再工业化”（Reindustrialization）战略正式启动。类似的还有以德国为代表的“工业4.0”战略。显示出发达国家已开始重新审视和发展制造业。美国再工业化战略本质上是通过高新技术来推动产业升级，创造新的经济增长点，从而实现对全球现有产业格局的重新布局。再工业化虽然面临人力成本较高、短期内关键技术突破较难，以及新兴产业培育尚需时日等障碍，但从长远看，势必将对传统的制造业与服务业产生巨大冲击，也将极大推动设施规划与设计的发展及其在生产与服务系统中更大规模的应用。因此，设施规划与设计将可能成为将来提高生产效率与服务效率的最重要与最活跃的领域之一。二维码1.7
过去30多年来，中国经济飞速发展，已成为“世界制造工厂”，各行业新设施建设以高比例持续增长。“十二五”规划中，仅城市基础设施投资就将达7万亿元人民币。但遗憾的是，我国基础设施及各行业企业设施规划与设计的整体水平相对还比较落后、地区差距很大、规划严重滞后，不少工厂、服务设施在选址和布局方面的不足，不仅影响生产效率而且可能带来资源浪费和环境污染问题，而我国总体生产效率本身与欧美国家一直存在较大差距。因此，我国的设施规划与设计还有很大的改善和提升空间。为了提升生产效率、促进产业升级，也为了应对欧美国家所谓再工业化战略的挑战，除了在政策、环境、人力资源、技术创新等方面的持续改善优化外，还应该加强设施规划与设计在各行业的应用，通过更合理有效的设施规划来改进/优化，确保国家和企业巨大资金投入能得到合理的规划及将来设施的高效运营，赢得竞争。
由此可以看出，现代意义上的设施规划与设计对于国家、社会、经济及各行业等具有重要的宏观战略意义。尤其是随着土地资源、环境污染等问题的日趋突出，国际国内的排放压力的日益加大，就更需要科学合理的设施规划来改进。以设施选址为例，设施选址属于典型的长期战略决策，人类社会无论什么时候都离不开设施选址的决策。从宏观层面看，设施选址决策对于一个国家、区域的经济、产业结构布局、环境保护、社会和谐等具有非常重要的战略意义。在微观层面上，设施规划与设计已然成为企业提升竞争力、适应外部环境变化的一种持续性的改善管理活动，对企业也具有非常重要的意义。例如，对企业来说，设施选址也是一种重要的战略决策，直接关系到后续运营效率、运营成本及企业的长期可持续发展。一个错误的设施选址决策可能会给企业带来运营上的诸多不便和巨大损失，甚至关乎企业的生死存亡，一些服务行业甚至有“七分选址，三分经营”的说法。由此可见设施选址对企业的重要意义。与非常态性的设施选址活动相比，设施设计的频率要高得多，它可以通过合理有效的设施规划与设计，实现作业流程、物料储存与搬运、物流路径、作业单位与生产线布局、作业面积与空间、物料与设备消耗等方面的优化，从而避免多余的搬运、运转、储存及其他浪费活动，改善企业与供应商、员工及社会的关系，提升生产与服务的能力和效率，改进产品质量，提升对客户的响应及客户满意度等，最终降低运营成本、提升竞争力并赢得竞争。
虽然设施规划与设计日益受到重视，但现实中仍然有不少未进行设施规划、设施规划不合理或设施规划失误而导致巨大损失的案例。
1）太原市客运北站于2004年完成规划审批，2007年4月开工建设，候车大楼共3层，全部投资达8000多万元人民币。客运站在2007年年底已具备运营条件，但到目前已闲置7年。虽然客运站2011年年底曾试运行过几个月，但因为平均每辆车每天载客不足一人，惨淡至根本无法正常运营。客运公司将原因归结为两方面：一是远离市区，交通不便；二是周边流动人口少，区域经济差（中国经济周刊2014年11月4日）。太原作为一个人流物流密集的省会城市，之所以出现耗资巨大的客运站闲置近7年的现象，有很多原因，但从客运公司归结的原因看，至少客运站的选址决策存在一定问题。
2）2010年7月3日下午，紫金矿业集团股份有限公司下属紫金山铜矿湿法厂污水池出现突发渗漏，部分污水进入上杭县汀江，总计约有9100立方米污水进入汀江。据路透社报道，下游养鱼场大约有370多万斤鱼受影响，按每斤售价6元计算，损失超过2200万元人本；另外，该公司约13 000吨铜湿法提取产能将暂时停工以接受检查，下半年可能无法复产，公司2010年铜产量将下降6500吨，按2010年下半年平均铜价6750美元/吨计算，至少减少收入3.6亿元人民币。本次渗漏事故的直接原因被归因于前阶段持续强降雨，因水位超高引起的剪切作用致使污水池低垫多处开裂。随着调查的深入，紫金山铜矿湿法厂接连发生污水渗漏的疑点，逐渐由污水池防渗工程的表象，进一步指向该厂选址所在地的地质构造上。紫金矿业董事长与上杭县国土资源局一位副局长，都对该厂的选址提出质疑。因为该厂选址位于上杭县才溪镇同康村，村中有一条在当地称为汀江河的河流，河面宽30多米，并与汀江相连。汀江河曾于1960年和2000年爆发大洪水，将沿河两岸部分民房淹没。而据估计，按当时产能紫金山金铜矿至少可采150年，那么选址中一个应该考虑的明显的问题就是，紫金矿业并不能确保未来150年内汀江河不爆发特大洪水，那么该如何确保该湿法厂不受洪水的影响?如果做不到，就不应该将该厂选址于这个古河道上。（腾讯财经，2010年07月13日；第一财经日报，2010年07月22日）
3）2014年8月2日，昆山中荣金属制品有限公司发生爆炸事故，当场造成44人死亡，截至12月30日，遇难人数已达146人，受伤人数114人。事故的原因跟该公司的安全观念、安全制度及监管力度等密切相关，但该公司厂房、车间和生产线布局严重不合理也是原因重要之一。初步查证，中荣公司未按行业基本要求设计和布置厂房与生产车间，约2000平方米的车间内布置了29条生产线、300多个工位，车间内所有电气设备未按要求布置防爆设备。这样的布置看似紧凑，但违反了设施布置设计的一些基本原则，即使不发生安全事故，也必然影响生产效率。（成都日报，2014年08月05日）
詹姆斯·汤普金斯早在十几年前就已经指出，几乎在任何一个大城市每天都有设施毁于火灾的新闻报道，其原因大多是设施设计不当或维护不当。每家企业都应该认真考虑对物料搬运系统、仓库存储系统和生产线的布置设计改造，以降低火灾风险。
4）2009年11月21日，黑龙江龙煤集团新兴煤矿发生特别重大瓦斯爆炸事故，造成104名矿工遇难。其原因有一条就是采掘布置和通风系统布置不合理。新兴煤矿之前一直采用压入式通风系统，因为种种原因未能及时调整。通风系统布局的不合理造成了“风流逆向，大量瓦斯进入二水平进回风大巷，遇火发生爆炸”。（新华社，2009年11月23日；黑龙江省政府网站，2009年11月27日）类似事故早在2003年就发生过，当年12月17日北京房山区小北桶煤矿，因为该矿通风系统配置和布局不合理，导致4名矿工窒息而死。（京华时报，2004年7月7日）
现实中更多的则是因为设施选址和布置不合理而导致物流不顺畅，生产效率低下，能耗排放不达标，运营成本居高不下等，使得企业和国家的竞争力和创造力大打折扣。1.5 设施规划与设计的基本过程
设施规划与设计虽然并不是一门类似数学那样的精确的学科，但现代意义上的设施规划与设计不仅需要管理决策人员和设计人员的经验，也需要一定的定量优化分析，而且设施规划与设计也需要应用系统的分析方法规范和组织其基本过程，以避免设施规划与设计过多地依赖主观经验。简言之，设施规划与设计应该有自己的一套有组织的系统的操作过程或流程，以帮助使用人员科学规范地开展设施规划工作。詹姆斯·汤普金斯等人在其著作《设施规划》中给出了设施规划的两种基本过程，一种是基于传统工程设计过程的设施规划过程，一种是所谓的成功设施规划过程（WinningFacilityPlanning）。1.5.1 基于传统工程设计过程的设施规划过程
根据詹姆斯·汤普金斯等人在其著作《设施规划》中的介绍，将传统工程设计过程应用于设施规划的基本过程如下。
1.定义问题
1）定义或重新定义设施的目标。无论是规划新设施还是改进已有设施，都必须明确设施生产的产品或提供的服务要达到的特定目标，如基本的产品/服务的种类或类型、产量或规模及其他要求。一般情况下，尽量以产量或作业活动水平衡量设施职能规划。
2）划分达成上述目标所需要的主作业单位和辅作业单位。作业活动的运作、设备、人员和物流的标准决定了作业活动属于主作业活动还是辅作业活动，以及两种类型作业活动需满足的需求。辅助作业单位为主作业单位服务，其目的是使主作业单位的活动尽量免受干扰和延迟。
2.分析问题
定性与定量分析并确定所有作业单位之间的相互关系。在设施范围内明确作业单位是否有相互作用及如何相互作用，或者是如何支持其他的作业单位的，以及这些活动是如何进行的。
3.确定所有作业单位的空间需求，形成备选方案
1）计算每一作业单位的空间需求时，需要考虑所有的设备、物料和人员的需求，并以此产生多种不同的备选设计方案。
2）生成多个备选设施规划方案。一般包括备选的设施选址和设施设计两个方面，而设施设计方案还包括备选的设施结构系统设计、设施布置设计和物料搬运系统设计等方面。具体包括哪些方案可根据具体情况而定，如设施选址决策可以和设施设计决策分开考虑；而基于工业工程角度，设施设计方案一般不包括设施结构系统设计方面，但要包括仓库系统设计方案。
4.评价备选方案
首先需要针对所有备选方案选取评价指标，建立评价体系。确保在同一评价体系下对不同的备选方案进行打分排序。对每一种方案，确定所涉及的目标因素并评价这些因素是否影响及如何影响设施及其运作。
5.选择优化设计方案
从备选方案中选择一个最能满足企业目标并能被企业所接受的方案，该方案一般是上一阶段评价最优的方案。但要注意的是，成本并不一定是要考虑的唯一因素。
6.设计方案的实施
1）设施规划方案的实施。选定规划方案后，就要在设施实际建造或区域布置之前完成相当数量的规划工作。还包括实施过程的监控、试车准备、试车、运行和调试等工作。
2）设施规划的维护与调整。随着设施新要求的提出，总体设施规划方案必须进行相应修改。例如，针对节能新措施的修改、新物料搬运设备上市后的改进、产品品种或产品设计的改变都可能带来物流路线的修改，而这反过来又要求设施规划方案的调整。
3）设施目标的重新确定。如第一步所述，有必要验证设施生产的产品或提供的服务是否满足所设定特定目标/指标的要求，并在以后可能对设施进行的修改、改造等都要再次考虑这些目标/指标。1.5.2 成功设施规划过程
詹姆斯·汤普金斯等人提出的成功设施规划过程如图1-5所示，每一步骤的详细说明如表1-1所示。图1-5 詹姆斯·汤普金斯等人提出的成功设施规划过程表1-1 成功的设施规划过程的说明
图1-5中的成功设施规划模型给出了企业向前发展的清晰方向。经验表明要使设施规划成功，不但要树立愿景（Vision），也要明确使命（Mission）、成功的要求、指导原则和成功的证据，这5项要素共同形成企业的成功模型。
表1-2比较了传统的工程设计过程和成功的设施规划过程。设施规划过程的第一阶段是定义新设施目标或更新已有设施目标的初始定义。第一阶段是由设施规划和设施规划管理的总负责人来承担的。表1-2 工程设计过程、设施规划过程和成功的设施规划过程的比较
设施规划的第二阶段是评估现状、明确目标、确定可行性方案、评价可行性方案、制订改进计划和认可改进计划。第三阶段是实施计划和结果审查。在应用过程中，要找到满意的设施规划方案通常需要多次反复。在反复过程中，工程设计中的分析、产生、评价和选取几个步骤可能会在很大程度上重叠、交叉和循环。
值得提醒的是，上述设施规划与设计的基本过程是统一、通用的程序方法，对现实中的实际设施规划与设计问题，不能一概而论。具体的设施规划与设计问题，其设施规划和设计的过程也不同。例如，一个新开的工厂的设施布置与一个工厂的某车间的重新布局，其设施布置过程肯定不一样，包含的规划内容也不同；一个饭店的设施布置与一个超市的设施布置，其布置过程与内容也大不相同；而饭店与工厂的设施布置过程就更不一样了。所以，必须充分考虑设施布置问题相关的行业、产品或服务、生产或服务流程等的特征、规划范围和要求等要素，基于上述设施规划过程的内容与顺序，选择与实际问题最匹配的规划过程和内容。
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