文献综述-某公司车间设施布局规划及改善研究

摘要当今，随着全球经济的飞速发展，我国制造企业面临的市场竞争更加激烈。制造企业通过降低原材料成本和用人成本来降低产品价格获取利润的空间有限，并且生产加工环节的成本还在逐渐增加。合理的车间设施布置，可以有效降低非生产加工环节的物流成本，提高物流效率。因此，车间设施布置的优化对提升制造企业核心竞争力具有重要意义。本文以某公司车间为研究对象，梳理了系统布置设计的研究现状和方法理论并进行概述。通过实地调查采集数据，对某公司车间的生产活动现状、搬运量以及搬运距离等数据进行分析，提出了某公司车间存在的问题，并结合车间的实际情况，提出了改进方案。最后，通过层次分析法验证了改进方案可行性。关键词：组装车间；设施布置；层次分析法引言随着当今社会生产力的迅猛发展和科学技术方面的不断创新，让产品更新换代的周期大大缩短，加之客户对于企业服务方面的要求也在逐渐提高。使得生产制造型企业之间的竞争越来越激烈。自1995年以来，美国每年要花费8%的国民生产总值在新的设施建设上，我国也在生产车间设施的布局优化上做出了巨大的改进，根据查阅显示，我国在50年代以后，制造型企业无论是在范围还是流程方法上都有了显著的变化，生产车间的设计不仅只是局限于对于生产一件商品周而复始的机械操作，而是考虑到了资源、环境、信息等要素的结合。因此，生产车间布局的设计也演变为生产车间的设施规划。据统计，在生产车间，产品在加工过程中，花费的物流时间占到产品生产周期的90%—95%，一个产品从无到有的过程仅占整个过程的5%-10%，造成了大量的时间浪费。同时，生产车间再制品和物料的库存的堆积也使得资金流动缓慢，为企业的发展埋下隐患。因此，在生产车间有限的空间范围内，合理布置车间内的生产设施单元，使物料、设备、人流、信息流之间得到合理有效的安排，为企业获得更大的效益成为生产制造型企业要重视起来的问题。随着市场竞争的加剧，当今社会对一个生产制造型企业的要求也已不仅仅是对其生产产品产量以及品质的要求，还要满足客户对于交货提前期等服务方面的要求。某公司作为一家专业的生产制造企业。要想在同行中获得长期稳步的发展就要抓住企业的第三利润源泉，对实际生产活动中现有的资源进行有效的改进，避免不必要的资源浪费，提高车间的生产效率，以达到效益的最大化目标。物流过程产生的价值虽然不直接作用在成本上，但是却间接的影响着成本，根据统计，现在的生产企业中，产品从物料到产成品的过程中，产品的生产过程仅占5%左右，其余时间全部花费在生产物流上，在此过程中产生的场地费用、人工费用等都将间接的影响产品的生产成本。并且物料和仓库在制品占仓库资金的75%，阻碍了企业中资金的周转。为企业的持续发展埋下隐患。某生产车间现在的设施布局只是通过人员的根据经验进行定性分析之后做出的设施布局，存在很大的人员主观意识，不具有科学性。而利用一些物流理论知识，以定量方法用数据进行分析来布置车间设施，可以打破传统靠人员主观意识进行定性布局的不科学性。以定量方法用数据进行分析来布置车间设施。生产车间中合理的设施布局设计，可以优化物流系统的运输路径。减少物料搬运过程中的路程，压缩产品生产时间。达到降低产品成本的目的。加强企业在同行中的竞争力。1.国内研究现状我国对于设施的布局优化情况最早是从20世纪80年代开始的，在此过程中，研究学者大多将设施布局的研究理论与我国的制造业工厂结合起来进行研究，取得了很大的发展。邱胜海，陈曙鼎等人（2017）分析了在先进的制造模式下车间布局对企业生产效率的影响。他们针对传统SLP方法对车间设施布局改进的不足，使用遗传算法对其企业生产车间设施的设计方案进行优化。最后，通过建立函数，结合螺杆制造车间布局参数以及物流量等信息，分析表明了遗传算法在车间优化中的高效性。廖源泉，刘琼，陈俊明（2017）针对生产车间设施布局之间的物流费用问题，采用遗传算法对其进行优化设计。最后由实验结果可知物流费用相比之前减少了23%，并且降低了车间的整体布局面积。廖源泉（2018）以某公司一条生产线作为研究对象，考虑生产环境中设备布置的各种约束条件等，对该生产线建立数学模型，并且针对数学模型和设备布置特点，采用遗传算法对其进行求解。对于生产车间中物流关系与非物流关系的结合，也成为了研究学者需要全面考虑的问题。高嘉成（2019）通过改进的SLP方法对BW公司中生产车间中的18个作业单位进行相关性分析，以各作业单元之间的综合相关性和物料搬运成本作为目标，建立出车间布局改造的数学模型，并且最后采用Matlab软件的遗传算法对其进行解决，得出了较优的布局方案。周佶睿，张新艳（2019）以A公司的电动机维修车间为研究对象，通过对车间运作时的流程进行分析，找出车间当前设施布局中存在的不合理现象。运用系统布局规划的方法，对车间物流关系和非物流关系进行分析，得出各作业单元之间的相关程度，以此为依据对该车间设施进行优化布局。使得车间各作业单元之间物料搬运减少，物流更加流通。温鹏飞（2019）以M公司T型轮胎生产车间为研究对象，通过使用SLP方法进行改善，后又在改善的基础上利用遗传算法对车间设施进行二次优化。针对安全玻璃生产工艺的特点以及企业对生产模式的要求，李钦诚（2019）采用系统布置设计的方法对企业生产车间设施进行了改进，结合对各作业单元的物流以及非物流关系的分析，得出各作业单元的布局。鉴于现在的企业在朝着多元化的发展方向进行，企业生产的产品也越来越多样化，而传统的SLP方法因为主观性较强，所以已经不太适应现在的布局规划。刘仁安，金博文（2019）以安阀生产车间为例，首先利用SLP对设施进行改进最后再利用层次分析法对其法案进行进一步评价以得出最优解决方案。有效的规避了传统SLP方法主观性较强，使方案的可靠性大大提高。张新敏，王晓云，杨宇明（2020）以减少物流浪费为目标，根据多品种小批量生产的特点，建立了以物流成本和重置成本最小化为目标的车间多行布局混合整数规划的模型。通过蚁群算法、模拟退火算法、改进的混合蚁群算法进行求解此问题。最后，分析三种算法，得出混合蚁群算法的突出。冷护基，潘亚洲等人（2020）以FY公司的叶轮生产车间作为研究对象，对生产车间的生产现状进行分析，利用SLP法分析各个作业单元之间物流量的关系，运用涡轮制造各作业单元的密切程度理由对综合相互关系进行等级的划分，初步确定布局方案。之后，使用TRIZ理论进一步改进不合理之处。提高了公司的生产效率，节约了成本。孟祥超（2020）以典型的离散型生产车间L公司为例，采用SLP方法对对此车间进行物流分析和非物流分析，加权得到了综合相关关系，与此同时，还将社会网络分析法和SLP方法相结合得到优化方案。本文的提出对机加工车间的设施布局优化提供了理论和方法支持。为了降低车间设施布局之间的物流成本问题，袁奥，赵有华（2021）根据连杆生产车间设施布局的特点，建立起车间设施布局的数学模型，利用遗传算法对该模型进行求解分析，得出了更优的车间设施布局。并且最后还利用Flexsim软件对优化后的模型进行验证。韩昉等人（2021）针对SLP法在企业布局规划中存在的问题，以S公司为例，运用基于遗传算法的改进SLP方法对该企业生产车间进行设施布置，取得了良好的效果。以上学者的研究为制造型企业的生产车间的规划布局提供了有价值的思路。2.国外研究现状WeiyingChen等人以H公司为例，通过研究该公司物料运输和产品加工周期，采用SLP方法对该公司布局进行优化，并且还运用层次分析法对比设施优化前后的工作效率。DahlbeckMirko对于T排和多作业布局问题，运用一种混合整数线性规划的TRFLP和3-BFLP的方法解决此类问题。KamalDeep研究了设备布局问题的二次分配模型，提出了在生产派生约束下最小化制造系统设备间物料搬运频率的数据模型，采用基于遗传算法的求解方法，以较为真实的方式求出了各工作站之间的最短距离。ShivKumarAgarwal,SurendraYadav.则出于对工厂中各设施需要大小不同的矩形形状，提出了改进的人工蜂群算法。3.总结综上所述，设施规划的方法有很多，每种方法各有其长处和劣势。目前，仓储布局优化的成果日趋成熟，但针对车间设施布局设计的研究比较有限，特别是对于车间的布局设计方案相对不够成熟。在实际生产过程中，车间设施布局容易被忽视，很少有企业对生产车间的物流活动进行详细分析，车间设施布置常常凭借管理人员的主观意志进行编排。通过对某公司生产车间的生产工艺流程现状以及在生产过程中物流运输系统的分析，找出车间导致生产效率降低的问题，通过物料流向图、作业相关图等方法，重新对生产车间各设施进行改善，对物流运输系统进行调整。以最合理的生产制作工艺，最少的物流运输费用，最简单的物流运输路线来增强物流过程中的流畅。在一定程度上压缩车间不必要的资源，以达到车间经济效益最大化。参考文献[1]邱胜海,陈曙鼎,王云霞,贾晓林.遗传算法在车间设施布局优化中的应用[J].机械设计与制造工程,2017,46(02):80-83.[2]廖源泉,刘琼,陈俊明.基于遗传算法的车间设施布局优化及仿真研究[J].机械研究与应用,2017,30(04):119-122+127.[3]廖源泉.基于遗传算法的车间设施布局优化及仿真研究[D].南华大学,2018.[4]高嘉成.基于改进SLP的生产车间设施布局优化及仿真研究[J].内燃机与配件,2019(01):189-191.[5]周佶睿,张新艳.运用系统布局规划方法改善电动机维修车间布局[J].上海电机学院学报,2019,22(02):115-119.[6]温鹏飞.M公司T型轮胎生产车间布局与优化[D].吉林大学,2019.[7]李钦成.设施布局优化安全玻璃生产车间[J].中外企业家,2019(09):125.[8]刘仁安,金博文,曾骥,鲁世峰.安阀生产车间布置优化问题研究[J].价值工程,2019,38(29):280-283.[9]张新敏,王晓云,杨宇明.基于混合蚁群算法机加车间设备布局优化研究[J].价值工程,2020,39(19):243-245.[10]冷护基,潘亚洲,陈霞,林晓娟.基于SLP和TRIZ的某车间设施布局优化设计[J].南阳理工学院学报,2020,12(06):19-23.[11]孟祥超.L企业机加车间设施布局优化研究[D].重庆理工大学,2020.[12]袁奥,赵有华.基于遗传算法的车间设施布局优化研究[J].现代机械,2021(03):43-46.[13]韩昉,刘利军,张鸿斌.改进SLP算法的车间设施布局优化设计[J].机械设计与制造,2021(03)297-300.[14]WeiyingChen,ChangyuLiu,XuwenHuang,HualiangLai,BinfengLi.SLPApproachBasedFacilityLayoutOptimization:AnEmpiricalStudy[J].ScienceJournalofBusinessandManagement,2016,4(5):[15]DahlbeckMirko.Amixed-integerlinearprogrammingapproachfortheT-rowandthemulti-bayfacilitylayoutproblem[J].EuropeanJournalofOperationalResearch,2021,295(2):[16]KamalDeep.FacilityLayoutDesignUsingGeneticAlgorithmApproach[J].IUPJournalofOperationsManagement,2020,1