文獻綜述-某公司車間設施布局規(guī)劃及改善研究

摘要當今，隨著全球經(jīng)濟的飛速發(fā)展，我國制造企業(yè)面臨的市場競爭更加激烈。制造企業(yè)通過降低原材料成本和用人成本來降低產(chǎn)品價格獲取利潤的空間有限，并且生產(chǎn)加工環(huán)節(jié)的成本還在逐漸增加。合理的車間設施布置，可以有效降低非生產(chǎn)加工環(huán)節(jié)的物流成本，提高物流效率。因此，車間設施布置的優(yōu)化對提升制造企業(yè)核心競爭力具有重要意義。本文以某公司車間為研究對象，梳理了系統(tǒng)布置設計的研究現(xiàn)狀和方法理論并進行概述。通過實地調(diào)查采集數(shù)據(jù)，對某公司車間的生產(chǎn)活動現(xiàn)狀、搬運量以及搬運距離等數(shù)據(jù)進行分析，提出了某公司車間存在的問題，并結(jié)合車間的實際情況，提出了改進方案。最后，通過層次分析法驗證了改進方案可行性。關(guān)鍵詞：組裝車間；設施布置；層次分析法引言隨著當今社會生產(chǎn)力的迅猛發(fā)展和科學技術(shù)方面的不斷創(chuàng)新，讓產(chǎn)品更新?lián)Q代的周期大大縮短，加之客戶對于企業(yè)服務方面的要求也在逐漸提高。使得生產(chǎn)制造型企業(yè)之間的競爭越來越激烈。自1995年以來，美國每年要花費8%的國民生產(chǎn)總值在新的設施建設上，我國也在生產(chǎn)車間設施的布局優(yōu)化上做出了巨大的改進，根據(jù)查閱顯示，我國在50年代以后，制造型企業(yè)無論是在范圍還是流程方法上都有了顯著的變化，生產(chǎn)車間的設計不僅只是局限于對于生產(chǎn)一件商品周而復始的機械操作，而是考慮到了資源、環(huán)境、信息等要素的結(jié)合。因此，生產(chǎn)車間布局的設計也演變?yōu)樯a(chǎn)車間的設施規(guī)劃。據(jù)統(tǒng)計，在生產(chǎn)車間，產(chǎn)品在加工過程中，花費的物流時間占到產(chǎn)品生產(chǎn)周期的90%—95%，一個產(chǎn)品從無到有的過程僅占整個過程的5%-10%，造成了大量的時間浪費。同時，生產(chǎn)車間再制品和物料的庫存的堆積也使得資金流動緩慢，為企業(yè)的發(fā)展埋下隱患。因此，在生產(chǎn)車間有限的空間范圍內(nèi)，合理布置車間內(nèi)的生產(chǎn)設施單元，使物料、設備、人流、信息流之間得到合理有效的安排，為企業(yè)獲得更大的效益成為生產(chǎn)制造型企業(yè)要重視起來的問題。隨著市場競爭的加劇，當今社會對一個生產(chǎn)制造型企業(yè)的要求也已不僅僅是對其生產(chǎn)產(chǎn)品產(chǎn)量以及品質(zhì)的要求，還要滿足客戶對于交貨提前期等服務方面的要求。某公司作為一家專業(yè)的生產(chǎn)制造企業(yè)。要想在同行中獲得長期穩(wěn)步的發(fā)展就要抓住企業(yè)的第三利潤源泉，對實際生產(chǎn)活動中現(xiàn)有的資源進行有效的改進，避免不必要的資源浪費，提高車間的生產(chǎn)效率，以達到效益的最大化目標。物流過程產(chǎn)生的價值雖然不直接作用在成本上，但是卻間接的影響著成本，根據(jù)統(tǒng)計，現(xiàn)在的生產(chǎn)企業(yè)中，產(chǎn)品從物料到產(chǎn)成品的過程中，產(chǎn)品的生產(chǎn)過程僅占5%左右，其余時間全部花費在生產(chǎn)物流上，在此過程中產(chǎn)生的場地費用、人工費用等都將間接的影響產(chǎn)品的生產(chǎn)成本。并且物料和倉庫在制品占倉庫資金的75%，阻礙了企業(yè)中資金的周轉(zhuǎn)。為企業(yè)的持續(xù)發(fā)展埋下隱患。某生產(chǎn)車間現(xiàn)在的設施布局只是通過人員的根據(jù)經(jīng)驗進行定性分析之后做出的設施布局，存在很大的人員主觀意識，不具有科學性。而利用一些物流理論知識，以定量方法用數(shù)據(jù)進行分析來布置車間設施，可以打破傳統(tǒng)靠人員主觀意識進行定性布局的不科學性。以定量方法用數(shù)據(jù)進行分析來布置車間設施。生產(chǎn)車間中合理的設施布局設計，可以優(yōu)化物流系統(tǒng)的運輸路徑。減少物料搬運過程中的路程，壓縮產(chǎn)品生產(chǎn)時間。達到降低產(chǎn)品成本的目的。加強企業(yè)在同行中的競爭力。1.國內(nèi)研究現(xiàn)狀我國對于設施的布局優(yōu)化情況最早是從20世紀80年代開始的，在此過程中，研究學者大多將設施布局的研究理論與我國的制造業(yè)工廠結(jié)合起來進行研究，取得了很大的發(fā)展。邱勝海，陳曙鼎等人（2017）分析了在先進的制造模式下車間布局對企業(yè)生產(chǎn)效率的影響。他們針對傳統(tǒng)SLP方法對車間設施布局改進的不足，使用遺傳算法對其企業(yè)生產(chǎn)車間設施的設計方案進行優(yōu)化。最后，通過建立函數(shù)，結(jié)合螺桿制造車間布局參數(shù)以及物流量等信息，分析表明了遺傳算法在車間優(yōu)化中的高效性。廖源泉，劉瓊，陳俊明（2017）針對生產(chǎn)車間設施布局之間的物流費用問題，采用遺傳算法對其進行優(yōu)化設計。最后由實驗結(jié)果可知物流費用相比之前減少了23%，并且降低了車間的整體布局面積。廖源泉（2018）以某公司一條生產(chǎn)線作為研究對象，考慮生產(chǎn)環(huán)境中設備布置的各種約束條件等，對該生產(chǎn)線建立數(shù)學模型，并且針對數(shù)學模型和設備布置特點，采用遺傳算法對其進行求解。對于生產(chǎn)車間中物流關(guān)系與非物流關(guān)系的結(jié)合，也成為了研究學者需要全面考慮的問題。高嘉成（2019）通過改進的SLP方法對BW公司中生產(chǎn)車間中的18個作業(yè)單位進行相關(guān)性分析，以各作業(yè)單元之間的綜合相關(guān)性和物料搬運成本作為目標，建立出車間布局改造的數(shù)學模型，并且最后采用Matlab軟件的遺傳算法對其進行解決，得出了較優(yōu)的布局方案。周佶睿，張新艷（2019）以A公司的電動機維修車間為研究對象，通過對車間運作時的流程進行分析，找出車間當前設施布局中存在的不合理現(xiàn)象。運用系統(tǒng)布局規(guī)劃的方法，對車間物流關(guān)系和非物流關(guān)系進行分析，得出各作業(yè)單元之間的相關(guān)程度，以此為依據(jù)對該車間設施進行優(yōu)化布局。使得車間各作業(yè)單元之間物料搬運減少，物流更加流通。溫鵬飛（2019）以M公司T型輪胎生產(chǎn)車間為研究對象，通過使用SLP方法進行改善，后又在改善的基礎(chǔ)上利用遺傳算法對車間設施進行二次優(yōu)化。針對安全玻璃生產(chǎn)工藝的特點以及企業(yè)對生產(chǎn)模式的要求，李欽誠（2019）采用系統(tǒng)布置設計的方法對企業(yè)生產(chǎn)車間設施進行了改進，結(jié)合對各作業(yè)單元的物流以及非物流關(guān)系的分析，得出各作業(yè)單元的布局。鑒于現(xiàn)在的企業(yè)在朝著多元化的發(fā)展方向進行，企業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)品也越來越多樣化，而傳統(tǒng)的SLP方法因為主觀性較強，所以已經(jīng)不太適應現(xiàn)在的布局規(guī)劃。劉仁安，金博文（2019）以安閥生產(chǎn)車間為例，首先利用SLP對設施進行改進最后再利用層次分析法對其法案進行進一步評價以得出最優(yōu)解決方案。有效的規(guī)避了傳統(tǒng)SLP方法主觀性較強，使方案的可靠性大大提高。張新敏，王曉云，楊宇明（2020）以減少物流浪費為目標，根據(jù)多品種小批量生產(chǎn)的特點，建立了以物流成本和重置成本最小化為目標的車間多行布局混合整數(shù)規(guī)劃的模型。通過蟻群算法、模擬退火算法、改進的混合蟻群算法進行求解此問題。最后，分析三種算法，得出混合蟻群算法的突出。冷護基，潘亞洲等人（2020）以FY公司的葉輪生產(chǎn)車間作為研究對象，對生產(chǎn)車間的生產(chǎn)現(xiàn)狀進行分析，利用SLP法分析各個作業(yè)單元之間物流量的關(guān)系，運用渦輪制造各作業(yè)單元的密切程度理由對綜合相互關(guān)系進行等級的劃分，初步確定布局方案。之后，使用TRIZ理論進一步改進不合理之處。提高了公司的生產(chǎn)效率，節(jié)約了成本。孟祥超（2020）以典型的離散型生產(chǎn)車間L公司為例，采用SLP方法對對此車間進行物流分析和非物流分析，加權(quán)得到了綜合相關(guān)關(guān)系，與此同時，還將社會網(wǎng)絡分析法和SLP方法相結(jié)合得到優(yōu)化方案。本文的提出對機加工車間的設施布局優(yōu)化提供了理論和方法支持。為了降低車間設施布局之間的物流成本問題，袁奧，趙有華（2021）根據(jù)連桿生產(chǎn)車間設施布局的特點，建立起車間設施布局的數(shù)學模型，利用遺傳算法對該模型進行求解分析，得出了更優(yōu)的車間設施布局。并且最后還利用Flexsim軟件對優(yōu)化后的模型進行驗證。韓昉等人（2021）針對SLP法在企業(yè)布局規(guī)劃中存在的問題，以S公司為例，運用基于遺傳算法的改進SLP方法對該企業(yè)生產(chǎn)車間進行設施布置，取得了良好的效果。以上學者的研究為制造型企業(yè)的生產(chǎn)車間的規(guī)劃布局提供了有價值的思路。2.國外研究現(xiàn)狀WeiyingChen等人以H公司為例，通過研究該公司物料運輸和產(chǎn)品加工周期，采用SLP方法對該公司布局進行優(yōu)化，并且還運用層次分析法對比設施優(yōu)化前后的工作效率。DahlbeckMirko對于T排和多作業(yè)布局問題，運用一種混合整數(shù)線性規(guī)劃的TRFLP和3-BFLP的方法解決此類問題。KamalDeep研究了設備布局問題的二次分配模型，提出了在生產(chǎn)派生約束下最小化制造系統(tǒng)設備間物料搬運頻率的數(shù)據(jù)模型，采用基于遺傳算法的求解方法，以較為真實的方式求出了各工作站之間的最短距離。ShivKumarAgarwal,SurendraYadav.則出于對工廠中各設施需要大小不同的矩形形狀，提出了改進的人工蜂群算法。3.總結(jié)綜上所述，設施規(guī)劃的方法有很多，每種方法各有其長處和劣勢。目前，倉儲布局優(yōu)化的成果日趨成熟，但針對車間設施布局設計的研究比較有限，特別是對于車間的布局設計方案相對不夠成熟。在實際生產(chǎn)過程中，車間設施布局容易被忽視，很少有企業(yè)對生產(chǎn)車間的物流活動進行詳細分析，車間設施布置常常憑借管理人員的主觀意志進行編排。通過對某公司生產(chǎn)車間的生產(chǎn)工藝流程現(xiàn)狀以及在生產(chǎn)過程中物流運輸系統(tǒng)的分析，找出車間導致生產(chǎn)效率降低的問題，通過物料流向圖、作業(yè)相關(guān)圖等方法，重新對生產(chǎn)車間各設施進行改善，對物流運輸系統(tǒng)進行調(diào)整。以最合理的生產(chǎn)制作工藝，最少的物流運輸費用，最簡單的物流運輸路線來增強物流過程中的流暢。在一定程度上壓縮車間不必要的資源，以達到車間經(jīng)濟效益最大化。參考文獻[1]邱勝海,陳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