SLP方法在工廠布局優(yōu)化中的應(yīng)用

西安工程大學(xué)機(jī)電學(xué)院 張 鈺 陳永當(dāng) 王俊峰

物流設(shè)施布局是整個(gè)物流網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，是連接上、下游的重要環(huán)節(jié)，起著承上啟下的作用，并且這些大型設(shè)施的建設(shè)和運(yùn)營(yíng)需要耗費(fèi)大量的資源。因此，這些設(shè)施的選址十分重要，合理、科學(xué)的設(shè)施選址可以有效地節(jié)約資源、降低物流成本，優(yōu)化物流網(wǎng)絡(luò)和空間布局，提高企業(yè)物流的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，確保提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)，是實(shí)現(xiàn)集約化經(jīng)營(yíng)、建立資源節(jié)約型物流至關(guān)重要的一步。

1.系統(tǒng)設(shè)施規(guī)劃布置方法SLP（Systematic Layout Planning）

設(shè)施規(guī)劃是根據(jù)系統(tǒng)需要達(dá)到的功能目標(biāo)，對(duì)系統(tǒng)內(nèi)的各項(xiàng)設(shè)施、人員、物資等進(jìn)行系統(tǒng)的規(guī)劃和設(shè)計(jì)，以求物流路線系統(tǒng)的合理化、最優(yōu)化，通過(guò)改變和調(diào)整布置調(diào)整和優(yōu)化生產(chǎn)物流，達(dá)到提高整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)效益的目的。

系統(tǒng)布置設(shè)計(jì)(SLP)方法主要是通過(guò)對(duì)企業(yè)生產(chǎn)流程、物料運(yùn)輸?shù)冗M(jìn)行詳盡分析的基礎(chǔ)上，運(yùn)用以作業(yè)單位物流與非物流的相互關(guān)系分析進(jìn)行生產(chǎn)設(shè)施規(guī)劃設(shè)計(jì)的方法，通過(guò)圖形和表格將數(shù)據(jù)表現(xiàn)出來(lái)，條理清晰進(jìn)行工廠及廠內(nèi)設(shè)施的布置設(shè)計(jì)。利用SLP方法，對(duì)企業(yè)物流設(shè)施進(jìn)行合理規(guī)劃，有效的縮短生產(chǎn)周期。

2.SLP在工廠布局中的應(yīng)用

2.1 概況

某減速器廠有地16000m2，廠區(qū)南北為200m，東西寬80m，現(xiàn)需要進(jìn)行廠房的平面布置和優(yōu)化，減少物料的重復(fù)搬運(yùn)，降低運(yùn)輸成本，達(dá)到最優(yōu)生產(chǎn)系統(tǒng)。

根據(jù)減速箱的結(jié)構(gòu)及工藝特點(diǎn)，設(shè)立11個(gè)單位，分別為原材料庫(kù)、鑄造車(chē)間、熱處理車(chē)間、機(jī)加工車(chē)間、精密車(chē)間、標(biāo)準(zhǔn)件和半成品庫(kù)、組裝車(chē)間、鍛造車(chē)間、成品庫(kù)、辦公服務(wù)樓、設(shè)備維修車(chē)間，分別承擔(dān)原材料的存儲(chǔ)。備料、熱處理、加工與裝配、產(chǎn)品性能試驗(yàn)、生產(chǎn)管理等各項(xiàng)生產(chǎn)任務(wù)。

2.2 SLP分析

2.2.1 產(chǎn)品工藝過(guò)程

通過(guò)對(duì)減速器生產(chǎn)工藝的分析，計(jì)算出生產(chǎn)過(guò)程的物流量，從收集的大量數(shù)據(jù)中，找出關(guān)鍵操作點(diǎn)。

減速箱的生產(chǎn)過(guò)程可分為零件加工階段→總裝階段→性能實(shí)驗(yàn)階段，所有零件、組件在組裝車(chē)間集中組裝。將減速箱所有工藝過(guò)程匯總在一張圖中，得到減速箱總工藝過(guò)程圖。該圖清楚地表示出減速箱生產(chǎn)的全過(guò)程以及各工序和各作業(yè)單位之間的物流情況。

2.2.2 繪制產(chǎn)品初始工藝過(guò)程

為了研究各零件、組件生產(chǎn)過(guò)程之間的互相關(guān)系，將總工藝過(guò)程圖中的產(chǎn)品按照物流強(qiáng)度大小順序，由左到右排列于產(chǎn)品工藝過(guò)程表中，即最左邊的產(chǎn)品物流強(qiáng)度最大，由左到右物流強(qiáng)度逐漸遞減，這樣得到減速箱工藝過(guò)程表如表1所示。

表1 初始產(chǎn)品工藝過(guò)程表

由初始產(chǎn)品工藝過(guò)程表—可知，按照現(xiàn)行的工藝順序，存在物流倒流的情況，為了使物流順流強(qiáng)度W達(dá)到最大，可對(duì)某些作業(yè)單位的順序進(jìn)行交換。經(jīng)計(jì)算發(fā)現(xiàn)交換作業(yè)單位3與4、5與6，可使順流強(qiáng)度到達(dá)最大。通過(guò)交換調(diào)整，得到調(diào)整后的較佳產(chǎn)品工藝過(guò)程如表2所示。

表2 較佳產(chǎn)品工藝過(guò)程表

2.2.3 物流分析

(1)繪制從至表

根據(jù)減速箱較佳產(chǎn)品工藝過(guò)程表，繪制出減速箱工藝過(guò)程物流從至表，如表3所示。

(2)繪制物流強(qiáng)度匯總表

根據(jù)產(chǎn)品的工藝過(guò)程和物流從至表，統(tǒng)計(jì)各單位之間的物流強(qiáng)度，并將物流強(qiáng)度匯總到物流強(qiáng)度匯總表4之中。

表4 物流強(qiáng)度匯總表

(3)物流強(qiáng)度分析表

將個(gè)作業(yè)單位對(duì)的物流強(qiáng)度按大小排序，自大到小填入物流強(qiáng)度分析表中，根據(jù)物流強(qiáng)度分布劃分物流強(qiáng)度等級(jí)。

作業(yè)單位對(duì)或稱(chēng)為物流路線的物流強(qiáng)度等級(jí)，應(yīng)按物流路線比例或承擔(dān)的物流量比例來(lái)確實(shí)。針對(duì)減速箱的工藝過(guò)程圖，利用表4中統(tǒng)計(jì)的物流量，按由小到大的順序繪制物流強(qiáng)度分析表，對(duì)于作用單位之間不存在固定的物流，物流強(qiáng)度等級(jí)為U級(jí)。

(4)繪制作業(yè)單位物流相關(guān)圖

根據(jù)以上分析，繪制作業(yè)單位物流相關(guān)圖，如圖1所示。

表3 減速箱加工工藝從至表

圖1 作業(yè)單位物流相關(guān)圖

2.2.4 作業(yè)單位非物流相互關(guān)系分析

針對(duì)減速箱生產(chǎn)特點(diǎn)，制定各作業(yè)單位間相互關(guān)系密切程度理由為：①工作流程的連續(xù)性；②生產(chǎn)服務(wù)；③物料搬運(yùn)；④管理方便；⑤安全及污染；⑥振動(dòng)、噪聲、煙塵；⑦人員聯(lián)系；⑧信息傳遞。根據(jù)減速箱各作業(yè)單位關(guān)系密切程度理由制定減速箱“基準(zhǔn)相互關(guān)系”，在此基礎(chǔ)上建立非物流作業(yè)單位相互關(guān)系圖，如圖2所示。

圖2 作業(yè)單位非物流相關(guān)圖

2.2.5 作業(yè)單位綜合相互關(guān)系分析

從圖1和圖2可知，減速箱廠作業(yè)單位物流相關(guān)與非物流相互關(guān)系不一致。為了確定各作業(yè)單位之間綜合相互關(guān)系密切程度，需要將兩表合并后再進(jìn)行分析判斷。其合并過(guò)程如下：

(1)選取加權(quán)值

加權(quán)值的大小反映工廠布置時(shí)考慮因素的側(cè)重點(diǎn)，對(duì)于減速箱來(lái)說(shuō)，物流因素（m）影響并不大明顯大于其他非物流因素（n）的影響，因此，取加權(quán)值m：n=1∶1。

(2)綜合相互關(guān)系的計(jì)算

根據(jù)該廠各作業(yè)單位對(duì)之間物流與非物流關(guān)系等級(jí)的高低進(jìn)行量化，并加權(quán)求和，求出綜合相互關(guān)系。

(3)劃分關(guān)系密級(jí)

通過(guò)計(jì)算得到綜合關(guān)系分?jǐn)?shù)取之范圍為-1～7，按分?jǐn)?shù)排列得出各分?jǐn)?shù)段所占比例如表5所示。在此基礎(chǔ)上與表中推薦的綜合相互關(guān)系密級(jí)程度劃分比例進(jìn)行對(duì)比，若各等級(jí)相差太大，則需要對(duì)作業(yè)單位對(duì)之間的關(guān)系密切程度作適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，使各等級(jí)比例與相互關(guān)系密級(jí)與劃分比例推薦的比例盡量接近。

表5 綜合相互關(guān)系密級(jí)等級(jí)劃分

(4)建立作業(yè)單位綜合相互關(guān)系表

將表6中的綜合相互關(guān)系總分轉(zhuǎn)化為關(guān)系密級(jí)等級(jí)，繪制成作業(yè)單位綜合相互關(guān)系圖，如圖3所示。

圖3 作業(yè)單位綜合相互關(guān)系圖

2.3 工廠總平面布置

由于減速箱廠作業(yè)單位之間相互關(guān)系數(shù)目較多，為繪畫(huà)方便，先計(jì)算各作業(yè)單位的綜合接近程度。綜合接近程度分?jǐn)?shù)越高，說(shuō)明該作業(yè)單位越應(yīng)該靠近布置圖中心；分?jǐn)?shù)越低，說(shuō)明該作業(yè)單位應(yīng)該遠(yuǎn)離布置圖的中心，最好處于布置圖的邊緣。因此，布置設(shè)計(jì)應(yīng)該按綜合接近程度分?jǐn)?shù)高低順序進(jìn)行，即按綜合接近程度分?jǐn)?shù)高低順序來(lái)布置作業(yè)單位順序。各作業(yè)單位布置順序依次為：①機(jī)加工車(chē)間；②組裝車(chē)間；③原材料庫(kù)；④精密車(chē)間；⑤鑄造車(chē)間；⑥半成品庫(kù)；⑦精密車(chē)間；⑧成品庫(kù)；⑨熱處理車(chē)間；⑩鍛造車(chē)間；1111設(shè)備維修車(chē)間。

在繪制作業(yè)單位位置關(guān)系圖時(shí)，作業(yè)單位之間的相互關(guān)系用表6所示的連線類(lèi)型來(lái)表示。為了繪制簡(jiǎn)便，用“○”內(nèi)標(biāo)注號(hào)碼來(lái)表示作業(yè)單位，而不嚴(yán)格地區(qū)分作業(yè)單位的性質(zhì)。減速箱廠作業(yè)單位位置相關(guān)圖如圖4所示。

表6 關(guān)系密級(jí)表示法

選取繪制比例1∶1000，繪制單位為mm，減速箱廠作業(yè)單位面積相關(guān)圖，如圖5所示。

圖4 減速箱廠作業(yè)單位位置相關(guān)圖

圖5 減速箱廠作業(yè)單位面積相關(guān)圖

2.4 方案的評(píng)價(jià)與選擇

綜合考慮物流因素和非物流因素對(duì)工廠設(shè)施布局的影響，運(yùn)用加權(quán)因素法對(duì)減速箱廠進(jìn)行評(píng)價(jià)，通過(guò)計(jì)算選擇綜合評(píng)分最高的方案為工廠布局最優(yōu)方案。

3.結(jié)論

(1)運(yùn)用SLP系統(tǒng)布置設(shè)計(jì)方法對(duì)減速器廠進(jìn)行平面布置，可以有效的改善車(chē)間之間的物流量，減少重復(fù)搬運(yùn)距離，提高了工廠內(nèi)的搬運(yùn)效率。

(2)通過(guò)SLP進(jìn)行設(shè)施布置改善后，有效的減少了物流搬運(yùn)中出現(xiàn)的交叉迂回現(xiàn)象，極大的提高了車(chē)間內(nèi)的物流效率，使得設(shè)備、工人和空間得到了有效的利用，降低了產(chǎn)品成本。

(3)對(duì)工廠的布局優(yōu)化也有利于工作環(huán)境的改善，使生產(chǎn)更加安全可靠，便于管理、監(jiān)督。

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