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商业与管理科学杂志

2016; 4(5): 172-180

http://www.sciencepublishinggroup.com/j/sjbm

doi: 10.11648/j.sjbm.20160405.15

ISSN: 2331-0626 (Print); ISSN: 2331-0634 (Online)

基于SLP方法的设施布局优化的一个实例研究

Weiying Chen1, Changyu Liu1, *, Xuwen Huang1, 2, Hualiang Lai1, Binfeng Li1

1华南农业大学数学与信息学院，中国广州，中国

2 Konka集团有限公司，中国深圳，中国

电子邮件地址:

chenweiying@scau.edu.cn (Weiying Chen), yezhich@gmail.com (Changyu Liu), huangxuwen11@163.com (Xuwen Huang), lhlai@foxmail.com (Hualiang Lai), binfeng.lee@gmail.com (Binfeng Li)

*相应的作者

本文引用:

Weiying Chen, Changyu Liu, Xuwen Huang, Hualiang Lai, Binfeng Li.SLP方法的基础设施布局优化：实证研究. 商业与管理科学杂志。 第5卷，第5期，第172-180页。doi: 10.11648/j.sjbm.20160405.15

收到:2016年9月26日; 接受:2016年10月31日; 发表:2016年11月3日

摘要：有利的设施布局可以有效地提高生产效率，降低生产成本，提高综合竞争力。 以H公司效率低下的车间设备布局为例，对其主要产品原材料的运输和加工周期进行了研究，在每一个加工车间，记录运输距离和运输重量，并发现H公司运输和加工周期的主要问题。 论文采用系统布局规划（SLP）方法优化H公司的布局设计，并利用层次分析法对非优化布局方案进行了定性和定量分析。结果表明，在H公司中应用SLP方法可以明显提高车间设备布局的性能。

关键词：系统布局规划（SLP）、设施布局优化、启发式算法、层次分析法

介绍

从第一次工业革命开始，世界经济持续快速发展，特别是制造业。为了满足顾客的个性化需求，企业需要具备良好的、灵活的设施布局，以降低物流成本。 良好的设施布局可以有效地降低生产成本，提高生产效率[1]. 大量生产实践表明，非加工周期的成本，如材料运输和材料存储，通常占生产制造过程中总成本的20%-50% [2]. 因此，研究基于SLP方法的H公司的车间设备布局是有意义的。

相关理论

SLP方法

系统布局规划（SLP）方法是由Muther [3]在1961年开发的，SLP方法有许多后续应用程序。 ye等人将遗传算法引入SLP方法[4]，解决了优化平面布局方案。C.n Zhao[5]等人结合遗传算法和模拟退火算法，解决了机械操作车间的布局问题。在21世纪，许多新兴的技术或系统，如现代制造技术、柔性制造系统（FMS）、计算机集成制造系统（CIMS）和准时（JIT）制造，都被用来辅助材料运输和材料布局的设计。Chang [6] 等人运用现代设计技术对设施的布局进行了全面的研究。Huang等人[7] 提出了一种离散化单元优化模型，以优化场地空间的使用。 Xin等人[8]介绍了一种利用固有安全原理的漂浮液化天然气设施（FLNG）顶部甲板的布局优化方法。

173 Weiying Chen et al.: ：基于SLP方法的设施布局优化的一项实例研究

SLP方法的应用，将设备布局问题的解决方案从独立的定性分析或定量分析，转换为综合的定性和定量分析。此外，SLP方法不仅考虑了物流因素，还考虑了车间作业中非物流因素。SLP方法中有五个元素，它们是产品（P）、数量（Q）、路线（R）、支持服务（S）和时间数据（T） [9].

层次分析法的方法

基于数学和心理学的层次分析法（AHP）是组织和分析复杂决策的多标准方法。它在几乎所有与决策有关的应用中都被广泛使用 [10].

此外，在设计车间设施布局后，可以采用AHP方法对三种布局方案进行评价，从而利用SLP方法生成优化方案。

在H公司的车间的现状分析

本公司是一家大型汽车零部件制造企业，为汽车制造商提供汽车零部件及相应的汽车产品服务。其产品市场的地理范围覆盖了中国的多个省份和多个国家。H公司的主要产品包括雨刷器（可用的尺寸包括a-350毫米， a-400mm，a-450mm，a-475mm，a-550mm，a-600毫米，a-650mm，b-450mm，b-550mm，b-600mm），手摇后窗，电动后窗，和清洗产品。

H公司的车间采用矩形布局，长40米，宽约30米，占地面积约1200平方米。由于缺乏必要的计划和有效的分析，对于车间设施布局的初始设计有许多不足之处，如布局不合理、生产过程不佳，原材料运输成本过高，生产率相对较低。

车间操作单元的总体平面布局

在H公司有一个大型的车间里，车间的布局是由生产过程中的功能需求决定的。此外，总体平面布局可划分为15个子区域或操作单元，如图1所示，其中物流运输路线以箭头线标记，缩写定为如下。

Stamp. Area:标记区域； Stamp. Process: 标记过程,；Assem. Area: 装配区域, Integr. Area: 整合区域；Wareho.: 仓库, Mater. Area B: 材料区B；C. Prod. M. Area: 窗帘产品制造领域；W. Prod. M. Area: 洗涤产品生产区域； Inspect. Area: 检查区；and Mater. Area A: 材料区；A.Rework Area：返修区；Manual Area：手工区；boned area：联合区

图 1. H公司车间的整体平面布局

操作流程图

通过对图1中物流运输路线的详细分析，可以推导出H公司的主要产品的操作流程图，如表1所示:a类型雨刷包括a-350毫米，a-400mm，a-450mm，a- 475mm，a-550mm，a-600mm，a-650mm和b类型雨刷b:b-xxx mm包括b-450mm，b-550mm，b-600mm。

表 1. H公司的主要产品的操作流程图

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物流现状

在H公司的车间里，主要有两种物流运输路线。具体地说：

• • 1. 检查区域→物料A区→装配区→标记区→联合区→包装区→仓库.

检查区→物料B区→窗帘产品制造区→洗涤产品制造区→手工区→包装区→仓库.

通过对H公司目前物流状况的认真观察和分析，我们可以发现几个主要问题，具体地说如下：

• • 1. 物料B区 和 检查区 之间的距离太大，导致交通不便，耗费时间。
    2. 物料运输的循环、交叉、扭曲，大大降低了物流效率。
    3. 部分运输通道不适于运输，此外，车间里的手推车和机器之间的碰撞很容易发生，这将带来巨大的设备损失。

可以得出结论:H公司目前的车间设备布局设计是不合理的。因此，如何优化布局，改进材料的交付过程，有效地利用厂区，是车间设施布局设计中的关键问题。

基于SLP的车间布局

物流分析

• • 1. 总物流图

如表2所示，我们可以通过对生产计划表和H公司的需求表进行实地调查和分析，计算出总产品的日平均日产量。

表 2. H公司的主要产品的日产量

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