液压转向器厂总平面设施布置设计课件

液压转向器厂总平面设施布置设计1.原始给定资料原始给定资料 m 当地现有一叉车修理厂，位于一条交叉公路边上。占地面积为16000，厂区南北长为200m，东西宽为80m.该厂职工人数300人，计划改建成年产60000套液压转向器的生产厂。2.液压转向器的结构及有关参数液压转向器的结构及有关参数m m 液压转向器的基本结构由22个零件构成，装配图见图3-2所示，每个零件的名称、材料、单件重量及年需求量见表1。3.转向器生产工艺过程转向器生产工艺过程m转向器生产工艺过程m 由于液压转向器结构比较简单，因此其生产工艺过程也很简单，总的工艺过程可分为零件制作与外购，半成品暂存，组装，性能试验与成品存储等阶段。m（1）零件制作与外购 m 液压转向器上的标准件、异形件如塑料护盖、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。m 其它十三个零件由本厂自制，其工艺过程分别见表3表15。m 表中各工序加工前工件重量为：该工序加工后工件重量该工序材料利用率。m（2）标准件、外购件与半成品暂存 m 生产出的零件经车间检验合格后，送入半成品库暂存。定期订购的标准件和外协件均放在半成品库。m（3）组装 m 所有零件在组装车间集中组装成液压转向器成品。m（4）性能试验 m 所有组装出的液压转向器均需进行性能试验，试验合格的成品送入成品库，试验不合格的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%。m（5）成品存储 m 所有合格的液压转向器存放在成品库待出厂。4.自然气象条件自然气象条件m 在气候区划上，南京属于北亚热带湿润气候。南京处于西风环流控制下，季风显著，四季分明，冬季受欧亚大陆气团影响较深，天气晴朗、寒冷、干燥。夏季受欧亚大陆低压区影响，天气炎热，雨水充沛。春秋两季是冬、夏交替过程中的季节，多以干燥凉爽天气为主。南京的主导风向为东北西南向，夏季以东南风为主。分析过程1 基本要素分析基本要素分析m产品分析m该公司生产的产品为液压转向器，年产60000套液压转向器。该液压转向器共22个零件，其中自制13个，外购9个。液压转向器的装配图及自制件的工艺流程、物流量均已知。要求根据所给信息，以成本最小为原则，对该公司的十二个厂房位置进行设计。m 该公司生产的液压转向器产品自制零件种类（13）较多，生产数量适中，适合按照工艺布置工艺布置原则。工艺布置工艺布置m工工 艺艺 布布 置置 即 按 生 产 工 艺 的 特 点 来 组 织 生m产单位，在一个单位（如车间）集中同种类型的设备及m工人。优点：优点：设备利用率高，个别设备出现问题，影响不大设备利用率高，个别设备出现问题，影响不大 工人固定于一种设备，有利于专业技术的提高工人固定于一种设备，有利于专业技术的提高 可以比较容易适应不同类型产品，柔性较大可以比较容易适应不同类型产品，柔性较大缺点：缺点：产品（半成品）、原材料运输路线长产品（半成品）、原材料运输路线长 产品在加工过程中停放、等待时间长，延长了生产周期产品在加工过程中停放、等待时间长，延长了生产周期 各生产单位之间协作、往来频繁，管理较困难各生产单位之间协作、往来频繁，管理较困难 根据液压转向器结构及工艺的特点，液压转向器厂设立如表2所示12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。2 作业单位的划分作业单位的划分序号作业单位名称用途建筑面积2)结构形式备注1原材料库储存钢材、铸锭20露天2铸造车间铸造123热处理车间热处理124机加工车间车、铣、钻削185精密车间精镗、磨削126零件检验车间零件检验车间零件性能试验零件性能试验12127标准件、半成品库储存外购件、半成品128组装车间组装转向器129性能试验室转向器性能试验1210成品库成品储存1211办公、服务楼办公室、食堂等8012设备维修车间机床维修12m对液压转向器的工艺流程进行分析，绘制工艺流程图。工艺流程图可以直观的体现出液压转向器的生产工艺流程，方便之后根据工艺流程对工厂布局进行设计。m1、计算物流量 m在了解整个产品的工艺过程之前，需要知道产品全年的总物流量及在各个工序上产生的废品量。物流量及废品量是对工艺流程进行分析及设计厂房的很重要的依据。m2、各个自制零部件工艺过程图 m在了解整个液压转向器的工艺过程之前，首先要对各个自制件的工艺流程进行了解并且为其绘制工艺流程图。m3、绘制产品总工艺过程图m对整体的液压转向器工艺流程绘制工艺流程图。3 生产工艺过程分析生产工艺过程分析全年物流量全年物流量 产品名称产品名称 毛重毛重/kg/kg废料废料/kg/kg铸造废料铸造废料机加工废料机加工废料精加工废料精加工废料全年总质量全年总质量连接块0.09/0.55=0.1636 0.1636*0.45=0.0736 0.0736*60000=4418.1828前 盖0.90/(0.6*0.8*0.95)=1.97371.9737*0.4=0.78951.9737*0.6*0.2=0.23681.9737*06*0.8*0.05=0.04741.0737*60000=64422挡 环0.03/0.4=0.075 0.075*0.6=0.045 0.045*60000=2700滑 环0.03/0.4=0.075 0.075*0.6=0.045 0.045*60000=2700联动轴0.27/(0.4*0.99)=0.6818 0.6818*0.6=0.40910.6818*0.4*0.01=0.00270.4118*60000=247080阀 体7.00/(0.6*0.7*0.9)=18.518518.5185*0.4=7.407418.5185*0.6*0.3=3.333318.5185*0.6*0.7*0.10=0.777711.5185*60000=691110阀 芯 0.60/(0.7*0.99)=0.8658 0.8658*0.3=0.25970.8658*0.7*0.01=0.00610.2658*60000=15945.636阀 套0.56/0.80=0.7 0.7*0.2=0.14 0.14*60000=8400隔 盘0.32/0.8=0.4 0.4*0.2=0.08 0.08*60000=4800限位柱0.01/(0.7*0.99)=0.0144 0.0144*0.3=0.00430.0144*0.7*0.01=0.00010.0044*60000=264定 子1.2/(0.5*0.99)=2.4242 2.4242*0.5=1.21212.4242*0.5*0.01=0.01211.2242*60000=73453.2726转 子0.6/(0.7*0.99)=0.8658 0.8658*0.3=0.25970.8658*0.7*0.01=0.00610.2658*60000=15948后 盖0.8/0.8=1 1*0.2=0.2 0.2*60000=12000单个构件程序流程图单个构件程序流程图产品总工艺过程图产品总工艺过程图1原材料库2铸造车间3热处理车间4机加工车间5精密车间6零件检验车间7标准件、半成品库8组装车间9性能试验室10成品库4 物流分析物流分析m（1）多项产品程序图）多项产品程序图m m为了能够更加清楚的了解零件的加工路线，绘制初始的多项产品程序图并且对当前的效率进行评价。对以上十三个自制零件的工艺流程图分析可知，只有4个自制零件的工艺流程图存在反复路线，其余9个位顺序路线。理想步数（10-1）*13=117总步数 （10-1）*9+10+10+11+11=123效率评价 117/123=95.122%改进前改进前改进后改进后理想步数（10-1）*13=117总步数 （10-1）*9+9+9+11+11=121效率评价 117/121=96.694%序号序号作业单位作业单位对对物流量（物流量（kgkg）单位间物流强度单位间物流强度(kg)(kg)年总物流强度年总物流强度(kg)(kg)11-21.9737+18.518520.492221-3 2.4242+0.86583.2919740031-40.1636+0.075+0.075+0.7+0.4+1+0.6818+0.8658+0.01443.975623853644-6 0.09+0.03+0.03+0.56+0.32+0.81.8310980052-41.1842+11.111112.295373771863-40.6061+0.0101+2.4242+1.2121+0.8658+0.60615.724434346474-50.9474+0.2727+7.77788.997953987483-50.6061+0.0101+1.2121+0.60612.434414606495-60.9004+0.27+7.0001+0.6+0.01+1.2+0.610.5805634830106-712.4112.41744600117-812.784712.7847767080128-912.7847+12.7847*20%*217.8986139-1012.784712.7847767080（2）物流强度汇总表）物流强度汇总表物流强度等级划分表物流强度等级划分表（3）从至表）从至表m在之前的产品分析中，已经对物流量进行了计算。由于在各个零件生产过程中有损耗，所以同一条生产工艺上的物流量在改变。所以越往后的生产中物流量是减小的，但是由于损耗不是很大，物流量的变化也不会很明显。m根据所给作业单位数据及各个单位对应的编号做从至表。从从至表中可看出有物流关系的厂房，物流流动的从至关系。其中有物流关系的作业对为1-2,1-3,1-4,2-4,3-4,4-5,4-6，5-6,3-5,6-7,7-8，8-9,9-10，共13 个作业单位对。从至表从至表物流对流量表物流对流量表（4）物流强度分析表）物流强度分析表（5）物流相关图）物流相关图1 12 23 34 45 56 67 78 89 91010111112121 1 A AO OO OU UU UU UU UU UU UU UU U2 2 U UE EU UU UU UU UU UU UU UU U3 3 O OO OU UU UU UU UU UU UU U4 4 I IO OU UU UU UU UU UU U5 5 I IU UU UU UU UU UU U6 6 E EU UU UU UU UU U7 7 E EU UU UU UU U8 8 A AU UU UU U9 9 E EU UU U1010 U UU U1111 U U1212 物流原始相关表作业单位物流相关图作业单位物流相关图5作业单位相互关系分析作业单位相互关系分析m根据液压转向器结构及工艺特点，液压转向器厂的作业单位的划分有原材料库、铸造车间、热处理车间、机加工车间、精密车间、零件检验车间、标准件半成品库、组装车间、性能试验室、成品库、办公服务楼和设备维修车间。m（1）明确各作业单位特点，包括各工作内容、工作性质、有无振动、噪声、烟尘及异味等环境污染。各作业单位特点各作业单位特点m自然气象条件的影响m 在气候区划上，南京属于北亚热带湿润气候。南京处于西风环流控制下，季风显著，四季分明，冬季受欧亚大陆气团影响较深，天气晴朗、寒冷、干燥。夏季受欧亚大陆低压区影响，天气炎热，雨水充沛。春秋两季是冬、夏交替过程中的季节，多以干燥凉爽天气为主。南京的主导风向为东北西南向，夏季以东南风为主。m由于作业单位中的热处理车间、铸造车间会产生粉尘，而精密车间和和办公服务楼是要求远离粉尘的。所以在这里需考虑的自然气象条件主要为东南风，要求办公服务楼和精密车间不能位于铸造车间和热处理的西北方向，并且铸造车间和热处理车间尽量靠的近一些。另外，在该厂空地处多种植树木，以保持空气中一定的适度，减少粉尘的纷飞。（2）作业单位相互关系理由m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 编号 理由 编号 理由m1工作流程的连续性5安全及污染m2生产服务6共用设备及辅助动力源m3物料搬运7振动m4管理方便8人员联系（3）作业单位相互关系等级m 确定各作业单位对之间影响相互关系的因素，并初步确定相互关系等级m作业单位相互关系等级划分比例m相互关系密切程度等级符号作业单位对比例(%)m 绝对必要靠近 A 25m 特别重要靠近 E 310m 重要 I 515m 一般 O 1025m 不重要 U 4580m 不希望靠近 X 酌情而定(4)作业单位相互关系6作业单位物流相关表与非物流相互关系表加权合并作业单位物流相关表与非物流相互关系表加权合并m(1)各单位作业对综合关系 m 采用简单加权的方法确定物流和非物流相互关系的重要性，该厂以产品生产为主，工艺加工较多，所以物料搬运较多，则可说明物流相互关系较为重要，因此确定物流和非物流相互关系比例为2:1。m 分别将物流强度等级和非物流的密切程度等级量化，赋予A4，E3，I2，O1，U0，Xl，取值区间(-1，12)A:11-12 E:9-10 I:6-8 O:3-5 U:0-2 X:-1m 得到作业单位综合相互关系如下表所示：综合物流相关等级表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112A4I210E213O1I24O314O1I24O415U0U00U516U0U00U617U0U22U718U0U00U819U0U00U9110U0U00U10111U0U11U11112U0O11U1223U0U00U1324E3E39E1425U0X-1-1X1526U0U00U1627U0U00U1728U0U00U1829U0X-1-1X19210U0O11U20211U0O11U21212U0O11U2234O1E35O2335O1X-11U2436U0U00U2537U0O11U2638U0O11U2739U0U00U28310U0U00U29311U0O11U30312U0O11U3145I2X-13O3246O1A45O3347U0E3303448U0E3303549U0U00U36410U0U00U37411U0O11U38412U0O11U3956I2A48I4057U0U00U4158U0U00U4259U0U00U43510U0U00U44511U0O11U45512U0X-1-1X4667E3A410E4768U0O11U4869U0O11U49610U0U00U50611U0U00U51612U0O11U5278E3A410E5379U0U00U54710U0U00U55711U0I22U56712U0I22U5789A4A412A58810U0U00U59811U0I22U60812U0E33O61910E3A410E62911U0E33O63912U0O11U641011U0E33O651012U0U00U 6611-12U0X-1-1X综合物流相关等级与比例划分表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（%）11，12A11.5159，10E57.5756，7，8I11.5153，4，5O1015.150，1，2U4568.175-1X46.060合 计66100作业单位综合相互关系表作业单位综合相互关系表1234567891011121 EOOUUUUUUUU2 UEXUUUXUUU3 OUUUUUUUU4 OOOOUUUU5 IUUUUUX6 EUUUUU7 EUUUU8 AUUO9 EOU10 OU11 X12 (2)作业单位综合接近程度作业单位综合接近程度排序表 1234567891011121 E/3O/1O/1U/0U/0U/0U/0U/0U/0U/0U/02E/3 U/0E/3X/-1U/0U/0U/0X/-1U/0U/0U/03O/1U/0 O/1U/0U/0U/0U/0U/0U/0U/0U/04O/1E/3O/1 O/1O/1O/1O/1U/0U/0U/0U/05U/0X/-1U/0 O/1 I/2U/0U/0U/0U/0U/0X/-16U/0U/0U/0O/1I/2 E/3U/0U/0U/0U/0U/07U/0U/0U/0O/1U/0E/3 E/3U/0U/0U/0U/08U/0U/0U/0O/1U/0U/0E/3 A/4U/0U/0O/19U/0X/-1U/0U/0U/0U/0U/0A/4 E/3O/1U/010U/0U/0U/0U/0U/0U/0U/0U/0E/3 O/1U/011U/0U/0U/0U/0U/0U/0U/0U/0O/1O/1 X/-112U/0U/0U/0U/0X/-1U/0U/0O/1U/0U/0X/-1 总和54291679741-1排序679100531371012m备注：序号作业单位名称1原材料库2铸造车间3热处理车间4机加工车间5精密车间6零件检验车间7标准件、半成品库8组装车间9性能试验室10成品库11办公、服务楼12设备维修车间7绘制作业单位位置相关图绘制作业单位位置相关图 关系等级表示方式表规定关系程度为A级的作业单位对之间距离为一个单位距离长度，E级为两个单位距离长度，依次类推；（其中 表示储存区 表示加工区 表示办公区 表示检验区）作业单位位置相关图8绘制作业单位面积相关图绘制作业单位面积相关图m根据给定的各作业单位的面积并按照1:1000的比例，由作业单位位置相关图，以及初始的工艺布局和南京的自然气候条件我们可以作出作业单位面积相关图，把各作业单位占地面积附加到作业单位位置相关图上，就形成了作业单位面积相关图。如下图所示：9做出初步设施布置做出初步设施布置参考实际工厂的情况，列出影响布置的修正因素与实际限制条件如下所示:1 工作流程的连续性 5 安全及污染2 生产服务 6 共用设备及辅助动力源3 物料搬运 7 振动4 管理方便 8 人员联系 根据以上的综合分析结果，对该工厂进行设计，设计过程中考虑了各个作业单位之间的综合关系。其中包括一定要紧密相连的等级很高的作业单元，同时也要兼顾不能靠近的厂房。所给材料中，办公区所占区域最大。故除了设计出办公楼外，也设计了一些供员工休息锻炼的场地，丰富员工的生活。由于工厂面积较大，除了各个作业单元外还有许多空地。为了将工厂的土地充分利用，在设计时加入了人工湖，草坪，树林等区域，可以提高工厂的绿化程度并且可以起到清除噪音，粉尘等效果。方案一平面图方案一平面图 比例尺：比例尺：1:1000 注：该方案中的作业单元面积按照比例尺绘制，各个作业单元之间的道路，较宽的道路为10米，较窄的为5米。有“+”的区域为绿化带。方案二平面图方案二平面图 比例尺：比例尺：1:1000 注：该方案中的作业单元面积按照比例尺绘制，各个作业单元之间的道路，较宽的为10米，较窄的为5米。有“+”的区域为绿化带。方案三平面图方案三平面图 比例尺：比例尺：1:1000 注：该方案中的作业单元面积按照比例尺绘制，各个作业单元之间的道路为5米。有“+”的区域为绿化带。评价与选择单指标评价单指标评价m1、流量、流量-距离分析评价距离分析评价 m m 从流量距离角度分析知方案三的物流量及距离乘积和最小，其次是方案二，方案一的最大。从该方面考虑首选方案三。方案一物流方案一物流-距离表距离表 搬运工作总量 S=1229532*5+197400*10+238536*22.4+737718*5+343464*10+146064*10+539874*32+109800*10+634830*34+744600*11.2+767080*5+1073916*5+767080*5=78770304方案二物流方案二物流-距离表距离表S=1229532*5+197400*18+238536*7.1+737718*5+343464*10+146064*10+539874*10+109800*10+634830*38+744600*5+767080*5+1073916*5+767080*5=67361996方案三物流方案三物流-距离表距离表S=1229532*5+197400*18+238536*5+737718*5+343464*5+146064*5+539874*5+109800*5+634830*12.1+744600*5+767080*5+1073916*5+767080*5=421567632、F-D图图m 从F-D图的分析来看，方案三最优，其次是方案二，最后为方案一。方案一的方案一的F-D图图根据方案一的F-D图可以看出，其中的有两个流量最大的在第四区域，显然不是很合理。但是在一三区域的最多，总体来说比较合理。方案二的方案二的F-D图图根据方案二的F-D图可以看出，其中的有一个流量最大的在第四区域，显然不是很合理。但是其他都在一区域，总体来说比较合理。方案三的方案三的F-D图图方案三的F-D图看起来很合理，所有的作业单位组都在一区域。m3、物流简图分析、物流简图分析方案三在物流布置这方面为最优方案，其次方案二、方案一。方案一的物流简图方案一的物流简图由图可见方案一的整体物流布局比较混乱，而且有两个大物流所走路程比较远，所以在物流路线这方面方案一不是很好。方案二的物流简图方案二的物流简图从图可知该方案二的物流设计较为整齐，只是从精密车间到零件检验车间跨度有些大，其他的都很整齐，清晰。方案三的物流简图方案三的物流简图通过对方案三的物流简图分析，物流量较大的作业单位之间的距离较近且从箭头可看出整体物流较整齐有序。综合评价综合评价m点评估法点评估法 m用以上单指标分析过后，将以上的分析为也纳入综合评价指标中，经过讨论后确定了各项因素，并且对每个方案进行了评估打分，对评估因素进行了权重分析，得到下表 评估因素权重分析评估因素权重分析评估因素ABCDEFGH权重和权重百分比物流-距离搭配A 1101111620.7%F-D分析比较B0 0.50110.51413.8%物流简图分析C00.5 011114.515.5%投资成本D111 1111724.1%办公环境E0000 0.50.50.51.55.2%空间利用率F00000.5 000.51.7%服务方便性G00.5 00.51 0.52.58.6%生产环境H00100.510.5 310.3%总计 29100%方案评估表方案评估表评估因素权重%方案一方案二方案三分数乘积分数乘积分数乘积物流-距离搭配A20.7241.4362.15103.5F-D分析比较B13.8227.6341.4569物流简图分析C15.5231346.5462投资成本D24.1372.2496.4248.2办公环境E5.2526315.6420.8空间利用率F1.746.835.158.5服务方便性G8.6434.4325.8434.4生产环境H10.3330.9220.6110.3总计 100 270.4 313.5 356.7排序 III II Im方案三优点为：m （1）物流-距离搭配、F-D分析比较、物流简图分析这三项得分均为最高，可知整体布局物流最为顺畅，从原材料入库到组装成成品都是一条线，无折回的情况。m （2）整体空间利用率最优，布局整齐，整体公司环境优美，绿化很好且有各种体育活动设施。m （3）热处理车间周围有水池，有效的降低了热辐射，铸造车间周围有绿化带，起到了阻隔噪音灰尘的作用，精密车间周围有绿化带，降低噪音，提高工作效率。m （4）生产环境得分最高，生产厂区内休息室位置适当，方便员工工作疲劳时适度休息室，劳逸结合，提高工作效率。m （5）服务方便性得分最高，设备维修车间与与各个车间距离适当，食堂与人员密集区距离适中。m m该方案的不足为：m （1）热处理车间距离原材料库，机加工和精密加工车间距离较近，生产环境状况有待改善。m （2）投资成本有点偏高，有待于进一步改善。最最终终布布局局