SLP在食品企業(yè)多層廠房布局優(yōu)化中的應(yīng)用

呂品 李谷雨

摘 要：針對食品行業(yè)生產(chǎn)過程的特殊性，應(yīng)用SLP方法對多層廠房的生產(chǎn)車間進行布局優(yōu)化. 介紹了多層廠房布局優(yōu)化的一般方法和步驟；并以某市糕點廠為例，結(jié)合企業(yè)的實際情況依據(jù)樓層劃分方法確定了各樓層的作業(yè)單位，在此基礎(chǔ)之上再利用SLP方法對單樓層進行布局優(yōu)化；最后，得到了多層廠房的優(yōu)化布局方案，解決了食品生產(chǎn)企業(yè)現(xiàn)存的作業(yè)單位之間冷熱相互影響和嘈雜干擾嚴重以及物流運輸線路的迂回和重復的問題.

關(guān)鍵詞：食品企業(yè)；多層廠房；布局優(yōu)化；SLP

中圖分類號：TS208 文獻標志碼：A

0 引言

伴隨著我國土地建設(shè)的緊張程度，多層廠房建設(shè)普遍被企業(yè)所接受，而現(xiàn)階段對多層廠房優(yōu)化布局的研究大多集中于鋼鐵、電子、物流園區(qū)等的優(yōu)化布局，對于食品行業(yè)的研究較少[1-4].食品行業(yè)的多層廠房布局既要考慮到同一樓層中生產(chǎn)物流的順暢性，又要考慮不同樓層間（如：包含電梯等因素的影響）物流的流暢性，還需要考慮食品行業(yè)中產(chǎn)品工藝的特殊問題，如風淋、消毒等問題[5-6].因此，對食品行業(yè)的多層廠房布局進行研究有一定的現(xiàn)實意義.

1 多層廠房布局優(yōu)化方法

多層廠房因其存在空間上的平行平面，故對其進行布局時，要先對樓層進行合理劃分，即先從總體上劃分出不同樓層中的各作業(yè)單位，再針對每一樓層的具體作業(yè)單位分別進行平面布局優(yōu)化[1].

1.1 樓層劃分方法及步驟

系統(tǒng)布局設(shè)計方法（SLP）的應(yīng)用，可以使多層廠房的布局更加合理和科學[2].通過物流關(guān)系及非物流關(guān)系的分析，得到各作業(yè)單位的綜合關(guān)系，在此基礎(chǔ)上按照以下步驟進行樓層劃分[7]：

Step1 根據(jù)產(chǎn)品生產(chǎn)流程和為了減少電梯使用次數(shù)與運行時間，提高搬運效率，首先將與外界有直接聯(lián)系的作業(yè)單位布局在低樓層，作業(yè)單位數(shù)為J；

Step2 判斷第I層樓是否還可以增加新作業(yè)單位，如若可以，則按Step3操作，若不能，則第I層樓的作業(yè)單位數(shù)為J，轉(zhuǎn)到Step4布局下一樓層；

Step3 選擇和第I層中有高綜合相關(guān)關(guān)系的作業(yè)單位作為第I層的J+1個作業(yè)單位，根據(jù)可利用的剩余面積確認布局是否合適，如若合適，則第I層樓的作業(yè)單位數(shù)為J= J+1，返回Step2；如若不合適，去除該作業(yè)單位，返回Step2；

Step4 選擇和第I層中被布局的作業(yè)單位有高綜合相關(guān)關(guān)系的作業(yè)單位作為第I+1層的“第1個作業(yè)單位”，然后轉(zhuǎn)Step2到找到第I+1層的所有作業(yè)單位，此時I=I+1；

為了保證最后得出的布局方案具有可行性，在布局過程中，若是出現(xiàn)某些作業(yè)單位未被布局，假定其在頂層.如果第I層中布局所需面積大于或等于該層的總面積，則去除最后一個布局的作業(yè)單位，然后繼續(xù)尋找作業(yè)單位，直到第I層的布局面積接近；如果出現(xiàn)作業(yè)單位等級相同時，則選擇物流關(guān)系最高的，然后進行Step2.

1.2 單樓層的布局優(yōu)化方法

將各樓層的電梯作為一個作業(yè)單位，當某作業(yè)單位與其余樓層有綜合關(guān)系時，就轉(zhuǎn)換為該作業(yè)單位與電梯之間的綜合關(guān)系.利用SLP方法[8]分析各樓層作業(yè)單位與電梯之間的綜合關(guān)系，繪制位置相關(guān)圖、面積相關(guān)圖，最后得到布局方案.

2 糕點廠多層廠房布局優(yōu)化實例

2.1 糕點廠多層廠房的現(xiàn)狀及存在問題

某市糕點廠廠房占地面積約為1 344 m2，樓高31.5 m，共7層，每層層高4.5 m，每層樓的廠房可利用面積約為957.59 m2×0.8=766.07 m2（按利用率80%計算）.整棟廠房集辦公、生產(chǎn)、儲存、住宿為一體，和重點的生產(chǎn)車間相關(guān)的樓層主要集中在第5層、第6層和第7層.

第5層～第7層的作業(yè)單位可劃分為主生產(chǎn)車間（面包車間、蛋糕車間、西點車間、丹麥車間、烤爐車間、包裝車間），輔助生產(chǎn)車間（醒發(fā)室、切割區(qū)、配料房、包材間），辦公區(qū)和一些輔助性服務(wù)區(qū)域等，具體作業(yè)單位劃分編號及面積如圖1所示.其中，第5層所包含的各作業(yè)單元總面積為627 m2，面積利用率為81.9%；第6層包含的作業(yè)單元總面積為757 m2，面積利用率為98.8%；第7層包含的作業(yè)單元總面積為696 m2，面積利用率為90.9%.

依據(jù)生產(chǎn)車間的不同，糕點廠產(chǎn)品分為面包、蛋糕、西點和丹麥4大類產(chǎn)品，又因為各個作業(yè)單位生產(chǎn)的產(chǎn)品所經(jīng)過的流程不太相同，因此將4大類產(chǎn)品細分為A， B， C， D， E， F， G系列產(chǎn)品，其中A系列屬于面包車間，B， C系列屬于蛋糕車間，D， E系列屬于西點車間，F(xiàn)， G系列屬于丹麥車間.與各系列產(chǎn)品的工藝流程有關(guān)的物流路線如圖1所示.

根據(jù)不同系列產(chǎn)品的物流路線及多層廠房現(xiàn)有的布局情況分析，可以發(fā)現(xiàn)存在以下問題：

1）G系列產(chǎn)品物流搬運路線迂回；

2）C系列產(chǎn)品物流搬運路線重復；

3）相鄰兩作業(yè)單位噪音干擾性太強.例如辦公室、研發(fā)室同清洗車間；

4）空余房間多.從布局圖中看出，第5層和第7層各有一個空余房間未被使用，該空余場地占地面積較大，分別為120 m2和50 m2，這是對資源的一種浪費；

5）作業(yè)單位之間冷熱因素影響，例如蛋糕車間和烤爐車間的冷熱干擾.

2.2 糕點廠多層廠房布局優(yōu)化

2.2.1 樓層的劃分

該糕點廠屬于多品種小批量生產(chǎn)類型，因此將各系列產(chǎn)品所包含的產(chǎn)品種類的月搬運次數(shù)之和作為各系列產(chǎn)品在各作業(yè)單位之間的物流量.經(jīng)計算得到產(chǎn)品從生產(chǎn)到發(fā)貨各作業(yè)單位之間的物流量從至表，如表1所示.

于是，可得到各作業(yè)單位對的物流強度等級表，如表2所示.其中，辦公區(qū)、清洗間、研發(fā)室、包材倉庫等輔助性部門與其他作業(yè)單位之間的物流關(guān)系不明顯，若要對這些作業(yè)單位進行布局，則還要考慮作業(yè)單位之間的非物流相關(guān)關(guān)系.