一種基于SLP和仿真技術(shù)的工廠精益布局方法

黃國(guó)秋

摘? ?要：有效工廠布局的首要目標(biāo)是以最低成本和預(yù)期質(zhì)量開發(fā)一個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)以實(shí)現(xiàn)預(yù)定數(shù)量的產(chǎn)品制造。物理布局是生產(chǎn)系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分，它包括物料搬運(yùn)、路徑規(guī)劃以及配送。本文通過采用SLP理論和仿真技術(shù)結(jié)合，對(duì)于SF工廠物料搬運(yùn)進(jìn)行分析以確定物料流動(dòng)路線與搬運(yùn)方式。另外對(duì)不同布置方案分別進(jìn)行仿真分析，根據(jù)仿真輸出結(jié)果對(duì)方案進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)與針對(duì)性的調(diào)整。

關(guān)鍵詞：SLP;仿真技術(shù);物流動(dòng)線

引言

隨著外部市場(chǎng)激烈競(jìng)爭(zhēng)和客戶的定制化需求，企業(yè)都在積極進(jìn)行生產(chǎn)方式轉(zhuǎn)變，從大批量小品種轉(zhuǎn)為小批量多品種生產(chǎn)方式。同時(shí)在高效率和低成本雙重壓力下，特別是在全球數(shù)字化驅(qū)動(dòng)下，數(shù)字化制造被越來越多企業(yè)選擇作為決勝市場(chǎng)的法寶。隨著生產(chǎn)系統(tǒng)越來越復(fù)雜，投入的設(shè)備、廠房資金也越來越大。工廠生產(chǎn)設(shè)施的每一個(gè)決策都需要謹(jǐn)慎考慮，措施不當(dāng)，將會(huì)付出極大代價(jià)和成本。本文基于上述目前企業(yè)面臨的痛點(diǎn)和難點(diǎn)，采用SLP方法和仿真技術(shù)，對(duì)于企業(yè)新工廠布局建設(shè)和老工廠線體優(yōu)化改善流程進(jìn)行有益的探索，解決企業(yè)在建設(shè)過程中的痛點(diǎn)，特別是在智能制造的大潮流下，各地都在建設(shè)智能工廠 ，本文研究可以作為一種嘗試，提供一些有益的指導(dǎo)。

工廠布局設(shè)計(jì)與SLP方法

系統(tǒng)布置設(shè)計(jì)（SLP）理論是通過分析設(shè)施之間的物流量以及非物流關(guān)系來對(duì)設(shè)施進(jìn)行布局。

工廠布局設(shè)計(jì)核心在于物流設(shè)計(jì)。工廠布局設(shè)計(jì)內(nèi)容包括工廠 、車間內(nèi)部的設(shè)計(jì)與平面布置、設(shè)備、物料動(dòng)線等布局。主要目的是通過廠房以及車間的設(shè)計(jì)，建立簡(jiǎn)捷的物流以最大限度地減少物料搬運(yùn)路線。它是在對(duì)于工廠生產(chǎn)流程和物流量詳盡分析的基礎(chǔ)上，通過條理清晰的設(shè)計(jì)程序進(jìn)行工廠及廠內(nèi)設(shè)施的布置設(shè)計(jì)。

布局設(shè)計(jì)數(shù)學(xué)模型算法

在制造環(huán)境中，布局設(shè)計(jì)是指在確定的區(qū)域內(nèi)最適宜地安排物理設(shè)備，如車間或機(jī)器。通常的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則是最小化物料搬運(yùn)費(fèi)用。這就需要將布局問題建模，然后采用適當(dāng)?shù)乃惴▽?duì)模型求解，稱之為設(shè)備建模。

仿真技術(shù)在布局設(shè)計(jì)上的應(yīng)用

系統(tǒng)仿真是根據(jù)系統(tǒng)分析的目的，在分析系統(tǒng)各要素性質(zhì)及其相互關(guān)系的基礎(chǔ)上，建立能描述系統(tǒng)結(jié)構(gòu)或行為過程的、具有一定邏輯關(guān)系或數(shù)量關(guān)系的仿真模型，據(jù)此進(jìn)行實(shí)驗(yàn)或定量分析，以獲得正確決策所需的各種信息。利用計(jì)算機(jī)仿真模型分析可以不需要實(shí)際組裝現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)就能夠進(jìn)行物流實(shí)驗(yàn)和分析。

布局方案設(shè)計(jì)

基于SF公司的物流強(qiáng)度相關(guān)數(shù)據(jù)分析，調(diào)整各工序布局位置，做出新的布局設(shè)計(jì)方案如下，見圖1、圖2。

建立工廠布局仿真模型

基于生產(chǎn)流程和現(xiàn)場(chǎng)收集數(shù)據(jù)，建立工廠布局仿真模型，見圖3。

模型運(yùn)行及結(jié)果分析

從生產(chǎn)仿真模型結(jié)果可以看出，新設(shè)計(jì)的布局大幅減少物料搬運(yùn)距離，見圖4。

結(jié)語

面向定制化需求的智能制造生產(chǎn)系統(tǒng)會(huì)越來越強(qiáng)大，同時(shí)也會(huì)越來越復(fù)雜。工廠車間的布局設(shè)計(jì)對(duì)于企業(yè)智能制造是否可以高效運(yùn)作起到?jīng)Q定作用。本文從精益戰(zhàn)略角度出發(fā)，通過用物流系統(tǒng)理論SLP方法和仿真技術(shù)結(jié)合，對(duì)SF公司生產(chǎn)車間進(jìn)行分析，設(shè)計(jì)出可行方案，并建立仿真模型，對(duì)方案進(jìn)行動(dòng)態(tài)運(yùn)行及評(píng)價(jià)，從中選擇出合適的布局方案。新的布局設(shè)計(jì)讓原布局中物料搬運(yùn)路線距離得到了大幅改善，使得物流更加順暢，物流效率提高，降低物流成本。

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責(zé)編/魏曉文