基于SLP的钢铁厂总体布局设计

基于SLP的钢铁厂总体布局设计
摘要:本文基于系统布置设计（SLP）理论，分析了钢铁厂总体布局设计的必要性，在分析理论的基础上，进一步提出了钢铁厂总体布局设计的设计方案，以期可以为优化钢铁厂总体布局提供参考。

关键词: 系统布置设计（SLP）；钢铁厂；布局设计
一、前言
钢铁厂的总体布局设计关乎钢铁厂的生产效率和生产质量，以及资源的利用问题，所以，为了提高钢铁厂的生产效率和生产质量，必须要明确钢铁厂总体布局设计的方法。

二、系统布置设计理论
1.系统布置设计模式
系统布置设计（Systematic Layout Planning）简称SLP，是一种条理性很强，物流分析与作业单位关系密切程度分析相结合，求得合理布置的技术。

系统布置设计是有条理的布置设计方法，在设计布置领域有着及其广泛的运用。

系统布置设计的内容包括：一个由若干阶段构成的结构，一个设计程序的模式，以及在布置中用来进行评价、鉴别的基本组成部分和工作区形象化的一整套图例符号。

每一个布置都以下列三个基础为依据：
（一）相互关系—所布置的各种对象之间所需要的相对密切程度。

（二）面积—所布置的各对象的量、种类或轮廓。

（三）调整—所布置的对象排列到合乎要求的最佳地步。

这三项永远是布置设计项目的中心，布置设计程序的模式以这三项为基础。

2.系统布置设计的基本原始资料
工厂布局是设施设计与规划的核心。

工厂布置设计需要的主要原始资料是产品及其生产纲要和生产工艺过程。

次要原始资料包括两种：即支持生产的辅助服务部门和时间的安排。

（一）产品和产量。

产品及其产量指工厂要生产的产品型号、规格、产量和年生产量。

（二）工艺过程。

本行业工程技术人员提供的工艺过程表、装配工艺卡等工艺文件。

（三）辅助服务部门。

辅助服务部门是指支持生产运行的工厂各辅助部门。

（四）时间安排。

时间安排是指产品生产周期、投产批量与批次等。

有了以上四方面的原始资料，就能进行系统布置设计，再加上环境条件、能源和运输等方面的资料，就能完成工业企业的总平面布置设计。

3.工厂设置的工作步骤
工厂布置设计从研究该厂需要生产的产品和产量开始，拟采用工艺至关重要，只有决定了产品的工艺过程，才能建立起对设备的需求。

工厂特定面积要求的各种类型设备的数量是操作时间、每班时间长度、操作工人技术等级等因素的函数。

所以产品和生产模式决定工艺，工艺又决定设备和要求的操作工人。

三、生产系统布置设计的必要性
生产系统布置设计的必要性是企业系统的重要组成部分，它一般占企业资产的80％，人员的70％。

随着市场经济在我国的确立，企业生产系统面临的外部环境正发生着剧烈变动，生产系统在企业系统中的战略地位日益加强。

为了赢得市场竞争优势，不断进行企业生产系统的优化已成为企业生产管理的重要任务。

在生产系统中，分析系统内部的物流和非物流关系，实行系统布置设计就是生产系统优化的一种可行的方法。

一个良好的总体规划布局设计可以使物料搬运的成本最低，使人员走动的距离最短，从而使办事效率最高。

通常物料搬运和运输的成本约占制造总成本的20％-50％，同时许多的工伤事故来源于物料搬运。

因此，实施合理的系统布置设计将起到节约成本，保障安全的作用。

四、钢铁厂系统总平面布置设计
1、生产工艺流程
钢铁联合企业里，从原料准备车间到烧结、焦化车间供应原料，从生产的烧结矿、焦炭供给到炼铁车间，从生产的铁水供给到炼钢车间，从生产的钢水供给到连铸或连铸坯供给到轧钢车间，到生产的钢材成品外运等，形成全厂的生产流程。

总之，只有保持这个程序不变，才能保证各车间之间的生产过程的关系的稳定。

2、物流关系(定量关系)
按年产钢1000万t来考虑，根据生产规模、物料消耗指标和物料的品位，计算其投人产出的物料数量。

根据各生产车间、辅助设施、居住区等之间物料流量，编制物流起讫表。

根据物料流量起讫表和分级表，列出各车间之间的物流量、物料名称及其关系级别，再根据各车间之间的物流量及关系级别，绘制出物流关系图。

从物流关系图中可以看出各车间之间的关系级别，即为接近度，并且作为平面布置的依据。

3、非物流关系(定性关系)
钢铁厂非物流关系的内容大致有以下几个方面:
（一）安全防护方面，如防火、防爆、防交通事故等；
（二）能源供需关系的要求；
（三）生产管理的方便程度，随具体情况而变化。

体现在钢铁厂集中统一化管理，如调度等。

非物流关系级别的划分，根据上述的定性因素确定，需要详细研究各车间之间的关系，按照关系的重要性划分等级。

钢铁厂非物流关系的因素，即接近程度因素，一般有以下几种:1)生产管理关系的要求；2)动力供应的要求；3)安全防护和环境保护的要求；4)检修及辅助设施的要求。

4、综合关系
钢铁企业物流量极大，然而又受其他非物流因素的制约，总体布置以物流关系为主，非物流关系为辅，因此物流关系与非物流关系的权重按2:1计算。

综合考虑物流关系和非物流关系，规定各关系级值:A=6,E=5,1=4,0=3,U=2,X=1;对应以上12个单元的关系级别，计算出的综合关系值按大小分为6个等级，A:≥18,E;14一17,I：11一13,O：8一10,U：4一7,X≤3，根据计算出的综合关系级值及所属的关系级别，绘制综合关系图。

五、新厂区系统布置设计方案及评价
通过考虑多种方面因素的影响与限制, 形成众多的布置方案, 抛弃所有不切实际的想法, 在这里保留了2 个可行的布置方案供选择。

图1某企业作业单体相关图
采用规范的图例符号, 将布置方案绘制成工厂总平面布置图, 图2、图3分别为企业厂区的两种布置方案图。

( 2) 方案的评价与选择
经专家调查分析, 得出影响系统布置设计优劣的因素主要有: 物流效率与方便性、空间利用率、工作环境安全与舒适性、辅助服务部门的综合效率、管理的方便性、布置方案的可扩展性、产品质量。

因此, 在方案的评价过程中, 主要就以上几个方面进行比较。

各个方案的物料流动在图中都已标出, 其中箭头表示物料流动的主要方向, 数字表示大致物料流动量。

方案一在各个相关作业单位安排紧凑, 物料流动量相对于方案二较小。

因此, 方案一的物流效率和方便性较高。

图2 方案一布置方案图
图3 方案二布置方案图
方案一存在大量的绿化和成品装卸场地, 可扩展性较强。

在考虑工作环境安全和舒适性时, 主要考虑办公环境的舒适性。

由于5 和7 作业单位有异味产生, 影响办公人员的工作; 而且2( 高频制管车间) 会产生大量的噪音影响办公效率。

考虑到以上两点, 应当尽量将2, 5, 7 三个作业单位置于远离办公楼12。

比较两个方案, 方案一的设置更加考虑到办公环境的舒适性。

辅助服务部门的综合效率主要考虑到氮气房物料流动的效率。

而氮气在 5 和7 两个酸洗车间的需求量较大, 比较两个方案, 发现两个方案在辅助服务部门的综合效率方面优越性相当。

管理的方便性主要是指办公人员对车间管理的方便性, 图中, 12( 办公室) 离各个车间的距离方案一小于方案二, 因此, 方案一的车间管理更方便。

综合以上各个影响因素的评价, 方案一优于方案二, 所以方案一为最佳方案。

因此, 在建设新厂区时建议使用第一种方案。

六、结束语
总而言之，钢铁厂的布局设计必须要结合系统布置设计（SLP）理论，从系统布置设计（SLP）理论出发，结合钢铁厂的实际展开布局设计工作，在具体的布局设计过程中，要依照规范的要求，结合设计和布局的需要，进行合理科学的设计，确保钢铁厂的总体布局设计符合要求，从而为钢铁厂的高效生产奠定基础。

[1]王家善，吴清一，周佳平.设施规划与设计[M].北京：机械工业出版社.2011.
[2]孙学琴.系统布置设计在物流中心设计中的应用[J].科技进步与对策.2012.
[3]终春生主编.系统工程的理论与方法概论[M].北京：国防工业出版社.2013.
[4]孙学琴.系统布置设计在物流中心设计中的应用[J].科技进步理论与管理，2011,3(10);11.。