引言

设施布局是制造企业生产系统设计的核心，直接影响物料流动路径、生产效率及运营成本。合理布局可缩短搬运距离、降低物流成本，成为企业挖掘“第三方利润”的关键。然而，许多中小型制造企业依赖经验布局，随着规模扩大，物流迂回、关键车间距离过远等问题凸显，严重制约了效率提升。

系统布置设计（SLP）法由缪瑟于1961年提出，通过定性与定量结合分析作业单位间的物流与非物流关系，确定相对位置。自20世纪80年代引入我国以来，SLP法得到广泛应用：程国全将其用于化工厂总平面布置；王东雪优化了制造企业物流设施布局；刘智等结合QFD方法拓展了SLP应用。国外研究方面，Wang Wei等利用多智能体技术优化物流节点布局，Huang Tieying等应用深度学习技术进行体育设施布局优化，Chen Weiying等通过实证分析验证了SLP的有效性。

本文以浙江艾特佳文化用品有限公司为研究对象，运用SLP法对其现有设施布局进行系统分析，识别问题并提出优化方案，旨在为同类中小型制造企业提供科学、可操作的布局优化方法。

一、公司概况与布局现状

（一）企业简介

浙江省丽水市庆元县被誉为“铅笔之县”，年产铅笔总量达到70亿支，占全国总产量的30%。在缺乏天时地利的条件下，庆元县依靠“人和”将铅笔制造打造成了支柱产业。

浙江艾特佳文化用品有限公司成立于2004年4月，是一家以铅笔制造为主的自主经营企业。公司拥有先进的生产设施和较强的技术能力，集产品开发与生产于一体。公司具有多年从事外贸铅笔生产的经验，产品规格齐全、种类丰富，年产能力超过2亿支。经营范围包括：铅笔、软化板、塑料铅笔、眉笔、文具套装的制造、加工与销售等。

（二） 生产流程介绍

艾特佳公司的铅笔生产主要分为三个并行且相互关联的过程：笔芯制作、木板制作和笔杆制作。三个过程最终在制杆车间汇合，完成铅笔的组装。

笔芯制作流程：将原材料（石墨与黏土）从仓库运输至制芯车间，按一定比例混合均匀后，放入机器挤压成条状，再运至切割车间按标准尺寸切割，切割后在烘干车间进行烘干，然后在油漆车间上色，最后经检验车间检验后转至制杆车间。

木板制作流程：将木材从仓库运至切割车间按尺寸切割，再将切好的木板送至制板车间进行剥槽（开槽），之后送至烘干车间进行烘干，经检验车间检验后转至制杆车间。

笔杆制作流程：在制杆车间将笔芯与带槽的木板进行涂胶粘合，然后压制，待胶水凝固后送至检验车间检验，再切割成单支铅笔大小，对切割好的笔杆进行打磨，送至油漆车间上漆（或上清漆），最后经检验车间检验，送至成品车间包装入库。

（三）设施布局现状分析

艾特佳公司现有9个主要作业单位：仓库（1）、制芯车间（2）、烘干车间（3）、制板车间（4）、切割车间（5）、制杆车间（6）、油漆车间（7）、检验车间（8）、成品车间（9）。各作业单位的面积及用途见表1。

序号	作业单位名称	用途	面积（m²）
1	仓库	储存原材料（石墨、黏土、木材等）	15×15
2	制芯车间	制作笔芯（混合、挤压成芯）	10×10
3	烘干车间	烘干笔芯、木板	10×10
4	制板车间	制作木板（剥槽）	10×15
5	切割车间	切割木材、笔芯、笔杆	10×15
6	制杆车间	制作笔杆（胶合、压制、打磨）	10×10
7	油漆车间	上油、上漆	10×10
8	检验车间	质量检验	5×10
9	成品车间	存放成品铅笔	15×15

原设施布局（图略）存在以下主要不足：

（1）检验车间位置不合理：检验车间作为与企业内部其他车间联系最为密切的作业单位（几乎每个车间的产品都需要经过检验），却距离制芯车间和制板车间较远，导致大量检验搬运路程较长。

（2）切割车间与制板车间距离过远：切割车间切好的木材需要运往制板车间进行剥槽，两者距离较远，增加了不必要的物料搬运。

（3）仓库位置欠佳：仓库作为所有原材料的储存地点，应尽可能靠近制芯车间和制板车间（两个最主要的原材料消耗车间），但原布局中仓库与这两个车间的距离较远。

（4）油漆车间靠近办公区：油漆车间存在一定的有机溶剂挥发，距离办公区和员工休息区过近，可能影响员工身心健康。

二、 基于SLP法的布局分析

（一） 原始资料收集

根据铅笔制造工艺特点，将全厂划分为9个作业单位。三个主要加工过程的工艺过程数据见表2、表3、表4。

产品名称	重量（kg/100份）	计划班产量（100份）	班产总量（kg）
笔芯	0.05	8000	400
序号	作业单位	内容	材料利用率%
1	仓库	材料准备
2	制芯车间	混合定型、挤压成芯	90
5	切割车间	切割尺寸	98
3	烘干车间	烘干
7	油漆车间	上漆
8	检验车间	检验
6	制杆车间	转至制杆车间

产品名称	重量（kg/100份）	计划班产量（100份）	班产总量（kg）
木板	5	1000	5000
序号	作业单位	内容	材料利用率%
1	仓库	材料准备
5	切割车间	切割尺寸	60
4	制板车间	制作木板
3	烘干车间	烘干	80
8	检验车间	检验
6	制杆车间	转至制杆车间

产品名称	重量（kg/100份）	计划班产量（100份）	班产总量（kg）
笔杆	0.5	8000	4000
序号	作业单位	内容	材料利用率%
6	制杆车间	上胶粘合笔芯与木板
6	制杆车间	压制木板
8	检验车间	检验
5	切割车间	切割	74
6	制杆车间	打磨
7	油漆车间	上漆
8	检验车间	检验
9	成品车间	成品

（二）物流分析

根据铅笔生产工艺流程，统计各作业单位之间的班次物流量（单位：kg/班）。通过对三个工艺过程表的汇总计算，得到各主要物流路线的物流强度。其中，物流强度最高的路线是从仓库到切割车间，班次物流量达到10417kg，占总物流量的20.27%；其次是制板车间到烘干车间、切割车间到制板车间，均为6250kg，各占12.16%；再次是制杆车间到检验车间（5400kg，占10.51%）、烘干车间到检验车间（5000kg，占9.73%）、油漆车间到检验车间（4400kg，占8.56%）。此外，切割车间到制杆车间、制杆车间到油漆车间的物流强度均为4000kg，各占7.79%。

依据SLP法的物流强度等级划分标准（A级：超高物流强度，承担40%物流量，路线比例10%；E级：特高，30%物流量，路线比例20%；I级：较大，20%物流量，路线比例30%；O级：一般，10%物流量，路线比例40%；U级：可忽略），将上述物流路线进行分级。仓库到切割车间（1→5）、制板车间到烘干车间（4→3）、切割车间到制板车间（5→4）三条路线为A级；烘干车间到检验车间（3→8）、制杆车间到检验车间（6→8）、油漆车间到检验车间（7→8）三条路线为E级；切割车间到制杆车间（5→6）、制杆车间到油漆车间（6→7）为I级；仓库到制芯车间（1→2）、制芯车间到切割车间（2→5）、烘干车间到油漆车间（3→7）、切割车间到烘干车间（5→3）等路线为O级；其余作业单位之间无固定物流关系，为U级。

（三）非物流分析

除了物料搬运的物流关系外，作业单位之间还存在非物流的密切关系。本文从以下七个方面确定非物流关系的密切程度：工艺流程的连续性、作业性质相似性、使用同一场地或设备、安全与污染（如油漆车间的气味、烘干车间的粉尘）、使用相同人员、人员联系频率、管理便利性。非物流关系密切程度分为A、E、I、O、U、X六个等级（X表示不希望靠近）。

分析结果显示：制芯车间与检验车间因检验频繁、工序紧密衔接，非物流等级为A；制板车间与检验车间同样因频繁检验为A；仓库与制板车间因物料供应关系密切为E；制芯车间与切割车间因工序连续为A；烘干车间与油漆车间因污染问题（烘干车间的粉尘与油漆车间的有机挥发物相互影响）为X，表示应尽量远离；烘干车间与成品车间同样因污染问题为X。此外，制板车间与制杆车间因工艺前后衔接为A；制杆车间与检验车间因质量检验频繁为E；油漆车间与检验车间也有较密切的检验联系，等级为O。

（四）综合关系分析

将物流关系与非物流关系按权重1:1进行加权合并（因企业既关注物流成本也关注非物流因素，两者同等重要）。分值转换标准为：A=4，E=3，I=2，O=1，U=0，X=-1。计算各作业单位对的综合分值，并划分综合等级。

通过计算，得到综合关系强度最高的作业单位对是烘干车间与制板车间（3-4），综合分值为7分，等级为A。这是因为两者之间的物流强度为A级（制板→烘干），非物流关系为E级，叠加后成为最高。其次是制板车间与切割车间（4-5）、制杆车间与检验车间（6-8），综合分值均为6分，等级为E。再次是仓库与制芯车间（1-2）、制芯车间与切割车间（2-5）、制板车间与制杆车间（4-6）、制板车间与检验车间（4-8）、制杆车间与油漆车间（6-7）、油漆车间与检验车间（7-8）等，综合分值为4或5分，等级为E。制芯车间与烘干车间（2-3）、烘干车间与检验车间（3-8）、切割车间与制杆车间（5-6）、检验车间与成品车间（8-9）等综合分值为3分，等级为I。仓库与切割车间（1-5）虽然物流为A级但非物流为U级，综合分值为4分（E级）。而烘干车间与成品车间（3-9）因非物流为X级，综合分值为-1分，等级为X，表示应远离。

（五）综合接近程度排序

在综合相互关系表的基础上，计算每个作业单位与其他所有单位的综合分值之和，即综合接近程度。分值越高，表示该作业单位在布局中应越靠近中心位置。

计算结果显示：检验车间（8）和制板车间（4）的综合接近程度最高，并列第一位。检验车间与多个车间（制芯、烘干、制板、制杆、油漆、成品）均有密切关系，总分达到18分；制板车间与烘干、切割、制杆、检验等车间关系密切，总分15分。切割车间（5）和制杆车间（6）分别位列第三和第四，综合接近程度分别为10分和12分（具体排序中制杆略高于切割）。制芯车间（2）和烘干车间（3）居中，仓库（1）、油漆车间（7）、成品车间（9）的综合接近程度较低，其中成品车间最低，应布置在厂区边缘。

由此得出各作业单位的重要性排序（从高到低）：检验车间≈制板车间 > 制杆车间 > 切割车间 > 制芯车间 > 烘干车间 > 仓库 > 油漆车间 > 成品车间。这一排序为后续平面布置提供了核心依据。

三、 优化方案设计与评价

（一）方案设计

根据综合接近程度排序结果及车间实际形状、通道要求、原辅材料运输方向、风向等因素，设计两种优化后的总平面布置方案，如图1，图2所示。

方案一的主要特点：将检验车间和制板车间置于厂区中部核心位置；切割车间、制杆车间、制芯车间围绕核心区域布置；仓库靠近制芯车间和制板车间的入口方向。该方案的不足之处在于：仓库与制芯车间的距离仍然较远，原材料搬运不够便捷；油漆车间紧邻办公室和员工休息区，考虑到油漆车间存在有机溶剂挥发，对员工健康构成潜在威胁；厂区内未设置绿化设施，工作环境较为单调。

方案二的主要特点：同样将检验车间和制板车间置于核心区域，但进一步优化了周边车间的相对位置。切割车间被安排在同时靠近制芯车间、制板车间和制杆车间的交汇位置，能够同时满足三个方向的上料需求，大幅减少了切割后物料的搬运距离。仓库调整至更靠近制芯车间和制板车间的方位，原材料运输路径达到最短。油漆车间布置在厂区的下风向，与办公区、员工休息区之间设置绿化隔离带，有效降低有机挥发物对员工的影响。烘干车间与油漆车间保持安全距离，避免粉尘与有机挥发物的交叉污染。成品车间靠近厂区出口，便于成品发货。此外，方案二充分利用了厂区可用面积，在道路两侧和车间之间增设绿化带，改善了整体工作环境。

（二）方案评价与选择

从物料搬运效率、员工健康保障、空间利用率、环境友好性四个方面对两个方案进行比较。

在物料搬运效率方面，方案一虽然将核心车间置于中部，但仓库位置不够理想，切割车间与制板、制杆车间的距离仍有优化空间；方案二通过将切割车间置于多个车间的交汇点，并优化仓库位置，使物料搬运总距离显著缩短，搬运次数减少。

在员工健康保障方面，方案一中油漆车间紧邻办公区，存在明显的职业健康隐患；方案二将油漆车间移至下风向并设置绿化隔离，较好地解决了这一问题。

在空间利用率方面，两个方案均能满足生产需求，但方案二对厂区角落 and 边缘空间的利用更加充分，整体布局更为紧凑。

在环境友好性方面，方案二增设了绿化设施，不仅改善了空气质量，也提升了员工的工作舒适度。

综合比较，方案二在各项指标上均优于或等同于方案一，因此选择方案二作为最终优化布局方案。

四、 结语

本文以浙江艾特佳文化用品有限公司为研究对象，应用SLP法对其设施布局进行了系统分析与优化，主要得出以下结论：

第一，通过详细的物流分析，确定了各作业单位间的物流强度等级。仓库→切割车间、制板车间→烘干车间、切割车间→制板车间为A级（超高物流强度）路线，应在布局中优先保证其距离最短。烘干车间→检验车间、制杆车间→检验车间、油漆车间→检验车间为E级（特高物流强度），同样需要较短的路径。

第二，通过非物流分析，明确了检验车间与制芯车间、制板车间之间的密切联系（A级），以及油漆车间与烘干车间之间的负密切关系（X级），为布局提供了重要约束条件。综合关系分析表明，检验车间、制板车间的综合接近程度最高，应位于厂区核心位置；成品车间、油漆车间综合接近程度最低，应位于边缘位置。

第三，提出的优化方案（方案二）以检验车间和制板车间为核心，将切割车间布置在制芯、制板、制杆三个车间的交汇处，仓库靠近原材料消耗车间，油漆车间置于下风向并设置绿化隔离。该方案可使物料搬运距离显著缩短，降低物流成本，同时改善员工工作环境。

SLP方法适用于中小型制造企业的设施布局优化，操作简便、逻辑清晰、效果显著。未来研究可结合仿真技术对优化方案进行动态模拟验证，或引入遗传算法等智能优化算法进一步提高布局精度，也可考虑产品需求波动下的动态设施布局调整策略。

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