基于SLP的某閥門生產(chǎn)車間布局優(yōu)化研究

徐天琦

(南京工業(yè)大學(xué)浦江學(xué)院，江蘇 南京 210094)

隨著當(dāng)前生產(chǎn)制造型企業(yè)物料搬運(yùn)和運(yùn)輸成本的日益提高，生產(chǎn)布局規(guī)劃是否合理已成為制約整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)運(yùn)行效率的重要因素[1]。系統(tǒng)布置設(shè)計(jì)(system layout planning，SLP)方法作為工廠生產(chǎn)布局規(guī)劃設(shè)計(jì)的一種常用方法，它提出了作業(yè)單位間相互關(guān)系密切程度量化的表示方法，是一種將物流關(guān)系分析和非物流關(guān)系分析相結(jié)合的綜合評(píng)價(jià)方法，對(duì)于企業(yè)生產(chǎn)布局的合理規(guī)劃和設(shè)計(jì)具有重要的意義[2]。

本文以某閥門生產(chǎn)制造企業(yè)為研究對(duì)象，采用SLP方法對(duì)該企業(yè)新廠區(qū)的生產(chǎn)區(qū)布置進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)，通過對(duì)新廠區(qū)各個(gè)功能區(qū)的合理布置，構(gòu)建出經(jīng)濟(jì)性和安全性兼?zhèn)涞纳a(chǎn)布局方案，對(duì)該工廠后期的生產(chǎn)運(yùn)作活動(dòng)具有深遠(yuǎn)的意義[3]。

1 企業(yè)背景分析

某企業(yè)是向全球提供閥門制造服務(wù)的專業(yè)公司，自1980年創(chuàng)建以來，發(fā)展態(tài)勢一直良好?，F(xiàn)已擁有20多個(gè)品種的主導(dǎo)產(chǎn)品，包括管線球閥、閘閥、截止閥、蝶閥、安全閥和燃?xì)饪刂崎y等工業(yè)閥門及其配套設(shè)備，廣泛應(yīng)用于石油、化工、天然氣等不同領(lǐng)域。

閘閥是該企業(yè)的主要產(chǎn)品之一，被廣泛應(yīng)用于石油化工、火力發(fā)電等油品和水蒸氣管路上作為接通或截?cái)喙苈分薪橘|(zhì)的啟閉裝置[4]，其主要特點(diǎn)有：

1)結(jié)構(gòu)緊湊，剛性好，通道流暢，流量系數(shù)小；

2)密封面采用不銹鋼和硬質(zhì)合金，使用壽命長；

3)驅(qū)動(dòng)方式為手動(dòng)、齒輪傳動(dòng)。

目前市場上閥門的需求量大幅增長，該企業(yè)的產(chǎn)能幾乎達(dá)到飽和，且現(xiàn)有廠區(qū)無法擴(kuò)建。為了滿足市場需求，企業(yè)決定建設(shè)新的廠區(qū)來擴(kuò)大閥門的產(chǎn)能。

閥門的型號(hào)多種多樣，但它們的生產(chǎn)工藝基本相似，本文以某種閥門為例分析其工藝流程圖，如圖1所示。

圖1 閥門工藝流程圖

2 基于SLP的生產(chǎn)設(shè)施規(guī)劃

2.1 作業(yè)單位分析

首先，按照該閥門工廠各部門的工作內(nèi)容將其劃分為生產(chǎn)部門、儲(chǔ)存部門、生產(chǎn)輔助管理部門。其次，將生產(chǎn)部門按其工藝特性的不同劃分為車床間、鏜床間、銑床間、鉆床間、堆焊間、研磨間、裝配間、油漆間和檢測間；倉儲(chǔ)部門按產(chǎn)品類型的不同劃分為初始的原材料倉庫和已完成的產(chǎn)成品倉庫?，F(xiàn)各作業(yè)單位的相關(guān)參數(shù)見表1。

表1 作業(yè)單位分析

在表1中，若想滿足生產(chǎn)需求，生產(chǎn)部門需求凈面積為1 852m2，該生產(chǎn)部門的通道裕度為凈面積的13%，所以生產(chǎn)部門需求總面積為2 093m2，加上油漆間的面積總共為2 293m2?？紤]到生產(chǎn)運(yùn)作過程中需要大型機(jī)械進(jìn)行搬運(yùn)，一般情況下通道面積占總生產(chǎn)面積的25%，故整個(gè)生產(chǎn)工廠的總面積為2 866.25m2。因而可得該工廠生產(chǎn)區(qū)域各部門的總面積為4 636.25 m2。一般情況下，為了更好地進(jìn)行流程管理，各部門間的目視管理等預(yù)留面積為4%，可得該工廠生產(chǎn)區(qū)總的估計(jì)面積為4 822m2。

2.2 物流關(guān)系分析

在該企業(yè)中，各閥門零部件的搬運(yùn)方式基本相似，并且大部分零部件的密度相似，所以選取質(zhì)量作為物流關(guān)系的衡量單位。根據(jù)各作業(yè)單位對(duì)之間的物流量，對(duì)物流強(qiáng)度大小進(jìn)行排序，其中物流強(qiáng)度由符號(hào)A、E、I、O、U來表示，如圖2所示。

2.3 非物流關(guān)系分析

工廠在生產(chǎn)制造過程中，除了常見的物流聯(lián)系以外，還存在著人際交往、行政管理等無法被忽視的非物流因素。根據(jù)該閥門企業(yè)的實(shí)際情況，綜合選取了作業(yè)性質(zhì)的相似性、工作和人員的相似性、工序間的頻繁聯(lián)系程度等非物流影響因素，分析計(jì)算得出的非物流相關(guān)圖如圖3所示。

圖2 物流相關(guān)圖

圖3 非物流相關(guān)圖

2.4 綜合關(guān)系分析

首先，確定出該閥門生產(chǎn)企業(yè)的物流和非物流關(guān)系的相互重要性比值為3∶1。其次，對(duì)該閥門企業(yè)作業(yè)單位間的綜合關(guān)系進(jìn)行計(jì)算，得出該企業(yè)作業(yè)單位對(duì)的綜合相關(guān)圖，如圖4所示。

圖4 綜合相關(guān)圖

2.5 位置面積相關(guān)圖繪制

根據(jù)圖4得出該企業(yè)各個(gè)作業(yè)單位對(duì)之間的綜合接近程度，據(jù)此畫出作業(yè)單位位置相關(guān)圖(圖5)，在圖5的基礎(chǔ)上，代入各個(gè)作業(yè)單位對(duì)的實(shí)際面積，得到該企業(yè)各個(gè)作業(yè)單位面積相關(guān)圖(圖6)。

圖5 位置相關(guān)圖

圖6 面積相關(guān)圖

2.6 工廠設(shè)施規(guī)劃布置方案

該閥門企業(yè)的作業(yè)單位面積相關(guān)圖(圖6)作為一個(gè)原始的平面布置圖，在此平面布局規(guī)劃設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，根據(jù)設(shè)施規(guī)劃與設(shè)計(jì)的基本原則進(jìn)行了調(diào)整和修改，進(jìn)而得到了兩個(gè)可行的設(shè)施規(guī)劃設(shè)計(jì)方案，方案的具體內(nèi)容如圖7、圖8所示。

圖7 平面布置方案一

圖8 平面布置方案二

2.7 總平面布置方案的評(píng)價(jià)和選擇

要想全面評(píng)價(jià)上述兩個(gè)方案并進(jìn)行選擇，需要考慮很多方面的影響和限制，在此采用簡單的加權(quán)因素分析法來進(jìn)行評(píng)價(jià)[5]。經(jīng)過調(diào)查研究，最終得出影響該企業(yè)系統(tǒng)布置方案設(shè)計(jì)的主要因素有：

1)儲(chǔ)存效率；

2)物料搬運(yùn)效率；

3)廠區(qū)空間利用率；

4)設(shè)備利用率；

5)物流的便利程度；

6)是否便于安全管理。

對(duì)于上述影響因素，該企業(yè)相關(guān)負(fù)責(zé)人和專家對(duì)其進(jìn)行評(píng)比，最終給每個(gè)因素一個(gè)權(quán)重和等級(jí)，權(quán)重大小為1～10，等級(jí)與分?jǐn)?shù)對(duì)應(yīng)關(guān)系為：A為4分，E為3分，I為2分，O為1分，U為0分。將各個(gè)影響因素的權(quán)重分別乘以各自的等級(jí)分?jǐn)?shù)再相加，其中得分最高的設(shè)施布置方案為最優(yōu)方案。具體排序結(jié)果見表2。

表2 方案排序結(jié)果

通過對(duì)表2中各個(gè)影響因素進(jìn)行分析比較，得出方案一的分?jǐn)?shù)高于方案二的結(jié)論。由于表2中各個(gè)影響因素本身又都具有望大的特性，因此設(shè)施布置方案一是該工廠的優(yōu)選方案。

3 結(jié)束語

本文利用SLP方法對(duì)某閥門制造企業(yè)進(jìn)行工廠的系統(tǒng)布置設(shè)計(jì)，最終得到了平面布置方案。該方案不僅可以減少物料搬運(yùn)時(shí)間，同時(shí)還能為該閥門企業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)效率的提高提供一個(gè)有效合理的環(huán)境。

參考文獻(xiàn)：

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