设施规划与物流课程设计

课程设计目录绪论2 一 设计题目2 二 设计内容与要求2第一章 物流分析91.1生产类型与布置原则91.2产品工艺过程分析91.3自制零件工艺过程图101.4总工艺过程图131.5物流分析15第二章 作业单位相互关系分析20 2.1 作业单位非物流相关分析202.2 非物流作业单位相互关系理由202.3制定液压转向器“基准相互关系”表212.4建立非物流作业单位相互关系图222.5计算作业单位之间的综合关系，绘制作业单位综合相互关系表23第三章 绘制作业单位位置相关图和面积相关图263.1作业单位位置相关分析263.2作业单位面积相关图28第四章绘制总平面布置可行方案图29第五章 评价择优325.1评价因素的确定325.2确定加权值335.3评价尺度335.4评选方案335.5评价结果分析34第六章 机加工车间布置设计34 参考文献34（备注：以目录为第一页）绪论一、设计题目液压转向器厂总平面布置设计2、 设计内容与要求（1）总平面布置设计1）液压转向器厂物流分析；2）液压转向器厂作业单位相互关系分析；3）作业单位位置相关图；4）作业单位面积相关图；5)液压转向器厂总平面布置图三套；6)评价择优选出最佳的总平面布置图。 7)撰写设计说明书（至少12000字）。（2） 机加工车间布置设计 1)设备排序 2)设备流动模式三、原始给定条件当地现有一叉车修理厂，占地面积为16000m2，厂区南北长为200m，东西宽为80m，所处地理位置如图11所示。该厂职工300人，计划改建成年产6000套液压转向器的生产厂，需要完成工厂总平面布置设计。公路公 路北 图1待建液压转向器厂厂区图 1. 液压转向器结构及参数液压转向器的基本结构如图2所示，有22个零、组件构成，每个零组件的名称、材料、单件重量及年需求量均列于表1中。 表1零件明细表工厂名称：液压转向器厂产品名称：液压转向器产品代号：计划年产量：6000（套）序号零件：名称零件：代号自制外购材料总计划零件量单位重量（kg）说明1连接块组件2060000.092前盖HT25060000.903X型密封圈橡胶62000.044挡环2060000.035滑环2060000.036弹簧片65Mn420000.017拔销65Mn62000.028联动轴4560000.279阀体HT25060007.0010阀芯4560000.6011阀套2060000.5612隔盘2060000.3213限位柱4560000.0114定子40Cr60001.2015转子4560000.6016后盖2060000.8017螺栓45360000.0218O型密封圈橡胶210000.0119限位螺栓4560000.0220油储塑料280000.0121标牌铝60000.0122护盖塑料66000.012作业单位划分根据液压转向器的结构及工艺特点，设立如表2所示的11个作业单位，分别承担原材料存储、备料、热处理、加工与装配、产品性能试验、生产管理与服务等各项生产任务。 表2作业单位建筑物汇总表序号作业单位名称用途建筑面积（m2）结构形式备注1原材料库储存钢材、铸锭20302铸造车间铸造12243热处理车间热处理12124机加工车间车、铣、钻削18365精密车间精镗、磨削12366标准件、半成品库储存外购件、成品12247组装车间组装转向器12368性能试验室转向性能检验12129成品库成品储存121210办公、服务楼办公室、食堂等806011设备维修车间机床维修12243液压转向器生产工艺过程液压转向器结构比较简单，因此，生产工艺过程也比较简单，总的工艺过程可分为：零、组件的制作与外购；半成品暂存、组装；性能试验与成品存储等阶段。1）零件的制作与外购 液压转向器上的标准件、异型件如塑料护盖、铝制标牌等都是采用外购、外协的方法获得，入厂后由半成品库保存，其他零件由本厂自制，其工艺过程分别见表315表所示。表中各工序加工前工件重量=该工序加工后工件的重量该工序材料利用率。2）标准件、外购件与半成品暂存 生产出的零、组件经检验合格后，送入半成品库暂存。定期订购的标准件和外协件均存放在半成品库。3）组装 所有零件、组件在组装车间集中组装成液压转向器成品。4）性能测试所有组装出的液压转向器均需进行性能实验，试验合格的成品送人成品库，试验不合格的返回组装车间进行修复。一次组装合格率估计值为80，二次组装合格率为100。5）产品存储所有合格液压转向器存放在成品库等待出厂。4自然气象条件自然气象等条件按学生所在地的条件加以考虑。表3 液压转向器零件加工工艺过程表产品名称件号材料单位重量（kg）计划年产量（件）年产总量(kg)连接块组件1200.096000序号作业单位名称工序内容工序材料利用率（%）1原材料库备料2机加工车间车、镗、压装553半成品库暂存 表4 液压转向器零件加工工艺过程表产品名称件号材料单位重量（kg）计划年产量（件）年产总量(kg)前盖2HT2500.906000序号作业单位名称工序内容工序材料利用率（%）1原材料库准备铸锭2铸造车间铸造603机加工车间粗铣、镗、钻804精密车间精镗955半成品库暂存表5 液压转向器零件加工工艺过程表产品名称件号材料单位重量（kg）计划年产量（件）年产总量(kg)挡环4200.036000序号作业单位名称工序内容工序材料利用率（%）1原材料库备料2机加工车间车削403半成品库暂存表6 液压转向器零件加工工艺过程表产品名称件号材料单位重量（kg）计划年产量（件）年产总量(kg)滑环5200.036000序号作业单位名称工序内容工序材料利用率（%）1原材料库备料2机加工车间车削403半成品库暂存表7 液压转向器零件加工工艺过程表产品名称件号材料单位重量（kg）计划年产量（件）年产总量(kg)联动器8450.276000序号作业单位名称工序内容工序材料利用率（%）1原材料库备料2机加工车间车、铣403精密车间精磨994半成品库暂存表8 液压转向器零件加工工艺过程表产品名称件号材料单位重量（kg）计划年产量（件）年产总量(kg)阀体9HT2507.006000序号作业单位名称工序内容工序材料利用率（%）1原材料库准备铸锭2铸造车间铸造603机加工车间粗铣、镗704精密车间精镗905半成品库暂存表9 液压转向器零件加工工艺过程表产品名称件号材料单位重量（kg）计划年产量（件）年产总量(kg)阀芯10450.606000序号作业单位名称工序内容工序材料利用率（%）1原材料库备料2机加工车间粗车、钻、铣703热处理车间热处理4精密车间精磨995半成品库暂存 表10 液压转向器零件加工工艺过程表产品名称件号材料单位重量（kg）计划年产量（件）年产总量(kg)阀套11200.566000序号作业单位名称工序内容工序材料利用率（%）1原材料库备料2机加工车间车削803半成品库暂存表11 液压转向器零件加工工艺过程表产品名称件号材料单位重量（kg）计划年产量（件）年产总量(kg)隔盘12200.32序号作业单位名称工序内容工序材料利用率（%）1原材料库备料2机加工车间铣、钻803半成品库暂存表12 液压转向器零件加工工艺过程表产品名称件号材料单位重量（kg）计划年产量（件）年产总量(kg)限位柱13450.01序号作业单位名称工序内容工序材料利用率（%）1原材料库备料2机加工车间车、镗703热处理车间热处理4精密车间端磨995半成品库暂存表13 液压转向器零件加工工艺过程表 （续）产品名称件号材料单位重量（kg）计划年产量（件）年产总量(kg)定子1440Cr1.206000序号作业单位名称工序内容工序材料利用率（%）1原材料库备料2热处理车间退火3机加工车间车、钻、插、铣504热处理车间调质5精密车间研磨996半成品库暂存表14 液压转向器零件加工工艺过程表产品名称件号材料单位重量（kg）计划年产量（件）年产总量(kg)转子15450.60序号作业单位名称工序内容工序材料利用率（%）1原材料库备料2热处理车间正火3机加工车间车、铣、钻704热处理车间淬火5精密车间研磨996半成品库暂存表15 液压转向器零件加工工艺过程表产品名称件号材料单位重量（kg）计划年产量（件）年产总量(kg)后盖16200.80序号作业单位名称工序内容工序材料利用率（%）1原材料库备料2机加工车间车、钻803半成品库暂存第一章 物流分析 1.1生产类型与布置原则 生产的产品品种的多少及每种产品产量的高低，决定了工厂的生产类型进而影响着工厂设备的布置形式。根据以上已知条件可知，待布置设计的液压转向器厂的产品品种单一，产量较大，其年产量为6000台，查课程设计指导书表2-5可得，其属于成批生产中的大批生产，适合于按成组原则布置。 1.2产品的工艺过程设计通过对产品加工、组装、检验等各加工阶段及各工艺过程路线的分析，计算每个工艺过程的各工序中加工前工件单件重量及产生的废料重量，并折算成全年重量，如表1-1所示。表1-1 自制零件工艺过程计算表原材料机加工车间铸造车间精密车间加工前加工后损耗加工前加工后损耗加工前加工后损耗连接块组件单件(kg)0.160.090.07全年(kg)960540420前盖单件(kg)1.19 0.950.24 1.98 1.190.79 0.95 0.90.05 全年(kg)714057001440118807140474057005400300 挡环单件(kg)0.0750.030.045全年(kg)450180270滑环单件(kg)0.0750.030.045全年(kg)450180270联动轴单件(kg)0.68 0.27 0.41 0.27 0.27 0.00 全年(kg)4080 16202460162016200阀体单件(kg)11.11 7.78 3.33 18.52 11.11 7.41 7.78 7.00 0.78 全年(kg)6666046680 1998011112066660 44460 46680 420004680阀芯单件(kg)0.87 0.61 0.26 0.61 0.60 0.01 全年(kg)5220366015603660360060阀套单件(kg)0.70.560.14全年(kg)42003360840隔盘单件(kg)0.40.320.08全年(kg)24001920480限位柱单件(kg)0.01 0.01 0.00 0.01 0.01 0.00 全年(kg)6060060600定子单件(kg)2.42 1.21 1.21 1.21 1.20 0.01 全年(kg)14520726072607260720060转子单件(kg)0.87 0.61 0.26 0.61 0.60 0.01 全年(kg)5220366015603660360060后盖单件(kg)10.80.2全年(kg)6000480012001.3绘制自制零件及液压转向器组件的工艺过程图（单位：kg） 图1-1 连接块组件 图1-32挡环 图1-3 滑环图1-4 前盖 图1-5 联动器 图1-6 阀体 图1-7 限位柱 图1-8 定子 图1-9 阀芯 图1-10 后盖 图1-11 阀套 图1-12 隔盘 图1-13 转子1.4总工艺过程图1.5 物流分析根据物流强度以及工艺过程，画出初始产品工艺过程表1-2。 表1-2 初始产品工艺过程表作业单位阀体定子前盖后盖阀芯转子序号名称流程Djk流程Djk流程Djk流程Djk流程Djk流程Djk123456原材料库铸造机加工热处理半成品精密加工 2 1 21 1 122121122-111-11-1-1-1-1-160.04*6000=3602402.43*6000=145806.39*6000=383401.8*6000=108002.1*6000=126001.23*6000=7380序号阀套隔盘联动器连接块挡环滑环限位柱流程Djk流程Djk流程Djk流程Djk流程Djk流程Djk流程Djk12345611 1111 11111112-11-11.26*6000=75600.72*6000=43200.68*6000=40800.25*6000=15000.105*6000=6300.105*6000=6300.03*6000=180 W360240+4580+8340+800+600+380+7560+320+80+1500+630+630+0=3856603和4,5和6交换顺序，可得5和6交换后W的值更大，也就是说流畅度更高，所以5和6顺序交换，最终得到较佳的产品工艺过程表1-3。 表1-3 较佳的产品工艺过程表作业单位阀体定子前盖后盖阀芯转子序号名称流程Djk流程Djk流程Djk流程Djk流程Djk流程Djk123456原材料库铸造机加工热处理精密加工半成品2 1211 122121122-122-1222222序号阀套隔盘联动器连接块挡环滑环限位柱流程Djk流程Djk流程Djk流程Djk流程Djk流程Djk流程Djk12345611111111111112222绘制物流强度从至表1-4和物流强度汇总表1-5表1-4 物流强度从至表 至从1234567891011112540019740238202738003197401464041464054000109805634806767087107391.2815341.67670891011表1-5物流强度汇总表序号作业单位物流强度（kg）11至212540021至31974031至42382042至47380053至419740+14640=3438063至51464074至55400084至61098095至663480106至776708117至876708+15341.6*2= 107391.2128至9 76708 物流强度分析表序号作业单位对（路线）物 流 强 度（单位：10000kg）0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 物流强度等 级11-2A27-8A36-7E48-9E52-4E65-6I74-5I83-4I91-4O101-3O113-5O124-6O由表1-4和表1-5可得作业单位物流相互关系表（或称相关图）表1-6 表1-6 物流相关图第二章 作业单位相互关系分析2.1作业单位非物流相关分析明确各作业单位的特点：原材料库、标准件半成品库、成品库属于存储单位，机加工车间、精密车间、组装车间、性能试验室、设备维修车间、铸造车间、热处理车间属于生产单位，办公、服务楼属于服务单位。分析其作业特点：原材料库、机加工车间、精密车间、组装车间、标准件半成品库、性能试验室、设备维修车间属于无污染作业单位。铸造车间、热处理车间属于有噪声有污染作业单位。办公、服务楼属于服务单位应远离污染区。设备维修车间应靠近作业部门。2.2 非物流作业单位相互关系理由 从物流，工作流程，作业性质相似，使用相同设备，使用同一场地等一系列因素整理出影响作业单位相互关系的主要因素，并给出理由编码，如表2-1所示：表 2-1 作业单位相互关系影响因素编号理由1工作流程连续性2生产服务3搬运物流4管理方面5安全与污染6共用设备及辅助动力源7灰尘、噪音、振动8人员联系2.3 制定液压转向器“基准相互关系”表选择作业单位非物流相互关系影响因素。在评价作业单位非物流相互关系时，首先应制定出“一套基准相互关系”。作业单位之间的相互关系通过对照“基准相互关系”来确定。下表给出的集中混相互关系可供非物流相互关系参考。 表2-2 作业单位基准关系表字母一对作业单位密切程度的理由A原材料库与铸造车间、机加工车间，组装与性能测试间,半成品库与组装搬运物流的数量和类似的搬运问题E铸造车间与机加工车间性能实验室与成品库精密与修复搬运物流的数量和形式不可损坏没有包装的物品服务的频繁和紧急程度I标准件，半成品库和组装机加工和热处理、精密加工设备维修与其它金属加工车间办公楼与成品库、半成品库、原材料搬运物流的数量和频数类似的搬运问题服务的频繁程度报表的频繁程度、管理方便O办公楼与设备维修车间办公楼与其它加工车间联系频繁程度管理方便U设备维修与原材料库，半成品、成品原材料与半成品库、成品库及组装性能测试技术部门与成品库接触不多，不常联系联系密切程度不大不常联系X办公楼、食堂与铸造、热处理铸造、热处理与精密、性能测试灰尘、噪声、振动、异味烟尘、振动2.4建立非物流作业单位相互关系图调整相互关系等级比例，将最后的作业单位之间的相互关系等级填入作业相互关系表。SLP中将非物流强度转化成六个等级分别用符号A、E、I、O、U、X其非物流相互关系逐渐减小，作业单位对间的非物流相互关系表如图2-3所示：表2-3 作业单位相互关系等级划分比例符号含义说明比例（）A绝对重要25E特别重要310I重要515O一般密切程度1025U不重要4580X负的密切程度不希望接近酌情而定表2-4 作业单位非物流相互关系表作业单位序号1234567891011作业单位序号作业单位名称原材料库铸造车间热处理车间机加工车间精密车间半成品库组装车间性能实验室成品库办公服务楼设备维修车间 1原材料库A/3O/3O/3UUUUUO/4U2铸造车间A/3UE/1X/7UUX/7UX/7I/23热处理车间O/3UI/1UUUX/7UX/7I/24机加工车间O/3E/1I/1I/1O/3UUUO/4I/25精密车间UX/7UI/1E/1UUUO/4I/26半成品库UUUO/3E/1A/3UUO/4U7组装车间UUUUUA/3E/1UO/4I/28性能实验室UX/7X/7UUUE/1E/1E/4U9成品库UUUUUUUE/1I/4U10办公服务楼O/4X/7X/7O/4O/4O/4O/4E/4I/4O/411设备维修车间UI/2I/2I/2I/2UUUUO/42.5 计算作业单位之间的综合关系，绘制作业单位综合相互关系表当作业单位数目为N时，总的作业单位对数PN（N1）2；对于本厂N=11，P=55，共有91个作业单位对91个作业相互关系。量化物流强度等级和非物流的密切程度等级，加权求和，并划分关系密级，综合相互关系的的等级划分为A、E、I、O、U、X各级别量值逐渐递减，且各级别对应的单位对数应符合一定的比例，下表2-5给出了综合相互关系等级计划分比例：表2-5 综合相互关系等级计划分比例物流与非物流的加权值设定为m:n=2：1。综合相互关系密切程度数量值TRij=mMRij+nNRij表2-6 综合物流相关等级表单位对序号作业单位对关系密切程度综合关系物流关系（权值2）非物流关系（权值1）等级分值等级分值分值等级112A4A412A213O1O13O314O1O13O415U0U00U516U0U00U617U0U00U718U0U00U819U0U00U9110U0O11U10111U0U00U1123U0U00U1224E3E39I1325U0X-1-1X1426U0U00U1527U0U00U1628U0X-1-1X1729U0U00U18210U0X-1-1X19211U0I22U2034I2I26O2135O1U02U2236U0U00U2337U0U00U2438U0X-1-1X2539U0U00U26310U0X-1-1X27311U0I22U2845I2I26O2946O1O13O3047U0U00U3148U0U00U3249U0U00U33410U0O11U34411U0I22U3556I2E37I3657U0U00U3758U0U00U3859U0U00U39510U0O11U40511U0I22U4167E3A410E4268U0U00U4369U0U00U44610U0O11U45611U0U00U4678A4E311E4779U0U00U48710U0O11U49711U0I22U5089E3E39I51810U0E33O52811U0U00U53910U0I22U54911U0U00U551011U0O11U*注：量化计算时，一般取A=4，E=3，I=2，O=1，U=0，X=-1表3-6 综合物流相关等级与比例划分表总分关系等级作业单位对数百分比（%）12A11.8210,11E23.647,9I35.453,6O610.910,1,2U3869.09-1X59.09合 计55100第三章 作业单位位置相关图与面积相关图3.1作业单位位置相关分析3.1.1作业单位综合接近程度将最后的作业单位之间的综合物流相关等级填入作业单位综合接近程度表3-1。 表3-1 作业单位综合接近程度表单位代号12345678910111AOOUUUUUUU2AUIXUUXUXU3OUOUUUXUXU4OIOOOUUUUU5UXUOIUUUUU6UUUOIEUUUU7UUUUUEEUUU8UXXUUUEIOU9UUUUUUUIUU10UXXUUUUOUU11UUUUUUUUUU接近程度630626642-10排序26917345811103.1.2作业单位位置相关图 在作业单位位置相关图中，采用号码来表示作业单位，用工业工程表识符号来表示作业单位的工作性质与功能，可以用推荐的颜色来绘制作业单位，来表示作业单位的工作性质，以使图形更直观。作业单位之间的相互关系用相互之间的连线类型来表示。实线连线表示作业相对位置应该彼此接近，线数越多彼此越接近；而波浪线可以形象化地理解成为弹簧，表示作业单位相对位置应该彼此推开。同样可以利用表中推荐的颜色来绘制连线，来表示作业单位之间的关系密级，以使图更直观。如下表3-2所示。 表3-2 作业单位关系等级表示方式关系等级系数值线条数密切程度颜色规范关系等级系数值线条数密切程度颜色规范A4绝对重要红U0不重要不着色E3特别重要枯黄X-1不希望棕I2重要绿XX-2、-3极不希望黑O1一般蓝3.1.3绘制位置相关图位置相关图3-13.2作业单位面积相关图将各作业单位的占地面积与其建筑物空间几何形状结合到作业单位位置相关图上，就得到了作业单位面积相关图。面积相关图3-2 第四章 绘制总平面布置可行方案图根据液压转向器的特点，考虑相关规定以及各方面的限制条件，得到液压转向器平面布置三套方案图。考虑物料搬运方法、建筑特征、道路公共管线布置和绿化布置，进行作业单位面积相关图调整，得到以下三个布置方案： 方案一 总平面布置图4-1 方案二 总平面布置图4-2 方案三 总平面布置图4-3第五章 评价择优5.1评价因素的确定运用加权因素法对液压转向器厂进行评价，列出评价表，选出最佳方案。在这里我们采用加权因素比较法，来对两种方案进行选择。根据不同因素对布置方案取舍的影响重要程度设立加权值，从而能够统一不同因素对布置方案的影响程度，并能计算出布置方案的评分值。根据评分值的高低来评价方案的优劣。影响因素如下：物料搬运效率及方便性、安全生产、生产管理的方便性、环境美观防止污染、扩建可能性、辅助服务方便性。5.2确定加权值对各影响因素运用逐对比较法求权重，如表5-1：表5-1 逐对比较法求权重评价项目比较次数累计得分权重123456789101112131415物料搬运效率及方便性01111426.7安全生产11111533.3生产管理的方便性00111320.0环境美观防止污染0001016.7扩建可能性0000116.7辅助服务方便性0001016.65.3评价尺度表5-2 评价尺度例表 评价尺度 （得分）评价项目54321物料搬运效率及方便性非常好好比较好一般不好安全生产非常好好比较好一般不好生产管理的方便性非常好好比较好一般不好环境美观防止污染非常好好比较好一般不好扩建可能性非常好好比较好一般不好辅助服务方便性非常好好比较好一般不好5.4评选方案表 5-3 加权评分表评价项 目及权重方案物料搬运效率及方便性安全生产生产管理的方便性环境美观防止污染扩建可能性辅助服务方便性得分26.70%33.30%20.00%6.70%6.70%6.60%方案一3333232.933方案二3343153.198方案三4455454.3335.5评价结果分析根据加权评分表可知，方案三得分最高，所以方案三相对来说最优。第6章 机加工车间布置设计按13个自制件经过机加工车间的物流量大小，原料库、铸造车间、热处理车间进门的位置，以及13个自制件的工艺过程，来确定各机床的最佳位置。机加工车间布置如图6-1 图6-1 机加工车间布置图参考文献：1大连交通大学设施规划与物流分析课程设计2重庆理工大学设施规划与物流分析课程设计3邹安全.企业物流工程.北京：中国物资出版社，20054邹安全.张红波.全春光.设施规划与物流分析课程设计指导书.湖南：湖南科技大学工业工程系，20065齐二石等.物流工程.北京：中国科学技术出版社，20046程国全等.物流规划与设计.北京，中国物资出版社，20037汪应洛编.工业工程.沈阳：东北大学出版社，19978方庆琯，王转. 现代物流设施与规划M.北京：机械工业出版社，2009.9汪应洛.系统工程M.北京：机械工业出版社，2008.设施规划与物流分析 课程设计说明书 学生姓名 王芳 专业班级 工业工程 指导教师 孟丽丽 职称 讲师 答辩评语38