基于SLP的L公司廠區布局優化設計

(山東科技大學交通學院 山東 青島 266590)

一、引言

近年來，信息化和智能化發展迅速，這為制造業提出了新的要求，我國緊跟時代的步伐，提出了“中國智能制造2025”等行動綱領，各企業積極響應國家和時代號召，努力提升自身競爭力，在工業4.0時代，積極尋求創新發展、智能發展和綠色發展。

合理的系統布局對制造企業提高生產效率，節約成本有著重要的作用。系統布置設計(SLP)主要是通過調整各個影響因素，采用最佳的作業流程來使得各個要素有效運作，各項資源利用最合理、最經濟、最有效[1]。Flexsim系統仿真技術則可以進行仿真分析，研究系統布局的有效性和合理性。因此，采用SLP方法，研究廠區的布置問題，具有重要的現實意義[2]。

二、L公司現狀分析

(一)公司現狀。L公司是一家歷史悠久的紡織企業，多年來一直緊跟時代步伐，積極改革創新，在多次的產業擴展和企業改革中，公司規模不斷擴大，公司主營業務也從最開始的紡紗逐步發展為集紡紗、漂染、織造、制衣于一體的全方位紡織企業。L公司現有服裝種類上百種，總體可分為普通面料服裝和特殊面料服裝兩大類，二者的主要區別表現在織造成為布匹后，特殊面料服裝需要增加整理步驟，將普通面料整理為特殊面料，其工藝流程圖如圖1所示。公司在擴大廠區過程中，主要以原始廠區為基礎，在原始紡紗車間的基礎上，逐漸增加建設了織造車間、漂染車間、制衣車間等。紡紗車間，主要負責紡紗工藝；紡紗完成后，需要對紗線進行漂染工藝操作；將染好的紗線在兩個織造車間進行織造處理，制成布匹，并對有特殊要求的布匹進行整理，而后對布匹進行驗裝；廠區工藝流程的最后一個環節是制衣操作，現在，廠區有一個制衣車間可以使用。此外，整個流程中的存儲均是在同一大型倉庫中完成的，布局簡圖見圖2。

圖1 L公司工藝流程

圖2 廠區現有布局

L公司貫徹線先生產先使用的原則，即在整個工藝流程中，紡紗車間紡織好的紗線直接進入倉庫存儲，當漂染車間有紗線的需求時，從倉庫提取紗線，其他工藝也是以同樣的流程進行生產操作的，這也就意味著各個車間之間沒有直接聯系，它們均是通過倉庫相連接。

(二)存在問題。廠區按照直角距離計算整個流程各車間與倉庫之間的距離，如式(1)所示：

dr=|xb-xa|+|yb-ya|

(1)

已知L公司每天可生產6噸紗線，1萬米面料以及大約3000件衣服。結合搬運量來計算物流強度，通過分析可知廠區布局不合理，各個車間以及倉庫之間物流動線混亂，人員、車輛、搬運設備等效率大大降低，空間利用率較小，成本較高，主要包括以下幾方面：

1)倉庫位置較偏，不利于存儲操作。倉庫位于整個廠區的最西側，與大多數生產車間距離相對較遠，產品的存儲不夠便利。

2)各生產車間布局沒有邏輯性，不符合工藝流程的順序。該布局方式使得各操作流程之間的銜接性較差，物流動線互相交叉，效率和成本都有所浪費。

3)倉庫存儲物品種類較多，存儲混亂。紗線、布匹和成品服裝均存儲在統一倉庫中，管理較為混亂，出入庫效率低。

(三)布置要求。為了解決上述問題，使L公司提高效率、節約成本，合理劃分倉庫存儲商品類型，企業決定將原來的一個倉庫分為分別對應紗線、布匹和服裝要求的三個獨立倉庫。此外，為了貫徹綠色發展的要求，建設用于處理漂染工業廢水的污水處理系統也是L公司發展的重要計劃。如何合理布置各車間的位置，是關系公司效率和成本的重要問題。

三、基于SLP的廠區布局設計

系統設施布置方法SLP(Systematic Layout Planning)是20世紀60年代美國繆瑟在對大量工廠設施的規劃方法進行了研究總結之后提出來的一種規劃方法。主要是從物流分析和非物流分析兩個方面對內部結構進行規劃設計，通過相應的評價方法得到最終的最優布局方案[3]。其中，在進行物流分析的時候，需要遵循經過距離和發生的物流成本最小，以及避免迂回和避免十字交叉的原則；在進行非物流分析時，主要從人員的流動等方面進行分析[5]。

(一)物流分析和非物流分析。物流分析主要是分析物流量和路徑，從而得到最合理的物流動線[4]。在進行物流分析時，一般是將物流強度作為分析的依據，L公司各類服裝產品的工藝流程可視為相同，在考慮各車間以及倉庫之間的物流強度時，直接以總體強度進行分析，并將物流強度劃分為A、E、I、O、U五個等級，考慮到要解決的實際問題，構建強度等級賦值表，如表1所示。

表1 物流強度賦值表

將L公司的車間分別用字母表示，現規定紡紗車間、漂染車間、織造車間、制衣車間、紗線倉庫、布匹倉庫、服裝倉庫，污水處理區以及辦公區分別用字母a,b,c,d,e,f,g,h,i來表示。根據L公司實際物流量和路線比例，繪制如下物流相關表。

通過分析發現該公司各作業單位間的相互關系較為簡單，特別是分別布置了用于存儲紗線、布匹和服裝的倉庫之后，由于企業在各作業環節都遵循“先生產，先使用”的原則，因此，各個車間之間不再存在直接的物流動線關系，而是通過倉庫將各個車間聯系起來。

在進行物流分析的基礎上，繼續進行非物流分析，如作業單位間聯系的便利性、與廠區進出口的距離，運輸路線的流暢性等多個非物流因素并進行相應的分析，同樣的，可繪制非物流關系圖。

圖3 物流相關圖

(二)各區域綜合分析。在分析了物流因素和非物流因素后，根據得到的相關表，根據公式(2)，計算綜合相關分數值。

CRij=mMRij+nNRij

(2)

其中，CRij為綜合相互關系密切程度；MRij為物流強度相互關系等級；NRij為非物流強度相互關系等級；取物流和非物流關系在此布局中的重要性比例m：n=3:1。首先將綜合相互關系進行等級劃分，如表2所示。

表2 綜合相互關系等級劃分

結合對五個等級的TCR賦值，可以求得不同區域的TCR總得分，并對其進行排序，從而確定各個區域的接近程度，繪制接近程度排序表，如表3所示。

表3 各區域接近程度排序表

通過接近程度排序表，布置基本趨于合理，但是對于某些作業區之間的綜合關系，仍需要人工進一步調整。其中，倉庫e/f/g之間的物流關系等級為U級，進行綜合計算之后，等級變為了O級，在此，將它們之間的關系調整為U級；污水處理區主要是針對漂染工序產生的廢水進行處理，在布置時，應與漂染車間設置關系等級為A級。

(三)各區域位置布置。通過綜合分析，得到廠區內各作業區之間的聯系和接近程度關系，以此為依據對各個區域的位置進行布置。按照TCR的大小決定優先布置的區域，同時也要考慮區域間等級關系的順序，即從A級關系開始布置，依次對E、I、O、U等級進行布置，得圖4所示三種不同方案的位置關系圖。

圖4 位置關系圖

(四)方案選擇及布局。根據圖5可知，在進行布置時，可以得到多種布置方案，選擇點評估法對所得到的三種方案進行評價，并完成方案的選擇。首先，對各評估因素的全總進行分析，得表4。

表4 評估因素權重

確定滿意程度等級，分別對應評分為5分，4分，3分，2分，1分，0分。根據公式(3)計算各個方案的總得分，并繪制表5。

總分=評分×權重 (3)

通過點評估法對三個方案進行了分數計算，綜合分析之后，發現方案3得分最高，在三個方案中相對為最優方案，在進行布局時，選擇方案3為依據，進行布局，最終L公司布局方案如圖5所示。

圖5 最終布局方案

四、總結

對L公司進行改進，將原來混合倉庫改進為分別存儲不同物品的三個倉庫，并根據公司整體物流動線進行SLP布局規劃，使公司物流動線更為順暢，同時將倉庫以及辦公區布置在距離工廠出入口較近位置，為人員和貨物的出入提供了便利。