物流管理-基于SLP的企业生产物流系统布局规划与仿真研究论文

1、基于SLP的A企业生产物流系统布局规划与仿真研究【摘要】随着经济全球化、市场需求多样化、市场快速响应化越来越明显，企业的生产物流系统布局规划制约企业的生产效率也越来越明显了。本文主要以A制造企业为例，针对其生产特点对其生产物流系统进行科学性、系统性的布局规划。具体内容如下：本文首先对系统布局规划法及Flexsim仿真软件进行介绍，并且针对该企业的生产物流系统所收集到的数据分析其现状，然后运用SLP法对其生产物流的作业单元进行物流关系及非物流关系分析，在此基础上结合该企业的实际情况进行改善和重新布局。最后通过Flexsim仿真技术对新旧的方案进行生产模拟和对比，以确保方案可靠和有效，能够使A制造

2、公司的物料搬运顺畅，避免无效运输，缩短搬运距离，缩短生产周期，提高企业内部物流的运作效率和降低企业内部物流成本。【关键词】生产物流系统；布局规划；SLP法；系统仿真Research on layout planning and Simulation of production logistics system of enterprise A based on Systematic Layout PlanningAbstract With the economic globalization, the diversification of market demand and the rapid

3、response of market, the layout of production logistics system restricts the production efficiency of enterprises more and more obviously. In this paper, a manufacturing enterprise is taken as an example to make a scientific and systematic layout plan for its production logistics system. The details

4、are as follows:This paper first introduces the system layout planning method and Flexsim simulation software, and analyzes the current situation of the data collected by the production logistics system of the enterprise, then uses Systematic Layout Planning method to analyze the logistics relationsh

5、ip and non logistics relationship of its production logistics operation units, on this basis, combined with the actual situation of the enterprise to improve and re layout. Finally, through Flexsim simulation technology, the new and old schemes are simulated and compared to ensure that the scheme is

6、 reliable and effective, which can make the material handling of manufacturing company a smooth, avoid invalid transportation, shorten the handling distance, shorten the production cycle, improve the operation efficiency of the internal logistics and reduce the internal logistics cost of the enterpr

7、ise.Keywords Production logistics system Layout planning Systematic Layout Planning System simulation目 录1 绪论11.1 研究背景及意义11.2 研究目的11.3 国内外现状和发展趋势21.3.1 国外企业生产物流系统布局规划研究现状21.3.2 国内企业生产物流系统布局规划的研究现状31.4 企业生产物流系统布局规划研究发展趋势41.5 研究内容及研究思路41.5.1 研究内容51.5.2 研究思路52 相关理论基础62.1 生产物流62.1.1 生产物流概念62.1.2 生产物流的影响因

8、素62.2 系统布局规划法（SLP法）72.3物流系统仿真73 基于SLP法的车间布局规划83.1 A制造公司生产车间现状83.2 SLP分析83.2.1 A公司物流作业路线状况93.2.2 物流关系分析103.2.3 非物流关系分析123.2.4 综合关系分析143.2.5 作业单元的重新布局174 作业单元布局仿真分析194.1 作业单元布局仿真的目标与条件194.1.1 作业单元布局仿真的目标194.1.2 作业单元布局仿真的条件194.2 生产物流系统的仿真建模194.2.1 建立车间布局模型194.2.2 确定仿真模型的实体214.2.3 建立仿真模型224.2.4 仿真模型参数的设

9、定234.2.5 仿真数据输出计算234.3 新旧方案的评价255 总结与展望265.1 总结265.2 展望26参考文献27致 谢291 绪论1.1 研究背景及意义随着2011年12月工业转型升级规划（2011-2015年）的提出，我国开始对产业进行转型升级，加快转变经济的发展方式，着力提升自主创新能力，推动经济更高效、更加公平、更可持续性发展。紧接着，我国为了实现制造强国目标于2015年5月19日发布了中国制造2025第一个十年行动纲领。基于国家战略的推动与互联网技术的冲击，我国制造业不得不改变原有的生产模式、销售模式和供给模式等，同时市场需求更加多元化，市场快速响应化，工业技术柔性化，我

10、国的制造业想要可持续发展下去，就必须通过产业转型升级，做出符合当前形势的改变。对于制造企业而言，企业若想在市场中拥有本企业的核心竞争力，则在产品类型、产品质量、产品价格、产品服务上与同类企业不断竞争，做出本企业特有的核心竞争力，就需要在各个方面进行改变，当然在生产环节上也不例外了。 在生产环节中，同行业的制造业间特点也各不相同，主要区别于它们的生产工艺、生产设备、生产布局、员工特点等。在这些因素中，企业最容易进行改善和优化的是生产设备与生产布局这两种因素。企业通过改善和优化生产设备和生产的布局能够提高空间、设备、人员和能源使用效率、能够最大限度地减少物料的搬运、简化作业流程、缩短生产周期、减少

11、生产成本、提高生产效率、做到市场快速响应化、生产柔性化等。1.2 研究样本6目的第一，本研究是通过科学的设施布局优化方法改善A制造企业目前的设施设备布局存在的问题，在实际的工业面积和不增加新建工场的情况下改善现有的生产布局。以达到使物料搬运顺畅，避免无效运输，缩短搬运距离，缩短生产周期，提高企业内部物流的运作效率和降低企业内部物流成本。第二，本研究是运用系统布局规划法即SLP法来对A公司生产物流系统的布局进行科学分析，使得各车间之间的布局更加合理化，能够使企业内部物流运作更加的有据可循、更加直观、效率更高。同时可以给工人提供一个安全舒适的工作环境，让员工能够积极主动的投入到工作当中。第三，本研

12、究是运用Flexsim仿真技术来对A制造企业的生产环节进行模拟的，能够模拟出利用SLP法布局设计的弊端，能够最大限度降低研究结果与实际生产需求不符合的风险，能够使得A制造企业的生产布局更加的合理化，更加的科学化。1.3 国内外现状和发展趋势企业生产物流系统布局规划对制造企业的生产及提高支撑企业核心竞争力尤为重要，同时也是企业生产过程中得以连续的重要条件，好的企业生产物流系统布局规划能够为企业带来巨大的收益，有利于提高企业整体的综合素质。现对国内外学者有关企业生产物流系统布局规划的研究成果进行整理，加以综述。1.3.1 国外企业生产物流系统布局规划研究现状从国外目前的研究成果来看，生产物流系统布

13、局规划的研究与应用持续了60年左右，这方面一直是西方工业国家的重点研究方向，所以他们在这方面已经取得了一些不错的研究成果，同时他们的研究理论和研究方法也多种多样。在上世纪中叶以后，系统工程学、运筹学、计算机科学、统计科学的发展使得车间生产系统的设施布局有了重大的飞跃。美国学者理查德.缪瑟（Richard Muther）1 2在1961年提出了极具有代表性的系统布局规划（systematic layout planning）理论，简称SLP法。后来，由于计算机科学技术的发展，前人J.M.摩尔等代表借助计算机技术对SLP法进行相应的改进，帮助人们解决了复杂的设施布局，节省大量的人力。在20世纪90

14、年代，在SLP法的基础上，缪瑟3针对比较常见的空间布局设计方案，提出了简化的SSLP法，与SLP法相比它在工作的过程方面更加简捷。在2000年,Seyedeh Sabereh Hosseini4在前人设施布局规划研究的基础上增加了两个因素：产品的生产周期和产品生产率，认为时间效益经常比单纯的最小物流成本大。2005年，Milena,flessas5运用SLP法对餐饮业进行研究，根据餐饮业实际调查的情况及餐饮的特定程序进行系统的、合理的布置。2017年，Fahad M,Naqvi SAA6运用精益生产法（Lean Production）以及SLP法对某制造企业进行生产系统布局的优化，并且与企业的

15、个案为例比较得出两种浪费最小的方案，研究结果表明，布局优化对企业的生产节能方面具有更好的改善和提高生产效率的功能。从这些研究成果看来，众多的西方学者大多数都是在SLP法的理论基础上对企业的生产物流系统进行合理科学的布局规划的，同时又结合其他科学的方法来达到企业的生产系统布局更加具有可靠性、科学性、合理性及精确性等。1.3.2 国内企业生产物流系统布局规划的研究现状相比国外的研究历史来看，我国的企业生产物流系统布局规划的研究起步相对较晚，但与国外相同的特点就是大部分的研究依然是在SLP法的基础上结合计算机科学、统计学、运筹学及其它生产管理方法来对企业内部的生产物流系统进行布局规划的。在20世纪8

16、0年代，SLP方法传入中国并且才开始成为工厂布局设计的主流方法，同时还有摆样法、图解法及数学模型法等。叶波7运用SLP理论结合企业的实际生产情况对企业的生产车间和生产流程进行优化，以提高生产效率适应客户需求，满足生产产能为目标，提升企业的生产效率。在2019年，温鹏飞8运用SLP方法分析制造公司的生产车间布局情况，然后结合层次分析法和遗传算法求解进一步优化布局模型，以降低公司的运营成本以及提高生产效率。向杭9先利用系统布局规划法对工厂的布局进行分析改善，然后使用层次分析评价方法选出最优的方案并且通过Flexsim仿真的方法对改善的方案进行仿真，提高企业的生产效率及车间的利用率。吴越强10运用S

17、LP法和遗传算法对其设施进行布局规划与设计，最后通过Extendsim仿真软件对布局优化的方案进行仿真优化，确保研究成果具有可行性，合理性，科学性。毛燕薇11运用SLP法分析各车间、各工序之间的物流关系及非物流关系，并且以Arena作为仿真工具对厂区进行合理的空间布局规划，最后得出在最理想的状态下能够大大企业的产量。陈宇庭12首先运用模糊时间预测方法预测未来五年铝锅生产的需求，目的是用拟定的生产线设计满足产能的目标。他利用价值流程图来对生产线进行分析和改善，最后用SIMIO仿真软件来对布局方案进行仿真分析和优化，以确保能够满足产能的需求。王昀睿13只是单单运用SLP法来对生产车间进行布局规划，

18、没有运用到其他的科学理论方法对其进行研究。彭飞14等人提出结合系统布局规划法与仿真技术来对车间的新旧生产线进行重新布局，以提高生产效率，减少不必要的生产环节。潘丽颖15首先也是先对制造企业的生产物流现状进行分析，然后运用SLP系统布局理论和Flexsim仿真软件对其进行优化和改善，然后与原布局进行对比。从国内外的研究文献看来，大部分的学者都是以最具有代表性的SLP系统布局规划法结合其他的系统理论及计算机技术来对生产物流系统进行改善和优化，这就更加的显示出系统布局规划法在工业及其它行业的布局当中是很重要的理论。1.4 企业生产物流系统布局规划研究发展趋势从我国2011年12月发布工业转型升级规划

19、（2011-2015年）起，在这五年里国内学者对物流系统布局规划研究程度都接近是持平的状态，知网上每年的发表数量都在30篇左右。从表1-1的数据看来，在2015年5月，国家发布了中国制造2025制造业的十年战略计划后，国内的学者对物流系统布局规划的研究程度开始降低了，一方面的原因是自2011年到2015年时较多的制造企业已经转型成功了，另一方面的原因是在近几年来较多的制造企业没有转型成功而倒闭了。下表1-1是中国知网近五年对物流系统布局规划的研究文献统计。表1-1 近五年有关物流系统布局规划的研究文献统计检索词每年文献量/篇数2015年2016年2017年2018年2019年物流系统布局规划2

20、631261714基于SLP的物流系统布局规划6188129基于SLP的生产物流系统布局规划55013基于SLP的生产物流系统布局规划与仿真22010生产车间布局优化1922231412但是目前，随着人工智能AI技术的发展以及5G时代的到来，很多转型成功的企业在未来为了应对市场多元化和需求快速响应化的趋势，传统的工艺和生产设备都会逐渐被人工智能AI技术所代替。因此，智能工厂的改造与实施成为制造业推进智能化的重要手段，运用合理的方法和科学的理论对于规划和改进智能工厂是至关重要的，所以在未来更多的企业会重视生产物流系统的空间布局规划，以提高生产车间的利用率，提高生产效率。1.5 研究内容及研究思路

21、1.5.1 研究内容本论文的研究对象是A制造公司的生产物流系统。首先通过研究大量的文献资料等总结出本文的研究背景、研究内容及研究思路等。然后，通过研究该企业生产物流系统所收集到的数据分析出其生产物流系统的现状，接着运用用SLP法对A制造公司的生产物流系统进行分析，在此基础上结合A制造公司的实际情况进行改善和重新布局。最后通过Flexsim仿真技术对新旧的方案进行生产模拟和对比，以确保方案可靠和有效，能够提高A制造公司生产物流系统的运作效率。1.5.2 研究思路第一，通过阅读国内外的文献资料等来研究本文的研究背景和研究意义，提出本文的研究目的，再次通过阅读国内外的研究文献总结出国内外的研究现状和

22、研究取得的成果，最后确定本文的研究内容和研究思路。第二，对生产物流系统实地调研所收集到的数据和信息进行整理与分析，分析目前A制造公司的生产现状，为下一步打下基础。第三，运用SLP法的基本思路对A制造公司的生产物流系统的布局进行分析，提出可行的优化方案。第四，在第三步的基础上，利用Flexsim仿真软件对原生产系统和新布局方案进行仿真分析对比，确保新方案能够提高生产物流系统的运作效率和降低企业内部的物流成本。第五，总结全文，提出展望。2 相关理论基础2.1 生产物流2.1.1 生产物流概念物流，中华人民共和国国家标准物流术语中将物流定义为“物品从供应地向接收地的实体流动过程。根据实际需要，将运输

23、、储存、搬运、包装、流通加工、配送、信息处理等基本功能实施有机结合。”生产物流是指在企业生产活动的过程中物料的流动，一般是指原材料、半成品等根据特定的生产工艺路线从一个作业单元流入至另一个作业单元，最后变成制品销售出库及废品的全物流活动过程。如图2-1所示。图2-1 生产物流系统图2.1.2 生产物流的影响因素生产物流系统的好坏体现在企业的生产效率当中，好的生产物流系统能够帮助节省人力，降低生产成本，提高产量。影响生产物流的生产效率的因素有很多，从本文的角度分析，其中车间工艺布局是最主要的影响因素。企业的车间工艺布局一般根据生产工序来进行规划，做到整条线生产，避免作业单元之间交叉、功能区划分错

24、综复杂，将生产车间的空间利用率最大化。车间工艺布局又直接对作业路线进行影响，作业路线又直接对生产物流系统的运作效率影响。好的车间工艺布局能够使得物料的运输路线合理化，搬运距离减少，作业人员行走距离减少，避免迂回运输，从而提高生产效率。2.2 系统布局规划法（SLP法）SLP法是20世纪60年代美国理查德缪瑟通过研究和归纳大批工业企业的布置设计实践经验提出的以作业区域间物流和非物流之间联系为衡量方法的作业布局方式。工业领域最先运用了SLP法进行规划，其中在进行设施布局问题的依据和切入要素为产品、产量、生产路线、辅助服务部门和生产时间安排，其中、是首要影响因子。下图2-2是SLP法的步骤。图2-2

25、 SLP法的步骤图1、 确定位置。2、 总体区别，主要是根据布局位置内的物流模式及工序来对各个作业单元进行相互关系分析，画出相互关系图并加以分析。3、 详细布置。在第二步的基础上对设施设备进行详细布置。4、 实施。在上面四个步骤中，其中最重要的就是“总体区别”这个步骤了，总体区别是SLP法的核心部分，它主要是通过对作业单元之间的物流关系及非物流关系进行分析，然后对这两种关系进行整合得出各个作业单元相互关系的重要程度，为对其进行详细布置作出重要的理论基础。2.3物流系统仿真物流系统仿真是指对对象系统的运行能力进行整体性、系统性的评估，采用模型来代替真实系统的方法，通过输入从实际系统中获得的数据从

26、而记录和评估系统的动态。物流系统仿真首先是对实际系统进行调研，设立目标，获取对象系统的各个单元的数据及根据工序来确定仿真模型，然后在Flexsim仿真软件上建立模型，然后输入收集到的数据来运行仿真系统，发现分析模型中是否出现不符合实际的部分并进行调整，最后输出仿真的数据进行分析。3 基于SLP法的车间布局规划3.1 A制造公司生产车间现状A公司成立于2003年，生产部占地面积约1100平方米，位于广州市，主要是生产多品种的小型塑料制品，如眼镜盒、海绵、蛋糕用品等。A公司有一个办公区，一个零部件生产车间，一个原材料加工车间，一个产品加工车间，一个产品生产车间，以及三个仓库。其车间位置布局关系如图

27、3-1所示。图3-1 车间位置布局关系图3.2 SLP分析A公司采用按订单生产的生产方式，生产的产品种类较多。在调查的过程中发现，A公司生产不同的产品，主要是通过对注塑机器更换不同的零部件来实现生产不同的产品，但是产品的工艺路线主要分为两条。所以从中可以得出A公司的生产物流系统的物流对象不定，作业时间安排不定，所以需要尽可能的得到大批量的数据来减少误差。因此，在使用SLP法对A制造公司生产物流系统作业布局进行分析时，所以其切入的要素主要为物流量Q和作业路线R。下面主要是从R和Q来对生产物流系统的布局规划进行分析。3.2.1 A公司物流作业路线状况物流作业路线是指物料的流动路线，即指物料从起始作

28、业单元流至最后作业单元的流动路线。物流作业路线主要是由生产系统的物料的作业工序来决定的，同时也决定了各个作业单元之间的主要关系，是物流相关性分析的主要依据。物流作业路线的总长往往是受生产物流系统的作业布局及运营模式影响，所以我们在分析物流系统布局时应该遵循以下两个基本原则：第一，清晰划分各作业单元的功能，避免人、物流交叉；第二，保证物流流通顺畅，减少搬运的距离。根据实地调查发现，A公司的物流作业单元间的物流作业路线如3-2所示。线路1 线路2 图3-2 A公司的物流作业路线线路1主要是生产塑料制品的作业路线。首先是原材料进入收货区进入仓库2，A公司根据订单的生产需求，然后通知原材料加工车间进行

29、碎料、调色和配料，最后流入到产品生产车间进行生产成成品，部分原材料是不需要经过原材料生产车间直接进入产品生产车间进行生产。大部分成品最后会暂存在产品生产车间的暂存区，然后直接流通至发货区进行装车发货，小部分的会再次经过产品加工车间进行人工加工，流入至暂存区仓库3，最后流通至发货区进行发货。产品生产车间产品的可回收废料会再次流至原材料加工车间进行碎料接着二次利用，产品生产车间的耗材是直接从仓库2流入到产品生产车间进行生产。图3-3是线路1的生产作业工序。图3-3 线路1的作业工序图线路2主要是零部件生产的作业路线。A制造公司一部分产品零部件是由第三方提供进行生产，一部分由公司本身进行生产。零部件

30、生产车间作为A公司产品生产的辅助部门，其布局和设计也同样重要。图3-4是线路2的生产作业工序图，其中在线切割机下一步的工序是根据机器是否空闲或者需要而确定流入哪一台机器的工序，所以机器选择的顺序是不定的。图3-4线路2的生产作业工序3.2.2 物流关系分析物流关系分析主要通过对研究对象的作业单元之间是否存在物流活动进行分析，其中主要是通过各个作业单元之间的物流量来对其进行研究。根据收集的各个作业单元间的物流量对其物流关系的重要程度进行划分，为综合相互关系程度提供重要的依据。由于调查对象作业单元之间的布局此时是确定的，即作业单元之间的距离此时是已知的。根据SLP法的步骤，我们一般采用作业单元之间

31、的的物流量来衡量它们之间的物流强度，即物流关系程度的强弱。根据A公司生产物流系统实际调查得各个作业单元之间的输入与输出通常以“袋”、“箱”和“捆”为单位，现假设企业各个作业单元之间流动的每袋、每箱和每捆物品都以一个物流量来进行计算，所以以“个”为单位根据工序路线的实际情况绘制出A公司十天内的物流量的物流从至表，如表3-1所示。表3-1物流从至表 单位：个接货区发货区仓库2原材料加工车间产品生产车间产品加工车间仓库3办公区零部件生产车间仓库1接货区发货区883153仓库2630原材料加工车间57053产品生产车间1305544586产品加工车间395仓库3230办公区零部件生产车间2仓库12从物

32、流从至表中可以看出A公司在十天内的任意两个单元之间的物流量，通常它们之间的物流关系程度的强弱是以物流量来衡量，所以我们需要确定各个单元之间物流强度的等级。根据对以往相关文献的研究可知,SLP中有A(absolutely important)、E(extremely important)、I(important)、O(ordinary important)、U(unimportant)5 个强度等级16。A表示超高物流强度，E表示特高物流强度，I表示较大物流强度，O表示一般物流强度和U表示可忽略搬运五个等级。各个物流强度等级的比例及承担的物流量的比例如表3-2所示。表3-2 各物流强度等级比例及

33、承担的物流量的比例表物流强度等级符号物流强度等级比例（%）承担物流量的比例（%）超高物流强度A1040特高物流强度E2030较大物流强度I3020一般物流强度O4010可忽略U-结合表3-1和表3-2对各个作业单元的物流强度进行评级，各作业单元物流强度评级表如表3-3所示。表3-3 各作业单元物流强度评级表序号FromTo物流量物流强度1产品生产车间接货区发货区883A2接货区发货区仓库2630E3原材料加工车间产品生产车间652E4仓库2原材料加工车间570E5产品生产车间产品加工车间395I6产品加工车间仓库3230I7仓库3接货区发货区153I8仓库2产品生产车间130I9零部件生产车间

34、产品生产车间8O10仓库1产品生产车间8O11接货区发货区零部件生产车间2O根据表3-3中各作业单元物流强度评级表，绘制出A公司的生产物流系统的作业单元相互关系图，如图3-5所示。图3-5 作业单元物流相关图3.2.3 非物流关系分析在实际情况中，生产物流系统的作业单元之间不仅仅只存在物流关系，也存在着非物流关系，才能足够保证系统的正常运行。物流关系能够以物流量进行量化，而各个作业单元之间非物流关系则需要给定相应的评定理由。根据文献研究可知，各个作业单元之间的非物流关系分为4条评级理由16。如表3-4所示。表3-4 非物流关系等级评定理由编号理由1作业性质相似2机台类型相似3现场工人沟通方便4

35、辐射、噪音我根据A公司的物流生产系统的实际情况分析，重新确定非物流关系等级评定的理由，如表3-5所示。表3-5 非物流关系等级评定理由修正表编号理由1应变人员2现场工人沟通方便3噪音在SLP中，可以根据作业单位相互关系的影响因素将个作业单位之间的密切程度等级划分为A、E、I、O、U、X，如表3-6所示10。表3-6 作业单元相互关系等级划分比例相互关系密切强度等级符号作业单位对路线比例（%）绝对必要靠近A25特别重要靠近E310重要I515一般O1025不重要U4580不希望靠近X酌情而定结合表3-6、表3-5与A公司生产物流系统的实际情况绘制出A公司生产车间非物流相关图，如图3-6所示。图3

36、-6 作业单元非物流关系相关图313.2.4 综合关系分析在运营SLP法对生产物流系统的布局进行分析时，物流关系与非物流关系由于评定等级的理由不同，因此在进行生产布局时需要对这两种关系的等级进行量化处理，最后综合两种关系来确定各个作业单元之间的关系密切程度，最后再对其进行等级评定才能绘制出综合的相互关系图。首先，综合关系分析重要的第一步是需要确定物流关系和物流关系的重要性比值。在A公司生产物流系统当中，产品生产车间作为其系统的核心部分，而其他作业单元像是产品生产车间的辅助部门，所以各单元之间存在的非物流关系相对物流关系来说，物流关系比非物流关系的重要性更加的明显。在SLP法当中，物流关系与非物

37、流关系的比值m：n通常是在1:3到3:1之间。比值越大说明物流关系越重要；比值越小，说明非物流关系越重要16。根据A公司物流生产系统的实际情况，本文选择的物流关系与非物流关系的重要性比值设定为3:1，即m:n=3。其次，是需要对物流关系及非物流关系的等级进行量化求和，各等级的量化值如表3-7所示。在对各个作业单元之间的两种关系量化值求和时，其公式如3-1所示，其中研究对象的作业单元表示为i、j、两个作业单元之间的综合关系程度表示为TR、物流关系强度表示为MR、非物流关系的强度表示为NR、m和n则是物流关系与非物流关系的重要性比值。TRijmMRijnNRij (3-1)表3-7 各等级的量化值

38、等级AEIOU量化值43210根据对A公司的作业单元物流关系相关图和作业单元非物流关系相关图的等级进行量化求和，得出其作业单元综合关系程度表，如表3-8所示。表3-8 作业单元综合关系程度表序号FromTo量化值和1原材料加工车间产品生产车间162产品生产车间接货区发货区123接货区发货区仓库294仓库2原材料加工车间9续表3-8 作业单元综合关系程度表序号FromTo量化值和5产品生产车间产品加工车间76仓库1产品生产车间77产品加工车间仓库368仓库3接货区发货区69仓库2产品生产车间610接货区发货区零部件生产车间511办公区零部件生产车间412零部件生产车间产品生产车间313零部件生产

39、车间仓库1314办公区接货区发货区315办公区产品加工车间216办公区产品生产车间217原材料加工车间仓库1218产品加工车间零部件生产车间119办公区原材料加工车间120产品加工车间接货区发货区1最后，对作业单元的综合关系再次进行等级分层，绘制出作业单元相互关系图。在SLP法中需要将综合关系的等级类似确定物流关系程度等级一样进行划分，根据文献资料得综合关系程度等级划分为A、E、I、O、U、X六个等级，每个等级的作业单元对数占比不同，如表3-9所示。表3-9 作业单元对数占比参考表符号含义所占比例%A绝对重要1-3E特别重要2-5I重要3-8O一般5-15U不重要20-85X禁止-根据表3-8

40、对作业单元综合关系程度表进行等级分层，如表3-10所示。表3-10 作业单元综合关系程度等级分层表序号FromTo量化值和等级1原材料加工车间产品生产车间16A2产品生产车间接货区发货区12E3接货区发货区仓库29I4仓库2原材料加工车间9I5产品生产车间产品加工车间7O6仓库1产品生产车间7O续表3-10 作业单元综合关系程度等级分层表序号FromTo量化值和等级7产品加工车间仓库36O9仓库2产品生产车间6O10接货区发货区零部件生产车间5U11办公区零部件生产车间4U12零部件生产车间产品生产车间3U13零部件生产车间仓库13U14办公区接货区发货区3U15办公区产品加工车间2U16办公

41、区产品生产车间2U17原材料加工车间仓库12U18产品加工车间零部件生产车间1U19办公区原材料加工车间1U20产品加工车间接货区发货区1U依据表3-10，绘制出A公司生产系统作业单元相互关系图，如图3-7所示。图3-7 作业单元相互关系图在SLP当中，物流关系分析与非物流关系分析这两个步骤只考虑了物流量与非物流关系的理由，并没有考虑各个作业单元的占地面积、相对位置和几何形状。在对各个作业单元的相对位置进行安排时，需要把关系密切程度越高的作业单元的相对位置的距离安排得越近，关系密切程度越低的作业单元的相对位置的距离安排得越远，所以需要对作业单元相互关系图转换成综合接近程度表。通过对作业单元综合

42、关系图进行转化成物流成三角矩阵计算出各个作业单元的综合接近程度，最后对其进行排序，如表3-11所示。表3-11 综合接近程度表作业单元接货区发货区仓库2原材料加工车间产品生产车间产品加工车间仓库3办公区零部件生产车间仓库1综合接近程度234411001排序4321568973.2.5 作业单元的重新布局在完成作业单元综合接近程度排序后，可以利用线型图法对A公司现在的生产布局进行分析，以发现A公司生产物流系统是否存在布局不合理的地方。线型图法中，作业单元之间的相互关系程度是A的用4条线连接，相互关系程度是E的用3条线连接，相互关系程度是I的2条线连接，相互关系程度是O的用1条线连接，相互关系程度

43、是U的用虚线连接。在作业单元综合程度表中，排序越靠前的越是该生产物流系统的核心部分，所以在利用线型图对其进行布局时，根据作业单元综合接近程度的排序的顺序一一对作业单元进行连接。下面根据图3-7和表3-11绘制出其线型布局图，如图3-8所示。图3-8 线型布局图在绘制出线型图后，通过对线型图进行调整，使得作业单元之间综合关系程度高的，其相对位置的距离就越短，否则反之。最后运用调整完成的线型图来结合A公司作业单元单元的面积、布局空间面积等来对其进行重新布局，其中作业单元间综合接近程度为U的则自由安排，如图3-9所示。图3-9 作业单元平面布局初始图通过图3-11与A公司原来的布局对比，主要是改变了

44、仓库3、产品加工车间、办公区、仓库1、零部件生产车间的位置，而仓库1、办公区及零部件生产物流作为生产物流系统的辅助部门，在物流关系的占比上很低，所以当产品加工车间长时间没有产品流入时，则会突显辅助部门的非物流关系及物流关系更加重要，所以该作业单元平面布局图上又存在一个很大的缺陷。4 作业单元布局仿真分析4.1 作业单元布局仿真的目标与条件4.1.1 作业单元布局仿真的目标运用Flexsim仿真软件对A公司车间位置布局关系图和作业单元平面布局初始图的生产物流系统进行模拟仿真，其目标是：通过对优化前后的生产物流系统进行模拟仿真来对比出两种方案的好坏，以及分析出第三部分优化后生产物流系统中存在的缺陷

45、，计算出两种方案的作业单元间的搬运距离总和的长短。4.1.2 作业单元布局仿真的条件现实的生产物流系统存在太多的不确定因素，所以仿真很多时候不能真正的对现实系统进行仿真，所以在仿真的时候需要排除不确定的因素，因此需要对作业单元的布局仿真设定相应的假设条件。（1） A公司的所有生产设备不会出现故障，导致无法运行。（2） 不同种类的产品进入生产系统是随机的，保证仿真系统与现实系统都是按订单进行生产的。（3） A公司在近时间内不会更换新的设施设备。（4） A公司生产车间内搬运的工具及人员的行走路线按照设定的路线进行运行，并且忽略不确定的因素。4.2 生产物流系统的仿真建模在第三部分分析时，已经说明了

46、A公司生产作业的路线了，主要是生产塑料产品的线路1和辅助部门生产零部件的线路2。根据线路1和2的工序路线，在Flexsim软件中选择合适的实体对实际的操作进行分析，根据产品生产的流程和收集的数据建立各个实体之间的逻辑关系，从而模拟生产过程中系统的运行情况。4.2.1 建立车间布局模型在对生产物流系统进行模拟仿真之前，需要建立生产线的物理模型，确定系统的布局图表，即描述系统实体与实体之间的联系。下面画出图3-9 作业单元平面布局初始图的作业工序，其中线路1主要是生产塑料制品的作业路线，线路2主要是零部件生产的作业路线，作业工序不变。如图4-1所示。线路1 线路2 图4-1 作业单元平面布局初始图

47、作业流程图根据仿真的目的，主要是对比原生产系统与优化后的生产系统的优劣。通过对图4-1与图3-2对比得，由于产品生产车间、原材料加工车间和仓库2在系统的位置上没有发生改表，并且这三个作业单元之间的作业流程也没有发生改变，所以可以把这三个作业单元当作一个实体，即生产产品的实体。同时产品生产车间与接货区发货区的布局位置也没有发生改变，则在线路1当中，从产品生产车间直接流到接货区发货区的线路也同样不需要对其进行模拟，则优化后的仿真车间布局模型可以简化为如图4-2所示，原生产系统的仿真车间布局模型简化为如图4-3所示。线路1 线路2 图4-2 优化后的仿真车间布局模型图线路1 线路2 图4-3 原生产

48、系统的仿真车间布局模型图4.2.2 确定仿真模型的实体在确定好需要仿真的车间布局模型后，下一步就需要确定仿真模型的实体了。在图4-2和4-3中，由于虚线和实线的作业流程的流向的流体不相同，所以部分作业单元表示的实体不相同。然而，图4-2和图4-3中所有的箭头作业流程指向是相同的，所以只需要对各个作业单元的设施设备只进行一次实体的描述。根据A公司的实际情况，在实线中，仓库2、原材料加工车间和产品生产车间用一个发生器进行模拟，即代表产品生产活动的开始。产品生产车间的暂存区用暂存区来进行模拟，产品加工车间用处理器来进行模拟，仓库3用暂存区来模拟，用吸收器来对发货区接货区进行模拟，产品在作业单元之间的

49、流动则用人工进行模拟。在虚线中，虚线的作业流程流体是零部件，从接货区发货区流入产品生产车间的接货区发货区用发生器来进行模拟，零部件生产车间用处理器来模拟。当零部件从产品生产车间流出仓库1时，仓库1用吸收器来进行模拟，吸收器4表示零部件从产品生产车间流出接货区发货区。4.2.3 建立仿真模型在原生产系统和优化后的生产系统布局中，由于作业工序相同，作业流程相同，只是作业单元之间的搬运距离发生了改变，所以两种布局的模型相同，作业单元之间的作业距离参数不同。虚线作业流程和实线作业流程的仿真模型分别如如图4-4和图4-5所示。图4-4 虚线作业流程仿真模型图4-5 实线作业流程仿真模型4.2.4 仿真模

50、型参数的设定在仿真模型中，设定的时间单位为“秒”，仿真时间长度设定为1年。（1）虚线作业流程参数的设定根据十天调查的数据，产品生产车间更换零部件的总数为14，所以设定发生器2产品到达时间间隔为10*24*60*60/14秒，即约等于61714.3秒。暂存区6、7、8表示接货区发货区、仓库1的零部件需流入产品生产车间及需经过零部件生产车间待流入产品生产车间的暂存区，根据调查数据设定暂存区的输出是按百分比来计算，其中输出到处理器3的百分比为50%，输出到处理器2的百分比为37.5%，输出到处理器5的百分比为12.5%。由于只需要统计后面吸收器的数据来对搬运距离进行计算，所以对后面的参数不进行设定。

51、（2） 实线作业流程参数的设定根据十天调查的数据，产品生产车间流出的物流量总数为1278个单位，所以设定发生器1产品到达的时间间隔671.3秒。发生器1到吸收器5表示产品从产品生产车间流出到接货区发货区，发生器1到暂存区1表示所生产的产品需要经过产品加工车间的作业流程。根据调查数据设定发生器1的输出是根据百分比来设定，其中输出到吸收器5的百分比为69.1%，输出到暂存区1的百分比为30.9%。由于只需要对仿真输出的数据进行统计，所以后面的参数不作设定。设定好参数后，运行，对A公司的生产系统进行仿真一年，其输出的结果如下，吸收器1中有14608个单位产品，吸收器2中有183个单位的零部件，吸收器

52、3中有251个单位零部件，吸收器4中有55个单位零部件。4.2.5 仿真数据输出计算仿真完毕后，下面对原生产系统和优化后的生产系统进行比较。由于优化后的生产物流系统无法通过数据进行测量，所以根据A公司的实际情况对其各个作业单元之间的距离进行评定，如图4-6所示。图4-6 优化后生产系统作业单元间的距离图在实地调查中测量出原生产物流系统各个作业单元之间的距离如图4-7所示，其中图中所标明的数据是根据作业通道来进行测量，测量距离表示是到达两个作业单元的中心的距离。图4-7 原生产物流系统作业单元间的距离图根据各个作业单元间的作业距离，计算仿真时间内两种布局方案因布局不同而产生的搬运距离和，如下：优

53、化后的生产物流系统的搬运距离和：（19+8+8）*14608+（33+15.6+12）*251+（12+12）*183=530882.6米原生产物流系统的搬运距离和：（15.8+11+40）*14608+（11+19+19.6）*251+（19.6+19.6）*183=995437.6米优化后的生产物流系统搬运距离节约和：995437.6-530882.6=464555米通过对A公司的生产物流系统进行仿真时间为一年的仿真发现，在运用SLP法对其生产系统进行重新布局后，新的布局方案比原布局节约了464555米的搬运距离。虽然在仿真的过程中，很难对现实的生产系统进行模拟，但在一定的程度上是能够接近

54、A公司的生产系统的，而且新布局方案与原布局在搬运距离上减少的作业路程较多，所以原布局对A公司来说还是可以改善的。4.3 新旧方案的评价新旧方案的评价主要是为了将优化前的生产物流系统和优化后的生产物流系统进行对比，总结出优化前后的不同点。在优化后的生产物流系统中，主要是把承担物流量较大的，流经产品加工车间的物流作业路线进行缩短，而把承担物流量较小的零部件生产作业路线进行加长，最后优化后的新方案比优化前的旧方案在整体的搬运距离上大大的减少。再根据优化后的物流作业路线所得，新方案更加能够减少不必要的运输距离，所以从整体上优化后的新方案比旧方案更加能够使A制造公司的物料搬运顺畅，避免无效运输，缩短搬运距离，缩短生产周期，提高企业内部物流的运作效率。5 总结与展望5.1 总结本文主要是围绕A公司的生产物流系统，通过运用系统布局规划法来对A公司