【正文】
家系統(tǒng),但都未在排列備選計(jì)劃的優(yōu)先次序時(shí)考慮到專門知識,他們的程序中沒有人類設(shè)計(jì)者所具備的創(chuàng)造性。這種技術(shù)的基本思想是,為簡化起見,假定當(dāng)物料需要跨越一個(gè)車間時(shí),成本加倍;當(dāng)物料跨越兩個(gè)車間時(shí),成本為原來的3倍,以此類推。通常使用物料在不同部門問的運(yùn)輸量、運(yùn)輸距離來衡量各部門相鄰的重要程度。在SLP這一系統(tǒng)化,流程化的方法被引入以來,被廣泛的實(shí)踐和證明,得到了學(xué)術(shù)界和企業(yè)界的公認(rèn)。利用多年來在設(shè)計(jì)、建造和運(yùn)行各種行業(yè)的工廠中所累積起來的經(jīng)驗(yàn)、教訓(xùn)、數(shù)據(jù)和資料,人們在設(shè)計(jì)同類型的或相似的工業(yè)設(shè)施時(shí)將其作為參考。新建企業(yè)時(shí)可以根據(jù)生產(chǎn)流程要求及各作業(yè)單位之間物流關(guān)系選擇流動模式,進(jìn)而確定建筑物的外形及尺寸。常常由于外部運(yùn)輸條件或原有布置的限制,需要按照給定的入、出口位置來規(guī)劃流動模式。(7)動線分析。對上一步形成的數(shù)個(gè)方案,應(yīng)用系統(tǒng)工程學(xué),技術(shù)經(jīng)濟(jì)學(xué),或者計(jì)算機(jī)仿真的方法,從社會、經(jīng)濟(jì)、技術(shù)等方面因素,對各方案進(jìn)行的綜合評價(jià)和方案評估,從中選擇一到兩個(gè)可選方案進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)。在大多數(shù)企業(yè)中,各作業(yè)單位之間既有物流聯(lián)系也有非物流聯(lián)系,兩作業(yè)單位之間的相互關(guān)系應(yīng)包括物流關(guān)系與非物流關(guān)系,因此要將作業(yè)單位間的相互關(guān)系與非物流的相互關(guān)系進(jìn)行合并,求出合成的相互關(guān)系 綜合相互關(guān)系,然后由各作業(yè)單位間綜合相互關(guān)系出發(fā),實(shí)現(xiàn)各作業(yè)單位的合理布置。圖132 EQ曲線以上均是針對生產(chǎn)企業(yè)來說的,而對于物流中心,同樣可以根據(jù)處理貨物的種類 數(shù)量關(guān)系確定恰當(dāng)?shù)脑O(shè)施布置形式。成組布置又稱混合布置,在產(chǎn)品品種較多,每種產(chǎn)品的產(chǎn)量又是中等程度的情況下,將工件按其外形與加工工藝的相似性進(jìn)行編碼分組,同組零件用相似的工藝過程進(jìn)行加工,同時(shí)將設(shè)備成組布置,即把使用頻率高的機(jī)器群按工藝過程順序布置組合成成組制造單元,整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)由數(shù)個(gè)成組制造單元構(gòu)成。產(chǎn)品移動式布置又可分為產(chǎn)品布置、工藝布置及成組布置三種形式。根據(jù)單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)品的生產(chǎn)量,可以把企業(yè)的生產(chǎn)類型分為單件生產(chǎn)、成批生產(chǎn)和大量生產(chǎn)三種生產(chǎn)類型。上述資料可以根據(jù)對歷史資料或商務(wù)合同的統(tǒng)計(jì)、同類現(xiàn)代企業(yè)的參考類比、專家經(jīng)驗(yàn)咨詢、市場調(diào)查分析、甚至是實(shí)驗(yàn)測算的辦法獲得,盡可能準(zhǔn)確。圖221 動線型SLP法的程序模式示意圖(1)資料搜集與分析階段。(5)由于歷史的局限性,SLP方法沒有充分考慮利用計(jì)算機(jī)技術(shù)。(4)SLP方法缺少動線分析過程。傳統(tǒng)的設(shè)施布置方法缺少戰(zhàn)略規(guī)劃,影響現(xiàn)代企業(yè)的持續(xù)發(fā)展。在現(xiàn)代企業(yè)設(shè)施布置中,直接應(yīng)用SLP法進(jìn)行設(shè)施布置設(shè)計(jì)存在以下問題:(1)不適合現(xiàn)代企業(yè)的生產(chǎn)特點(diǎn)。考慮了各種修正因素與實(shí)際限制條件后,對面積圖進(jìn)行調(diào)整,得出幾種有價(jià)值的可行方案。把各作業(yè)單位占地面積附加到作業(yè)單位位置相關(guān)圖,就形成了作業(yè)單位面積相關(guān)圖。這時(shí)并未考慮作業(yè)單位具體的占地面積,因而得到的僅是作業(yè)單位位置相關(guān)圖。非物流的作業(yè)單位間的相互關(guān)系,可以用關(guān)系密級及相互關(guān)系表來表示。(3)物流分析與作業(yè)單位相互關(guān)系分析。在系統(tǒng)布置設(shè)計(jì)開始時(shí),首先必須明確給出基本要素如產(chǎn)品P、產(chǎn)量Q、生產(chǎn)工藝過程R、輔助服務(wù)部門S、及時(shí)間安排T等這些原始資料,同時(shí)也需要對作業(yè)單位的劃分情況進(jìn)行分析,通過分解與合并,得到最佳的作業(yè)單位劃分狀況。采用SLP法進(jìn)行總平面布置的首要工作是對各作業(yè)單位之間的相互關(guān)系做出分析,包括物流和非物流的相互關(guān)系,綜合得到作業(yè)單位相互關(guān)系表。研究結(jié)構(gòu)如圖121所示。由于我國工業(yè)工程起步較晚,SLP技術(shù)沒能得到很好的應(yīng)用,眾多企業(yè)在系統(tǒng)布置設(shè)計(jì)的時(shí)候主要是憑經(jīng)驗(yàn)和感覺進(jìn)行設(shè)計(jì),從而導(dǎo)致了企業(yè)設(shè)施規(guī)劃不合理,增加了制造及管理成本,因此研究SLP在我國企業(yè)中的應(yīng)用將具有非常高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和社會意義。關(guān)鍵詞:SLP; 動線型SLP; 平面布置設(shè)計(jì)ABSTRACTThe Systematic Layout Planning theory, the SLP Method, has got widely applied on the layout design, but there are still some problems on how to apply the traditional SLP on the modern enterprise design on facilities layout directly. Thus, the good application of the moving linetype SLP on the design of facilities layout in modern enterprise which is based on the traditional SLP as well as the features of running a modern enterprise will make a better design of facilities layout. This essay will apply SLP together with the moving linetype SLP on how to improve the design on engineering layout of Kui River Sewage Treatment Plant in Xu Zhou, Jiang Su.Key Words: SLP (Systematic Layout Planning)。本文將SLP法結(jié)合動線型SLP法運(yùn)用于徐州奎河污水處理廠提標(biāo)改造工程平面布置設(shè)計(jì)中。SLP是工業(yè)工程專業(yè)《設(shè)施規(guī)劃與物流分析》專業(yè)課里的重要技術(shù),我國最早于1993年招收工業(yè)工程的本科生,1994年起開始招收碩士生,近年來工業(yè)工程專業(yè)得到了社會的廣泛認(rèn)可,被廣泛應(yīng)用于制造業(yè),并逐漸應(yīng)用到服務(wù)業(yè)等行業(yè),在地域上逐漸由東部地區(qū)向西部推廣。筆者通過在徐州市奎河污水處理廠實(shí)習(xí),搜集整理資料發(fā)現(xiàn)該企業(yè)在設(shè)施布局方面的問題,應(yīng)用SLP改進(jìn)方法的研究成果對其進(jìn)行研究,改進(jìn)該企業(yè)的設(shè)施布局,幫助該企業(yè)降低經(jīng)營成本,提高企業(yè)的綜合效益。SLP方法的依據(jù)和切入點(diǎn)是:產(chǎn)品P、產(chǎn)量Q、工藝過程R、輔助部門S、時(shí)間T這5個(gè)基本要素。 流 —作業(yè)單位相關(guān)圖最優(yōu)方案數(shù)據(jù)輸入(P、Q、R、S、T)分析尋優(yōu)選擇圖211 SLP法的程序模式 SLP設(shè)計(jì)步驟由SLP法的程序模式可知SLP設(shè)計(jì)步驟如下:(1)準(zhǔn)備原始資料。通過零件的生產(chǎn)工藝過程和利用率,計(jì)算各工序之間的物流量,繪制各零件的工藝過程圖,繪制多產(chǎn)品工藝過程圖,繪制各作業(yè)單位對之間從何單位至何單位物流強(qiáng)度匯總表。物流分析的結(jié)果可以用物流強(qiáng)度等級及物流相關(guān)表格來表示。根據(jù)物流相關(guān)表與作業(yè)單位相互關(guān)系表,考慮每對作業(yè)單位間相互關(guān)系等級的高低,決定兩作業(yè)單位相對位置的遠(yuǎn)近,得出各作業(yè)單位之間的相對位置關(guān)系,有些資料上也稱為拓?fù)潢P(guān)系。(6)繪制作業(yè)單位面積相關(guān)圖。此時(shí)需要考慮的修正因素包括物料搬運(yùn)方式、操作方式、儲存周期等,同時(shí)還需要考慮實(shí)際限制條件,如成本、安全和職工傾向等方面是否允許。通過對各方案的比較評價(jià),選出或修正設(shè)計(jì)方案,得到布置方案圖。戰(zhàn)略規(guī)劃比任何其它因素對現(xiàn)代企業(yè)設(shè)施布置設(shè)計(jì)的影響都要大,布置設(shè)計(jì)各項(xiàng)問題的分析都要基于企業(yè)經(jīng)營戰(zhàn)略、以實(shí)現(xiàn)戰(zhàn)略規(guī)劃為目標(biāo)。而現(xiàn)代企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營是以市場為導(dǎo)向的,隨機(jī)性、時(shí)效性等特點(diǎn)很明顯,要求其布置設(shè)計(jì)和生產(chǎn)系統(tǒng)具有適當(dāng)?shù)膹椥浴⑷嵝?,能緊隨市場變化及時(shí)地、適度地進(jìn)行調(diào)整。在總體規(guī)劃方案初步確定后,就要及時(shí)地進(jìn)行動線分析,以便做出相應(yīng)的調(diào)整。由于此方法加入了動線分析,故稱之為動線型SLP法,其程序模式示意圖如圖221所示,大致分為八個(gè)階段。EIQ分析屬于基于拉動的分析方法,與傳統(tǒng)SLP 中基于推動的PQ分析有本質(zhì)區(qū)別。在新建、改建、擴(kuò)建企業(yè)時(shí),首先要確定企業(yè)未來生產(chǎn)的產(chǎn)品及其生產(chǎn)綱領(lǐng),必須對企業(yè)的未來產(chǎn)品與產(chǎn)量關(guān)系 生產(chǎn)類型進(jìn)行深入分析,進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計(jì)制造系統(tǒng)和確定最優(yōu)的工藝過程,這是企業(yè)布置設(shè)計(jì)的前提。這種方式主要用于飛機(jī)、輪船等難以移動的加工對象的布置。工藝布置也稱為機(jī)群式布置,即把同種類型的設(shè)備和人員集中布置在一個(gè)地方,這樣便于調(diào)整設(shè)備和人員,容易適應(yīng)產(chǎn)品的變化,生產(chǎn)系統(tǒng)的柔性大大增加,但是,當(dāng)工件需要經(jīng)過多種設(shè)備進(jìn)行加工時(shí),工件就不得不往返于各工序之間,增加了產(chǎn)品搬運(yùn)次數(shù)與搬運(yùn)距離,常常帶來物料交叉搬運(yùn)與逆向流動的問題,這種布置形式通常適用于單件生產(chǎn)及多品種小批量生產(chǎn)模式。只有對產(chǎn)品種類——產(chǎn)量關(guān)系深入分析,才能產(chǎn)生恰當(dāng)?shù)脑O(shè)施布置形式。在此過程需注意作業(yè)區(qū)域之間可能存在的信息交換關(guān)系、組織協(xié)調(diào)關(guān)系、考慮操作安全和環(huán)境需要而保持的距離關(guān)系。只是由上一步的部門綜合關(guān)系圖生成線型圖,再將面積的約束及各種實(shí)際限制條件加入,采用試錯(cuò)法生成空間關(guān)系圖,即生成初步布置方案X、Y、Z…(5)方案評估和選擇階段。在此階段建議重復(fù)使用綜合關(guān)系法,因?yàn)閺目紤]問題、布置思路和處理方法等角度來看,各作業(yè)區(qū)內(nèi)部的詳細(xì)布置設(shè)計(jì)和各作業(yè)單位布置設(shè)計(jì)的方法幾乎完全一樣,只是工作的深度、設(shè)計(jì)的范圍和細(xì)致程度不同,詳細(xì)設(shè)計(jì)階段考慮的問題更細(xì)致些,布置的內(nèi)容更具體些。一般來說,選擇車間內(nèi)部流動模式的一個(gè)重要因素是車間入口和出口的位置。實(shí)際流動模式常常是由五種基本流動模式組合而成的。 國內(nèi)外研究的現(xiàn)狀在系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法被引入以前,人們使用經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法來解決設(shè)施布置問題。采用的手段是模仿、修改加定性分析。傳統(tǒng)的設(shè)施布局的目標(biāo)是使生產(chǎn)活動中的運(yùn)輸成本最小,將機(jī)器、部門和生產(chǎn)單元的運(yùn)輸狀況以從至表的方式來進(jìn)行量化。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)施布置技術(shù)(CRAFT Computerized Relative Allocation of Facilities Technique)產(chǎn)生于20世紀(jì)70年代。也就是說,計(jì)算機(jī)輔助設(shè)施布置技術(shù)要不斷計(jì)算兩個(gè)車間位置交換后對總成本的影響;如果總成本降低,則交換位置,而這個(gè)過程是通過相應(yīng)的CRAFT計(jì)算機(jī)輔助軟件來進(jìn)行。國內(nèi)針對車間布局的研究已經(jīng)展開,目前有上海交通大學(xué),同濟(jì)大學(xué),華中理工大學(xué)等,所做的研究工作也主要是集中在算法的研究上,從而對布局進(jìn)行優(yōu)化,同濟(jì)大學(xué)提出面向敏捷制造的車間布局形式,詳述了新型模式的車間布局,并且闡明基于新模式下的車間布局需要不斷變化和調(diào)整,在其整個(gè)生命周期中,不清楚生產(chǎn)數(shù)據(jù)的情況下,利用模糊生產(chǎn)數(shù)據(jù)的方式進(jìn)行車間布局,并提出基于敏捷制造的分布式布局的思想。該廠建于1994年,處理規(guī)模為10萬m3 /d;1997年~1998年完成二期擴(kuò)建, /d,雨天30萬m3 /d;2002年,徐州市政府出資對奎河污水處理廠進(jìn)行技術(shù)改造,出水水質(zhì)提高到GB189182002中的一級B標(biāo)準(zhǔn),其中CODCr≤70mg/L。 徐州市奎河污水處理廠提標(biāo)改造工程概況根據(jù)環(huán)評有關(guān)要求,奎河污水處理廠出水CODCr、NH3N應(yīng)執(zhí)行GB189182002中的一級A標(biāo)準(zhǔn),其余指標(biāo)應(yīng)執(zhí)行GB189182002中的一級B標(biāo)準(zhǔn)。本提標(biāo)改造項(xiàng)目主要工程內(nèi)容包括:(1)恢復(fù)初沉池功能,晴天運(yùn)行2座,雨天運(yùn)行4座;(2)拆除現(xiàn)狀污泥堆棚1座和堆肥車間1座;(3)將現(xiàn)狀曝氣池1改造為厭氧池,曝氣池2改造為厭缺氧池,+=; (4)新建1座生物反應(yīng)池,分2組,;(5)新建1座紫外線消毒池,1座加藥間;(6)改造污泥脫水機(jī)房,新建污泥堆棚1座;(7)新建部分工藝管線;(8)增加一路供電電源。由于該地塊與現(xiàn)狀曝氣池之間隔著污泥脫水機(jī)房和堆肥車間,這給平面布置帶來了一定難度。(4)管道(線)與渠道的平面布置,應(yīng)與其高程布置相協(xié)調(diào),應(yīng)順應(yīng)污水處理廠各種介質(zhì)輸送的要求,盡量避免多次提升和迂回曲折,便于節(jié)能降耗和運(yùn)行維護(hù)。 基本要素分析、服務(wù)的對象或接收的訂單——EEntry徐州污水處理廠是一個(gè)以處理徐州市區(qū)生活污水為主的企業(yè),因此其加工對象就是生活污水。污水廠主要工藝流程圖如下:圖421 污水處理廠工藝流程圖——SService輔助部門和物流服務(wù)主要包括廠前生產(chǎn)管理區(qū)、廠區(qū)人流和物流通道,廠前生產(chǎn)管理區(qū)布置有綜合樓、機(jī)修車間、車庫等。 設(shè)施布置類型由于污水處理過程是連續(xù)的,而且物料搬運(yùn)極少,故設(shè)施布置類型為工藝式布型。每一道工藝對應(yīng)的污水和污泥流量如表443。表452 物流強(qiáng)度等級劃分物流強(qiáng)度等級符號物流路線比例物流強(qiáng)度范圍超強(qiáng)物流強(qiáng)度A1015較高物流強(qiáng)度E2010~15大物流強(qiáng)度I305~10一般物流強(qiáng)度O401~5小物流強(qiáng)度U01根據(jù)從至數(shù)據(jù),并按照表452規(guī)定的流量強(qiáng)度劃分對各作業(yè)單位對安物流強(qiáng)度大小排序,得物流強(qiáng)度分析表,如表453所示。表461 作業(yè)單位相互之間位置重要性關(guān)系等級符號含義比例(%)A絕對必要靠近2~5E很需要靠近3~11I需要靠近5~15O靠近10~25U不重要45~80X不能靠近酌情而定確定作業(yè)單位“密切程度”理由代碼 如表462表462 “密切程度”理由代碼編碼理由1工藝流程連續(xù)性2物料搬運(yùn)的有效性3生產(chǎn)與服務(wù)4安全與污染5輔助動力源6管理方便7人流順暢8設(shè)施場地的公用得出各單位之間位置靠近程度相互關(guān)系表 如表463。(2)量化物流強(qiáng)度等級和非物流的密切程度等級。表464 作業(yè)單位相互關(guān)系作業(yè)單位對關(guān)系密切程度等級綜合關(guān)系物流關(guān)系 加權(quán)值:2非物流關(guān)系 加權(quán)值:1等級分?jǐn)?shù)等級分?jǐn)?shù)分?jǐn)?shù)等