基于SBM、SLP方法的机械加工车间布局研究

杨 杰 陈云雷 池 力

中国航空规划设计研究总院有限公司 北京 100120

一 引言

高效性、高柔性、易于重构已成为车间布置设计的主要趋势，对于提高制造企业的竞争力意义重大。生产系统的物流设计逐渐成为设计的重点，物流设计本质上属于生产系统的布置设计。良好的布置设计不仅能提高物流效率，而且能够简化加工过程，有效利用设备、空间、能源以及人力资源。

因此，本文以某机械加工车间（以下简称机加车间）为研究对象，首先采用SBM划分加工单元，然后基于加工单元，运用SLP优化布置设计，通过综合运用SBM、SLP，增加设备利用率，提高生产效率。

二 基于SBM的单元划分研究

1 工艺流程分析

机加车间典型零件工艺流程如表1。

2 分枝-并枝

1）分枝

分枝需将全部零件按工艺流程判别，得出零件工艺编码，根据工艺编码分为若干分级分枝组，划入分级分枝组的零件主要工序数量一致，形成典型零件分枝。

2）并枝

并枝需按照分枝组间的相似、包容的原则合并分枝组，分枝组级别取最高分枝组级别，形成典型零件并枝结果。

表1 典型零件工艺流程

3 作业单元及设备配备

根据生产大纲、零件工艺等要素，配置作业单元及设备，形成加工单元及设备配置如表2。

表2 加工单元及设备配备

三 基于SLP的布局设计研究

SLP方法分析严密，步骤规范，具有很强的实践性，是车间布局设计的主流方法，主要流程如下：

1 物流分析

物流分析的原则是成本最小、避免回流与路径交叉。物流强度能够反映单元间的密切程度，机加车间作业单元包括加工单元1、加工单元2、加工单元3、下料区、刀具库、钳工区、检验中心（编号1～7），分析物流强度关系，进而形成物流关系。

2 非物流分析

非物流分析亦是车间布局的重要因素，综合考虑共用设备、信息交流频繁度、管理方便、同组人员、同类设备维护等因素，形成非物流关系。

3 综合相关关系

综合相关关系兼顾物流与非物流关系，确定物流与非物流的权重，数值化物流与非物流关系等级，数值加权物流与非物流关系，数值等级化物流与非物流关系，形成作业单元综合相关关系。

4 位置相关图

根据综合相互关系密切程度，确定作业单元相对位置，形成作业单元位置相关图如图1。

图1 作业单元位置相关图

5 布局有效性分析

综合考虑设备占地、使用面积，兼顾通道设计与美观，设计并优化形成机加车间布局。采用与原车间布局对比的方法，分析SBM、SLP布局设计方法的有效性，设备综合利用率提升8.1%，物料搬运次数减少 10.5%、等待次数减少12.2%、储存次数减少9.6%，机加车间生产效率显著提升。

四 结论与展望

本文以机加车间为研究对象，采用SBM划分、优化加工单元，提高设备的利用率；基于加工单元，运用SLP设计布局，优化车间的布置。通过综合运用SBM、SLP方法，增加了机加设备的利用率，提高机加车间的物流效率、生产效率，证明该方法的有效性。

未来可研究深度运用SBM、SLP的特点，挖掘两者在布置设计的优势，由机加车间布置设计延伸至钣金、装配等车间的布置设计，提升制造企业的整体物流效率、生产效率。