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第57章 物流设施布置(3)

在采用SLP法进行工厂布置时,不必关心各作业单位对之间具体的物流强度,而是通过划分等级的方法来研究物流状况,在此基础上,引入物流相关表,以简洁明了的形式表示工厂总体物流状况。

由于直接分析大量物流数据比较困难且没有必要,SLP中将物流强度转化成五个等级,分别用符号A、E、I、O、U来表示,其物流强度逐渐减小,对应着超高物流强度、特高物流强度、较大物流强度、一般物流强度和可忽略搬运五种物流强度。作业单位对或称为物流路线的物流强度等级应按物流路线比例或承担的物流量比例来确定。

三、设施系统平面布置技术

当各单位之间存在大量物流时,就要以物流为主来考虑其相互关系,可以利用物流相关表进行平面布置。当不存在重大物流时,如电子工业需要运输的物料很少,化工厂主要用管道输送物料,就不必作物流分析而改用相互关系图作为布置的依据。制造业的很多企业中,各生产作业单位间存在大量物流关系,而各辅助部门都为非物流关系,则需要将物流关系和相互关系结合在一起统一考虑。

常用的设施布置方法有根据物流强度等级布置、利用物流相关表布置、利用作业单位关系图布置及利用综合相互关系布置等。下面讨论利用物流量与作业单位关系(综合相互关系)共同设计平面布置图方法。

1.综合相互关系法的思想与基本逻辑步骤

在制造企业或物流企业中,各作业单位间不仅有物流关系,也有非物流关系。即使在服务业中例如餐饮业、医疗卫生业也存在一定的物流关系。因此在系统化设施布置中,必须将作业单位间的物流关系和非物流关系进行综合,综合后的相互关系即称为综合相互关系。此时就应该从作业单位间综合相互关系出发,设计出作业单位的合理布置,其步骤如下:

(1)通过物流分析,在物流合理化的基础上求得各作业单位间的物流量及其相互关系。

(2)确定各作业单位间非物流关系相互影响因素及等级,作出作业单位相互关系表。

(3)确定物流和非物流相互关系的相对重要性。

通常这一相对重要性比值m∶n不应超过1∶3~3∶1。如比值大于3∶1,意味着物流关系占主要地位,设施布置只要考虑物流就可以;当比值小于1∶3时,说明物流的影响很小,设施布置只要考虑非物流相互关系即可。现实情况下按照物流和非物流相互关系的相对重要性,将比值m∶n取为3∶1,2∶1,1∶1,1∶2,1∶3,这些比值称为加权值。

(4)量化物流强度等级和非物流的密切程度等级。

通常这些量化的数值取为: A=4,E=3,I=2,O=1,U=0,X=-1。

(5)计算量化后的作业单位相互关系。

设任意两个作业单位分别为Ai和Aj,其物流强度相互关系等级为MRij,非物流的相互关系密切程度等级为NRij,则作业单位Ai和Aj之间的综合相互关系密切程度CRij为:

CRij=mMRij+nNRij(10-2)

(6)综合相互关系等级划分。

CRij是一个量化值,必须划分成一定的等级才能建立起符号化的作业单位综合相互关系表。综合相互关系的等级划分也同样为A、E、I、O、U、X,各级间CRij值逐步递减,同时,各作业单位的配对数也要符合常规的比例。

需要说明的是将物流和非物流关系进行综合时,应该注意X级关系的处理,任何一级物流强度与X级非物流关系密切级综合时,不应超过O级。对于某些绝不能靠在一起的作业单位间的相互关系,可定为XX级,如为了防火和安全等原因。

(7)再根据经验和实际约束情况,调整综合相互关系表。

(8)绘制作业单位位置相关图。

2.综合相互关系法布置示例

例10-4:现以工程机械中的叉车总装厂设计布局为例,说明如何建立作业单位综合相互关系表与绘制作业单位相关图。

(1)选用加权值。

此加权值的大小说明了设施布置时考虑问题的重点,经过具体和周密的调查研究,对叉车总装厂布置来说,物流和非物流因素的影响大体相当,因此取加权值:

m∶n=1∶1

(2)综合相互关系计算。

根据各作业单位配对之间物流和非物流关系等级的高低进行量化并加权求和,求出综合相互关系。

当作业单位总量为N时,总的作业单位配对数P可用下式计算,即:

P=N(N-1)/2(10-3)

对该例题,N=14,则P=91,共有91个作业单位配对,即91个相互关系。

(4)建立作业单位综合相互关系表。

(5)绘制作业单位位置相关图。

首先处理关系密切等级为A的作业单位对。

①有8-11、4-5、11-12,将综合接近程度分值最高的作业单位8布置在位置相关图的中心位置。与其成A级关系的11与之相邻。关系用1单位距离四条线画出。

②布置综合接近程度分值次高的作业单位4的位置。它与8和11分别有I级和O级关系,故4用3单位长双线与8连接,用4单位长的单线与11相连。

③处理与4有关的A级关系的5,而5与8和11均为U级关系不予考虑,则4旁布置5。

④再看已布置在图上的11,与11有A级关系的是12,也用四根线1单位距离布入。12与8、4、5的关系密级均为U级,也不予考虑。

至此,作业单位综合相互关系表中,具有A级关系的作业单位对之间的相对位置均已确定。

然后处理相互关系为E的作业单位对。从8开始,布置方法类似A级的布置。

再后来依次是I级、O级、U级作业单位对。最后重点调整X级作业单位对之间的相对位置(注意尽量远离),得出最终作业单位位置相关图。

例10-5:现以某物流中心布局为例说明综合相互关系等级划分及面积相关图绘制过程。

已知某物流中心各作业部门的物流相关表、非物流作业单位相关表,物流与非物流相互关系相对重要性的比值m∶n=2∶1,对物流与非物流相关密切程度等级值:A=4,E=3,I=2,O=1,U=0,X=-1.综合相互关系等级划分标准,试建立作业单位综合相关表,并绘制各功能作业区域位置与面积相关图。

(2)依作业单位综合相互关系计算,得综合相关表与综合接近程度排序表。

(3)依作业单位综合接近程度排序表所确定的等级分值顺序与关系等级,绘制作业单位位置相关图。

(4)根据已知面积绘制作业单位面积相关图。

【案例介绍】

平面布置跨越定性阶段——某石墨电极厂总平面布置

1.案例背景

某企业拟建一个超高功率(UHP)石墨电极厂,生产规模为3万吨Ф300~600毫米的石墨电极。由于影响工厂总平面设计的因素很多,实际设计中,结合工程设计的实际,应用SLP法进行了设施布置,取得了令人满意的成果。

(1)石墨电极厂生产工艺分析。

依照我国技术、装备水平、原料供应、原料特性等现状,考虑生产工艺的先进性,超高功率(UHP)石墨厂拟采用的工艺流程如下图所示。

(2)石墨电极厂总平面布置特点。

对UHP石墨电极厂来说,生产设备及生产线具有单一性,虽可生产几种规格的电极,但不可生产其他产品。各车间生产能力不均衡,原料、半成品、成品均为固态,只有少量沥青在使用中为液态,物料输送多用搬运和车辆运输,因而UHP石墨电极厂的总平面布置具有如下特殊性:

①产品单一,工艺流程固定。

②原料、半成品、中间在制品为固态,采用搬运、车辆道路运输,厂内运输设备投资大,运输费用高。

③二次焙烧与浸渍工段之间有三次倒运,且运量大。

④工段之间的运输时间集中,运输设备利用率低。

⑤石墨化工段用电量大,必须靠近整流所。

⑥各工段工序生产能力不均衡,中间在制品和填充料需较大面积的堆场。

⑦原料、填充料的装卸、成品的加工均产生粉尘,应注意环境保护。

UHP石墨电极厂各车间的跨度、结构、设备均有所不同,且建筑面积大,一旦建成,不可改变。总平面布置中应充分考虑物流、物料搬运系统的影响,也应充分注意工艺流程等因素的影响。

2.系统规划

(1)石墨电极厂作业单位划分。

根据生产工艺流程,UHP石墨电极厂划分为9个主要生产工段,同时,还设有变电所、循环水、锅炉房、电修、办公、化验、汽车库等辅助和服务部门。

(2)作业单位相互关系分析。

SLP法中作业单位相互关系的密切程度用A、E、I、O、U、X、XX表示。密切程度等级为绝对必要(A)、特别重要(B)、重要(1)、一般(O)、不重要(U)、不希望(X)、非常不希望(XX),在评价择优进行量化过程中A、E、I、O、U、X、XX的系数值依次为4、3、2、1、0、-1、-2或-3。

由于UHP石墨电极厂厂内主要采用汽车运输,物流关系与非物流关系的相对重要性没有明显差异,则取加权值1∶1,对物流相互关系与非物流相互关系进行量化,加权求和,并重新划分等级,形成作业单位综合相互关系。

(3)作业单位位置关系图。

通过计算作业单位综合接近程度并排序,求得作业单位布置顺序为5,3,2,4,6,9,1,7,8。按布置顺序,对各作业单位进行布置,求得作业单位位置相关图。在位置相关图上考虑作业单位占地面积,形成了作业单位面积相关图。

(4)石墨电极厂总体布置。

根据场地地形条件及外部运输、供电、供水、供气、排水等条件,进行了工厂的总体布置。

为节约用地,使厂区外形美观,建筑物朝向合理,按工艺流程、防火、卫生及厂内运输等要求,确定建筑物的间距、厂区道路、管线布置及绿化,进行主要生产工段的布置,并将可能产生粉尘及极少量有害气体的工段布置在厂区的边缘。辅助设施如电修、检修、管理人员办公、循环水设施等,虽然与物流无关,但必须在布置设计中根据与所服务设施的密切程度进行布置。为减少人流与货流的交叉,厂区分别设立货运出入口两个及人员出入口一个。厂区西侧的货运出口是为向钢厂运输电极而设,原料库布置在厂区南侧,给原料采用铁路运输留有发展空间。根据上述原则,可对UHP石墨电极厂布置多个总平面方案。然后采用加权因素法对各个方案进行评价,评价因素有工艺流程的合理性、物流效率、布置的灵活性、维修方便程度、基建投资、扩建的可能性、公共设施条件、环境保护条件及厂内外运输条件等。

3.案例总结与启示

本案例是SLP法在UHP石墨电极厂总平面布置中的应用,从中可看出:

(1)SLP法是科学的布置设计法,这种方法综合考虑了作业单位之间物流与非物流的相互联系,经过反复迭代、逐步细化的设计过程,得到了最佳布置方案。

(2)SLP法采用作业单位相互关系的密级表示法,使工厂布置设计由定性阶段发展到定量阶段。

因此,该方法在有色冶金、炭素等行业将得到广泛的应用,取得令人满意的成果。

案例思考题

案例中企业建厂时为什么使用SLP法?

复习思考题

1.为什么要引入综合接近程度的概念?

2.作业单位数为N,有多少对相互关系?它是否等于总的物流路线数?

3.产品原则布置、工艺原则布置和固定式布置适合于何种工况?

4.成组原则布置适合于何种工况?成组原则布置分为几种,它们各有什么特点?

5.找一个使用SLP方法进行设施布置规划的实例进行分析、讨论。

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