基于SBM、SLP方法的機械加工車間布局研究

楊 杰 陳云雷 池 力

中國航空規劃設計研究總院有限公司 北京 100120

一 引言

高效性、高柔性、易于重構已成為車間布置設計的主要趨勢，對于提高制造企業的競爭力意義重大。生產系統的物流設計逐漸成為設計的重點，物流設計本質上屬于生產系統的布置設計。良好的布置設計不僅能提高物流效率，而且能夠簡化加工過程，有效利用設備、空間、能源以及人力資源。

因此，本文以某機械加工車間（以下簡稱機加車間）為研究對象，首先采用SBM劃分加工單元，然后基于加工單元，運用SLP優化布置設計，通過綜合運用SBM、SLP，增加設備利用率，提高生產效率。

二 基于SBM的單元劃分研究

1 工藝流程分析

機加車間典型零件工藝流程如表1。

2 分枝-并枝

1）分枝

分枝需將全部零件按工藝流程判別，得出零件工藝編碼，根據工藝編碼分為若干分級分枝組，劃入分級分枝組的零件主要工序數量一致，形成典型零件分枝。

2）并枝

并枝需按照分枝組間的相似、包容的原則合并分枝組，分枝組級別取最高分枝組級別，形成典型零件并枝結果。

表1 典型零件工藝流程

3 作業單元及設備配備

根據生產大綱、零件工藝等要素，配置作業單元及設備，形成加工單元及設備配置如表2。

表2 加工單元及設備配備

三 基于SLP的布局設計研究

SLP方法分析嚴密，步驟規范，具有很強的實踐性，是車間布局設計的主流方法，主要流程如下：

1 物流分析

物流分析的原則是成本最小、避免回流與路徑交叉。物流強度能夠反映單元間的密切程度，機加車間作業單元包括加工單元1、加工單元2、加工單元3、下料區、刀具庫、鉗工區、檢驗中心（編號1～7），分析物流強度關系，進而形成物流關系。

2 非物流分析

非物流分析亦是車間布局的重要因素，綜合考慮共用設備、信息交流頻繁度、管理方便、同組人員、同類設備維護等因素，形成非物流關系。

3 綜合相關關系

綜合相關關系兼顧物流與非物流關系，確定物流與非物流的權重，數值化物流與非物流關系等級，數值加權物流與非物流關系，數值等級化物流與非物流關系，形成作業單元綜合相關關系。

4 位置相關圖

根據綜合相互關系密切程度，確定作業單元相對位置，形成作業單元位置相關圖如圖1。

圖1 作業單元位置相關圖

5 布局有效性分析

綜合考慮設備占地、使用面積，兼顧通道設計與美觀，設計并優化形成機加車間布局。采用與原車間布局對比的方法，分析SBM、SLP布局設計方法的有效性，設備綜合利用率提升8.1%，物料搬運次數減少 10.5%、等待次數減少12.2%、儲存次數減少9.6%，機加車間生產效率顯著提升。

四 結論與展望

本文以機加車間為研究對象，采用SBM劃分、優化加工單元，提高設備的利用率；基于加工單元，運用SLP設計布局，優化車間的布置。通過綜合運用SBM、SLP方法，增加了機加設備的利用率，提高機加車間的物流效率、生產效率，證明該方法的有效性。

未來可研究深度運用SBM、SLP的特點，挖掘兩者在布置設計的優勢，由機加車間布置設計延伸至鈑金、裝配等車間的布置設計，提升制造企業的整體物流效率、生產效率。