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[摘 要]首先介绍了应用SLP法和SHA法进行平面布置设计的过程及基本要素分析、物流分析、程序分析和相互关系分析等,提出了基于SLP和SHA结合的企业物流系统平面再布置设计分析方法;然后以某企业为研究对象,对其生产过程及物流情况进行分析研究,以物流搬运量最低为目标,应用SLP和SHA的方法对部门内设施及物流系统进行再布置设计及评估,通过对比,得出了车间物流更加顺畅、运输路线缩短、缩短生产周期和降低生产成本。
[关键词]系统布置设计;系统搬运分析;平面再布置;物流系统分析
[中图分类号]F252 [文献标识码]A [文章编号]1005-6432(2009)19-0008-06
1 引 言
一个良好的设施布置设计可以使物料搬运的成本最低,使人员走动的距离最短,从而使办事效率最高。通常物料搬运和运输的成本约占制造业总成本的20%~50%,同时许多工伤事故来源于物料搬运。而物流中心的设施布置设计,关系到物流中心的建设能够减少不必要的投资,减少物料搬运,减少运营成本,能够提高生产效率,能够有效地利用空间、设备人员和能源,为职工提供方便、舒适安全的生产条件,使其较好地发挥经济效益和社会效益。若设施布置设计不当将会对日后的经营运作产生极其不利的影响。
理查德•缪瑟(R.Muther)提出的一种工厂布置方法—SLP(System Layout Planning,SLP)法,提出了作业相关单位相互关系密集表示法,使布置设计由定性阶段发展到定量阶段。因其在定量设计等方面的优势受到广大工业工程师的青睐,因此已发展成为一种较具代表性的工厂布置方法。Russell D M和Gau K Y提出了平面设施布置的流程图法,从各种产品的生产流程角度进行设施布置。Gomez A等人将遗传算法引入了平面设施布置的计算中,开创了平面设施布置的新思路。相应的国内的琚科昌和叶慕静分别从流程型制造企业和引入遗传算法的角度在国内企业中进行了实践和扩展。刘旺盛等人针对SLP方法的历史局限性在动态性方面进行了相应的改进,但不全面。
为了适应从大批量少品种向多品种小批量或大规模定制生产转换,竞争的焦点从价格的竞争过渡到以客户快速反应准时供货等方面的竞争,就需要在经验性劳动的基础上对工作内容加以量化评估,并逐步深化量化内容,以保证工厂设计最优。本文正是基于此目的,采用物流系统分析原理,先应用系统布置设计SLP方法进行定性化设计,再对物料进行系统搬运分析(System Handling Analysis,SHA)方法进行定量化评估研究,以期为工艺专业改进工作方法做出有益探索。
2 基本理论介绍
2.1 SLP方法解析
2.1.1 SLP五要素
SLP方法将研究工厂布置问题的依据和切入点归纳为五个基本要素,抓住这些就是解决布置问题的“钥匙”。五个基本要素是:①P产品(材料);②Q数量(产量);③R生产路线(工艺过程顺序);④S辅助部门(包括服务部门);⑤T时间(时间安排)。
P、Q两个基本要素是一切其他特征或条件的基础。只有在上述各要素充分调查研究并取得全面、准确的各项原始数据的基础上,通过绘制各种表格、数学和图形模型,有条理地细致分析和计算,才能最终求得工程布置的最佳方案。
2.1.2 SLP阶段结构
系统布置设计采用四个阶段进行,称为“布置设计四阶段”,如图1所示:
阶段Ⅰ——确定方针:无论是工厂的总体布置,还是车间的布置,都必须先确定所要布置的相应位置。
阶段Ⅱ——总体规划:在布置的区域内确定一个总体布局。要把基本物流模式和区域划分结合起来进行布置,把各个作业单位的外形及相互关系确定下来,画出一个初步区划图。
阶段Ⅲ——详细规划:把厂区的各个作业单位或车间的各个设备进行详细布置,确定其总体位置。
阶段Ⅳ——规划实施:编制施工计划,进行施工和安装。
总体区划和详细布置这两个阶段的工作是规划设计人员的主要任务。这四个阶段顺序交叉,每个阶段的成果都要经过上级批准。各阶段所需要的资料,随着阶段的进展而逐步加深。
在阶段Ⅰ前称之为预规划,主要是确定目标,进行设施要求预测、估算生产能力及需求量;阶段Ⅴ表示的是规划实施后的试运转,是对整个项目的施工、安装、试车、总结等管理工作。
2.1.3 SLP法工作程序
系统布置设计(SLP)程序如图2所示:
2.2 SHA方法解析
SHA方法适用于一切物料搬运项目,是一种条理化的分析方法。SHA方法基本内容包括:阶段构成、程序模式和图例符号。
2.2.1 SHA的四个阶段
每个搬运项目都有一定的工作过程:从最初提出目标到具体实施完成,可以分为四个阶段。
第Ⅰ阶段是外部衔接。这个阶段要弄清整个区域或所分析区域的全部物料搬运活动。在这之前,先要考虑所分析区域以外的物料搬运活动,就是把区域内具体的物料搬运问题同外界情况或外界条件联系起来考虑,这些外界情况有的是能控制的,有的是不能控制的。
第Ⅱ阶段是编制总体搬运方案。这个阶段要确定各主要区域之间的物料搬运方法。对物料搬运的基本路线系统、搬运设备大体的类型以及运输单位或容器作出总体决策。
第Ⅲ阶段是编制详细搬运方案。这个阶段要考虑每个主要区域内部各工作地点之间的物料搬运,要确定详细物料搬运方法。
第Ⅳ阶段是方案的实施。任何方案都要在实施之后才算完成。这个阶段要进行必要的准备工作,订购设备,完成人员培训,制订并实施具体搬运设施的安装计划。然后对所规划的搬运方法进行调试,验证操作规程,并对安装完毕的设施进行验收,确定它们能正常运转。
上述四个阶段是按时间顺序依次进行的。为了取得最好的效果,各阶段在时间上应有所交叉重叠。总体方案和详细方案的编制是物流系统规划设计人员的主要任务。
2.2.2 SHA要素
SHA要素进行物料系统搬运分析时所需输入的主要数据,包括:
P:产品或物料(部件、零件、商品)
Q:数量(销售量或合同订货量)
R:路线(操作顺序和加工过程)
S:后勤与服务(如库存管理、订货单管理、维修等)
T:时间因素(时间要求和操作次数)
2.2.3 SHA程序
SHA程序如图3所示:
2.3 SLP与SHA方法的相互关系
一般而言,SLP和SHA二者具有共同的目标,其出发点都是力求物流合理化,因此将两种方法互补使用,取长补短,效果更佳。
SLP重点在于空间的合理规划,使得物流路线最短,再布置是位置合理。尽可能减少物流路线的交叉、迂回、往复现象。
SHA重点在于搬运方法和手段的合理化,即根据所搬运物料的物理特征、数量以及搬运距离、速度频率等,确定合理搬运方法,选定合适的搬运设备,使搬运系统的综合指标达到最优。
需要指出的是,物流各项活动之间存在着“效益背反”的现象,因此,追求任何一项目标,都不能无视其他目标的存在。这样也才更好地结合了SLP和SHA。
3 实证研究
3.1 实例流程概况(分析阶段)
某石油机械厂的主导产品是阀门,其中止回阀产量居多,而且大多数阀门的加工生产过程与止回阀的加工生产过程很相似。所以,笔者主要研究止回阀的生产工艺过程以起到以点带面的效果。该阀的生产工艺流程如图4所示:
原材料库→热处理(调质)→机械加工车间(车)→热处理(淬火)→机械加工车间(磨)→钳工→测压→零件库→装配→试压→油漆→总检验→成品库
该生产部门主要是由机械加工车间、五金仓库、零件、成品车间、原材料库、热处理、电焊区、测压检验区、装配、油漆区、总检验区、钳工、工具库等组成。该工厂的平面布置及物流路线如图5所示:
由实例可看出:设施布局属于产品布局。产品布局是按照产品制造程序,将所有相关设备或工作,连续排列而成生产线的布局方式,其基本流程是由一个工作站移至相邻的工作站。
该车间常年稳定生产阀门,属于大量生产类型,生产工艺比较单一,其生产物流状态决定了全车间的系统状态。
目前,该厂由于产量不断增加,一方面搬运次数增加,另一方面原料在生产线的储备增加,其物流方面存在的问题就凸显出来,大大增加了运输费用和生产成本,使生产效率下降。
就该厂现状进行分析,设施再规划和减少物料搬运工作量是车间布置设计中最为重要的任务。因此,笔者先用SLP对该厂各设施布置进行重新设计规划,提出两个可行方案,然后灵活运用SHA方法通过计算物料搬运费用的差异评估出最优方案。
3.2 利用SLP原理改善车间布置(设计阶段)
通过对该车间的物流分析,在工艺条件允许的情况下,以物流搬运量最低为目标,应用物流系统分析原理与方法对该生产车间物流进行分析研究,笔者得出了作业单位之间的相互关系表1:
原因代码及含义:1—工艺需要,2—物料搬运,3—管理和后勤服务,A、E、I、O、U—SLP中物流强度(A—超高物流强度,E—特高物流强度,I—较大物流强度,O—一般物流强度,U—可忽略搬运,依次可量化为关系级数4、3、2、1、0)
经过关联性分析之后,根据不同作业区之间的定性测量值,即“接近程度”,根据关联线图法,可以简化整个布局的过程。首先,将上述作业单位相互关系的基本资料转换成“关联线图底稿”如表2所示:
按照关联线图法,分析上述底稿,整理成方块样板图6。图中方块样板用于代替各个工作区,在相对位置确定以后,即可依照各作业区的实际尺寸,完成最终的工厂布局。
但因为在某些情况下,定性关联性资料也不是布置设计的唯一依据,也要考虑工艺水平以及管理水平、人员的能力、工作条件、环境保护等多种因素,位置的设置相当主观,所以可能产生多个布局方案。因此,在条件和环境允许的情况下,进行了几次调整,对比选取了如下两个方案。
3.2.1 方案一
由于实际需要,此方案未对车间原物流图进行大范围调整,只是对在X(左)、Y(中)、Z(右)三个工作区中的工作单位的位置进行了些许变化,按照图6的方块样板进行调整,如图7所示:
3.2.2 方案二
经分析,方案一中X工作区的物流活动较多,与Y、Z两个工作区的联系都比较密切,所以试将X、Y两个工作区位置调换一下,并适当进行工作区内工作单位的内部调整,如图8所示:
图8 方案二的物流图数字代码含义与图7相同
3.3 运用SHA原理进行优化评估(评估阶段)
此阶段运用SHA原理评估以上两个比较方案,目的是要从其中选择一个较好的方案。
由前所述,物料搬运的基本内容是物料、移动和方法。因此,物料搬运分析就是分析所要搬运的物料,分析需要进行的移动和确定经济实用的物料搬运方法。
该工厂仅生产阀门,工艺较单一,可以选定工厂内搬运设备为叉车;且物流系统中物料的流动过程是均匀的、连续的、确定的。因此该工厂在不同路线上的物料搬运成本差异是可以忽略的,也就是说各条路线上的物料搬运费用与系统量距积是成正比关系的。故想要求得哪个方案较优,即哪条路线上的物料搬运费用最低,就要先求得各个方案的系统量距积和S。
方案主要采用最小系统搬运量作为目标。全过程按以下几个步骤逐步进行:
(1)通过分析计算得出各作业单位之间的总物流量(即物流强度),如表3所示:
(2)根据工厂车间原物流路线测量出各有关联工作单位之间进行物料搬运的距离,并结合实际情况估算出两个新方案中各工作单位之间进行物料搬运的距离,如表4所示:
③评价结果表明:方案一和方案二都优于原方案,方案二优势尤为明显。方案一的量距积和S比原方案小了4345;方案二的量距积和S比原方案小了25639,是原方案的66.4%,是方案一的70.4%,总工作量明显下降。所以选择方案二,该方案节省了更多的空间,明显缩短了物料搬运路线,大幅度降低了该部门的搬运成本,为降低企业生产成本起了重要作用。
新的布置设计较为综合地考虑了物流、作业单位综合接近程度及与其他设施的联系,同时,兼顾了建筑形式的美观、整洁和消防。
4结 论
SLP和SHA具有相互制约、相辅相成的关系。如前所述,良好的设施布置和合理的物料搬运系统相结合才能保证物流合理化的实现。
SLP和SHA交叉进行、互相补充。SLP是SHA的前提,对大的步骤SLP先于SHA,在设计中可以根据设备的规格尺寸和经验数据为物料搬运系统留出必要的空间。但是由于搬运设备等尚未选定,还存在一定的盲目性。当SHA设计之后,可以对SLP的结果进行修正,相互补充,使这两部分工作能得到较为完善的结合,实现比较理想的物流合理化。此例中因仅生产阀门,工艺较单一,可以选定工厂内搬运设备为叉车,所以使得盲目性降低,结果更加优化。
参考文献:
[1]张文杰,张可明.物流系统分析[M].北京:高等教育出版社,2008:231-245.
[2] Russell D M,Gau K Y. The facility layout problem:Recent and emerging trends and perspectives[J]. Journal of Manufacturing Systems,1996,15(5):351-366.
[3] Gomez A,Fernandez Q I,et al. Using genetic algorithms to resolve layout problems in facilities where there are aisle[J].International Journal of Production Economics,2003,84(3):271-282.
[4]琚科昌,王转.基于SLP的流程型制造企业物流设施布局分析方法及应用[J]. 物流技术,2006(10):79-82.
[5]叶慕静,周根贵.SLP和遗传算法结合在工厂平面布置中的应用[J]. 华东理工大学学报(自然科学版),2005(6):371-376.
[6]刘旺盛,系统布置设计——SLP法的改进研究[J].物流技术与应用,2006(11):90-97.
[7]马汉武.设施规划与物流系统设计[M].北京:高等教育出版社,2005:23-30.
[8]董海.设施规划与物流分析[M].北京:机械工业出版社,2005:89-102.
[9]林立秋.设施规划与物流中心设计.北京:清华大学出版社,2003:156-180.
[10]蔡建平,王永峰.运用物流系统分析原理进行平面布置方案评价研究[J].建筑与结构设计,2006(6):35-42.
[收稿日期] 2009-03-13
[基金项目]国家自然科学基金(No.70771061)&(No.70772027),国家软科学基金(No.2007GXS3D090),山东省科技攻关(2008GG30001003),山东省软科学基金(2007RKB234)
[作者简介] 杨建华(1973—),男,山东东营人,博士,副教授,研究方向:物流与供应链管理,战略与运营管理。
[关键词]系统布置设计;系统搬运分析;平面再布置;物流系统分析
[中图分类号]F252 [文献标识码]A [文章编号]1005-6432(2009)19-0008-06
1 引 言
一个良好的设施布置设计可以使物料搬运的成本最低,使人员走动的距离最短,从而使办事效率最高。通常物料搬运和运输的成本约占制造业总成本的20%~50%,同时许多工伤事故来源于物料搬运。而物流中心的设施布置设计,关系到物流中心的建设能够减少不必要的投资,减少物料搬运,减少运营成本,能够提高生产效率,能够有效地利用空间、设备人员和能源,为职工提供方便、舒适安全的生产条件,使其较好地发挥经济效益和社会效益。若设施布置设计不当将会对日后的经营运作产生极其不利的影响。
理查德•缪瑟(R.Muther)提出的一种工厂布置方法—SLP(System Layout Planning,SLP)法,提出了作业相关单位相互关系密集表示法,使布置设计由定性阶段发展到定量阶段。因其在定量设计等方面的优势受到广大工业工程师的青睐,因此已发展成为一种较具代表性的工厂布置方法。Russell D M和Gau K Y提出了平面设施布置的流程图法,从各种产品的生产流程角度进行设施布置。Gomez A等人将遗传算法引入了平面设施布置的计算中,开创了平面设施布置的新思路。相应的国内的琚科昌和叶慕静分别从流程型制造企业和引入遗传算法的角度在国内企业中进行了实践和扩展。刘旺盛等人针对SLP方法的历史局限性在动态性方面进行了相应的改进,但不全面。
为了适应从大批量少品种向多品种小批量或大规模定制生产转换,竞争的焦点从价格的竞争过渡到以客户快速反应准时供货等方面的竞争,就需要在经验性劳动的基础上对工作内容加以量化评估,并逐步深化量化内容,以保证工厂设计最优。本文正是基于此目的,采用物流系统分析原理,先应用系统布置设计SLP方法进行定性化设计,再对物料进行系统搬运分析(System Handling Analysis,SHA)方法进行定量化评估研究,以期为工艺专业改进工作方法做出有益探索。
2 基本理论介绍
2.1 SLP方法解析
2.1.1 SLP五要素
SLP方法将研究工厂布置问题的依据和切入点归纳为五个基本要素,抓住这些就是解决布置问题的“钥匙”。五个基本要素是:①P产品(材料);②Q数量(产量);③R生产路线(工艺过程顺序);④S辅助部门(包括服务部门);⑤T时间(时间安排)。
P、Q两个基本要素是一切其他特征或条件的基础。只有在上述各要素充分调查研究并取得全面、准确的各项原始数据的基础上,通过绘制各种表格、数学和图形模型,有条理地细致分析和计算,才能最终求得工程布置的最佳方案。
2.1.2 SLP阶段结构
系统布置设计采用四个阶段进行,称为“布置设计四阶段”,如图1所示:
阶段Ⅰ——确定方针:无论是工厂的总体布置,还是车间的布置,都必须先确定所要布置的相应位置。
阶段Ⅱ——总体规划:在布置的区域内确定一个总体布局。要把基本物流模式和区域划分结合起来进行布置,把各个作业单位的外形及相互关系确定下来,画出一个初步区划图。
阶段Ⅲ——详细规划:把厂区的各个作业单位或车间的各个设备进行详细布置,确定其总体位置。
阶段Ⅳ——规划实施:编制施工计划,进行施工和安装。
总体区划和详细布置这两个阶段的工作是规划设计人员的主要任务。这四个阶段顺序交叉,每个阶段的成果都要经过上级批准。各阶段所需要的资料,随着阶段的进展而逐步加深。
在阶段Ⅰ前称之为预规划,主要是确定目标,进行设施要求预测、估算生产能力及需求量;阶段Ⅴ表示的是规划实施后的试运转,是对整个项目的施工、安装、试车、总结等管理工作。
2.1.3 SLP法工作程序
系统布置设计(SLP)程序如图2所示:
2.2 SHA方法解析
SHA方法适用于一切物料搬运项目,是一种条理化的分析方法。SHA方法基本内容包括:阶段构成、程序模式和图例符号。
2.2.1 SHA的四个阶段
每个搬运项目都有一定的工作过程:从最初提出目标到具体实施完成,可以分为四个阶段。
第Ⅰ阶段是外部衔接。这个阶段要弄清整个区域或所分析区域的全部物料搬运活动。在这之前,先要考虑所分析区域以外的物料搬运活动,就是把区域内具体的物料搬运问题同外界情况或外界条件联系起来考虑,这些外界情况有的是能控制的,有的是不能控制的。
第Ⅱ阶段是编制总体搬运方案。这个阶段要确定各主要区域之间的物料搬运方法。对物料搬运的基本路线系统、搬运设备大体的类型以及运输单位或容器作出总体决策。
第Ⅲ阶段是编制详细搬运方案。这个阶段要考虑每个主要区域内部各工作地点之间的物料搬运,要确定详细物料搬运方法。
第Ⅳ阶段是方案的实施。任何方案都要在实施之后才算完成。这个阶段要进行必要的准备工作,订购设备,完成人员培训,制订并实施具体搬运设施的安装计划。然后对所规划的搬运方法进行调试,验证操作规程,并对安装完毕的设施进行验收,确定它们能正常运转。
上述四个阶段是按时间顺序依次进行的。为了取得最好的效果,各阶段在时间上应有所交叉重叠。总体方案和详细方案的编制是物流系统规划设计人员的主要任务。
2.2.2 SHA要素
SHA要素进行物料系统搬运分析时所需输入的主要数据,包括:
P:产品或物料(部件、零件、商品)
Q:数量(销售量或合同订货量)
R:路线(操作顺序和加工过程)
S:后勤与服务(如库存管理、订货单管理、维修等)
T:时间因素(时间要求和操作次数)
2.2.3 SHA程序
SHA程序如图3所示:
2.3 SLP与SHA方法的相互关系
一般而言,SLP和SHA二者具有共同的目标,其出发点都是力求物流合理化,因此将两种方法互补使用,取长补短,效果更佳。
SLP重点在于空间的合理规划,使得物流路线最短,再布置是位置合理。尽可能减少物流路线的交叉、迂回、往复现象。
SHA重点在于搬运方法和手段的合理化,即根据所搬运物料的物理特征、数量以及搬运距离、速度频率等,确定合理搬运方法,选定合适的搬运设备,使搬运系统的综合指标达到最优。
需要指出的是,物流各项活动之间存在着“效益背反”的现象,因此,追求任何一项目标,都不能无视其他目标的存在。这样也才更好地结合了SLP和SHA。
3 实证研究
3.1 实例流程概况(分析阶段)
某石油机械厂的主导产品是阀门,其中止回阀产量居多,而且大多数阀门的加工生产过程与止回阀的加工生产过程很相似。所以,笔者主要研究止回阀的生产工艺过程以起到以点带面的效果。该阀的生产工艺流程如图4所示:
原材料库→热处理(调质)→机械加工车间(车)→热处理(淬火)→机械加工车间(磨)→钳工→测压→零件库→装配→试压→油漆→总检验→成品库
该生产部门主要是由机械加工车间、五金仓库、零件、成品车间、原材料库、热处理、电焊区、测压检验区、装配、油漆区、总检验区、钳工、工具库等组成。该工厂的平面布置及物流路线如图5所示:
由实例可看出:设施布局属于产品布局。产品布局是按照产品制造程序,将所有相关设备或工作,连续排列而成生产线的布局方式,其基本流程是由一个工作站移至相邻的工作站。
该车间常年稳定生产阀门,属于大量生产类型,生产工艺比较单一,其生产物流状态决定了全车间的系统状态。
目前,该厂由于产量不断增加,一方面搬运次数增加,另一方面原料在生产线的储备增加,其物流方面存在的问题就凸显出来,大大增加了运输费用和生产成本,使生产效率下降。
就该厂现状进行分析,设施再规划和减少物料搬运工作量是车间布置设计中最为重要的任务。因此,笔者先用SLP对该厂各设施布置进行重新设计规划,提出两个可行方案,然后灵活运用SHA方法通过计算物料搬运费用的差异评估出最优方案。
3.2 利用SLP原理改善车间布置(设计阶段)
通过对该车间的物流分析,在工艺条件允许的情况下,以物流搬运量最低为目标,应用物流系统分析原理与方法对该生产车间物流进行分析研究,笔者得出了作业单位之间的相互关系表1:
原因代码及含义:1—工艺需要,2—物料搬运,3—管理和后勤服务,A、E、I、O、U—SLP中物流强度(A—超高物流强度,E—特高物流强度,I—较大物流强度,O—一般物流强度,U—可忽略搬运,依次可量化为关系级数4、3、2、1、0)
经过关联性分析之后,根据不同作业区之间的定性测量值,即“接近程度”,根据关联线图法,可以简化整个布局的过程。首先,将上述作业单位相互关系的基本资料转换成“关联线图底稿”如表2所示:
按照关联线图法,分析上述底稿,整理成方块样板图6。图中方块样板用于代替各个工作区,在相对位置确定以后,即可依照各作业区的实际尺寸,完成最终的工厂布局。
但因为在某些情况下,定性关联性资料也不是布置设计的唯一依据,也要考虑工艺水平以及管理水平、人员的能力、工作条件、环境保护等多种因素,位置的设置相当主观,所以可能产生多个布局方案。因此,在条件和环境允许的情况下,进行了几次调整,对比选取了如下两个方案。
3.2.1 方案一
由于实际需要,此方案未对车间原物流图进行大范围调整,只是对在X(左)、Y(中)、Z(右)三个工作区中的工作单位的位置进行了些许变化,按照图6的方块样板进行调整,如图7所示:
3.2.2 方案二
经分析,方案一中X工作区的物流活动较多,与Y、Z两个工作区的联系都比较密切,所以试将X、Y两个工作区位置调换一下,并适当进行工作区内工作单位的内部调整,如图8所示:
图8 方案二的物流图数字代码含义与图7相同
3.3 运用SHA原理进行优化评估(评估阶段)
此阶段运用SHA原理评估以上两个比较方案,目的是要从其中选择一个较好的方案。
由前所述,物料搬运的基本内容是物料、移动和方法。因此,物料搬运分析就是分析所要搬运的物料,分析需要进行的移动和确定经济实用的物料搬运方法。
该工厂仅生产阀门,工艺较单一,可以选定工厂内搬运设备为叉车;且物流系统中物料的流动过程是均匀的、连续的、确定的。因此该工厂在不同路线上的物料搬运成本差异是可以忽略的,也就是说各条路线上的物料搬运费用与系统量距积是成正比关系的。故想要求得哪个方案较优,即哪条路线上的物料搬运费用最低,就要先求得各个方案的系统量距积和S。
方案主要采用最小系统搬运量作为目标。全过程按以下几个步骤逐步进行:
(1)通过分析计算得出各作业单位之间的总物流量(即物流强度),如表3所示:
(2)根据工厂车间原物流路线测量出各有关联工作单位之间进行物料搬运的距离,并结合实际情况估算出两个新方案中各工作单位之间进行物料搬运的距离,如表4所示:
③评价结果表明:方案一和方案二都优于原方案,方案二优势尤为明显。方案一的量距积和S比原方案小了4345;方案二的量距积和S比原方案小了25639,是原方案的66.4%,是方案一的70.4%,总工作量明显下降。所以选择方案二,该方案节省了更多的空间,明显缩短了物料搬运路线,大幅度降低了该部门的搬运成本,为降低企业生产成本起了重要作用。
新的布置设计较为综合地考虑了物流、作业单位综合接近程度及与其他设施的联系,同时,兼顾了建筑形式的美观、整洁和消防。
4结 论
SLP和SHA具有相互制约、相辅相成的关系。如前所述,良好的设施布置和合理的物料搬运系统相结合才能保证物流合理化的实现。
SLP和SHA交叉进行、互相补充。SLP是SHA的前提,对大的步骤SLP先于SHA,在设计中可以根据设备的规格尺寸和经验数据为物料搬运系统留出必要的空间。但是由于搬运设备等尚未选定,还存在一定的盲目性。当SHA设计之后,可以对SLP的结果进行修正,相互补充,使这两部分工作能得到较为完善的结合,实现比较理想的物流合理化。此例中因仅生产阀门,工艺较单一,可以选定工厂内搬运设备为叉车,所以使得盲目性降低,结果更加优化。
参考文献:
[1]张文杰,张可明.物流系统分析[M].北京:高等教育出版社,2008:231-245.
[2] Russell D M,Gau K Y. The facility layout problem:Recent and emerging trends and perspectives[J]. Journal of Manufacturing Systems,1996,15(5):351-366.
[3] Gomez A,Fernandez Q I,et al. Using genetic algorithms to resolve layout problems in facilities where there are aisle[J].International Journal of Production Economics,2003,84(3):271-282.
[4]琚科昌,王转.基于SLP的流程型制造企业物流设施布局分析方法及应用[J]. 物流技术,2006(10):79-82.
[5]叶慕静,周根贵.SLP和遗传算法结合在工厂平面布置中的应用[J]. 华东理工大学学报(自然科学版),2005(6):371-376.
[6]刘旺盛,系统布置设计——SLP法的改进研究[J].物流技术与应用,2006(11):90-97.
[7]马汉武.设施规划与物流系统设计[M].北京:高等教育出版社,2005:23-30.
[8]董海.设施规划与物流分析[M].北京:机械工业出版社,2005:89-102.
[9]林立秋.设施规划与物流中心设计.北京:清华大学出版社,2003:156-180.
[10]蔡建平,王永峰.运用物流系统分析原理进行平面布置方案评价研究[J].建筑与结构设计,2006(6):35-42.
[收稿日期] 2009-03-13
[基金项目]国家自然科学基金(No.70771061)&(No.70772027),国家软科学基金(No.2007GXS3D090),山东省科技攻关(2008GG30001003),山东省软科学基金(2007RKB234)
[作者简介] 杨建华(1973—),男,山东东营人,博士,副教授,研究方向:物流与供应链管理,战略与运营管理。