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某生产车间物流设施布置分析与设计


工业工程

现代制造工程( Modern Manufacturing Engineering)

2011 年第 8 期

某生产车间物流设施布置分析与设计
李琴, 李泽蓉 ( 攀枝花学院机电工程学院, 攀枝花 617000 )

*

摘要: 通过对某生产车间的设施布置进行分析, 找出了存在的问题, 运用系统布置设计( SLP ) 方法对车间进行物流和非 物流关系分析, 并设计出最佳的布置方案, 使车间达到了物流顺畅和搬运路线最短, 空间和资源得到了有效地利用, 提 高了企业的生产效率。 关键词: 设施布置; 物流; 系统布置设计; 设计 中图分类号: TH181 文献标志码: A 文章编号: 1671 —3133 ( 2011 ) 08 —0067 —04

Analysis and design of logistics facilities layout in workshop
LI Qin, LI Zerong ( School of Mechanical Electronic Eng. , Panzhihua University, Panzhihua 617000 ,Sichuan, China)
Abstract: Existing problems are found out by analyzing the facility layout of one workshop. Systematic Layout Planning ( SLP ) is and the best layout scheme of the workshop is deapplied to analyzed material and nonmaterial flow interrelation of the workshop, signed. The scheme can make the workshop attain the logistics smooth, transport a short route, and effectively utilized working room and resource. So, the purpose of improving production efficiency of the enterprise is got. Key words: facility layout; logistics; Systematic Layout Planning( SLP) ; design

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引言

即: 原材料库 1 、 划线切割区 为 15 个作业单位( 区域) , 2、 车床加工区 3 、 滚丝加工区 4 、 涂漆区 5 、 半成品区 6 、 成品储存区 7 、 数控切割区 8 、 剪板机 9 、 铣床加工区 10 、 钻床加工区 11 、 焊接作业区 12 、 槽钢切割区 13 、 百 米座架焊接区 14 和百米座架储存区 15 。 1. 2 产品工艺过程图 根据产品的制造工艺要求以及现场数据记录, 可 得其各主要组件的加工流程, 百米钢轨转向架生产工 艺过程图如图 1 所示, 图 1 中“○” 中的数字表示作业 , “?” 单位 中的数字表示存储区。百米钢轨转向架的 使用方法是: 分别将百米座架和锁紧装置运输至轨梁 厂, 与钢轨在搬运至火车车厢时配套使用, 保证钢轨 的运输质量和运输安全。 所以百米座架储存区 15 和 锁紧装置储存区 7 可以分布在两个不同的地方。图 1 中的数字 0 表示不存在的虚拟仓库, 主要是使绘图的 t。 结构完整; 流动线上的数值为物流量, 1. 3 分析车间设施布置存在的问题 根据产品工艺过程图及车间布局现状, 分析发现 车间存在的不合理问题有: 1 ) 物料搬运过程中, 往返

车间设施布局对整个生产系统的物流 、 信息流、 生产能力、 生产效率、 生产成本以及生产安全有很大 影响。合理的车间布局不仅可以优化资源, 节省物料 搬运费用, 降低设施维护及运作成本, 缩短生产周期, 还可以加快生产流程和流动资金周转。 有统计资料 表明, 在物料形成产品的总生产时间中, 真正的加工 时间只占 10% 20% , 其余时间消耗在物料运输和等 待上, 这严重影响了企业的经济效益。 因此, 对企业 车间设施布置进行分析并改进有着重要的现实意义 。

1

某生产车间设施布置的现状分析

某制造厂主要生产桥梁式起重机和百米钢轨转 向架两大类产品, 有两个生产加工车间。 其中百米钢 轨转向架的产量较大, 但该生产车间的设施布置却存 在许多问题, 导致作业效率较低。 1. 1 车间作业单位划分 根据百米钢轨转向架的生产工艺流程, 可以划分
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四川省教育厅立项课题项目( P09426 )

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2011 年第 8 期

现代制造工程( Modern Manufacturing Engineering)

表1
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

各作业单位对的物流强度及等级
物流强度 15. 1 14 17. 71 4. 58 5. 1 8. 79 4. 5 4. 7 4. 0 4. 48 4. 4 4. 3 4. 28 3. 6 3. 1 1. 6 物流强度等级 A A A E E E E E I I I I I O O O

作业单位对( 物流路线) 1 —13 13 —14 14 —15 1 —2 1 —8 6 —7 6 —12 8 —12 1 —9 2 —3 3 —4 4 —5 5 —6 9 —14 10 —12 11 —12

图1

百米钢轨转向架生产工艺过程图

交叉、 搬运次数多及路线过长。2 ) 车 间 在 制 品 暂 存 地、 废品和废料存放地过多, 工人工作地等安排不合 理。3 ) 车间设备的布置不能满足车间生产工艺流程 的要求。4 ) 设备的布置很少考虑物流活动与生产工 艺流程同步化, 在制品的停滞、 等待时间过长。5 ) 设 备的布置不符合物流流向、 物流距离短的要求。6 ) 车 间作业现场和仓库储存复杂, 过道混乱。7 ) 有些设备 不能投入产品的生产, 造成空间和资 处于停机状态, 金上的严重浪费。

根据生产转向架的工艺流程, 物流影响与其他因 素的影响基本相当, 取物流与非物流相互关系的相对 重要性比值为 1? 1 。将物流强度等级和非物流的密切 E = 3, I = 2, O = 1, U = 0, 程度等级进行量化( 取 A = 4 , X = - 1) , X 表示不希望靠近。 得出综合相互关系密 切程度量值, 再进行等级划分得到综合相互关系表, 如图 2 所示。

2
2. 1

基于 SLP 法的车间设施布置分析与改善 设计
物流强度等级

根据对工艺过程图分析, 统计存在物料搬运的各 。 作业单位对之间的物流总量 系统布置设计 ( SystemSLP) 中将物流强度转化成五个等 atic Layout Planning, E、 I、 O、 U 表示, 级, 分别用符号 A、 物流强度逐渐减少, 并按照物流路线比例或承担的物流量比例来确定, 各 作业单位对的物流强度及等级如表 1 所示。表 1 中未 因此物流强 出现的作业单位对不存在固定的物流量, 度等级为 U 级。 2. 2 作业单位综合相互关系分析 可得出作业单位物流相 根据以上物流强度分析, 2. 3
图2 综合相互关系表

作业单位位置相关图 在 SLP 中, 工厂总平面布置并不直接去考虑各作

关表。同时, 考虑工艺衔接性、 公共设施、 焊接和油漆 的影响, 以及工 作 联 系 频 繁 程 度 等 多 方 面 非 物 流 因 从而建立作业单位非物流相互关系表 。 素, 68

业单位的建筑物占地面积及其几何形状, 而是从各作 业单位间相互关系密切程度出发, 安排各作业单位之 间的相对位置。综合接近程度分值越高, 说明该作业

李琴, 等: 某生产车间物流设施布置分析与设计

2011 年第 8 期

越靠近布置图的中心位置; 综合接近程度分值越低, 说明该作业单位越应该处于布置图的边缘位置。 处 即在 SLP 分析 于中央区域的作业单位应该优先布置, E、 I、 O、 U 级别 中, 根据综合相互关系级别高低, 按 A、
表2
作业单位 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 综合接 近程度 排序 1 E /3 U /0 U /0 U /0 U /0 U /0 E /3 E /3 U /0 U /0 U /0 A /4 U /0 U /0 13 1 E /3 U /0 U /0 U /0 U /0 U /0 U /0 U /0 U /0 U /0 U /0 U /0 U /0 6 7 E /3 X/ -1 U /0 U /0 U /0 X/ -1 I /2 I /2 X/ -1 U /0 U /0 U /0 7 4 I /2 U /0 U /0 U /0 X/ -1 I /2 I /2 X/ -1 U /0 U /0 U /0 7 5 I /2 U /0 U /0 U /0 X/ -1 X/ -1 U /0 U /0 U /0 U /0 1 14 A /4 U /0 U /0 U /0 U /0 I /2 U /0 U /0 U /0 8 2 U /0 U /0 U /0 U /0 U /0 U /0 U /0 U /0 4 9 2 E /3 3 U /0 E /3 4 U /0 U /0 E /3 5 U /0 U /0 X/ -1 I /2 6 U /0 U /0 U /0 U /0 I /2 7 U /0 U /0 U /0 U /0 U /0 A /4

顺序先后确定不同级别的作业单位位置, 而同一级别 的作业单位按综合接近程度分值高低顺序来进行布 要按照综合接近程度分值高低顺序为作业 置。所以, 单位排序, 其结果如表 2 所示。
8 E /3 U /0 U /0 U /0 U /0 U /0 U /0 U /0 U /0 U /0 E /3 U /0 U /0 U /0 6 8 X/ -1 X/ -1 U /0 U /0 U /0 U /0 -1 15 O /1 I /2 U /0 X/ -1 U /0 4 10 I /2 U /0 X/ -1 U /0 4 11 U /0 U /0 U /0 7 6 A /4 U /0 8 3 A /4 4 12 4 13 9 E /3 U /0 X/ -1 X/ -1 U /0 U /0 U /0 U /0 10 U /0 U /0 I /2 I /2 X/ -1 U /0 U /0 U /0 X/ -1 11 U /0 U /0 I /2 I /2 X/ -1 U /0 U /0 U /0 X/ -1 O /1 12 U /0 U /0 X/ -1 X/ -1 U /0 I /2 U /0 E /3 U /0 I /2 I /2 13 A /4 U /0 U /0 U /0 U /0 U /0 U /0 U /0 U /0 U /0 U /0 U /0 14 U /0 U /0 X/ -1 X/ -1 U /0 U /0 U /0 U /0 U /0 X/ -1 X/ -1 U /0 A /4 15 U /0 U /0 U /0 U /0 U /0 U /0 U /0 U /0 U /0 U /0 U /0 U /0 U /0 A /4

车间综合接近程度排序结果

根据综合接近程度排序结果和作业单位位置相 关图中的作业单位关系等级的表示方式, 绘制作业单 位位置相关图, 如图 3 所示。 图 3 中的线表示重要程 度, 线数越多, 表示越重要。

图3

作业单位位置相关图

图4

作业单位面积相关图

2. 4

作业单位面积相关图

将各作业单位的占地面积与其建筑物空间几何 形状结合到作业单位位置相关图上, 就得到了作业单 位面积相关图, 如图 4 所示。

区) 来加工完成。 进行车间设施布置时, 将物流分析 综合结果即作业单位位置相关图作为重要依据, 同时, 还要考虑生产安排、 搬运工具、 运输距离、 大门位置和作 业环境等因素, 如焊接作业的电弧光会影响车间操作 工人的视力, 导致疲劳而发生安全事故; 在对螺杆进 行涂漆时, 由于油漆的气味较大, 不利于车间操作人 员的身心健康; 剪板机的振动会带来员工工作的不舒 适感等。在设施布置时要考虑这些因素的影响 。 根据现场的实际情况对车间的设施布置进行调 69

3
3. 1

车间布置的改进设计与评价

车间布置的改进设计 由于百米钢轨转向架的生产主要分布在 3 个大的 区域( 即螺杆生产区、 挡板和小垫块生产区、 座架生产

2011 年第 8 期

现代制造工程( Modern Manufacturing Engineering)

整设计, 得到改进后的布置图方案一与方案二, 如图 5、 6 。 图 所示

图5

改进后的布置图( 方案一)

图6

改进后的布置图( 方案二)

3. 2

方案的分析与选择 方案一: 与原始布置相比具有如下优点。1 ) 将涂 避免了油漆对车间作业人员 漆区布置在机加工区外, 身体的伤害; 2 ) 通过对 3 台设备位置的调整和在内部 隔离墙体开设一道小门, 使得搬运一次挡板和小垫块 从焊接作业区到机加工区的距离缩短约 120m, 降低了 另开设一道大门便于锁紧装置成 车间内部物流强度, 从而运输更加通畅。3 ) 百米座架的焊接作 品的出库, 业区和储存区 的 作 业 面 积 扩 大, 充分利用了车间面 , 积 有利于生产的扩大和工作效率的提高 。 方案二: 与方案一相比, 方案二是较为理想的方 它具备了方案一的所有优点, 且在物流以及作业 案, 环境方面都比较好, 但是需要对车间很多的设备进行 重新布置与安排, 改善成本较高, 会让企业在一段时 , 间内处于停产状态 实施的可能性较小。 若企业发展 到一定规模, 另建生产车间时, 可以参考该方案来进 行相关的车间设施布置。 经以上分析可知, 方案一为最优可行方案。

化, 从整个工艺和物流来看, 改进后可以使工艺过程 , 更流畅 同时也减少了物流强度, 缩短了加工时间和 搬运时间, 减少了运输距离, 提高了工作效率。 另外 也为其他处于停机的设备预留有足够的作业空间, 便 于企业产品变更, 增强了车间的作业柔性。
参 考 文 献: [ 1] 冯耕中. 现代物流规划理论与实践[ M] . 北京: 清华大学 2005. 出版社, [ 2] 方庆琯, M] . 北京: 机械工业 王转. 现代物流设施与规划[ 2009. 出版社, [ 3] 向号, 李明, 严兴全. 基于 SLP 的生产车间物流优化设计 [ J] . 煤矿机械, 2007 , 28 ( 12 ) : 28 - 30. [ 4] 张莹. 基于 SLP 法的某厂机加工车间设施布置研究[ J] . 2009 ( 11 ) : 36 - 37. 商场现代化, [ 5] 杨洋, J] .物 吴海辉. SLP 在某轮胎制造厂中的应用分析[ 2008 , 30 ( 12 ) : 113 - 115. 流工程与管理,

4
70

结语
运用 SLP 方法对车间设施布置进行了调整和优

作者简介: 李琴, 讲师, 硕士研究生。 Email: liqin103@ 126. com 0110 收稿日期: 2011-


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