摘 要：本文針對(duì)傳統(tǒng)系統(tǒng)布置設(shè)計(jì)（Systematic Layout Planning，SLP）的一些缺陷，提出便于手工計(jì)算的改進(jìn)型SLP法，并對(duì)保溫杯企業(yè)設(shè)備布局進(jìn)行分析及優(yōu)化，幫助保溫杯企業(yè)降低成本。

關(guān)鍵詞：系統(tǒng)布置設(shè)計(jì) 物流關(guān)聯(lián)程度 非物流關(guān)聯(lián)程度 啟發(fā)式算法

中圖分類號(hào)：F2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2012）12（b）-0156-02

保溫杯行業(yè)是一個(gè)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈，但是產(chǎn)品結(jié)構(gòu)創(chuàng)新困難的產(chǎn)業(yè)。為了能進(jìn)一步增加企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力，必須從提高生產(chǎn)效率和降低生產(chǎn)成本兩個(gè)方面進(jìn)行深入研究，幫助企業(yè)獲得競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。本文在對(duì)保溫杯企業(yè)的實(shí)際情況進(jìn)行收集和分析后，從設(shè)備布局這個(gè)角度出發(fā)，對(duì)保溫杯企業(yè)進(jìn)行了深入的研究，幫助企業(yè)優(yōu)化生產(chǎn)布局。

1 設(shè)備布局

設(shè)備布局是當(dāng)前工業(yè)設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要項(xiàng)目。它是指在一個(gè)給定的設(shè)施范圍內(nèi)，對(duì)多個(gè)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)單元進(jìn)行位置安排[1]。設(shè)備布局共有四種類型：（1）工藝導(dǎo)向布局；（2）產(chǎn)品導(dǎo)向布局；（3）固定位置布局；（4）混合布局[2]。這四種布局各有優(yōu)缺點(diǎn)，在做企業(yè)布局設(shè)計(jì)時(shí)，需要針對(duì)企業(yè)實(shí)際情況，選擇最合適的方法。

針對(duì)保溫杯市場(chǎng)的特點(diǎn)，保溫杯企業(yè)必須能夠快速調(diào)整自己的產(chǎn)線，在較短時(shí)間內(nèi)生產(chǎn)出具有自己特色的產(chǎn)品，因此工藝導(dǎo)向布局是比較適合保溫杯企業(yè)的。

2 SLP（Systematic Layout Planning）方法

系統(tǒng)設(shè)施規(guī)劃布置方法SLP（systematic layout planning）是一種經(jīng)典的設(shè)備布局方法，由美國(guó)的繆瑟（Muther）和海爾斯（Hales）提出[3]。該方法以生產(chǎn)企業(yè)的生產(chǎn)流程和物流量為基礎(chǔ)，通過對(duì)作業(yè)單位物流與非物流的相互關(guān)系分析，制作出一套表達(dá)力極強(qiáng)的圖例符號(hào)和簡(jiǎn)明表格，并基于這些條理清晰的信息對(duì)企業(yè)的設(shè)備進(jìn)行布置設(shè)計(jì)[4]。

SLP方法最大的優(yōu)點(diǎn)就是通過量化分析物流和非物流關(guān)系，使數(shù)據(jù)非常清晰易懂，極大方便了手工操作，幫助企業(yè)能快速的對(duì)企業(yè)設(shè)施進(jìn)行合理的布置。但是傳統(tǒng)SLP法也存在一定的缺陷，如未考慮產(chǎn)品對(duì)利潤(rùn)的貢獻(xiàn)，運(yùn)輸難度及廠房出入口設(shè)置等問題，因此為了能更加適應(yīng)保溫杯企業(yè)的分析，本文會(huì)對(duì)傳統(tǒng)的SLP法進(jìn)行進(jìn)一步的優(yōu)化。

3 改進(jìn)的SLP算法

3.1 在進(jìn)行部門間物流分析時(shí)，加入運(yùn)輸難度和產(chǎn)品對(duì)利潤(rùn)貢獻(xiàn)的分析

針對(duì)傳統(tǒng)SLP不考慮運(yùn)輸難度和利潤(rùn)貢獻(xiàn)的情況，本文通過設(shè)置一定的權(quán)數(shù)來考量這些因素。

考慮運(yùn)輸難度的物流計(jì)算公式為：

考慮產(chǎn)品對(duì)公司利潤(rùn)貢獻(xiàn)的物流計(jì)算公式為：

3.2 出入口固定情況分析

大部分的企業(yè)在進(jìn)行布局安排前，廠房的出入口就已經(jīng)確定了，因此本文會(huì)把出入口分別設(shè)定為一個(gè)不占工廠面積的單位進(jìn)行布局分析

3.3 使用excel對(duì)物流和非物流關(guān)系進(jìn)行同一量級(jí)的量化

為了使數(shù)據(jù)分析更加客觀和具有對(duì)比性，本文會(huì)把物流和非物流關(guān)系都量化到0～100這個(gè)量級(jí)，對(duì)物流關(guān)聯(lián)程度的計(jì)算公式為：

作業(yè)單位間物流關(guān)聯(lián)程度=作業(yè)單位間綜合運(yùn)輸量/Max（所有單位間綜合月運(yùn)輸量）×100

對(duì)于非物流關(guān)系，本文會(huì)在分析時(shí)直接量化到0～100這一量級(jí)。

3.4 各部門間綜合關(guān)系分析

在對(duì)保溫杯企業(yè)進(jìn)行深入研究和分析后，我們發(fā)現(xiàn)保溫杯企業(yè)物流和非物流關(guān)系一般為7∶3，因此本文在后面的保溫杯企業(yè)分析時(shí)，會(huì)以這個(gè)比例來計(jì)算最終的綜合關(guān)聯(lián)程度。計(jì)算公式為：

綜合關(guān)聯(lián)程度=作業(yè)單位間物流關(guān)聯(lián)程度×70%+非物流關(guān)聯(lián)程度×30%

3.5 基于啟發(fā)式算法的設(shè)備布置

在分析好各部門間的綜合關(guān)系后，本文首先會(huì)基于各個(gè)部門所需面積把整個(gè)廠房劃分為多個(gè)單元格，然后使用啟發(fā)式算法進(jìn)行布局，啟發(fā)式算法有以下幾步驟。

第一步：列出所有單位之間的綜合關(guān)聯(lián)程度。

第二步：以入口作為整個(gè)布局的開始，首先找出和入口關(guān)系最密切的第一個(gè)作業(yè)單位，按照這個(gè)作業(yè)單位需要的單元格數(shù)，在已經(jīng)劃分好的長(zhǎng)方形的廠房中放置該作業(yè)單位（臨近入口S）。

第三步：找出和入口及第一個(gè)確定的作業(yè)單位關(guān)系最密切的第二個(gè)作業(yè)單位，然后在長(zhǎng)方形的廠房中放置第二個(gè)作業(yè)單位，如果第二個(gè)作業(yè)單位和第一個(gè)作業(yè)單位的關(guān)聯(lián)程度高于第二個(gè)作業(yè)單位和入口的關(guān)聯(lián)程度，則第二個(gè)作業(yè)單位要臨近第一個(gè)作業(yè)單位，反之，則第二個(gè)作業(yè)單位要臨近入口，然后基于入口和已確定的作業(yè)單位和其他單位的密切程度來確認(rèn)第三個(gè)作業(yè)單位，在第三個(gè)作業(yè)單位確認(rèn)后，再次掃描和已經(jīng)放置的作業(yè)單位關(guān)系最密切的單位。這樣不斷的安排下去，最終把所有的作業(yè)單位都安排進(jìn)這個(gè)長(zhǎng)方形的廠房。在安排中還需要注意兩個(gè)點(diǎn)：（1）當(dāng)一個(gè)作業(yè)單位已經(jīng)被安排后，不管它與后面未安排得作業(yè)單位有多高的關(guān)系都不會(huì)再次安排；（2）當(dāng)和作業(yè)單位關(guān)系最密切的單位是出口時(shí)，要按照出口的實(shí)際位置作出相應(yīng)的調(diào)整，保證整個(gè)設(shè)備的布局是實(shí)際和合理的。

3.6 評(píng)估和確定最終方案

在得到初步的設(shè)計(jì)方案后，需要進(jìn)一步分析限制條件和評(píng)估初步方案，并最終確認(rèn)最終方案。

4 利用改進(jìn)的SLP方法優(yōu)化保溫杯企業(yè)布局

下面我們就會(huì)使用前面介紹的改進(jìn)的SLP法對(duì)某保溫杯企業(yè)布局進(jìn)行優(yōu)化。

4.1 保溫企業(yè)資料收集

4.1.1 產(chǎn)品信息收集和分析

該保溫杯企業(yè)的產(chǎn)品可以分為四類。

（1）塑料單層產(chǎn)品：該類產(chǎn)品在企業(yè)中訂單數(shù)量最大，但是由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，附加值不高，對(duì)利潤(rùn)的貢獻(xiàn)也不大。組件和產(chǎn)品的運(yùn)輸方式比較簡(jiǎn)單。

（2）塑料保溫產(chǎn)品：該類產(chǎn)品在企業(yè)中占有較大的比例，由于該類產(chǎn)品具有保溫作用，對(duì)利潤(rùn)的貢獻(xiàn)比單層塑料產(chǎn)品大，運(yùn)輸難度也要稍大一點(diǎn)。

（3）不銹鋼單層產(chǎn)品：不銹鋼單層產(chǎn)品在企業(yè)中占有比較小的比例，訂單數(shù)量是最小的，但其對(duì)利潤(rùn)的貢獻(xiàn)率要大于塑料產(chǎn)品，運(yùn)輸難度也比塑料產(chǎn)品大。

（4）不銹鋼真空保溫產(chǎn)品：這類產(chǎn)品是企業(yè)中生產(chǎn)工藝最復(fù)雜的一類產(chǎn)品，訂單量大于不銹鋼單層產(chǎn)品，但是小于塑料產(chǎn)品，由于其較高的附加值，對(duì)利潤(rùn)的貢獻(xiàn)比較大，運(yùn)輸難度也是最大的。

按照產(chǎn)品的這些情況，在進(jìn)一步收集企業(yè)各部門之間的運(yùn)輸情況和生產(chǎn)情況后，我們得到表1。

4.1.2 企業(yè)部門資料收集。

按照前文所述，保溫杯企業(yè)是一個(gè)工藝布局為導(dǎo)向的企業(yè)。企業(yè)的部門都是基于工藝來劃分的。本文研究的保溫杯企業(yè)共分為11個(gè)部門，如表2所示。

為了方便后期布局處理，本文會(huì)按照表2中所示的面積，把整個(gè)長(zhǎng)方形廠房劃分為20個(gè)單元格。各個(gè)部門按照其面積占用對(duì)應(yīng)的單元格。

在完成保溫杯企業(yè)的資料收集后，本文接下來會(huì)按照改進(jìn)的SLP法來分析和優(yōu)化工廠布局

4.2 保溫杯企業(yè)各部門間綜合關(guān)系分析和布局設(shè)計(jì)

第一步：把廠房固定的出入口假設(shè)為單獨(dú)的兩個(gè)部門S和E（這兩個(gè)部門不占任何面積）。

第二步：依據(jù)3.1中的公式和各類產(chǎn)品的工藝流程分析各部門之間的物流關(guān)系。

第三步：利用excel工具按照3.3中的公式把物流關(guān)聯(lián)程度量化到0～100這一量級(jí)。

第四步：從工序，人員，管理，溝通和環(huán)境五個(gè)方面對(duì)各部門之間的非物流關(guān)系進(jìn)行分析，并且按照0，20，40，60，80，100這個(gè)六個(gè)檔次進(jìn)行量化。

第五步：依據(jù)物流及非物流關(guān)聯(lián)程度表，按照前面3.4提到的7∶3的比例，利用公式：綜合關(guān)聯(lián)程度=作業(yè)單位間物流關(guān)聯(lián)程度×70%+作業(yè)單位間非物流關(guān)聯(lián)程度×30%，計(jì)算各部門之間的關(guān)聯(lián)程度。

第六步：依據(jù)各部門之間的綜合關(guān)系，按照啟發(fā)式算法分析得表3。

第七步，依據(jù)上表3和表2中各部門的面積情況，進(jìn)行布局安排。

在進(jìn)行初步放置后，我們總共得到了7個(gè)方案，但是考慮到電解拋光部門是一個(gè)高污染的部門，不能放置在廠房的內(nèi)部，而最終的裝配車間需要遠(yuǎn)離斷料，沖壓和整形車間，最終我們得到了下面的布局方案（如表4）。

5 評(píng)估優(yōu)化方案

在保溫杯企業(yè)中，各部門之間的物流成本是對(duì)總成本影響最大的一個(gè)因素，因此本文將以這個(gè)作為評(píng)估優(yōu)化結(jié)果的依據(jù)。在對(duì)原有布局和優(yōu)化后的布局進(jìn)行比對(duì)和分析后，我們發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品組件運(yùn)輸總距離從536 m降低到482 m，企業(yè)物流成本總共降低了10%。

6 結(jié)語

本文基于改進(jìn)的系統(tǒng)布置設(shè)計(jì)方法，對(duì)保溫杯企業(yè)的物流和非物流關(guān)系進(jìn)行了深入的分析，并且利用啟發(fā)式算法，進(jìn)行布局優(yōu)化，最后通過對(duì)運(yùn)輸總距離的分析，評(píng)估了優(yōu)化方案，確定了其有效性。該方法不僅可以使用在保溫杯企業(yè)，也可對(duì)其他行業(yè)具有普遍的借鑒意義。

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