張 丹（桂林電子科技大學(xué)商學(xué)院，廣西 桂林 541004）

基于SLP的礦用絞車機(jī)加車間設(shè)施布置優(yōu)化研究

張 丹
（桂林電子科技大學(xué)商學(xué)院，廣西 桂林 541004）

首先針對某礦用絞車公司的機(jī)加工車間現(xiàn)狀，對其設(shè)施布置、物流情況結(jié)合生產(chǎn)工藝流程進(jìn)行分析，指出現(xiàn)有設(shè)施布置存在物流效率低、布置不合理等問題。然后運(yùn)用物流分析和非物流關(guān)系分析得出機(jī)加車間的物流關(guān)系圖和非物流關(guān)系圖，形成作業(yè)單位綜合相互關(guān)系圖，從而得出不同的設(shè)施布置方案。最后，運(yùn)用因素評價(jià)法從空間利用率、搬運(yùn)路線的長短、環(huán)境的安全與舒適、輔助部門的綜合效率、管理的方便性等方面對不同方案進(jìn)行評價(jià)，得出最優(yōu)方案。與原布置情況對比，系統(tǒng)布置設(shè)計(jì)方法可效地降低物流成本、提高設(shè)備利用率。

系統(tǒng)布置設(shè)計(jì)；車間布置；物流關(guān)系

隨著國家提出中國制造2025計(jì)劃，我國制造業(yè)又面臨新一輪的挑戰(zhàn)與機(jī)遇，在發(fā)展智能制造的同時(shí)需要更加注重夯實(shí)基礎(chǔ)布局。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在一般加工企業(yè)中物流時(shí)間占生產(chǎn)周期的90%至95%，而純加工時(shí)間僅為5%，企業(yè)的在制品和物料庫存占用流動(dòng)資金達(dá)到75%以上[1]。另一個(gè)值得注意的是，物料搬運(yùn)和運(yùn)輸?shù)某杀菊贾圃炜偝杀镜?0%至50%，而且許多工傷事故多來自物料搬運(yùn)[2]。因此針對生產(chǎn)物流的研究就顯得非常有必要，目前許多學(xué)者針對車間內(nèi)物流做了許多研究。郭麗杰介紹了運(yùn)用設(shè)施選址和布置的方法對煤礦總平面布置及車間布置時(shí)進(jìn)行了細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)，實(shí)踐證明科學(xué)的運(yùn)用選址和布置可以提高經(jīng)濟(jì)效益[3]。鄭松濤針對風(fēng)電塔筒制造的工藝特點(diǎn),采用了系統(tǒng)布置設(shè)計(jì)法（SLP）對某風(fēng)電塔筒廠區(qū)進(jìn)行設(shè)施布置，并通過評價(jià)驗(yàn)證了SLP法在風(fēng)電塔筒廠區(qū)布置設(shè)計(jì)中的應(yīng)用效果[4]。楊建華介紹提出了基于SLP和SHA結(jié)合的企業(yè)物流系統(tǒng)平面再布置設(shè)計(jì)分析方法，并應(yīng)用該方法對部門內(nèi)設(shè)施及物流系統(tǒng)進(jìn)行再布置設(shè)計(jì)及評估，結(jié)果表明。新的方法使車間物流更加順暢、運(yùn)輸路線縮短、縮短生產(chǎn)周期和降低生產(chǎn)成本[5]。鞏濟(jì)民則研究了歐洲不同時(shí)期鑄鐵熔煉車間布置，并以克里斯蒂羅鑄造廠和德國梅特曼鑄造廠為例，分析了我國企業(yè)車間布置與國外的差距，指出國外企業(yè)在設(shè)施布置方面還有許多地方值得國內(nèi)企業(yè)學(xué)習(xí)[6]。

文章以某礦用絞車加工企業(yè)的生產(chǎn)車間為例，結(jié)合產(chǎn)品的生產(chǎn)加工工藝，從設(shè)施布置、物流效率以及設(shè)備利用率等方面對機(jī)加車間進(jìn)行分析，對得出的不同結(jié)果應(yīng)用因素評價(jià)法進(jìn)行評價(jià)，從而得出最優(yōu)的設(shè)施布置方案。通過科學(xué)的SLP實(shí)施流程，得到合理的設(shè)施布置方案，表明SLP是設(shè)施布置與優(yōu)化的科學(xué)方法，具有非常強(qiáng)的實(shí)用性。

1 系統(tǒng)布置設(shè)計(jì)方法的原理及方法論

在SLP法中，繆瑟將研究工廠布置問題的依據(jù)和切入點(diǎn)歸納為五個(gè)基本要素，它們分別是P-產(chǎn)品、Q-產(chǎn)量、R-工藝過程、S-輔助服務(wù)部門以及 T-時(shí)間，這五個(gè)因素是生產(chǎn)過程中必不可少的因素，因此分析設(shè)施布置的時(shí)候要從這些方面分析。

第一步：進(jìn)行P-Q分析確定設(shè)備布置形式，P-Q圖直觀地反映了P-Q與設(shè)備布置形式的關(guān)系。根據(jù)產(chǎn)量與產(chǎn)品的關(guān)系劃分區(qū)域，采用不同的布置類型。

第二步：作業(yè)單位物流分析

物流分析就是工廠布置設(shè)計(jì)的核心工作，它對應(yīng)布置設(shè)計(jì)問題“鑰匙”的第三個(gè)字母R（路線）。物流線路遵循兩個(gè)原則：經(jīng)過距離最小和物流成本最?。?避免迂回和避免十字交叉。作業(yè)單位物流分析通過多產(chǎn)品工藝過程表分析物流線路的現(xiàn)狀得出作業(yè)單位相關(guān)圖。

第三步：作業(yè)單位非物流分析

作業(yè)單位相互關(guān)系表明作業(yè)單位之間活動(dòng)的頻繁程度，通常也可稱為非物流關(guān)系，非物流關(guān)系通常從以下幾個(gè)方面加以考慮：工作流程、作業(yè)性質(zhì)相似、使用相同的設(shè)備、使用同一場地、使用相同的文件檔案、使用相同的設(shè)施、使用同一組人員、工作聯(lián)系頻繁程度、監(jiān)督和管理方便、噪聲、振動(dòng)、煙塵、易燃易爆的危險(xiǎn)以及服務(wù)的頻繁和緊急程度等方面。通過專家和領(lǐng)導(dǎo)的討論，得出非物流關(guān)系相關(guān)圖。

第四步：作業(yè)單位綜合相關(guān)圖

綜合考慮作業(yè)單位間的物流關(guān)系和非物流關(guān)系，對關(guān)系等級(jí)賦予不同的分值然后確定物流與非物流相互關(guān)系的相對重要性一般用加權(quán)和表示，設(shè)任意兩個(gè)作業(yè)單位分別是 Ai和Aj,物流相互關(guān)系等級(jí)為 MRij，非物流的相互關(guān)系等級(jí)為NRij，則作業(yè)單位 Ai和 Aj之間的綜合相互關(guān)系等級(jí)度為 TRij：

第五步：評價(jià)得出最優(yōu)方案

根據(jù)綜合作業(yè)關(guān)系圖得出不同的布置方案，對各方案進(jìn)行評價(jià)，求得最優(yōu)布置方案。

2 SLP在機(jī)加車間設(shè)施布置中的應(yīng)用

2.1 機(jī)加車間生產(chǎn)現(xiàn)狀描述

產(chǎn)品-產(chǎn)量分析就是指生產(chǎn)什么，生產(chǎn)多少的問題，這個(gè)問題關(guān)系到設(shè)備布置的形式。K公司生產(chǎn)的同一類型產(chǎn)品有不同的型號(hào)，由統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可得，1至4月份的產(chǎn)品產(chǎn)量如表1所示從表中可以看出，該公司的產(chǎn)品種類多、產(chǎn)量少，因此選擇工藝原則布置。

表1 K公司產(chǎn)品-產(chǎn)量表

把產(chǎn)品分解成零件，從機(jī)加車間的角度對零件進(jìn)行分類。通過對零件的分類取帕累托最優(yōu)，得到6種零件，其工藝過程表如表2所示。

表2 零部件加工工藝過程表

總步數(shù)為122步，最少步數(shù)為60步，通過計(jì)算可以得出物流的效率為 49%。由此可見物流水平較低。同時(shí)可以看出工藝流程存在較多回路，物流路線不合理，在實(shí)際的生產(chǎn)過程中還存較多交差現(xiàn)象，極大地影響了生產(chǎn)效率。

2.2 作業(yè)單位物流關(guān)系分析

物流分析是設(shè)施布置的關(guān)鍵也是前提，其基本原則是使物流成本最小，避免迂回和十字交叉，通常包括確定物料移動(dòng)的順序和移動(dòng)量兩個(gè)方面。每條路線上的物料移動(dòng)量反映作業(yè)單位之間的相互密切程度，在一定時(shí)期內(nèi)的物料移動(dòng)量即為物流強(qiáng)度。在原車間生產(chǎn)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，根據(jù)專家評定的數(shù)據(jù)來確定物流強(qiáng)度，根據(jù)物流強(qiáng)度匯總表和物流強(qiáng)度等級(jí)劃分的依據(jù)確定各作業(yè)單位對的物流強(qiáng)度等級(jí)，如表3所示。

表3 物流強(qiáng)度分析表

各作業(yè)單位對的相互關(guān)系確定后，就可以把這些作業(yè)單位對表示在相關(guān)圖中。根據(jù)對各單位作業(yè)對的等級(jí)劃和物流強(qiáng)度分析表（見表3）分畫出各工位的物流相關(guān)圖，如圖1所示：

圖1 作業(yè)單位物流相關(guān)圖

2.3 作業(yè)單位非物流關(guān)系分析

通過考慮專家和領(lǐng)導(dǎo)意見，考慮了得出各作業(yè)單位的基準(zhǔn)相互關(guān)系，作業(yè)單位流相關(guān)圖。

表4 作業(yè)單位非物流關(guān)系表

針對K公司加工車間生產(chǎn)現(xiàn)狀，構(gòu)建作業(yè)關(guān)系相關(guān)圖如圖2所示。

圖2 作業(yè)單位非物流關(guān)系相關(guān)圖

2.4 綜合相互關(guān)系分析

根據(jù)作業(yè)單位物流相關(guān)圖和作業(yè)單位非物流關(guān)系相關(guān)圖對各作業(yè)對關(guān)系的評級(jí)，合并兩種關(guān)系。根據(jù)公式（1）計(jì)算綜合關(guān)系評分。給定一個(gè)加權(quán)值，考慮生產(chǎn)實(shí)際情況，取物流關(guān)系的權(quán)重為2，非物流關(guān)系的權(quán)重為1，然后再給各評級(jí)取分?jǐn)?shù)。A，E，I，O，U，X對應(yīng)的分?jǐn)?shù)分別為4，3，2，1，0，-1，據(jù)此計(jì)算各作業(yè)單位對綜合相互關(guān)系等級(jí)，如表5所示。

表5 各作業(yè)單位對綜合相互關(guān)系等級(jí)劃分

根據(jù)表5結(jié)果，做出作業(yè)單位綜合相關(guān)圖如圖3所示。

圖3 作業(yè)單位綜合相關(guān)圖

3 方案的評價(jià)

3.1 新方案的提出

根據(jù)作業(yè)單位綜合相關(guān)圖，運(yùn)用繆瑟線型圖法可以畫出兩種機(jī)加車間的設(shè)施布置圖。運(yùn)用線圖繪制設(shè)施布置圖時(shí)分別用4根實(shí)線、3根實(shí)線、3根實(shí)線、1根實(shí)線、1根虛線表示A、E、I、O、X，作業(yè)單位關(guān)系為U時(shí)不用線條表示。由圖3可以得到兩種比較切合實(shí)際的新方案如圖4和圖5所示。

圖4 機(jī)加車間設(shè)施布置圖方案1線圖

圖5 機(jī)加車間設(shè)施布置圖方案2線圖

3.2 新方案的評價(jià)

運(yùn)用因素評價(jià)法從空間利用率、搬運(yùn)路線的長短、環(huán)境的安全與舒適、輔助部門的綜合效率、管理的方便性五個(gè)方面對方案1和方案2進(jìn)行評價(jià)，各因素的權(quán)重以及分值采用領(lǐng)導(dǎo)和專家意見相結(jié)合的方式來確定，具體的評價(jià)過程和分指表如表6所示。

表6 評價(jià)因素及評分

綜合以上因素可知，方案2優(yōu)于方案1。實(shí)踐表明，在采用新的設(shè)施布置方案后，物流效率從49%提高到77%，物流運(yùn)行暢通，回退交叉現(xiàn)象減少，物流成本也因此降低，生產(chǎn)率也提高了15%。

4 總結(jié)

科學(xué)合理的設(shè)施布置可以有效地減少生產(chǎn)中的物流浪費(fèi)以及等待現(xiàn)象，降低生產(chǎn)成本和時(shí)間成本，提高生產(chǎn)效率。運(yùn)用SLP技術(shù)對設(shè)施布置進(jìn)行分析改善可以有效地實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)。通過在礦用絞車公司機(jī)加車間的實(shí)際應(yīng)用，體現(xiàn)出SLP在設(shè)施布置方面出色的優(yōu)點(diǎn)。在改善過程中既考慮了加工車間的物流關(guān)系，又考慮了非物流關(guān)系，通過綜合作業(yè)相關(guān)圖得出不同的設(shè)施布置方案，應(yīng)用因素分析法對不同方案進(jìn)行評價(jià)，從而得到最優(yōu)方案。從改善過程來看，SLP具有顯著的實(shí)用性。

[1] 周康渠,張瑞娟,劉紀(jì)岸,等.SLP在摩托車企業(yè)廠房布局設(shè)計(jì)研究中的應(yīng)用[J].工業(yè)工程,2011(3):101-105.

[2] 劉旺盛,蘭培真.系統(tǒng)布置設(shè)計(jì)——SLP法的改進(jìn)研究[J].物流技術(shù),2006(10):82-85.

[3] 郭麗杰,于鳳芹.天宏選煤廠總平面與車間布置設(shè)計(jì)總結(jié)[J].山東煤炭科技,2015(8):190-191,193.

[4] 楊建華,彭麗靜,楊永清.基于SLP和SHA結(jié)合的企業(yè)物流系統(tǒng)平面再布置設(shè)計(jì)[J].中國市場,2009,19:8-13.

[5] 鄭松濤,湯文成,陳昀.SLP法在風(fēng)電塔筒廠區(qū)總平面布置中的應(yīng)用[J].工業(yè)工程與管理,2010(1):116-120.

[6] 鞏濟(jì)民.歐洲不同時(shí)期鑄鐵熔煉車間布置給我們的啟示[J].現(xiàn)代鑄鐵,2016(1):19-26.

[7] 馬昌譜,嚴(yán)宗光.基于 SLP的裝配車間生產(chǎn)系統(tǒng)分析與優(yōu)化[J].物流工程與管理,2009(7):47-49.

圖4 地下河水中硝酸根濃度變化趨勢圖

總體而言，研究區(qū)地下河水中的硝酸根濃度值較低，說明該地下河未受到明顯的氮污染，但是季節(jié)性變化明顯。

5 結(jié)論

研究區(qū)內(nèi)地下河水樣中硝酸根濃度較低，監(jiān)測時(shí)間段內(nèi)硝酸根濃度均未超過國家生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。但其濃度季節(jié)性變化明顯，并且受到降雨及人類活動(dòng)影響較大。因此，巖溶區(qū)要因地制宜進(jìn)行耕種，合理施肥、控制氮肥的施用量，提高氮肥利用效率，以防氮流失污染地下水。在今后的工作中，應(yīng)注重氮的來源研究，做到有的放矢，更好的保護(hù)地下水資源。

【參考文獻(xiàn)】

[1] 袁道先,蔡桂鴻.巖溶環(huán)境學(xué)[M].重慶:重慶出版社,1988:11-126.

[2] WCED. Sustainable development and water statement on the WCED Report “Our Common Future”[J].Water International, 1989,14(3):151-152.

[3] 黃旋,陳余道.我國地下水硝酸鹽污染研究綜述[C]//馮佐海,陸有德.地球環(huán)境科學(xué):第三屆華南青年地理學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集.南寧:廣西科學(xué)技術(shù)出版社,2009:420-424.

[4] 郭芳,姜光輝,袁道先.南方巖溶區(qū)地下河主要例子濃度變化趨勢分析[J].水資源保護(hù),2008(1):16-19.

[5] 郭芳,陳坤琨,姜光輝.巖溶地下河沉積物對氨氮的等溫吸附特征[J]環(huán)境科學(xué),2011,32(2):501-507.

[6] 王松,裴建國.桂林寨底地下河硝酸根含量特征研究[J].地下水,2011,33(3):21-22.

Optimization of SLP in machine and workshop facility layout

Firstly, according to the current situation of Mine winch's machine shop, combined production process to analysis its facility layout and logistics situation and noted the presence of facilities existing facility layout is unreasonable, the lower efficiency of logistics and other issues. Then use Logistics Analysis and Non Logistics Relationship Analysis drawn the logistics diagram and non-logistics diagram of the machine shop and forming work unit comprehensive relationship diagram to arrive at a different facility layout scheme. Finally, the use of factor evaluation method to evaluate different options, obtain the optimal solution from a security space utilization, handling the length of the route, the environment and comfort, the overall efficiency of the secondary sector, ease of management, etc. By comparison with the original arrangement, the system layout design method can effectively reduce logistics costs, improve equipment utilization.

systematic layout planning; workshop layout; logistics relationship

F273

A

1008-1151(2016)11-0043-04

2016-10-10

張丹，女，陜西西安人，桂林電子科技大學(xué)商學(xué)院碩士研究生，研究方向?yàn)槲锪鞴こ?，物流系統(tǒng)規(guī)劃與設(shè)計(jì)。