基于SLP法的機(jī)車轉(zhuǎn)向架檢修組裝設(shè)備布局研究

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基于SLP法的機(jī)車轉(zhuǎn)向架檢修組裝設(shè)備布局研究

陳代林

(中鐵二院 西北勘察設(shè)計有限責(zé)任公司，甘肅 蘭州730000)

摘要：通過SLP法對機(jī)車轉(zhuǎn)向架組裝的設(shè)施布局設(shè)計進(jìn)行了研究。分析影響轉(zhuǎn)向架組裝作業(yè)的生產(chǎn)物流和非生產(chǎn)物流因素，得到了轉(zhuǎn)向架組裝各作業(yè)單元的綜合關(guān)系相關(guān)表和綜合關(guān)系排序，隨后結(jié)合各作業(yè)單位的占地面積得到了作業(yè)單位面積拓?fù)鋱D。

關(guān)鍵詞：SLP法；轉(zhuǎn)向架；設(shè)備布局；工業(yè)工程

0引言

近10年我國鐵路裝備制造行業(yè)得到了迅猛發(fā)展，已能自行設(shè)計制造200 km以上及時速350 km的高速動車組、時速200 km的客運機(jī)車以及大功率交流傳動機(jī)車。這些先進(jìn)鐵路載運工具的逐漸廣泛使用給鐵路載運工具的運用和維修提出了新的挑戰(zhàn)。過去鐵路載運工具定期、定型的預(yù)防性維修方式已不能滿足當(dāng)前的需要，鐵路載運工具的檢修方式正從預(yù)防性維修逐步過渡到狀態(tài)檢測性維修。因此，鐵路載運工具的檢修工藝、檢修設(shè)備、檢修設(shè)施規(guī)劃等成為近年來研究的熱點。作為鐵路載運工具檢修的重要內(nèi)容，檢修設(shè)施布局的優(yōu)劣直接決定著檢修質(zhì)量、檢修效率和經(jīng)濟(jì)效益。

設(shè)施的布局設(shè)計方法包括擺樣法、數(shù)學(xué)模型法、圖解法、經(jīng)驗法、SLP[1]法等。由于具有便于操作、定性分析和定量分析進(jìn)行結(jié)合等優(yōu)點，SLP法近年來在航空航天[2]、汽車制造[3]、風(fēng)電[4]等領(lǐng)域的設(shè)施規(guī)劃中得到了廣泛的應(yīng)用，鐵路裝備制造企業(yè)也開始通過SLP法對生產(chǎn)設(shè)施進(jìn)行科學(xué)的布局[5-6]，并形成了高質(zhì)高效的生產(chǎn)能力。本文以機(jī)車檢修中的轉(zhuǎn)向架組裝作業(yè)的設(shè)施布局為研究對象，試圖通過SLP法對轉(zhuǎn)向架組裝設(shè)備的布局進(jìn)行分析設(shè)計，為機(jī)車檢修設(shè)施的布局設(shè)計提供新方法。

1轉(zhuǎn)向架組裝作業(yè)的設(shè)施布局分析

1.1　機(jī)車轉(zhuǎn)向架組裝工藝

機(jī)車檢修是一種規(guī)范檢修行為、解決具體操作問題的技術(shù)作業(yè)方法，包括輪對檢修、制動部件檢修、電機(jī)檢修、構(gòu)架檢修、轉(zhuǎn)向架檢修等多個部分。其中，轉(zhuǎn)向架組裝工藝是機(jī)車檢修的重要環(huán)節(jié)，直接影響著最終的檢修質(zhì)量，是機(jī)車安全運行的保證。對機(jī)車轉(zhuǎn)型見組裝作業(yè)進(jìn)行工序分析得到機(jī)車轉(zhuǎn)向架組裝各作業(yè)單元的相關(guān)表，如表1所列。

表1　機(jī)車轉(zhuǎn)向架組裝作業(yè)步驟相關(guān)表

采用SLP法對機(jī)車轉(zhuǎn)向架組裝設(shè)備進(jìn)行平面布置設(shè)計的步驟如下：①準(zhǔn)備原始資料，分析轉(zhuǎn)向架組裝時各工序間的相互關(guān)系，通過分解與合并，得到最優(yōu)配置，確定影響設(shè)備布局的主要因素，分析各工序相互之間的生產(chǎn)物流和非生產(chǎn)物流的關(guān)系，繪制轉(zhuǎn)向架組裝作業(yè)單位相互關(guān)系表；②依據(jù)轉(zhuǎn)向架組裝作業(yè)單位生產(chǎn)物流和非生產(chǎn)物流相互關(guān)系表的結(jié)論，得到作業(yè)單元的綜合關(guān)系；③根據(jù)綜合關(guān)系的排序，并結(jié)合轉(zhuǎn)向架組裝各作業(yè)單位所需面積，繪制作業(yè)單元相互關(guān)系的面積拓?fù)鋱D；④修正轉(zhuǎn)向架組裝各作業(yè)單位的面積拓?fù)鋱D，得到轉(zhuǎn)向架組裝設(shè)備平面布置圖。

1.2　生產(chǎn)物流因素分析

根據(jù)工業(yè)工程理論，生產(chǎn)物流狀況對企業(yè)的生產(chǎn)效率有重大影響。在機(jī)車轉(zhuǎn)向架裝配時，機(jī)車輪對、電機(jī)、構(gòu)架、驅(qū)動裝置、軸承箱、沙箱及其他零部件的搬運次數(shù)較多，而機(jī)車各部件的重量較大，需要起重設(shè)備進(jìn)行搬運。由于機(jī)車轉(zhuǎn)向架裝配裝配作業(yè)的生產(chǎn)物流強(qiáng)度很大，在此考慮生產(chǎn)物流強(qiáng)度為影響設(shè)備布局的主要因素。

為了分析生產(chǎn)物流強(qiáng)度對設(shè)備布局的影響，首先對機(jī)車對轉(zhuǎn)向架裝配各作業(yè)單元間的生產(chǎn)物流路線進(jìn)行統(tǒng)計，并按照作業(yè)單元之間的物流強(qiáng)度占比對其進(jìn)行等級劃分，總共包括A、E、I、O、U五個等級，其中A級最高并依次減小到最低U級。得到的轉(zhuǎn)向架裝配物流強(qiáng)度匯總評級表如表2所列。

表2　生產(chǎn)物流強(qiáng)度評級表

從生產(chǎn)物流強(qiáng)度最優(yōu)的角度講，在進(jìn)行設(shè)備布局設(shè)計時，物流相關(guān)表中的物流強(qiáng)度A級的生產(chǎn)物流路線對設(shè)施布局的影響最大，相關(guān)生產(chǎn)設(shè)施的距離應(yīng)盡量縮小，從而能夠減小搬運強(qiáng)度。而物流強(qiáng)度U級的生產(chǎn)物流路線相關(guān)設(shè)備之間的距離可以適當(dāng)加大。例如，轉(zhuǎn)向架裝配作業(yè)中生產(chǎn)物流路線10~11等級為A，對生產(chǎn)設(shè)施的布局影響較大，應(yīng)盡量將相關(guān)的生產(chǎn)設(shè)施距離縮短。

1.3　非生產(chǎn)物流因素分析

影響工業(yè)企業(yè)設(shè)施布局的基本要素除了生產(chǎn)物流強(qiáng)度外，還包括其他的非生產(chǎn)物流因素。在生產(chǎn)物流強(qiáng)度的分析，主要考慮生產(chǎn)產(chǎn)品的類型、產(chǎn)量和工藝。而產(chǎn)品類型、產(chǎn)量也同時決定著其他生產(chǎn)相關(guān)的作業(yè)單位關(guān)系，比如作業(yè)單位間的搬運次數(shù)、工序流程的順序、生產(chǎn)服務(wù)、生產(chǎn)管理方式、生產(chǎn)的環(huán)保與安全性等。同樣，為了方便對上述因素進(jìn)行評價，按照作業(yè)單位間的相互關(guān)系劃分為A、E、I、O、U五個等級，其含義從A-U級依次為：絕對重要、特別重要、重要、一般密切程度、不重要、不希望接近等。對相關(guān)因素進(jìn)行分析定級，得到轉(zhuǎn)向架裝配各作業(yè)單位之間的相互關(guān)系分析表，如表3所列。

表3　非生產(chǎn)物流因素評級表

1.4　綜合相互關(guān)系分析

在得到各作業(yè)單位對直接的生產(chǎn)物流和非生產(chǎn)物流相互關(guān)系之后，考慮兩種因素的綜合性影響，由于機(jī)車轉(zhuǎn)向架裝配中物流因素占主導(dǎo)地位，在此認(rèn)為生產(chǎn)物流與非生產(chǎn)物流的相對重要性的比為2:1進(jìn)行加權(quán)分配，并對這種綜合因素進(jìn)行評級。同樣劃分等級為A、E、I、O、U，等級越高意味著相互關(guān)系越密切，則在車間設(shè)施布局時兩個作業(yè)單位的相關(guān)設(shè)備應(yīng)該越靠近。表4為作業(yè)單位綜合相互關(guān)系計算表，根據(jù)綜合加權(quán)計算表，并按加權(quán)分值進(jìn)行排序，就可以得到各作業(yè)單位之間的綜合接近程度排序，如表5所列。

根據(jù)綜合加權(quán)計算的結(jié)果和綜合接近程度排序，并結(jié)合作業(yè)單元的占地面積，可以繪制作業(yè)單位面積拓?fù)鋱D。繪制過程中，作業(yè)單元之間的相互關(guān)系越重要則連線越多，即A級4條、E級3條、I級2條、O級1條、U級0條。得到的作業(yè)單位面積拓?fù)鋱D如圖1。

根據(jù)得到的作業(yè)單位面積拓?fù)鋱D和鐵路機(jī)務(wù)設(shè)備設(shè)計的相關(guān)規(guī)范，即可對轉(zhuǎn)向架組裝作業(yè)的相關(guān)設(shè)施布局進(jìn)行布置。

表4　綜合關(guān)系計算表

表5綜合接近程度排序表

圖1　作業(yè)單位面積相互關(guān)系拓?fù)鋱D

2結(jié)語

SLP法具有便于操作、定性分析和定量分析進(jìn)行結(jié)合等優(yōu)點，相對傳統(tǒng)的經(jīng)驗設(shè)計方法，SLP方法更加科學(xué)合理。筆者通過SLP法對機(jī)車轉(zhuǎn)向架組裝的設(shè)施布局設(shè)計進(jìn)行了研究。對影響轉(zhuǎn)向架組裝作業(yè)的生產(chǎn)物流和非生產(chǎn)物流因素進(jìn)行了綜合性分析，得到了組裝工序間的綜合相關(guān)表，隨后結(jié)合各作業(yè)單位的占地面積得到了作業(yè)單位面積相關(guān)圖，并最終繪制出優(yōu)化可行的轉(zhuǎn)向架組裝設(shè)備平面布置圖。筆者提出的方法，同樣適用于機(jī)車輪對、制動部件、電機(jī)、構(gòu)架等的檢修設(shè)施布局設(shè)計。

參考文獻(xiàn)：

[1]沙爾文迪(美國)(著).江志斌，易樹平(譯). 工業(yè)工程手冊[M]. 北京：清華大學(xué)出版社，2007.

[2]張海波,孫健國.可行SLP法在發(fā)動機(jī)在線優(yōu)化中的應(yīng)用[J]. 航空學(xué)報,2010(4):663-670.

[3]肖超,陳書宏. 基于SLP和Em-plant的變速器裝配線規(guī)劃研究[J]. 工程設(shè)計學(xué)報,2010(6):430-434.

[4]鄭松濤, 湯文成, 陳昀.SLP法在風(fēng)電塔筒廠區(qū)總平面布置中的應(yīng)用[J]. 工業(yè)工程與管理,2010(15):116-120.

[5]范建民. 機(jī)車轉(zhuǎn)向架生產(chǎn)線工藝布局評價與優(yōu)化研究[D].大連：大連交通大學(xué), 2013.

[6]許婷婷. 某機(jī)車制造基地總體布局評價與優(yōu)化[D].大連：大連交通大學(xué), 2013.

Research on Equipment Layout of the Maintenance of Steering Rack

Locomotive Based on the SLP Method

CHEN Dai-lin

(CREECNorthwestSurveyandDesignCo.,Ltd,LanzhouGansu730000,China)

Abstract:In this paper, the facility layout design of locomotive bogie assembly by the SLP method was studied. The production logistics and the non-production logistics factors that would affect the bogie assembly operations were analyzed, and the comprehensive relationship correlation table and ranking of each work unit in the frame assembly were obtained, and then the topological graph of the work unit area was got by a combination of the floor area of various operating units.

Key words:SLP method; steering rack locomotive; equipment layout; industrial engineering

中圖分類號:TH181

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號：1007-4414(2015)02-0139-03

作者簡介：陳代林(1986-)男,甘肅蘭州人，助理工程師，碩士研究生，主要從事鐵路機(jī)務(wù)車輛設(shè)備設(shè)計方面的工作。

收稿日期：2015-03-18