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行業知識
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【工廠布局規劃設計公司分享】工廠布局規劃之SLP布置方法
來源：必旺智能2023-08-03
工廠布局的方法和技術一直是工業工程領域不斷探索的問題。自工業革命以來研究出了許多手工設計、數學分析和圖解技術，其中最為著名是1961年由美國人理查德·繆瑟提出的系統布置設計(System Layout Planning，SLP)理論，簡稱SLP法。什么是SLP法呢？工廠布局規劃設計公司作如下分享。
整個系統布置設計(SLP)的流程可以濃縮為下圖所示的系統布置設計概念：
來源于：設施規劃與物流系統設計
從整個流程來看，相比于其他布置方法，SLP法最核心的技術是通過作業單位間物流相關分析、非物流相關分析以及兩者結合的綜合分析，科學地解決了作業單位的位置問題。因此，本篇文章將以一家鞋企為背景，運用SLP方法來布置該企業的新廠房，過程中將簡化或省略其他布置環節，重點突出這一核心技術。
01
劃分作業單位
該鞋廠大致的生產工藝過程為裁斷工藝→準備工藝→針車工藝→成型工藝，具體流程如下：
根據上圖的工藝流程及廠房定位，設立如下表所示14個作業單位，分別承擔原材料存儲、備料、試產制樣、生產管理與服務等各項任務。
02
物流相關分析
在工廠布置中，很多時候都是把尋求最佳物流作為解決布置問題的主要目標。物流分析，即是研究各作業單位之間的物料移動方向和物流量，常采用的方法有工藝過程圖、多種產品工藝過程表、成組方法、從一至表等。
以該鞋廠為例，通過P-Q分析，該鞋廠的生產類型屬于多種少量，較適用“從一至表”來統計一定時期（比如1周）的物流量，即物流強度如下：
PS.
①物流強度單位可根據實際情況，可用重量、體積、托盤或貨箱作為計量單位；
②當物料沿著作業單位排列順序正向移動時，即沒有倒流物流現象，從一至表中只有上三角方正有數據，如上例；
③當存在物流倒流現象時，倒流物流量出現在從一至表中的下三角方陣中，此時，從一至表中任何兩個作業單位之間的總物流量等于正向物流量與逆向（倒流）物流量之和。
由于直接分析大量物流數據比較困難，而且也沒必要，因此，SLP法通過劃分等級的方法，將物流強度轉化為5個等級，分別用符號A/E/I/O/U表示，參照如下“作業單位間物流強度等級表”，對作業單元對進行評級：
如上例，將物流強度排序得到對應等級如下：
PS.其他作業單位對物流強度等級可忽略，物流等級取U
用物流強度等級，替換從一至表的物流強度數值，并將右上三角矩陣45°變形，就得到了SLP中著名的物流相關表如下：
從物流系統優化的角度講，作業單位間的相對位置就大致確定了。物流相關表中物流強度等級高的作業單位之間的距離應盡量縮小，即彼此相互接近，而物流強度等級低的作業單位之間的距離可以適當加大。
03
非物流（作業單位間）相關分析
在實際工廠布置中，物流分析往往不是唯一的依據，當物流對生產影響不大或沒有固定的物流時，工廠布置就不能依賴于物流分析，需要進行作業單位間非物流關系分析。比如像寶石工廠，物流量是非常少的；又比如輔助設施與生產部門之間往往沒有物流關系；等等，此時就要進行非物流分析。
作業單位非物流關系的影響因素與企業的性質有很大關系，不同企業，作業單位的設置是不一樣的，作業單位間相互關系的影響因素也不一樣，針對該鞋廠的生產特點，制定了各作業單位間相互關系的影響因素如下：
參照如下“作業單位間相互關系等級表”，對作業單元對進行評級：
作業單位間相互關系密切程度的評級，可以由布置設計人員根據個人經驗或與有關作業單位負責人討論后進行判斷，也可以把相關關系統計表格發給各作業單位負責人填寫，或者由有關負責人開會討論決定，以本例確認的作業單位對評級及理由如下：
PS.其他作業單位對相互關系不重要，等級取U
則繪制作業單位非物流相關表如下：
04
綜合相關分析并確定位置
在大多數工廠中，各作業單位之間既有物流聯系也有非物流的聯系，因此在SLP中，要將作業單位間物流的相互關系與非物流的相互關系進行合并，求出合成的相互關系——綜合相互關系，然后由各作業單位間綜合相互關系出發，實現各作業單位的合理布置。
綜合相關分析其實可以采用兩種計算方式：
第一種，采用非物流相關分析方式，將物流作為其中一個影響因素，根據物流計算、經驗等進行評級，制定綜合相關表。
第二種，物流與非物流相關表結合來看，即量化物流相關表和非物流相關表的等級，取關系等級分值A=4、E=3、I=2、O=1、U=0、X=-1，以加權值為1:1來綜合考慮該廠的綜合相互關系：
根據上表綜合分值排序，劃分關系等級如下：
則可得出作業單位之間的綜合相互關系等級，繪制作業單位綜合相關表如下：
至此，又會遇到另外一個問題：當作業單位數量較多時，作業單位之間相互關系數量非常多，即使只考慮A級關系，也有可能同時出現很多個。
故引入綜合接近程度，某一作業單位綜合接近程度等于該作業單位與其他所有作業單位之間量化后的關系密切程度總和。
計算綜合接近程度及排序：
??將作業單位綜合相關表變換成類似于從一至表的方陣矩陣，即得到右上三角矩陣和左下三角矩陣表格堆成的方陣表格；
??把行或列累加關系等級分值，即為某一作業單位的綜合接近程度；
??按綜合接近程度值高低順序為作業單位排序，得到如下綜合程度排序表。
綜合接近程度分值的高低，反映該作業單位在布置圖上所處的位置。分值越高，說明該作業單位越應該靠近布置圖的中心位置；分值越低，說明該作業單位越應該處于布置圖的邊緣位置，處于中央區域的作業單位應該優先布置。
依據SLP思想，首先根據綜合相互關系等級高低按A、E、I、O、U、級別順序先后確定不同級別作業單位位置，而同一級別的作業單位按綜合接近程度高低順序來進行布置。
因此，我們對綜合程度排序表進一步梳理，得到如下分析表：
結合此分析表，根據綜合相互關系等級由高到低、綜合接近程度分值排序逐步繪制作業單位位置相關圖如下：
以處理A級的作業單位對6-7、7-8為例：
共涉及三個作業單位，按綜合接近程度分值排序為7、8、6
①綜合接近程度分值最高的作業單位7布置在位置相關圖的中心位置
②處理作業單位8，對于作業單位8與圖中存在的作業單位7的關系密切等級分別為A，重點考慮較高等級的關系，將其布置在圖中。
③處理作業單位6，對于作業單位6與圖中存在的作業單位7、8的關系密切等級分別為A、U，重點考慮較高等級的關系，將其布置在圖中。
按同樣的方式，逐步處理E、I、O、U、X級,得出最終作業單位位置相關圖。
PS.作業單位13、14跟其他作業單位是不重要的關系，只要有空間即可放置。
繪圖所用圖例符號說明：
PS.
該鞋廠物流和非物流都很重要，所以需要綜合兩者來確定位置；如果物流很重要而非物流不重要，分析物流相關圖即可確定位置；如果物流不重要而非物流很重要，分析非物流相關圖即可確定位置。
05
約束條件及方案評估
根據作業單位位置相關圖+所需的面積，即可繪制作業單位面積相關圖，比較簡單，在這邊就不做繪制。
作業單位面積相關圖是直接從位置相關圖演化而來的，只能代表一個理論、理想的布置方案，必須通過調整修正才能得到可行的布置方案，可考慮如下修正因素：
①場址條件或周圍情況，如地面坡度、主導風向、朝向、鐵路或道路的出人口，對周圍污染、振動、噪聲的影響等
②搬運方法，如與外部運輸的連接、搬運的總體方案、搬運方式、搬運設備、吊車起重能力和所占空間等
③建筑特征，如建筑立面、柱網、門窗形式、高度、地面負荷等
④實際可用面積
⑤檢查所需面積全面性和合理性，如倉庫設施要根據面積相關圖重新檢查倉庫設施的面積，這時要根據貨物堆垛、上架、支撐方法等確定面積，又如公共及輔助部門考慮公共管線
⑥人員的需要包括工廠出人口的分布，更衣室、休息室的位置以及安全、方便、通信問題,都要作為調整布置考慮的因素
⑦管理方法
⑧企業方針、建筑規范、資金不足等也是影響布置的重要限制條件
通過考慮多種方面因素的影響與限制,就會形成多個的布置方案,拋棄所有不切實際的想法,保留幾個可行方案供選擇。
其實，很多時候我們面對的是B類-現成廠房規劃和C類-原地優化（點擊查看工廠布局規劃分類），所以實際操作可直接依據作業單位位置相關圖，直接在圖紙上進行布置，并得出幾個可行方案供選擇。
有了幾個可行方案，接下來工作的重點就是方案評估。若只考慮經濟因素，可用費用對比法；但每個布置方案都有一些非經濟因素，不可能用費用精確地衡量，因此，最通用有效的評價方法是加權因素法。
加權因素法也有很多種，比如關聯矩陣法、AHP層次分析法、FCE模糊綜合評價法等，這邊不再詳細展開，有興趣可查找專業書籍進行深入學習。
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