《设施规划与物流分析课程设计》报告

设施规划与物流分析课程设计报告日期： 2015 年 12 月 21 日 2015 年 12 月 26 日班级学号姓名课程设计名称液压转向器厂总平面布置设计课程设计目的：1）能正确运用工业工程基本原理及有关专业知识，学会由产品入手对工厂生产系统进行调研分析的方法。2）通过对某工厂布置设计的实际操作，熟悉系统布置设计方法中的各种图例符号和表格，掌握系统布置设计方法的规范设计程序。3）通过课程设计，培养学生学会如何编写有关技术文件。4）通过课程设计，初步树立正确的设计思想，培养学生运用所学专业知识分析和解实际技术问题的能力。学生通过设施规划与物流分析课程的学习和生产实习，对设施的布置、流水线布置的原理方法等有一定的了解后，将理论与实际结合起来，运用所学的基础知识和专业知识，解决实际问题，培养学生分析问题、解决问题的能力，锻炼学生实际动手能力，使学生得到全面发展。所用软件及版本：CAD迷你画图V16.0设计过程：（含基本步骤、主要阶段结果及异常情况记录等）总平面布置设计步骤：一、 原始给定条件：1、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2-1所示。该厂职工人数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。 2、液压转向器结构及有关参数：液压转向器的基本结构由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1-1中。零件明细表表1-1 零件明细表工厂名称：液压转向器厂共1页产品名称液压转向器产品代号计划年产量6000(套)第1页序号零件名称零件代号自制外购材料总计划需求量零件图号形状尺寸单件重量（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网体HT25060007.0010阀芯4560000.611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油堵塑料280000.0121标牌铝60000.0122护盖塑料66000.01编制（日期）审核（日期）3、作业单位划分根据液压转向器结构及工艺特点，液压转向器厂设立如表1-2所示11个工作单位，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1-2 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结构型式备注1原材料库储存钢材、铸锭2030露天2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、半成品库储存外构件、半成品12247组装车间组装转向器12368性能试验室转向器性能检验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122412废料间存放废料1010露天13车库停放车辆12244、液压转向器生产工艺过程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、组件制作与外购，半成品暂存，组装，性能实验与成品储存等阶段。（1）零、组件制作与外购 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。其它零件由本厂自制，其工艺过程分别见表1-3至表1-15。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（2）标准件、外购件与半成品暂存 生产出的零、组件经车间内检验合格后，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。表1-3 液压转向器零件加工工艺过程表产品名称件号材料单件重量(kg)计划年产量(套)年总产量(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1-4 液压转向器零件加工工艺过程表产品名称件号材料单件重量(kg)计划年产量(套)年总产量(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机加工车间粗镗、钻804精密车间精镗955半成品库暂存表1-5 液压转向器零件加工工艺过程表产品名称件号材料单件重量(kg)计划年产量(套)年总产量(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1-6 液压转向器零件加工工艺过程表产品名称件号材料单件重量(kg)计划年产量(套)年总产量(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1-7 液压转向器零件加工工艺过程表产品名称件号材料单件重量(kg)计划年产量(套)年总产量(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1-8 液压转向器零件加工工艺过程表产品名称件号材料单件重量(kg)计划年产量(套)年总产量(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1-9 液压转向器零件加工工艺过程表产品名称件号材料单件重量(kg)计划年产量(套)年总产量(kg)阀芯10450.66000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1-10 液压转向器零件加工工艺过程表产品名称件号材料单件重量(kg)计划年产量(套)年总产量(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1-11 液压转向器零件加工工艺过程表产品名称件号材料单件重量(kg)计划年产量(套)年总产量(kg)隔盘12200.326000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1-12 液压转向器零件加工工艺过程表产品名称件号材料单件重量(kg)计划年产量(套)年总产量(kg)限位柱13450.016000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1-13 液压转向器零件加工工艺过程表产品名称件号材料单件重量(kg)计划年产量(套)年总产量(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1-14 液压转向器零件加工工艺过程表产品名称件号材料单件重量(kg)计划年产量(套)年总产量(kg)转子15450.606000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1-15 液压转向器零件加工工艺过程表产品名称件号材料单件重量(kg)计划年产量(套)年总产量(kg)后盖16200.806000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半成品库暂存二、工艺过程分析1、工艺过程图任何物料在加工过程中进行移动时，有五种基本形式：序号加工过程基本形态1)操作处于成形、处理、装配、拆卸等操作过程中2)运输处于移动或运输中3)检验处于计数、试验、校验或检验中4)停滞等待其他存储中5)储存处于存储中表16物料形态表示符号2、分析给定的工艺过程表通过对产品加工、组装、检验等各加工阶段及各工艺过程的路线的分析，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。表17各个零件原料重量与成品重量对比产品名称件号材料原料重量/kg材料利用率/%成品重量/kg废料/kg连接块组件120钢0.164550.090.0736前盖2HT2601.9745.60.901.07挡环420钢0.075400.030.045滑环520钢0.075400.030.045联动轴845钢0.68239.60.270.412阀体9HT25018.537.8711.5阀芯1045钢0.86669.30.60.266阀套1120钢0.7800.560.14隔盘1220钢0.4800.320.08限位柱1345钢0.014469.30.010.00443定子1440Cr2.4249.51.201.22转子1545钢0.86669.30.600.266后盖1620钢1800.800.23、部分零部件工艺过程图 图3 部分自制零部件工艺过程图(单位：kg)4、产品总的工艺过程图图4 液压转向器总工艺流程图 (单位：kg)三、物流强度分析1、作业单位间的物流强度根据产品总的工艺过程图，统计各作业单位之间的物流强度。统计的结果填入物流强度汇总表。表18 物流强度汇总表序号作业单位对单位间物流强度/kg年总物流强度/kg11-21.97+18.520.4712282021-32.42+0.8663.2861971631-40.164+0.075*2+0.7+0.4+1+0.682+0.866+0.01443.976423858.442-41.18+11.112.287368063-40.606+0.0101+2.42+1.21+0.866+0.6065.718134308.673-50.606+0.0101+1.21+0.6062.432114592.684-50.948+0.273+7.789.0015400694-60.090+0.03+0.03+0.56+0.32+0.81.8310980115-60.9+0.27+7+0.6+0.01+1.2+0.610.5863480136-712.812.876800147-812.8+12.8*20%*217.92107520158-912.812.876800合计113.0936678561.6根据工艺过程图4，利用表18来统计存在于物料搬运的各作业单位之间的物流总量，然后将表18中各作业单位对按物流强度大小排序绘制成表18所示物流强度分析表，进行物流分析，划分物流强度等级。表19 物流强度等级划分表物流强度等级符号物流路线比例/%承担物流量比例/%超高物流强度A(4)1040特高物流强度E(3)2030较大物流强度I(2)3020一般物流强度O(1)4010可忽略搬运U(0)2、作业单位物流强度分析由物流强度汇总表（表18）和物流强度等级划分表（表19）可以得出物流强度分析表（表20）表20 物流强度分析表序号作业单位对（路线） 物 流 强 度0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1112 131415 1617 1819 2021物流强度等 级11-2A27-8A36-7E48-9E52-4E65-6I74-5I83-4O91-4O101-3O123-5O134-6O由表20得到作业单位物流相关表（图5）图5 作业单位物流相关图四、作业单位非物流相关分析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、精密车间车间、性能试验室、成品库、办公服务楼和设备维修车间。1、确定非物流因素从物流，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，如表所示：表21影响作业单位相互关系因素编号因素编号因素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2、作业单位相互关系等级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表22作业单位相互关系等级划分符号相互关系密切程度等级作业单位对比例/%A绝对必要靠近25E特别重要靠近310I重要515O一般1025U不重要4580X不希望靠近酌情而定3、确定非物流作业单位相互关系将最后的作业单位之间的相互关系等级填入作业单位相互关系图（图6）。图6非物流作业单位相互关系图五、作业单位综合相关分析1、综合物流相关等级根据作业单位物流相关图5和作业单位非物流相互关系图6可以得出综合物流相关等级表23和表24 综合物流相关等级与比例分表23综合物流相关等级表序号作业单位对关系密切程度综合关系物流关系（加权值：1）非物流关系（加权值：1）单位1-单位2等级分值等级分值分值等级1.1-2A4A48A2.1-3O1I23I3.1-4O1I23I4.1-5U0E33I5.1-6U0E33I6.1-7U0U00U7.1-8U0U00U8.1-9U0U00U9.1-10U0U00U10.1-11U0U00U11.2-3U0U00U12.2-4E3I25E13.2-5U0E33I14.2-6U0U00U15.2-7U0U00U16.2-8U0U00U17.2-9U0U00U18.2-10U0X-1-1X19.2-11U0O11U20.3-4O1A45E21.3-5O1E34I22.3-6U0U00U23.3-7U0U00U24.3-8U0U00U25.3-9U0U00U26.3-10U0X-1-1X27.3-11U0U00U28.4-5I2E35E29.4-6O1I23I30.4-7U0I22O31.4-8U0O11U32.4-9U0U00U33.4-10U0I22O34.4-11U0U00U35.5-6I2E35E36.5-7U0U00U37.5-8U0U00U38.5-9U0U00U39.5-10U0U00U40.5-11U0U00U41.6-7E3I25E42.6-8U0U00U43.6-9U0U00U44.6-10U0U00U45.6-11U0U00U46.7-8A4E37A47.7-9U0U00U48.7-10U0E33I49.7-11U0U00U50.8-9E3A47A51.8-10U0O11U52.8-11U0U00U53.9-10U0O11U54.9-11U0U00U55.10-11U0O11U表24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（%）78A35.455E59.0924I814.552O23.6401U3563.64-1X23.63合 计55100作业单位综合相互关系如下：图7作业单位综合相互关系六、 作业单位位置相关分析1、作业单位综合接近程度计算在SLP中，工业单位间相互关系密切程度出发安排他们之间的相对位置，关系等级高的作业单位之间距离近，关系等级低的作业单位之间距离远，由此形成作业单位位置相关图。表25液压转向器厂作业单位综合接近程度排序表作业单位代号12345678910111A/4I/2I/2I/2I/2U/0U/0U/0U/0U/02A/4U/0E/3I/2U/0U/0U/0U/0X/-1U/03I/2U/0E/3I/2U/0U/0U/0U/0X/-1U/04I/2E/3E/3E/3I/2O/1U/0U/0O/1U/05I/2I/2I/2E/3E/3U/0U/0U/0U/0U/06I/2U/0U/0I/2E/3E/3U/0U/0U/0U/07U/0U/0U/0O/1U/0E/3A/4U/0I/2U/08U/0U/0U/0O/1U/0U/0A/4A/4U/0U/09U/0U/0U/0U/0U/0U/0U/0A/4U/0U/010U/0X/-1X/-1O/1U/0U/0I/2O/1O/1U/011U/0O/1U/0U/0U/0U/0U/0U/0U/0O/1综合接近程度13116181310109740排序34912567810112、绘制作业单位位置相关图在作业单位相互关系图中，采用号码来表示作业单位，如用表26来表示作业单位的工作性质与功能。作业单位之间的相互关系用相互之间的连线先行来表示，如表27。表中实线表示作业单位对位置应彼此接近，虚线表示作业单位对位置应彼此远离。表26作业单位工作性质符号作业单位区域符号颜色区别成型处理货加工区绿装配区红与运输有关的作业桔黄储存作业区域桔黄停放或暂存区域桔黄检验或测试区域蓝服务与辅助作业区域蓝办公室或规划面积棕（灰）表27作业单位关系等级表达方式关系等级密切程度线条数颜色A绝对重要红E特别重要桔黄I重要绿O一般蓝U不重要不着色X不希望棕XX极不希望黑液压转向器厂绘制作业单位位置相关图的步骤：(1) 从作业单位综合相互关系表出发，求出各作业单位的综合接近程度，并按其高低将作业单位排序。 (2) 按图幅大小，选择单位距离长度，并规定，关系密级为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，以此类推。(3) 从作业单位综合相互关系表中，取出关系密级为A级的作业单位对，并将所涉及到的作业单位按综合接近程度分数高低排序，得到作业单位序列Ak1，Ak2，Akn。其中，下标为综合接近程度排序序号，且有：k1k2kn。(4) 将综合接近程度分数最高的作业单位Ak1布置在布置图的中心位置。(5) 按Ak2，Ak3，Akn顺序依次把这些作业单位布置到图中，布置时，应随时检查待布置作业单位与图中已布置的作业单位之间的关系密级，选择适当位置进行布置，出现矛盾时，应修改原有布置。用不同的连线类型表示图上各作业单位之间的关系密级。(6) 按E、I、O、U、X、XX关系密级顺序，选择当前处理的关系密级F。(7) 从作业单位综合相互关系表中，取出当前处理的关系密级F涉及到的作业单位对，并将所涉及的作业单位按综合接近程度分数高低排序，得到作业单位序列Ak1，Ak2，Akn。(8) 检查Ak1，Ak2，Akn是否已在布置图中出现。若出现，则要进一步查看作业单位位置是否合理，若不合理，则需要修改原有布置，然后从序列中筛除已出现的作业单位，得到需要布置的作业单位序列Ak1，Ak2，Akn。(9) 按Ak1，Ak2，Akn顺序依次把作业单位布置到图中。布置时，应随时检查待布置作业单位与图中已布置的作业单位之间的关系密级，选择适当的位置进行布置，出现矛盾时，应修改原有布置。注意用不同类型的连线表示图上各作业单位之间的关系密级。(10) 若F为XX，则布置完毕，得到了作业单位位置相关图，否则职F为下一个关系密级，重复步骤(7)(10)。最终作业单位位置相关图：图8作业单位位置相关图七、 作业单位面积相关分析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。有了作业单位建筑的占地面积，就可以在坐标纸上绘制作业单位面积相关图。步骤如下：（1） 选择合适比例。（2） 将作业单位位置相关图放大到坐标图纸上，各作业单位符号之间应留出尽可能大的空间，以便安排作业单位建筑物。（3） 按综合接近程度分值大小顺序，由大到小依次把各作业单位布置到图上。如图9所示。图9作业单位面积相关图八、 工厂总平面布置可行方案考虑修正因素与实际条件限制因素，修改调整面积相关图。包括如下因素：（1）厂区占地面积大小。（2）根据产品特点，确定物料搬运方法，如采用托盘搬运产品并用电瓶车来实现车间之间的运输。（3）确定厂内外运输方式，一般采用汽车。（4）根据厂区地理条件选择道路形式及其技术参数，包括主、次干道路宽度、弯道半径、交叉路口转弯半径等。（5）根据厂外公路情况，设定数个厂门位置，形成多种布置方案。（6）设置厂前区位置，合理改变办公、服务楼外形。（7）考虑风向特别是盛行风向对作业单位相对位置的影响，避免烟尘、异味等空气污染影响人身健康。（8）考虑建筑物朝向、间距、防火、防噪声因素。考虑到这些因素的影响与限制，形成了不同的布置方案，抛弃所有不切实际的想法后，保留3个可行方案供选择。采用对反的图例符号，将布置方案绘制成工厂总平面布置图，如图10，图11，图12所示。 图10 图11图12九、 评价方案并择优采用加权评分法：表28加权评分表评价因素重要度方案1方案2方案31物料搬运效率及方便性93274364362安全生产83244322163生产管理的方便性73213213214环境美观防止污染64243182125扩建可能性5 21031515 6辅助服务方便性 4312312312合计118126102由表28得，方案二得分最高，所以方案二为最佳方案总结：在设施规划过程中，首先对产品的结构进行分析，运用整理出的液压转向器零件加工工艺过程表作出各个零件的工艺流程图，便于后面对产品生产过程中的物流关系和非物流关系的分析。在对产品的物流关系和非物流关系进行分析的时候，运用定量分析与定性分析相结合的方法，利用CAD做出作业单位物流相关表和非物流相互关系表，然后得出作业单位综合相互关系表，从而确定作业单位的位置相关图。最后加上作业单位的面积即可得出工厂总平面布置图方案，对各个方案进行评价，选出最佳方案。在此过程中，一方面，复习了书本上的知识；另一方面，通过自己的实际实践过程对知识的理解也更清晰，并且学会了使用CAD软件制作一些基本的图形。 教师评语与成绩：注：图与实验报告一并提交。