轮毂生产系统分析与优化布局分析与优化设计(2)
铝轮毂制造企业作为汽车零部件行业的一个重要分支，为了适应市场发展的需求，很多企业在设备更新、技术改造、新厂扩建等方面加大了资金和技术的投入，极大的提升了行业水平，提高了生产能力。
苏美达车轮有限公司主要生产各种汽车轮毂，拥有铸造、热处理、机械加工、喷漆、检测等车间，该公司目前大部分上下料、喷漆、搬运等工作均由人工完成，且生产环境不能满足环保要求。
本课题根据企业需求，将运用工业工程的方法对现有生产系统进行布局分析和优化设计，并对部分人工工位提出自动化改造要求，从而降低工人的劳动强度，提高生产效率。论文还将对该工厂现有的布局做一个分析，并对该公司新厂的布局做一个合理的布局，争取为企业取得更高的效益。
1.2 理论综述
1.2.1 设施规划的含义
设施规划是工业工程的重要分支之一，是设计生产系统和服务系统的一项重要内容。对生产企业而言，“设施”是指机械设施，建筑物，物料和工作人员。“规划”是指怎样将一个系统中有限的资源合理的分配后让企业获得最大的生产效益。
设施规划研究的范围如图1.1所示：
图1.1 设施规划与设计模块组成
设施规划主要分成两个部分，第一是选址问题，对可以选择的地方和影响具体位置的因素进行分析，最终达到整体运营最优化。第二是企业设施布局问题，包括各个生产单元的平面布局，建筑物结构的设计，水电系统、通风系统的设计，物料搬运系统和存储系统的设计等。
本课题的研究重点是苏美达轮毂工厂车间内部的设施布置设计与生产系统物流方面的研究。
1.2.2 设施规划国内外研究现状
在国内，物流中的布置一般情况下由设计人员定性分析后进行，因为是认为的，所以缺乏有保障的科学分析。误差较大是造成物流中心成本风险的重要原因之一。所以，为了便于物流中心的建设和运作，达到“多、好、快、省”的标准，研究物流园区合理布局的理论依据尤为必要[1]。
国内学者在进行车间设施布置理论的分析和实践得出：改善原有工序，通过生产线柔性分析，节约空间，缩短物流线路；通过设备种类及加工柔性分析，平衡加工生产线等对提高车间的布局合理性有很大的成效[2]。
还有一些研究人员对车间布置方案采用SLP技术和车间物流化方面的理论进行了系统的优化，结果显示，此方法证明可以明显的缩短生产周期[3]。
姚民雄老师对有关可以快速重构的制造系统的设施规划和物流进行了分析，最后指出物流的重要特征是生产与物流的节拍同步，而优化企业物流的方法主要有：对生产设施尽可能合理配置，从而降低库存；生产和配置、使用物流机械时做到均衡、合理；另外可以健全物流信息系统[4]。
国外的研究更多的是理论算法方面的研究。SLP(Systematic Layout Planning)方法是最早的关于设施布置的方法，是由理查德•缪瑟(Richard Muther)提出的。这种方法是基于流程为导向的布置[5]。SLP方法自从被研究出来就被证明是一种很有效的方法，这种方法对工厂的设施布置提供了借鉴意义[6]。
Kooan和Bechman把布局安排问题定性为二次指派问题(Quadratic Assign Problems，QAP)，阐明了设施安排以及定位的问题，在此之后，设施布置的算法主要有启发式和优化这两种[7]。为了尽可能减少物料搬运和运输成本，QAP实现了作业分离，即不同作业单位在不同位置。与此同时，从简单计算到智能搜索，QAP的解题方法实现了巨大发展[8]。可是，QAP己被证实为NP-complete。正因为如此，近年来，利用启发式算法以求取次优解(suboptimal)的研究开展的较多[7]。
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