基于SLP方法的整車廠零部件配送中心布局優(yōu)化

周廷美，汪 磊，莫易敏，張 峰，汪萬富

（1.武漢理工大學(xué) 機(jī)電工程學(xué)院，湖北 武漢 430070；2.上汽通用五菱汽車股份有限公司，廣西 柳州 545000）

基于SLP方法的整車廠零部件配送中心布局優(yōu)化

周廷美1，汪 磊1，莫易敏1，張 峰1，汪萬富2

（1.武漢理工大學(xué) 機(jī)電工程學(xué)院，湖北 武漢 430070；2.上汽通用五菱汽車股份有限公司，廣西 柳州 545000）

針對(duì)某整車廠零部件配送中心布局不合理的現(xiàn)象，運(yùn)用SLP方法，重新對(duì)配送中心進(jìn)行了功能分區(qū)的劃分。從配送中心基本運(yùn)作流程的特點(diǎn)出發(fā)，分析了各作業(yè)單位之間的物流與非物流關(guān)系，得到了作業(yè)單位綜合相互關(guān)系。運(yùn)用關(guān)系表法繪制出了位置相關(guān)圖，并在綜合考慮各種修正因素和限制條件的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)出了該配送中心總平面布局優(yōu)化方案，提高了作業(yè)效率，減少了物流成本，增強(qiáng)了配送中心對(duì)混流生產(chǎn)模式的響應(yīng)能力。

SLP；配送中心；物流關(guān)系；平面布局；布局優(yōu)化

1 引言

近年來，隨著中國汽車產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展和消費(fèi)者生活水平的提高，各汽車制造企業(yè)為了搶占有利的市場(chǎng)環(huán)境以及迎合客戶需求的多樣化，相繼加快了新車型的研發(fā)速度，多品種、小批量的混流生產(chǎn)模式已在整車廠得到了普遍的應(yīng)用。然而，隨之而來的是零部件的種類、數(shù)量增加致使生產(chǎn)線旁物料緩沖嚴(yán)重，新車型的上線更是對(duì)現(xiàn)有的物料拉動(dòng)系統(tǒng)產(chǎn)生了不小的影響，而零部件配送頻次和周期的改變給現(xiàn)有的廠內(nèi)物流工作造成很大的壓力。作為廠內(nèi)物流的重要節(jié)點(diǎn)，零部件配送中心一直承擔(dān)著按規(guī)定的時(shí)間窗接收來自全國各地的零部件，再按物料拉動(dòng)情況，將零件運(yùn)送到各車間的任務(wù)。配送中心的合理布局不僅能為接收、存儲(chǔ)、翻包、待發(fā)等工作帶來不小的便利，而且會(huì)增加零部件配送工作的靈活性、靈敏性。而這也正是能保證混流生產(chǎn)的重要前提。因此針對(duì)零部件配送中心的基本運(yùn)作流程，本文應(yīng)用系統(tǒng)布置設(shè)計(jì)的原理與方法對(duì)現(xiàn)有的零部件配送中心的布局進(jìn)行了合理的優(yōu)化，使其不僅能滿足混流生產(chǎn)，還能節(jié)約物流成本。

2 某整車廠零部件配送中心現(xiàn)狀及基本運(yùn)作流程

該整車廠為國內(nèi)某汽車制造企業(yè)于最近幾年新建投產(chǎn)，主要面向國內(nèi)生產(chǎn)各種類型的微型商用車，該公司的微型商用車在我國汽車市場(chǎng)占有率較高，處于行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者的地位。廠區(qū)內(nèi)的零部件配送中心主要建在總裝車間的旁邊，便于物料的上線配送，配送中心的布局如圖1所示。然而隨著混流車型的增加，該配送中心的物流業(yè)務(wù)更加的繁忙，但現(xiàn)有物流配送中心的布局卻并不合理，主要表現(xiàn)為在物流量中占有重要比例的大件零件距離發(fā)貨區(qū)較遠(yuǎn)，物流路線的增加不僅增加了時(shí)間，也加大了物流成本；其次，各個(gè)運(yùn)作流程的物流路線存在一定的交叉與重疊，物流量分布不均；另外，零件在存儲(chǔ)區(qū)與待發(fā)區(qū)擺放較為混亂，配送上線時(shí)，為零部件的選料帶來負(fù)擔(dān)等。

圖1 配送中心原平面布局

圖2 配送中心基本運(yùn)作流程

配送中心的基本運(yùn)作流程其實(shí)也是零部件物流的基本流動(dòng)方向，其接收、存儲(chǔ)、翻包、待發(fā)等業(yè)務(wù)無不在圍繞著零部件進(jìn)行，故在對(duì)配送中心各業(yè)務(wù)模塊進(jìn)行物流分析時(shí)，了解其基本運(yùn)作流程也就成了系統(tǒng)布置設(shè)計(jì)的首要任務(wù)。如圖2所示為零部件配送中心的基本運(yùn)作流程。首先，零部件配送中心按規(guī)定的時(shí)間窗接貨，然后零件進(jìn)行入庫存儲(chǔ)，并遵循小件用高層貨架存儲(chǔ)，大件用地面貨位存儲(chǔ)的原則。庫存量的水平主要根據(jù)供應(yīng)商的距離來劃分，設(shè)置4-7天的庫存量，在進(jìn)行翻包操作后，大件翻包后存儲(chǔ)4小時(shí)，小件翻包后存儲(chǔ)8小時(shí)。最后，根據(jù)車間物料的拉動(dòng)情況，將相應(yīng)零件運(yùn)送至待發(fā)區(qū)。

3 基于SLP方法的配送中心布局分析

系統(tǒng)布置設(shè)計(jì)（SLP）原主要應(yīng)用于工廠以及生產(chǎn)系統(tǒng)的設(shè)施規(guī)劃，但隨著不斷的改進(jìn)與發(fā)展，其應(yīng)用范圍已拓展到醫(yī)院、學(xué)校、辦公樓、百貨商場(chǎng)等設(shè)施布局中。其基本思想是在理清了影響布局設(shè)計(jì)的各基本要素的基礎(chǔ)上，對(duì)劃分的各作業(yè)單位進(jìn)行物流分析與相互關(guān)系分析，在得到綜合相互關(guān)系圖的基礎(chǔ)上，對(duì)可用的布局面積進(jìn)行劃分，并評(píng)價(jià)選擇出最好的布局方案。

3.1 物流關(guān)系分析

相對(duì)于零部件配送中心的平面布局，在進(jìn)行系統(tǒng)布置設(shè)計(jì)時(shí)，P（產(chǎn)品）、Q（產(chǎn)量）、R(生產(chǎn)工藝過程)、S（輔助服務(wù)部門）、T（時(shí)間安排）所代表的基本要素也發(fā)生了相應(yīng)的改變，此時(shí)的PQRST應(yīng)考慮為P-整車零部件、Q-配送零部件的數(shù)量以及庫存量、R-配送的線路、S-物流服務(wù)的品質(zhì)、T-物料拉動(dòng)的響應(yīng)時(shí)間。通過對(duì)這些要素的分析，可以有利于分析配送中心各作業(yè)單位之間的物流路線以及相應(yīng)的物流量等，并為作業(yè)單位間位置相互關(guān)系的分析提供一定的參考依據(jù)。立足于配送中心的基本運(yùn)作流程以及物流管理的需要，初步將配送中心分為12個(gè)功能分區(qū)，各功能分區(qū)的基本信息見表1。

根據(jù)零部件物流配送中心的調(diào)研情況，在總結(jié)了最近一月的基本物流數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，詳細(xì)分析了各作業(yè)單位之間的物流情況，初步確定了各作業(yè)單位之間物流量的大小情況，在綜合考慮物流路線的基礎(chǔ)上，對(duì)各作業(yè)單位之間的物流強(qiáng)度進(jìn)行了相應(yīng)的劃分。物流強(qiáng)度等級(jí)用A、E、I、O、U表示，各字母的詳細(xì)信息見表2。在確定了各作業(yè)單位之間的物流強(qiáng)度以后，繪制出了如圖3所示的配送中心作業(yè)單位物流相關(guān)圖。

表1 配送中心各功能分區(qū)信息

表2 物流強(qiáng)度的等級(jí)劃分

圖3 配送中心作業(yè)單位物流相關(guān)圖

3.2 非物流相互關(guān)系分析

作為總裝車間的零部件配送中心，各個(gè)作業(yè)單位之間的物流因素雖然是進(jìn)行系統(tǒng)布置設(shè)計(jì)的重要因素，但卻并不能因此作為評(píng)判的唯一依據(jù)。還需要根據(jù)整車廠的實(shí)際情況對(duì)各個(gè)作業(yè)單位之間的非物流因素進(jìn)行定性分析。在非物流因素的選取上，綜合考慮了工作流程的連續(xù)性、管理方便、物料搬運(yùn)、使用相同的設(shè)施、人員聯(lián)系、作業(yè)性質(zhì)相似、輔助性支撐等多方面的因素，各作業(yè)單位之間的非物流關(guān)系等級(jí)理由見表3。非物流關(guān)系的等級(jí)程度用表4中的字母表示。依據(jù)上述兩表的信息，繪制出了如圖4所示的各作業(yè)單位之間的非物流相關(guān)圖，圖中菱形格中左邊字母代表相應(yīng)的非物流關(guān)系程度，右邊數(shù)字則代表相應(yīng)密切程度的理由。

表3 配送中心各作業(yè)單位之間等級(jí)理由表

表4 非物流關(guān)系密切程度等級(jí)定義

圖4 作業(yè)單位非物流相關(guān)圖

3.3 綜合相互關(guān)系分析

從各作業(yè)單位的物流以及非物流相關(guān)圖可知，各作業(yè)單位間密切程度的等級(jí)會(huì)因考慮的因素不同而存在巨大的差異，故需要根據(jù)圖3、圖4的信息進(jìn)行加權(quán)計(jì)算，得到各作業(yè)單位的綜合相互關(guān)系圖?？紤]到零部件配送中心物流因素的影響并不是明顯優(yōu)于其他因素的影響，取加權(quán)為1：1，并賦予A=4，E=3，I=2，O=1，U=0，X=-1進(jìn)行加權(quán)求和。將加權(quán)得分按A：7-8，E：5-6，I：3-4，O：1-2，U：0，X:-1重新進(jìn)行等級(jí)劃分，可得圖5所示的各作業(yè)單位綜合相互關(guān)系圖。

圖5 作業(yè)單位綜合相互關(guān)系圖

3.4 位置相關(guān)圖繪制

在系統(tǒng)布置設(shè)計(jì)中，針對(duì)位置相關(guān)圖的布置主要有R.Muther的線型圖法和Tompkins的關(guān)系表法，兩種方法在相關(guān)圖的繪制上都有其相應(yīng)的優(yōu)點(diǎn)。線型圖法主要是通過不斷的試錯(cuò)，用長(zhǎng)短不一，粗細(xì)不同的線段表示各作業(yè)單位之間的關(guān)系程度，但是在處理作業(yè)單位過多的布置時(shí)，會(huì)出現(xiàn)不斷試錯(cuò)的情況，定量性不強(qiáng)，較為繁瑣。關(guān)系表法是先將綜合相互關(guān)系圖轉(zhuǎn)化為關(guān)系表，并以此繪制出代表各作業(yè)單位的面積相同的方塊，然后進(jìn)行拼接轉(zhuǎn)化為位置相關(guān)圖，可操作性較強(qiáng)。本文采用關(guān)系表法進(jìn)行位置相關(guān)圖的繪制，首先將圖5轉(zhuǎn)化為關(guān)系工作表，見表5。并依此繪制出代表各作業(yè)單位拼塊圖，如圖6所示，然后按照A級(jí)關(guān)系邊靠邊，E級(jí)關(guān)系至少角靠角的原則進(jìn)行拼接擺放，因組合方式不同，會(huì)得到不同的方塊布局，如圖7所示，但考慮到物流路線的長(zhǎng)短以及作業(yè)性質(zhì)相似等因素，圖7b具有諸多優(yōu)點(diǎn)。

表5 作業(yè)單位工作關(guān)系表

圖6 作業(yè)單位部分拼塊圖

圖7 兩種不同的方塊組合圖

3.5 配送中心平面布局方案設(shè)計(jì)

零部件配送中心各作業(yè)單位的面積必須根據(jù)實(shí)際可用面積進(jìn)行合理的規(guī)劃與布局，在實(shí)際的布局中還應(yīng)該綜合考慮其他修正因素，制約條件等。通常要考慮的修正因素有上線通道的設(shè)置、消防水電設(shè)施的布置以及零部件貨架的擺放等，而通常會(huì)遇到的限制條件有規(guī)劃區(qū)域的形狀與地形、設(shè)施改造的成本以及政策與法規(guī)等。在綜合考慮上訴各種因素后，設(shè)計(jì)出了如圖8所示的布局方案。

圖8 配送中心改進(jìn)后的平面布局

4 配送中心新布局方案的效果評(píng)價(jià)

實(shí)際生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)，改進(jìn)后的布局方案不僅提高了配送中心接收、存儲(chǔ)、翻包零部件的效率，而且縮短了物流路線，節(jié)約了物流成本，更為重要的是，在混線生產(chǎn)模式下，零部件配送中心對(duì)各種物料拉動(dòng)的響應(yīng)率顯著提高，增強(qiáng)了廠內(nèi)物流的柔性配送能力。另外，在與原布局的比較中，新方案有如下優(yōu)點(diǎn)：（1）對(duì)于周轉(zhuǎn)率較小的小件區(qū)域，布置時(shí)稍微遠(yuǎn)離了上線通道口，而大件上線區(qū)域靠近上線通道口，使得大周轉(zhuǎn)率的零件有較短的上線距離，滿足了較大的上線頻率，這樣有利于大件以最短距離，最優(yōu)操作完成大件的入庫、翻包轉(zhuǎn)、上線等作業(yè)。（2）特殊物料存儲(chǔ)區(qū)兩面靠墻，減少了隔離欄的建造數(shù)量。（3）行政管理功能區(qū)域遠(yuǎn)離上線通道口，同時(shí)置于特殊物料存儲(chǔ)區(qū)的旁邊，辦公人員可以起到輔助監(jiān)控的作用。（4）配送中心南北方向按照了工段大區(qū)分布，東西方向按照作業(yè)先后順序分布，流程流暢，作業(yè)距離短，效率高。（5）輪胎分裝區(qū)上移，能最大程度的利用上線通道。

5 結(jié)論

主要針對(duì)某汽車廠零部件配送中心布局不合理的現(xiàn)象，運(yùn)用系統(tǒng)布置設(shè)計(jì)的方法，在進(jìn)行了合理功能分區(qū)的基礎(chǔ)上，著重分析了各作業(yè)單位之間的物流關(guān)系。同時(shí)也考慮到了配送中心平面布局中的非物流因素。在得到了綜合相互關(guān)系的基礎(chǔ)上，運(yùn)用關(guān)系表法，進(jìn)行了位置相關(guān)圖的繪制。在綜合考慮實(shí)際約束條件后，得到了配送中心優(yōu)化后的平面布局方案。新方案具有作業(yè)效率高、物流成本低等特點(diǎn)，并能有力配合整車廠的混線生產(chǎn)模式。系統(tǒng)布置設(shè)計(jì)方法在整車廠零部件配送中心的成功運(yùn)用，對(duì)同類企業(yè)具有一定的借鑒與指導(dǎo)意義。

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Layout Optimization of Automobile Spare Parts Distribution Center Based on SLP

Zhou Tingmei1,Wang Lei1,Mo Yimin1,Zhang Feng1,Wang Wanfu2
(1.School of Mechanical&Electrical Engineering,Wuhan University of Technology,Wuhan 430070; 2.SGMW Co.,Ltd.,Liuzhou 545000,China)

In this paper,in view of the existing issues with the layout of the automobile spare parts distribution center and using the SLP,we rearranged the functional zones of the distribution center.Starting with the characteristics of the basic processes of the distribution center,we analyzed the logistics and non-logistics relations between the various operating units and arrived at the comprehensive interactive relationship between the units.Then using the correlation chart,we drew the relevant position diagram and then after comprehensively considering the various modifying factors and constraints,designed the general plan optimization solution of the distribution center.

SLP;distributioncenter;logisticsrelation;plan layout;layoutoptimization

F252.14;F407.471

A

1005-152X(2017)02-0142-04

10.3969/j.issn.1005-152X.2017.02.033

2016-12-28

周廷美（1962-），女，湖北人，博士，武漢理工大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院教授，主要研究方向：信息管理系統(tǒng)等。