基于SLP的艦船膳食系統(tǒng)布置優(yōu)化研究

張祥瑞

（中國(guó)船舶及海洋工程設(shè)計(jì)研究院 上海200011）

引 言

膳食處所是保證艦員精力充沛，提高戰(zhàn)斗力的重要條件之一。隨著我國(guó)水面艦船設(shè)計(jì)技術(shù)的不斷發(fā)展以及人們生活水平的日益提高，膳食處所在艦船總體設(shè)計(jì)中受到越來(lái)越多的重視，膳食處所主要包括膳食加工艙室、膳食分配艙室、餐廳等，這些艙室的優(yōu)化設(shè)計(jì)研究對(duì)提高我國(guó)水面艦船戰(zhàn)斗力、適應(yīng)海軍現(xiàn)代化建設(shè)具有重要意義。

目前國(guó)內(nèi)外眾多學(xué)者對(duì)艙室布局的方法展開(kāi)研究，較常用的有流程圖、圖解法及系統(tǒng)布置設(shè)計(jì)（Systematic Layout Planning，SLP）方法等［1］。SLP法通過(guò)物流分析與作業(yè)單位關(guān)系密切程度分析相結(jié)合求得合理布置的技術(shù)，在布置設(shè)計(jì)領(lǐng)域有著極其廣泛的應(yīng)用［2］。劉旺盛等人擴(kuò)展了 SLP法在動(dòng)態(tài)性方面的歷史局限性，進(jìn)一步改進(jìn)了以往研究［3］。然而，膳食艙室布置涉及的因素較多，應(yīng)根據(jù)艦船的特點(diǎn)，充分利用空間，關(guān)注作業(yè)流程，按照系統(tǒng)的功能進(jìn)行設(shè)計(jì)和布置，最大限度地滿足艦艇士兵士官膳食要求，充分發(fā)揮膳食系統(tǒng)的效能［4］。SLP方法通過(guò)明確的設(shè)計(jì)程序進(jìn)行布置設(shè)計(jì)，對(duì)艦船的膳食艙室布置有很強(qiáng)的實(shí)踐應(yīng)用性。

因此，本文利用SLP方法，根據(jù)作業(yè)單位間相互關(guān)系密切程度進(jìn)行艦船的膳食艙室布置，并用仿真分析的方法對(duì)方案進(jìn)行評(píng)價(jià)。

1 SLP法布置設(shè)計(jì)

利用SLP法進(jìn)行艦船膳食系統(tǒng)艙室布置時(shí)，綜合考慮影響艦船膳食艙室布局的因素，如舒適性、空間利用率等，以搬運(yùn)距離最小為目標(biāo)，降低搬運(yùn)費(fèi)用，同時(shí)保證物料流動(dòng)的順暢性。

進(jìn)行布置時(shí)，首先根據(jù)艦船的人員編制和艦船膳食需求特點(diǎn)，確定膳食系統(tǒng)相應(yīng)配置主要功能區(qū)及功能，如表1所示。

表1 艦船膳食系統(tǒng)功能區(qū)

其次，利用SLP法對(duì)作業(yè)單位相互關(guān)系進(jìn)行分析，包括物流與非物流關(guān)系。物流分析是艙室及設(shè)備布置的重要依據(jù)，但由于船舶膳食系統(tǒng)的服務(wù)性要求較高，非物流分析也是相當(dāng)重要。膳食系統(tǒng)設(shè)施的平面布局與一般工業(yè)物流設(shè)施布局相比，除關(guān)注物流效率外，更關(guān)注于食品加工工藝流程的合理性、食品的安全性和衛(wèi)生性，以保證食品的衛(wèi)生和質(zhì)量。本文主要考慮的因素有工藝流程的連續(xù)性、工作聯(lián)系頻繁程度等。以符號(hào)A、E、I、O、U、X來(lái)表示相互關(guān)系的強(qiáng)度，分別表示絕對(duì)重要、特別重要、重要、一般重要、不重要、負(fù)程度。

最后為使生產(chǎn)服務(wù)系統(tǒng)的艙室及設(shè)備布置更加系統(tǒng)合理，基于對(duì)作業(yè)單位物流關(guān)系與非物流關(guān)系進(jìn)行綜合分析，得到綜合相互關(guān)系，實(shí)現(xiàn)各作業(yè)單位的合理布置。綜合相互關(guān)系需要對(duì)物流關(guān)系表和非物流關(guān)系表進(jìn)行定量處理，并根據(jù)相對(duì)重要性確定加權(quán)比例。

2 艦船膳食系統(tǒng)布置優(yōu)化

2.1 物流關(guān)系分析

根據(jù)膳食系統(tǒng)各功能區(qū)（表1）之間的物流相關(guān)性分析，得到作業(yè)單位物流相關(guān)關(guān)系圖（如圖1所示）。

圖1 作業(yè)單位物流相關(guān)關(guān)系

進(jìn)行布置時(shí)，從物流系統(tǒng)優(yōu)化角度講，物流相關(guān)表中物流強(qiáng)度等級(jí)高的作業(yè)單位之間的距離應(yīng)盡量縮小即彼此相互接近，而物流強(qiáng)度等級(jí)低的作業(yè)單位之間的距離可以適當(dāng)加大。由物流相關(guān)關(guān)系表得到物流相關(guān)關(guān)系圖，如圖2所示。

圖2 作業(yè)單位物流相關(guān)關(guān)系圖

2.2 非物流關(guān)系分析

依據(jù)影響各個(gè)作業(yè)單位相互關(guān)系的因素，確定作業(yè)單位相互關(guān)系的等級(jí)，得到非物流相關(guān)關(guān)系圖，如圖3所示。

圖3 作業(yè)單位非物流相關(guān)關(guān)系

2.3 綜合關(guān)系分析

在船舶膳食服務(wù)系統(tǒng)中，根據(jù)物流與非物流關(guān)系對(duì)系統(tǒng)的服務(wù)水平的影響程度，本文確定二者的權(quán)重比為1∶1，加權(quán)得到綜合相互關(guān)系圖，如圖4所示。

圖4 作業(yè)單位綜合相互關(guān)系

根據(jù)作業(yè)單位綜合相互關(guān)系表，得到作業(yè)單位的位置相關(guān)圖，如圖5所示。綜合接近程度分值越高，該作業(yè)單位越靠近布置圖的中心位置；分值越低，該作業(yè)單位越處于布置圖的邊緣位置。

圖5 作業(yè)單位位置相關(guān)圖

由作業(yè)單位位置相關(guān)圖和作業(yè)單位面積，得到作業(yè)單位面積相關(guān)圖，如下頁(yè)圖6所示。

圖6 作業(yè)單位面積相關(guān)圖

3 布置方案及評(píng)價(jià)

基于以上SLP法的分析，考慮多種因素的限制影響，得到艦船膳食系統(tǒng)布置平面圖，如圖7所示。

圖7 膳食系統(tǒng)設(shè)施平面布置圖

本文利用Flexsim軟件對(duì)SLP法的膳食系統(tǒng)艙室及設(shè)備布置方案進(jìn)行仿真，從仿真結(jié)果可以直觀看到布置效果，利于找出影響膳食系統(tǒng)設(shè)施布置的瓶頸環(huán)節(jié)，彌補(bǔ)SLP法的不足，從而提高了設(shè)計(jì)效率，為艦船提供更完善的設(shè)施布置方案。

仿真模型的部分三維圖如圖8所示。由仿真結(jié)果可知，該布置方案有效提高物流效率，充分利用船舶空間，保證了工作環(huán)境的舒適性和安全性。

圖8 三維仿真圖

4 結(jié) 論

本文利用SLP法，對(duì)艦船膳食系統(tǒng)布置進(jìn)行實(shí)證研究，在保證物流搬運(yùn)的流暢性前提下，以搬運(yùn)距離最小為目標(biāo)，優(yōu)化膳食系統(tǒng)艙室布置。通過(guò)分析艦船膳食系統(tǒng)各個(gè)作業(yè)區(qū)間的物流與非物流的相關(guān)關(guān)系，得到合理的布置方案，并用仿真分析方法驗(yàn)證該方案的合理性和有效性，從而表明該方案能有效降低物流成本，提高工作效率。

［1］ 楊曉英，賈曉燕，魏先亮.基于Flexsim的設(shè)施布置方法的改進(jìn)研究［J］.物流科技，2009（7）: 86-88.

［2］ 劉光富，陳曉莉.系統(tǒng)布置設(shè)計(jì)在生產(chǎn)系統(tǒng)優(yōu)化中的應(yīng)用［J］.工業(yè)工程與管理，2008（3）: 125-128.

［3］ 劉旺盛，系統(tǒng)布置設(shè)計(jì)——SLP法的改進(jìn)研究［J］.物流技術(shù)與應(yīng)用，2006（11）：90-97.

［4］ 張廣磊.大型艦船艙室劃分與布置研究［D］.哈爾濱:哈爾濱工程大學(xué)，2010.