基于SLP方法的K轮胎生产企业设施布局规划

肖吉军 汤青援

摘要：基于系统布置设计方法对K公司布局进行优化设计，通过分析子午胎车间产品生产工艺和相关数据，指出生产布局中存在的问题，结合相关约束条件和SLP方法绘制作业单位相互关系表、作业区域位置相关图、作业区域面积相关图，经不断调整得到改善后的3个布局方案。运用层次分析法对方案进行对比分析，获得最优方案。

Abstract： The layout of Company K is optimized based on System Layout Design. Through the analysis of all-steel radial tire workshop product manufacturing technology and related data， the problems of the production layout are pointed out； Combining the relevant constraints and SLP analysis methods， work units relationship table， the operating units locations correlation graph and operating units area correlation graph are drawed， through continuous adjustment to get the improved three layout plan. The method of analytic hierarchy process are applied to compare and analyze programs form four aspects： work environment safety， logistics efficiency， facility layout flexibility and site utilization rate， then the optimal plan is obtained.

關键词： 物流分析；系统布置设计；车间布局

Key words： logistics analysis；system layout design；workshop layout

中图分类号：F273 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2018）17-0274-03

0 引言

在汽车行业快速发展的大背景下，自动化、智能化成为轮胎制造企业争相追求的目标，而对车间布局、库存优化、物料搬运大多停留在经验水平，缺乏科学理论的规划设计。研究表明，在制造企业中，物流时间占总生产周期的95%左右，物料搬运费用约占总成本费用的20%～50%[1]，合理的设施布局能够降低20%左右的运输成本。随着市场竞争日益激烈，精确的设施布置规划是企业提高物流效率、降低运营成本的关键所在[2]。

K公司是以生产大批量轮胎为主的大型企业，建厂初期，由于缺乏专业知识和长远规划，没有对车间布局进行系统分析，设施布置不合理成为子午胎车间当下最大的问题。为此，公司在进行新厂区规划设计时，采用SLP法[3-5]，对车间布局进行分析，得到改进后的3种布局方案，并运用AHP法对改进后的方案进行分析，获得最优布局方案。

1 子午胎生产车间物流设施现状分析

该轮胎企业现有员工8000人，以轮胎为主导产品，同时涉足钢材、技术开发等行业。轮胎年生产能力1500万套，其中，全钢子午胎500万套。

1.1 车间作业单位区域划分

根据子午胎生产工艺，将子午胎生产流程分为15个工作区域，1-15依次为原材料库、钢丝压延、带束层裁断、内衬层压延、加强层裁断、胎体裁断、压延挤出线、胶芯压延贴附、钢丝缠绕区、胶芯贴合区、胎胚成型、胎胚库、硫化车间、检验车间、成品暂存区。

1.2 车间布局存在的问题分析

随着当今市场需求多样化和产品周期换代时间短，竞争加剧，所以需对车间布局进行重新规划。通过分析子午胎车间布局现状和生产工艺流程图，发现车间布局存在以下问题：①车间存在过多的闲置的空间，场地利用率低。②物料移动路线长，折返现象多。例如，原材料库与钢丝缠绕区过远，增加车间的搬运强度。③生产节拍与搬运节拍不协调，造成物料堆积严重。④设备利用率低。存在处于停机或待机状态的设备，浪费空闲资源。⑤工作现场和暂存区摆放杂乱、安排不合理，导致通道拥挤混乱，严重影响到物流的运作效率。

2 基于SLP的车间设施布置设计

2.1 作业单位物流关系分析

通过计算原材料或半成品的重量，再根据各个物流量的移动距离计算出物流强度，对其进行排序，按照A、E、I、O、U降序方式，划分各作业单元关系等级，得到物流强度分析表如表1。

根据物流强度分析表做出对应的物流相关图，如图1所示。

2.2 作业单位非物流关系分析

确定各作业单位之间的非物流因素主要从以下几点考虑：安全污染、生产服务、工作流程的连续性、物料搬运、人员移动、管理方便、信息传递、噪声、烟尘。作业单位的非物流等级划分及含义依次为A-绝对重要、E-特别重要、I-特别重要、O-一般密切程度、U-不重要、X-负密切程度。依据非物流等级评级理由和划分标准，绘制非物流关系相关图如图2。

2.3 作业单位综合相互关系分析

对于轮胎生产企业而言，物流关系的影响程度远远大于非物流关系，所以，取加权值m：n=2：1[6]，通通过计算，按照A、E、Y、I、O、U确定各作业单元密切程度等级，绘制综合相关图，如图3所示。

2.4 作业区域位置相关图

基于以上综合关系分析，子午胎厂区各作业单位位置相关图采用线形图试错生成[7]，如图4。

3 改进的车间布置设计及评价

结合位置相关图和作业单位面积，对作业区域进行局部调整，得到改善后的3个布局方案，采用AHP法对方案进行评价，需考虑的因素有以下几点：工作环境安全性、物流效率、设施布局的柔性、场地利用率、管理的方便性[8]。通过对比分析，得出层次总排序权重值依次为0.0999、0.1964、0.7037，因此，方案3为最优布局方案。其平面布局图如图5所示。

改善后将8与10分别位于9两侧，减少搬运的交叉和迂回，节约物流成本和作业时间。各加工区域按照工艺流程布局，降低物流搬运强度，例如8到10、2到6。场地得到最大的利用，减少运营成本，降低工作强度。工序顺畅，生产与搬运节拍相协调，有效控制生产现场物料存放堆积现象。作业区域布局合理，适应管理的方便性和组织结构的规范化。

4 结语

通过运用SLP法对子午胎厂区各作业单位进行定量的物流强度分析和定性的非物流强度分析，得到综合关系图，绘制位置相关图和面积相关图，结合相关约束条件得到改善后的3种方案，运用AHP法对方案进行评价，得到最优方案。车间布局重新规划后，在场地利用率、布局方案可扩展性、环境安全性、管理的方便性等方面得到改善，且最大程度的提高了物流效率，为SLP方法在轮胎制造企业的应用提供参考。

参考文献：

[1]孙纯坡，徐志刚，刘涛涛.SLP在某柴油机机油泵厂布局设计中的应用[J].组合机床与自动化加工技术，2012（9）：102-105.

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[3]周康渠，张瑞娟，刘纪岸，等.SLP在摩托车企业厂房布局设计研究中的應用[J].工业工程，2011，14（3）：101-105.

[4]Yang J H. Design on Layout Rearrangement of Plant Logistics Based on the Combination of SLP and SHA[J]. Applied Mechanics & Materials， 2011， 58-60：932-937.

[5]Ojaghi Y. Production Layout Optimization for Small and Medium Scale Food Industry[J].Procedia Cirp， 2015， 26：247-251.

[6]宁芳，王斌.SLP在木工实验室设施优化布局中的应用[J].实验技术与管理，2016，33（12）：250-253.

[7]伊俊敏.物流工程[M].二版.电子工业出版社，2009.

[8]Gao H P， Wang H J， Zhang Z W， et al. Study of Connecting Rod Cracking Production Line Layout Planning System Based on VB6.0[J]. Advanced Materials Research， 2013， 712-715：2625-2630.