系统布置规划理论在小型水利工程试验室中的应用

李 超

（深圳市水务工程质量监督站,广东深圳 518055）

系统布置规划理论在小型水利工程试验室中的应用

李 超

（深圳市水务工程质量监督站,广东深圳 518055）

介绍了系统布置规划理论,明确了小型水利工程试验室的生产系统规划设计特征是功能规划设计的系统形式;应用系统布置规划理论,改进了原来的平面规划图,把各相同或相近属性的功能室或作业单元安排在一起形成中级规模模块,并把这些中级模块合理的安排在一起形成一个协调的紧凑的系统,从而达到提高试验室运作效率的目的。

系统布置规划理论;流程图分析;关系图分析

1 系统布置规划理论

系统布置规划理论（systematic layout planning,简称SLP）,是生产系统规划与设计的经典方法之一,主要被应用于工艺规划设计（功能规划或叫车间规划）的系统形式中;是通过物流的工艺流程图分析（flow charts analysis）以及各部门、各模块的关系图分析（relationship charts analysis）相结合的方式,形象的识别各部门或功能模块间关系的密切程度,并评估各种可能的规划设计方案,最终求得使系统关系紧密的合理的规划设计方案的技术方法,以期得到一个低消耗高产出的生产规划系统。

2 小型水利工程试验室的生产系统规划设计特征分析

生产系统规划设计包含定点规划设计、工艺规划设计（功能规划或称车间规划）、产品规划设计（装配线规划）和成组技术规划设计四种基本的系统规划形式。

工艺规划设计即把相似的设备或功能组合放置在一个功能单元里,再合理的系统的安排各个功能单元,使功能单元结构紧凑的组成一个高效率低消耗的系统的规划形式。

图1 P-Q图

通过图 1分析（P是产品品种,Q为产品数量）,我们可以确认需要采用的生产工艺流程类型,进而确定采取什么样的生产系统规划设计方案。在下面的P-Q分析图中,M区的产品生产数量大,品种少,适宜采用不间断生产制造工艺流程或大规模的生产工艺流程,则适宜采用装配线规划的系统形式;J区的产品生产数量少,品种变化多,适宜采用项目工程生产工艺流程和单件小批量作业生产工艺流程,则分别适宜采用定点规划设计和功能规划设计的系统形式;在M和J之间的部分则是中度规模批量生产工艺流程,适宜采用几种基本的系统规划形式相结合的形式。

显而易见,小型水利工程试验室的生产试验任务相对一条装配线来说,生产产品数量很小,但生产的产品品种相对的多,主要采用单一品种小批量作业生产工艺流程,因而宜采用功能规划设计的系统形式。

在实践中也是这样:大多数水利工程试验室都是把相似的设备尽可能地放置在一个房间里,形成一个功能单元或作业单元,再把这些功能单元组合在一起形成一个系统,因而水利工程试验室的生产系统规划设计主要采用的是功能规划设计的系统形式。

一个系统的优良程度,取决于这些功能单元如何组织,组织上的差异会导致不同水平的系统,系统水平的差异又形成工作效率的差异。基于小型水利工程试验室功能规划设计系统形式特征,本文应用SLP系统布置规划理论探讨得到一个使试验室布置规划更为紧密的合理的功能规划性设计方案,以得到一个能降低生产浪费,提高生产效率的系统,从而得到几点定性的小型水利工程试验室系统布置规划经验。

3 试验工艺流程图分析

限于篇幅,这里仅以图2水泥试验流程为代表示例,来分析试验进程,以反映各功能室之间的联系情况。其余的常见试验,诸如砂石常规试验,抗渗试验流程等,由于都要按照相关试验标准完成SOP标准作业程序的操作,因此都有标准的操作流程。

图2 水泥试验流程图

从图2中,看到流程图可以反应相关功能室之间的关系。烘箱室与水泥室和土工试验室之间有频繁且重要的联系;此外,按照试验规范的要求,进程中包含了很多的搬运、移动活动,以使为达到试验规范要求,推进试验进程而在不同的功能室中转换。在物流活动中,移动、运输的工作被视为价值不高的活动;在精益运营的思想下,过多的移动、转移还被视为一种浪费,主张尽量减少不必要的移动。我们基于这些联系情况进一步的作关系图分析,评估各功能室之间联系紧密程度的情况。

4 关系图分析

考虑试验规范规定下的各功能室之间相互依赖必要性的程度以及实际情况的需要,我们把试验规范规定了的环节或要求定为绝对重要级别,诸如未到期的混凝土试块一定要在标准养护室中养护到规定的时限才能进行抗压试验,那么养护室和压力室之间的依赖关系就是绝对重要的级别,但是,如果当前平面规划图中两功能室的距离不为相邻,也就是系统结构不绝对紧凑的话,那么就要降低级别。在实践中,烘箱室与养护室没有关系,水泥室、抗渗室和土工室之间的样品没有直接往来的需要,诸如此类在实践中没有关系的功能室之间,无论它们间的距离远近,它们各自之间都是不重要的关系。为量化需要,对不同密切程度关系赋予相应的权重,如表1所示。

图3 当前简化的平面规划关系图

表1 图示权重评分表

上图3为当前简化的平面规划关系示意图。单从距离上约定,最小的方形对角线上的两个功能室和隔一个功能室距离的两个功能室之间是很重要的级别;第二大的长方形对角线上的两个功能室和隔了两个功能室距离的两个功能室之间是重要的级别;最大的长方形对角线上的两个功能室之间是一般级别的关系。例如按照规范要求,未到期的抗渗混凝土试块一定要在标准养护室中养护到规定的时限才能进行耐久性试验,那么养护室和抗渗室之间的关系本应属于绝对重要的级别,然而由于在当前简化的平面规划图中养护室和抗渗室之间的系统结构不绝对紧凑,因而关系就只能变成很重要的级别。

此外,还约定各功能室和垃圾池之间的最高关系仅为很重要,结合平面图距离上的约定,如果平面规划图中结构不紧凑的话,它们间的关系就又相应的降低级别。例如,水泥室和垃圾池之间的关系就由最高的很重要的级别相应的降为一般的级别;抗渗室与垃圾池的距离最远,本应是很重要的关系相应的降为不重要的关系;养护室与土工室的距离虽很紧凑,然而在本试验室的实践中偶有原状土土样需要放入养护室,因而它们之间设定为不能确认的关系。另外,虽然烘箱室与样品室的关系紧凑,但考虑到样品室中只有砂子试样需要首先送到烘箱室中进行烘干备样工作,此外的石子、水泥等其他试样则不需要用烘箱备样的实际情况,我们把两室间的关系约定为很重要的级别。根据以上分析和约定,结合图示权重评分表,得到下面的表2“当前的平面规划图关系权重表”。经过权重计算,当前的系统布置规划的权重分值为30分。

表2 当前的平面规划图关系权重表

5 尝试改进的关系图分析

根据第三部分关于试验工艺流程图的分析,我们应当把养护室和压力室、养护室和抗渗室,水泥室和烘箱室,土工室和烘箱室、水泥室和压力室之间放置得足够紧凑,这样才能在满足试验规范要求的同时,减小移动的总距离,从总量上减少因移动而产生的不必要的浪费,提高试验效率。同时还应当把压力室和垃圾池、样品室和垃圾池放得足够紧凑,以满足实际操作中的需要,压力室几乎每天都会有完成了压力试验后废弃的混凝土试块需要放到垃圾池中,样品室每隔一定周期,就会有大量完成了试验后作为留样被留下的试样需要转移到垃圾池中,因而要满足实际需要,把它们安排得足够紧凑才便于工作。

图4 建议简化的平面规划关系图

表3 建议的平面规划图关系权重表

从表2的平面规划图关系权重表的分析中,我们看到养护室和垃圾池、水泥室和抗渗室、样品室和养护室、烘箱室和养护室、土工室和抗渗室等之间无论是从试验规范要求上,还是从实际操作的需要中,都是没有太多联系的功能室,之间是不太重要的关系,因而无论怎样安排,它们之间的关系都是不太重要的关系,对系统的效率没有太大的影响。按照以上这些分析,我们把当前简化的平面规划关系图改进成建议的简化平面规划关系图,如图4所示。

根据建议的简化平面规划关系图和图示权重评分表,得到下面的表3“建议的平面规划图关系权重表”。经过该表的评分,得到改进的系统布置规划的权重分值为128。

6 结 论

从分值上,可以看出建议的简化平面规划关系图比当前简化的平面规划关系图优越,物流效率也会因为结构紧凑而得到提高。建议的简化平面规划图把关系为绝对重要的功能室边靠边的放置在了一起,把关系为很重要的功能室至少角靠角或仅隔一个功能室的距离进行了安排,如此使得系统结构紧凑起来。

对小型水利工程试验室来说,它的特征表现为,把同一或相近属性的功能模块尽可能的安排在一起,形成一个中级规模的模块,再由中级模块组合在一起形成更大的系统模块,而不是像当前简化的平面规划关系图那样,破坏了中级模块的结构,使模块之间相互影响,使系统发生不协调。

这里,同属于混凝土类的压力室、水泥室、抗渗室及养护室被放在一起形成中级规模的混凝土试验模块,同属于岩土类的土工室和烘箱室被放在一块形成中级规模的岩土试验模块,这两个中级模块同时平行的放置形成协调的系统。原先的系统打破了两个中级模块的平行结构,产生了混凝土类的水泥室与岩土类的土工室对烘箱室的争夺,因而是不太合理的。

综上所述,要应用SLP理论使试验室的功能布置合理,系统结构紧凑,效率得到提高,就应当在符合技术规范要求的基础上,把各分项小功能模块按照相同或相近的属性进行分类安排,形成一个中级规模的模块,再把这些中级规模的模块合理的安排在一起,使各中级模块形成一个协调的紧凑的大系统。

[1]Richard M.nd John D.W.,Simplified Systematic Layout Planning（3rd edn）[M].Sao Paulo:M anagement&Industrial Research Publications,1994

[2]Slack N.,Chambers S.,etc.Operations Management（2nd edn）[M].Beccles:Financial Times,1998

[3]Chase R.B.等著,任建标等译,运营管理（原书第11版）[M].北京:机械工业出版社,2007

[4]李军.物流系统工程-设施布置设计.[DB/OL].http://ocw.guet.edu.cn/dept5/wlxt/index.html#,2009-11-11/2010-08-20

F207

B

1008-1305（2011）01-0031-04

10.3969/j.issn.1008-1305.2011.01.011

李超 （1981年-）,男,硕士,从事水务工程检测工作。

权威信息发布