金屬切削車間設(shè)施改進設(shè)計

一、SLP方法與生產(chǎn)物流優(yōu)化

工廠布置的方法和技術(shù)一直是工業(yè)界不斷探索的問題。20世紀60年代美國Richard Muther提出的系統(tǒng)布置設(shè)計（Systematic Layout Planning），是對設(shè)計項目進行布置的一套有條理的、循序漸進的、對各種布置都適用的方法。設(shè)施設(shè)計的核心內(nèi)容是工廠、車間內(nèi)部的設(shè)計與平面布置、設(shè)備的布局， 通過調(diào)整設(shè)施布置優(yōu)化生產(chǎn)物流，使得物流路線合理化，從而達到提高整個生產(chǎn)系統(tǒng)經(jīng)濟效益的目的。SLP方法在對企業(yè)生產(chǎn)流程、物流量詳盡分析的基礎(chǔ)上，運用以作業(yè)單位物流與非物流的相互關(guān)系分析為主線的進行生產(chǎn)設(shè)施規(guī)劃設(shè)計的方法，采用一套表達力極強的圖例符號和簡明表格，通過條理清晰的設(shè)計程序進行工廠及車間設(shè)施的布置設(shè)計，具有很強的實踐性，但同時，現(xiàn)代企業(yè)多品種小批量生產(chǎn)的特征使得將SLP方法直接應(yīng)用于設(shè)施布置設(shè)計中存在許多不足，本文將針對設(shè)施布置在實踐中存在的問題，對SLP方法做適當變動，使其能更加靈活的應(yīng)用在實際情況特殊的車間布置中。

二、某企業(yè)金屬切削車間設(shè)施布置存在的問題

某企業(yè)是機械工業(yè)部重點企業(yè)之一，主要生產(chǎn)各種規(guī)格的破碎機、球磨機和水泥生產(chǎn)成套設(shè)備等。現(xiàn)有某金工車間廠房長120m，寬2×18m，共有各類機床75臺和5部行車。該金工車間是公司的重要加工車間之一，大多產(chǎn)品的配件和中小零件都在該車間進行加工，具體產(chǎn)品產(chǎn)量隨客戶需求和車間生產(chǎn)要求而不斷改變，具有不確定性。據(jù)粗略統(tǒng)計車間加工零件的種類可達一萬多種。目前車間布局主要靠以前的工作經(jīng)驗進行布置的，局部布置具有一定合理性，但總體看來整個車間布局缺乏科學(xué)性，不能適應(yīng)現(xiàn)代制造業(yè)的發(fā)展。通過分析可以發(fā)現(xiàn)該車間存在的主要問題如下：

1、車間整體生產(chǎn)能力過剩，部分大型機床存在超負荷運行的情況，而有些設(shè)備得不到充分利用卻占用大量空間。2、各設(shè)備沒有充足的作業(yè)空間，設(shè)備布置混亂，物料流動距離大，運輸?shù)耐岛徒徊娆F(xiàn)象明顯。3、車間人員缺乏現(xiàn)場管理概念，物料堆放混亂，工作環(huán)境難以合乎工人生理、心理需求。4、車間缺少必須的輔助部門，如機修站和刀具庫。

三、車間設(shè)施布置改進設(shè)計

1、產(chǎn)品工藝流程分析 由于車間內(nèi)加工的零件類型可達上萬種，其生產(chǎn)類型為中、小批量生產(chǎn)，在分析其工藝流程時，有必要采用成組方法，按產(chǎn)品結(jié)構(gòu)與工藝過程的相似性進行歸類分析。車間加工的主要產(chǎn)品總結(jié)為齒輪軸、減速箱體、聯(lián)軸器、軸和小蓋五類，通過分析其工藝流程可以看出，各類產(chǎn)品工藝流程的形似性較少，無法實現(xiàn)可以適應(yīng)多種零部件的作業(yè)順序，需要采用工藝原則進行設(shè)施布置。

2、車間作業(yè)單位的設(shè)計 在該金工車間作業(yè)單位的設(shè)計中，輔助部門的設(shè)計是重點，通過輔助部門在車間發(fā)揮作用，使工人們有一個比較人性化的工作環(huán)境。生產(chǎn)部門則根據(jù)工藝原則布置，將相似設(shè)備或功能相近設(shè)備集中起來組成一個部門，具體作業(yè)單位的劃分如表1所示。

3、車間作業(yè)單位相互關(guān)系分析 由于該車間所生產(chǎn)的零件具有很大的不確定因素，具體的產(chǎn)量和詳細物流不固定，根據(jù)需要有隨時調(diào)整的可能，所以車間設(shè)施布置設(shè)計就不能依賴于物流分析，需要進行作業(yè)單位間非物流關(guān)系分析。

通過物料流動分析，車間綜合分析，結(jié)合有關(guān)作業(yè)單位負責人建議進行作業(yè)單位間相互關(guān)系密切程度的評價，建立作業(yè)單位相互關(guān)系表（表2），表中的每個菱形框格左半部用密切程度等級符號表示密切程度，右半部用數(shù)字表示確定密切程度等級的理由，具體理由見表3。

4、車間作業(yè)單位位置相關(guān)圖 由于車間設(shè)計中作業(yè)單位數(shù)量較多，作業(yè)單位之間相互關(guān)系數(shù)目非常多，故引入綜合接近程度，根據(jù)表2作業(yè)單位相互關(guān)系圖得綜合接近程度排序表，進而作出作業(yè)單位位置相關(guān)圖（圖1）。

5、詳細車間設(shè)備平面布置 為了實現(xiàn)車間的詳細平面布置，應(yīng)對各類產(chǎn)品進行物流分析。該車間的產(chǎn)品品種眾多，產(chǎn)量較小，在分析工藝流程時按照成組工藝流程分析，根據(jù)該車間加工的主要零件的特點選取具有代表性的零件分析其加工流程，并根據(jù)各工序所需設(shè)備類型把整個車間設(shè)備分為16個機床組，通過對車間作業(yè)單位平面布置圖的分析對這16個機床組進行排序，得到初始產(chǎn)品工藝流程圖（圖2）。

在初始產(chǎn)品工藝流程圖中，這十種代表零件最少的流動步數(shù)為146，而實際的步數(shù)為350，故其效率146/350=41.7%。從圖中可以明顯看出，在該車間加工產(chǎn)品的工藝流程中，倒流是較為普遍的現(xiàn)象，而這對于車間內(nèi)物流效率的提高是非常不利的。經(jīng)過分析發(fā)現(xiàn)，有些倒流現(xiàn)象是可以改進的，他們倒流都出現(xiàn)在同一組機床，如圖中插床組處的倒流較多，倒流距離較遠，而大、中、小車床組的倒流現(xiàn)象也較明顯；但有些機床組之間存在的倒流現(xiàn)象是不可避免的，如中部劃線臺與鉆床組之間，對于這種情況，在改進時需要做的就是使倒流的距離盡量縮短。通過多次交換調(diào)整，得到調(diào)整后的較佳產(chǎn)品工藝流程圖（圖3）。調(diào)整后這些產(chǎn)品流動的最少步數(shù)為133，實際流動步數(shù)為231，其綜合效率為133/231=57.8%，可以明顯看出物料流動的效率有較大提高。以此為依據(jù)最終得到詳細車間設(shè)備平面布置圖。與現(xiàn)有車間平面布置相比，主要改進方面如下幾點：

1、去除了車間內(nèi)因設(shè)備陳舊而長期閑置的5臺機床，使車間內(nèi)有效作業(yè)空間更加充足，有利于對其他機床進行重新布置。2、減少了部分零件加工過程中的倒流現(xiàn)象，減少了產(chǎn)品的搬運距離和時間，單位物料搬運費用降低。3、車間整體布局較為美觀，車間內(nèi)大部分機床位置呈直線布置，物料流動路線明確，改善了工人作業(yè)環(huán)境，有利于提高勞動生產(chǎn)率。4、設(shè)置了車間輔助部門，能夠及時處理車間內(nèi)出現(xiàn)的問題；車間辦公室設(shè)置在車間內(nèi)部，有利于對車間生產(chǎn)進行現(xiàn)場管理，有效的增強了車間的生產(chǎn)能力。5、物料堆放混亂和搬運不很通暢的情況得到改善。在機床的布置時充分考慮作業(yè)所需空間，機床周圍有足夠的空間擺放物料，對待加工件的位置做了具體規(guī)定；對車間內(nèi)的物料流動通道進行了加寬，保證了物料搬運的通暢，同時也減小了物料流動的不安全因素，在車間物料搬運緊張的情況還可以調(diào)用工廠其他機械搬運工具進車間作業(yè)，提高了車間的物料搬運效率。

五、結(jié)束語

優(yōu)良的設(shè)施布置是提高生產(chǎn)系統(tǒng)效率效益的重要源泉和手段，是改善生產(chǎn)系統(tǒng)整體功能、實現(xiàn)現(xiàn)代化管理和先進生產(chǎn)方式的前提和基礎(chǔ)。本文針對多品種小批量生產(chǎn)企業(yè)的特征，靈活應(yīng)用了系統(tǒng)化設(shè)施布局方法，通過對車間作業(yè)單位相互關(guān)系和代表性零件加工工藝流程的分析，最后得出合理的詳細車間平面布置圖，大大提高了車間的物料搬運效率。當然，企業(yè)設(shè)施布置實踐中需要考慮的因素很多，對于多品種小批量生產(chǎn)企業(yè)來說，如何分析其詳細物流還是一個亟待解決的問題。