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1、目录1简介31.1公司简介31.2产品简介32系统布置设计（SLP）42.1产品（P）、产量（Q）分析42.2工艺过程分析62.3 辅助服务分析133物流分析143.1 物流强度分析143.1.1计算物流量143.1.2划分物流强度等级143.1.3物流相关表164作业单位相互关系分析174.1作业单位相互关系分析的决定因素174.2作业单位相互关系等级的划分174.3作业单位相互关系评价185作业单位综合相互关系分析205.1作业单位间综合相互关系计算215.2作业单位综合相关表226工厂平面布置236.1综合接近程度排序表246.2作业单位位置相关图256.3作业单位面积相关图276.4绘
2、制工厂平面布置图277方案的评价与选择32参考文献331简介1.1公司简介山东弘宇机械有限公司是全国规模最大、品种最多、质量最优的专业生产大、中马力拖拉机液压提升器、液压油缸、分配阀等液压件的股份制企业。座落在山东省莱州市文泉东路99号，企业分两个厂区，占地面积94565平方米，固定资产一亿三千多万元，现有员工800多人，工程技术人员62人，其中高级工程师8人，工程师26人。年生产液压提升器15万台套，液压油缸12万套，分配阀20多万套。多年来，山东弘宇机械有限公司与国内知名的拖拉机制造企业建立了长期的业务合作关系。公司研制生产的液压提升器曾先后多次获得山东省科技进步奖和国家新产品奖。液压提升
3、器和液压油缸成为我国拖拉机出口配套定点生产厂家，随主机出口全球40多个国家和地区。公司集科研、生产为一体，先后为国内多个拖拉机厂设计18-160马力的液压提升器60多个品种，近年来又先后研制开发了双作用液压提升器、多路阀等新产品并已投放市场，受到国内外用户的一致好评。1.2产品简介拖拉机提升器是拖拉机上用于提升犁的液压装置，在拖拉机的液压系统中属于最复杂的一部分，靠油产生的液体压强来提升。拖拉机液压提升器包括通过提升臂轴连接在一起的外提升臂和内提升臂，铰接在内提升臂上的活塞杆，活塞杆连接在液压缸的活塞上，液压缸安装在密封的提升器壳体中，提升器壳体中盛有液压油，提升器壳体的一侧固定安装换向阀，换
4、向阀上的两个出油口分别连接到液压缸上的提升进油口和下降进油口，提升器壳体的下部通过管道连接到液压泵的进油口。拖拉机提升器各零件明细表如表1.1所示。2系统布置设计（SLP）2.1产品（P）、产量（Q）分析产品种类的多少和产量的高低直接决定了企业的生产类型以及设备的布置形式,现代企业在设计生产系统布局时,主要采用P-Q分析来确定生产方式和指导生产布局。P-Q图（图）是P-Q分析的主要手段，在图中横轴表示产品P（品种或种类），纵轴表示数量Q。产品品种数目P产量QIIIIIIIV图2-1 产品-产量分析图从上图中可以看出，I区为单一或少品种大批量产品，宜采用流水生产线的大生产方式和按产品原则布置；I
5、V区表示多品种小批量或单件生产，宜采用工艺原则布置；II和III区的产品品种和批量均中等，宜采用成组技术布置。 根据市场调研，公司决策层预计拖拉机提升器年需求量为115000个，所以待规划设计的拖拉机提升器厂属于产品品种少，产量大的大批量生产方式。拖拉机提升器零部件明细表如表2-1所示。表2-1 拖拉机提升器零部件明细表产品名称：拖拉机提升器计划年产量：115000序号零件名称自制外购材料总计划需求量（个）单位重量（kg）1提升器壳体HT250115000152分配器壳体HT25011500033提升器上盖HT2501150001.54底盖板201150001.45缸体451150003.56
6、提升轴4523000017进油连接板HT2501150000.48回油阀体HT2501150002.89连接套452300000.210定位板201150000.3511X形密封圈橡胶1150000.0512弹簧片65Mn4600000.0113螺栓454600000.0314限位螺栓451150000.0315拔销65Mn1150000.0316铭牌Al1150000.0117护盖塑料1150000.0118进油管塑料1150000.319O形密封圈橡胶1150000.0120把手201150000.121力调节传感头451150000.3522手柄轴Q2751150000.2523挡板45
7、1150000.52.2工艺过程分析拖拉机提升器结构比较简单，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。工艺过程图可以用来详细描述产品生产过程中各工序之间的关系，也可以用来描述全厂各部门之间的工艺流程。根据公司的结构和产品生产特点，该厂设置了如表2-2所示的11个作业单位，各作业单位分别承担原材料储存、铸造、热处理、机加、精密加工、半成品储存、总装、检验、设备维修、员工办公等各项生产服务。各作业单位建筑物如表2-2所示。表2-2 作业单位建筑汇总表序号作业单位名称用途建筑面积（mxm）1原材料库存储原材料40x302铸造
8、车间零件铸造40x203热处理车间零件热处理30x204机加工车间零件切削加工35x555精密加工车间零件精加工30x406半成品库存储半成品、外购件30x457总装车间提升器组装40x608性能检验室提升器性能检验25x309成品库成品储存30x4010设备维修间设备维修25x1511办公楼员工办公40x60 由表2-1可知，拖拉机提升器由23个零件组成，其中需要自制的零件共10个，下面对这10个自制件的加工工艺进行分析。表2-3 提升器壳体加工工艺过程表产品名称：提升器壳体零件号：1材料：HT250单件重量：15kg计划年产量：115000个年总产量：1725000kg序号作业单位名称工序
9、内容材料利用率1原材料库备料2铸造车间铸造壳体70%4机加工车间粗铣、镗、钻75%5精密加工车间精镗95%6半成品库暂存表2-4 分配器壳体加工工艺过程表产品名称：分配器壳体零件号：2材料：HT250单件重量：3kg计划年产量：115000个年总产量：345000kg序号作业单位名称工序内容材料利用率1原材料库备料2铸造车间铸造壳体70%4机加工车间粗铣、镗、钻75%5精密加工车间精镗95%6半成品库暂存 图2-2提升器壳体加工工艺过程图 图2-3分配器壳体加工工艺过程图表2-5 提升器上盖加工工艺过程表产品名称：提升器上盖零件号：3材料：HT250单件重量：1.5kg计划年产量：115000
10、个年总产量：172500kg序号作业单位名称工序内容材料利用率1原材料库备料2铸造车间铸造壳体70%4机加工车间粗铣、镗、钻75%5精密加工车间精镗95%6半成品库暂存表2-6 底盖板加工工艺过程表产品名称：底盖板零件号：4材料：20单件重量：1.4kg计划年产量：115000个年总产量：161000kg序号作业单位名称工序内容材料利用率1原材料库备料4机加工车间车、钻75%6半成品库暂存 图2-4 提升器上盖加工工艺过程图 图2-5底盖板加工工艺过程图表2-7 缸体加工工艺过程表产品名称：缸体零件号：5材料：45单件重量：3.5kg计划年产量：115000个年总产量：402500kg序号作业
11、单位名称工序内容材料利用率1原材料库备料4机加工车间粗车、铣、钻75%3热处理车间5精密加工车间精磨98%6半成品库暂存表2-8 提升轴加工工艺过程表产品名称：提升轴零件号：6材料：45单件重量：1kg计划年产量：230000个年总产量：230000kg序号作业单位名称工序内容材料利用率1原材料库备料3热处理车间正火4机加工车间车、铣、钻75%3热处理车间调质5精密加工车间研磨98%6半成品库暂存 图2-6 缸体加工工艺过程图 图2-7 提升轴加工工艺过程图表2-9 进油连接板加工工艺过程表产品名称：进油连接板零件号：7材料：HT250单件重量：0.4kg计划年产量：115000个年总产量：4
12、6000kg序号作业单位名称工序内容材料利用率1原材料库备料2铸造车间铸造70%4机加工车间粗铣、镗、钻75%5精密加工车间精镗95%6半成品库暂存表2-10 回油阀体加工工艺过程表产品名称：回油阀体零件号：8材料：HT250单件重量：2.8kg计划年产量：115000个年总产量：322000kg序号作业单位名称工序内容材料利用率1原材料库备料2铸造车间铸造70%4机加工车间粗铣、镗、钻75%5精密加工车间精镗95%6半成品库暂存 图2-8 进油连接板加工工艺过程图 图2-9回油阀体加工工艺过程图表2-11 连接套加工工艺过程表产品名称：连接套零件号：9材料：45单件重量：0.2kg计划年产量
13、：230000个年总产量：46000kg序号作业单位名称工序内容材料利用率1原材料库备料4机加工车间车、镗、压装75%6半成品库暂存表2-12 定位板加工工艺过程表产品名称：定位板零件号：10材料：20单件重量：0.35kg计划年产量：115000个年总产量：40250kg序号作业单位名称工序内容材料利用率1原材料库备料4机加工车间车、镗75%3热处理车间热处理5精密车间精磨98%6半成品库暂存 图2-10 连接套加工工艺过程图 图2-11 定位板加工工艺过程图产品拖拉机提升器汇总的的工艺流程图如图2-12所示。2.3 辅助服务分析在实施系统布置设计以前，必须对生产系统的组成情况有一个总体的规
14、划，大体上分为车间生产、管理部门、生活部门及仓储部门等，这些作业单位构成生产系统的支持部分，在某种意义上加强生产能力，所以在规划设计时应予以足够重视。2.4时间安排分析时间安排是指产品的生产周期、投产的批量和批次、各种操作时间定额标准等。这些数据资料可以在设计过程中用以估算设备的数量、需要的面积和人员、生产单位之间的平衡等。3物流分析物流分析是工厂平面布置的基础，根据统计资料分析，物流搬运费用占产品制造费用的20%-50%，而物料搬运工作量直接与工厂布置有关，有效的布置大约能减少搬运费用的30%左右。工厂布置的优劣不仅影响整个生产系统的运转，而且影响着物料搬运成本，成为决定产品生产成本高低的关
15、键因素之一。因此，在满足生产工艺的前提下，减少物料搬运工作是工厂布置设计中最为重要的目标之一。3.1 物流强度分析3.1.1计算物流量（1）计算各作业单位之间的物流量。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。当存在逆向物流时，物流强度等于正向、逆向物流强度之和。（2）绘制物流强度总表和物流分析表。根据各作业单位物流强度统计值，将各单位之间的物流值填入物流强度汇总表中，并按各作业单位对之间按物流强度大小排序，自大到小填入物流强度汇表中，最后按物流强度分布比例划分物流强度等级。3.1.2划分物流强度等级当产品品种很少、产量大时，可以采用工艺过程图进行物流分析。随着产品品种的增加，可以
16、利用多品种工艺过程表或从至表来统计具体物流量的大小。当物流量大时，且直接分析大量物流数据比较困难，所以，可以通过划分等级的方法来研究物流状态。在SLP法中将物流强度等级划分为5个等级，用符号A、E、I、O、U分别表示超高物流强度、特高物流强度、较大物流强度、一般物流强度和可忽略物流强度5种物流状态，各种状态所占据的比例如下表3-1所示。具体使用时，各作业单位对或物流路线的物流强度等级，应按物流路线比例或承担的物流量比例来确定。表3-1 物流强度等级比例划分表物流强度等级符号物流路线比例（%）承担的物流量比例（%）物流强度等级符号物流路线比例（%）承担的物流量比例（%）超高物流强度A1040一般
17、物流强度O4010特高物流强度E2030可忽略搬运U较大物流强度I3020经统计，公司作业单位对年物流强度数据如表3-2所示表3-2 拖拉机提升器物流强度汇总表序号作业单位对（物流路线）物流强度百分比（%）物流强度等级11-2523408420.34A21-33129251.22O31-48783813.41I41-72070000.80O52-4366386014.24A63-49994043.88I73-56454082.51O84-5274789410.68I94-62070000.80O105-6328325012.76E116-7349025013.56E127-83697251.4
18、4O137-9332752512.93E148-93697251.44O汇总25736431100由表3-1和表3-2可划分为拖拉机提升器的物流强度等级，该物流强度等级划分比例如表3-3所示。表3-3 拖拉机提升器物流强度等级比例划分表物流强度等级符号物流路线比例（%）承担的物流量比例（%）物流强度等级符号物流路线比例（%）承担的物流量比例（%）超高物流强度A14.2934.58一般物流强度O42.568.21特高物流强度E21.4339.25可忽略搬运U较大物流强度I21.4317.973.1.3物流相关表在将表3-2和表3-3进行变换后得到了SLP法中的物流相关表，如表3-4所示。根据表3
19、-4单位物流相关表对工厂进行布置时，物流相关表中物流强度等级高的作业单位的距离尽量小，即要尽量使他们相互接近。表3-4 拖拉机提升器作业单位物流强度相关表4作业单位相互关系分析4.1作业单位相互关系分析的决定因素当物流状况对企业的生产有重大影响时，物流分析就是工厂布置的重要依据，但是也不能忽视非物流因素的影响。尤其是当物流对生产影响不大或没有固定的物流时，工厂布置就不能依赖于物流分析。而应当考虑其他因素对各作业单位之间相互关系的影响。作业单位相互关系的影响因素与企业的性质有很大关系，不同的企业，作业单位的设置不一样。影响作业单位相互关系密切程度的主要因素有：（1）物流，（2）工艺过程，（3）作
20、业性质相似，（4）使用相同的设备，（5）使用同一场所，（6）使用相同的文件档案，（7）使用相同的公用设施，（8）使用同一组人员，（9）工作联系频繁程度，（10）监督和管理方便，（11）噪声、振动、烟尘、危险品的影响，（12）服务的频繁和紧急程度4.2作业单位相互关系等级的划分根据R缪瑟在SLP中的建议，每个项目中重点考虑的因素不应超过8-10个。确定了作业单位相互关系密切程度的影响因素以后，就可以给出各作业单位间的关系密切程度等级，在SLP中作业单位间相互关系密切程度等级划分为A、E、I、O、U、X，其含义及比例表如表4-1所示。表4-1 作业单位相互关系等级符号含义说明比例（%）符号含义说明
21、比例（%）A绝对重要25O一般密切程度1025E特别重要310U不重要4580I重要515X负的密切程度不希望接近，酌情考虑对于本厂区，作业单位相互关系的影响因主要有以下6个方面，如表4-2所示。表4-2 作业单位关系密切程度基准表编号理由1物流2工艺流程3生产服务4工作联系频繁程度5监督和管理方便6噪声、振动、烟尘4.3作业单位相互关系评价作业单位相互关系密切程度等级的评价，可以由布置设计人员根据物流计算评价；也可凭借个人经验或者与有关工作单位负责人讨论后进行判断；还可以把相互关系统计表格发给作业负责人填写，或者由有关负责人开会讨论后决定。作业单位相互关系分析的结果，最后要经过主要负责人员批
22、准同意后方可使用。确定了各作业单位相互关系密切程度后，利用与物流相关表相同的表格形式，建立作业单位相互关系表，根据表4-2所示的作业单位相互关系影响因素，在此基础上建立如表4-3所示的非物流作业单位相互关系表。表4-3 作业单位非物流相互关系表由作业单位非物流关系表得出作业单位相互关系登记表，如表4-4所示。表4-4 作业单位相互关系等级划分表符号含义作业单位对个数作业单位对比例（%）A绝对重要23.64E特别重要610.90I重要712.73O一般密切程度712.73U不重要2850.91X负的密切程度59.09汇总551005作业单位综合相互关系分析在大多数的工厂中，各作业单位之间既有物流
23、联系也有非物流联系，两大作业单位之间的相互联系应包含物流关系和非物流关系。因此在SLP中，要将作业单位间物流的相互关系与非物流的相互关系进行合并，求出合成的相互关系，即综合相互关系，然后由作业单位间综合相互关系出发，实现作业单位的合理布置。表5-1 综合相互关系等级与划分比例关系等级符号作业单位对比例(%)关系等级符号作业单位对比例（%）绝对必要靠近A13一般O515特别重要靠近E25不重要U2085重要I38不希望靠近X0105.1作业单位间综合相互关系计算工厂各作业单位间综合相互关系如表5-2所示。表5-2 拖拉机提升器厂作业单位综合相互关系计算表序号作业单位对关系密切程度综合关系物流关系
24、（加权值：3）非物流关系（加权值：1）等级分值等级分值分值等级11-2A4E315A21-3O1O14I31-4I2U06I41-5U0U00U51-6U0U00U61-7O1O14I71-8U0U00U81-9U0U00U91-10U0U00U101-11U0E33O112-3U0O11U122-4A4A416A132-5U0X-1-1X142-6U0U00U152-7U0X-1-1X162-8U0U00U172-9U0U00U182-10U0I22O192-11U0X-1-1X203-4I2A410E213-5O1U03O223-6U0U00U233-7U0X-1-1X243-8U0U00
25、U253-9U0U00U263-10U0U00U273-11U0X-1-1X284-5I2E39I294-6O1U03O304-7U0U00U314-8U0U00U324-9U0U00U334-10U0I22O344-11U0I22O355-6E3O110E365-7U0U00U375-8U0U00U385-9U0U00U395-10U0I22O405-11U0I22O416-7E3E312E426-8U0U00U436-9U0U00U446-10U0U00U456-11U0U00U467-8O1O14I477-9E3I211E487-10U0U00U497-11U0E33O508-9O1O1
26、4I518-10U0I22O528-11U0E33O539-10U0U00U549-11U0O11U5510-11U0U00U5.2作业单位综合相关表将表5-2中的综合相互关系总分和表5-1的划分比例转化为各作业单位对的关系密切等级，绘制作业单位综合相互关系表，如表5-3所示。5-3 作业单位综合相互关系表6工厂平面布置工厂总平面布置就是对生产车间、管理部门、仓储部门、生产与生活服务部门的建筑物、道路和产地等，按照相互关系的密集程度作出合理布局。采用SLP法进行平面布置的首要工作，就是对单位作业综合相互关系做出分析，经过综合得到作业单位相互关系表。然后，就根据综合关系表中各作业单位之间关系密切
27、程度高低，决定作业单位之间的距离的近或远。关系密集程度高的作业单位之间距离近，关系密集程度低的单位距离远，由此形成作业单位位置相关图。将各作业单位实际占地面积与作业单位位置相关图结合，就形成了作业单位面积相关图。通过修正和调整，得到数个可行的方案，最后通过评价择优，选出某个设计方案为工厂平面布置图。6.1综合接近程度排序表为了计算各作业单位的综合接近程度，然后量化关系密级，并按行或列累计关系密级分数，在对其排序，把结果填写在综合接近程度排序表中，如表6-1所示。表6.1 拖拉机提升器厂综合接近程度排序表作业单位代号12345678910111A4I2I2U0U0I2U0U0U0O12A4U0A
28、4X-1U0X-1U0U0O1X-13I2U0E3O1U0X-1U0U0U0X-14I2A4E3I2O1U0U0U0O1O15U0X-1O1I2E3U0U0U0O1O16U0U0U0O1E3E3U0U0U0U07I2X-1X-1U0U0E3I2E3U0O18U0U0U0U0U0U0I2I2O1O19U0U0U0U0U0U0E3I2U0U010U0O1U0O1O1U0U0O1U0U011O1X-1X-1O1O1U0O1O1U0U0综合接近程度1164147796543排序26914537810116.2作业单位位置相关图由表6-1的计算结果绘制作业单位位置相关图，在作业单位位置相关图中，用号码表
29、示作业单位，用符号表示作业单位的工作性质与功能。作业单位之间的接近程度用作业单位之间的连线类型来表示。拖拉机提升器各作业单位位置相关图如6-1所示。图6-1 作业单位位置相关图作图步骤：首先处理综合相互关系为A级的作业单位对。（1）从作业单位综合相互关系表中取出A级作业单位对，有1-2、2-4，共涉及3个作业单位对，按综合接近程度分值排序为4、1、2。（2）将综合接近程度分值最高的作业单位4布置在位置相关图的中心位置。（3）处理作业单位对4-2。将作业单位2布置到图中，且与作业单位4之间的距离为一个单位。（4）布置A级中综合接近程度值次高的作业单位1的位置。由作业单位综合相互关系表查的1与4、
30、2分别为I级和A级。作业单位1应在与作业单位2距离一个单位，与作业单位4距离三个单位的位置，如图所示。（5）布置A级中作业单位2的位置，作业单位2已在图中。处理综合相互关系为E级的作业单位对。 （1）从作业单位综合相互关系表中取出E级作业单位对，有3-4、5-6、6-7、7-9共4个作业单位对。排序为4、7、5、6、9、3。（2）E级中等级分值最高的作业单位4已经在图中。处理与作业单位4有关的E级中的作业单位对3-4，查综合相互关系表得3与1、2分别为I级、U级。作业3单位距离4两个单位，距离1三个单位，位置如图。（3）处理作业单位7，作业单位7与作业单位1、2、3、4的关系分别为I级、X级、
31、X级、U级。作业单位7与1距离三个单位。与2、3尽量不靠近，位置如图所示。处理与7相关的E级中的作业单位对6-7、7-9，6、9排序为为6、9，处理作业单位6，6与1、2、3、4、7的关系分别为U、U、U、O、E，与作业单位4、7分别距离四个、两个单位。处理作业单位9，9与7关系为E级，其余为U级，与7距离2个单位。（4）处理作业单位5，作业单位5与1、2、3、4、6、7、9关系分别为U、X、O、I、E、U、U，距离3四个单位，距离4三个单位，距离6两个单位，尽量不靠近2。（5）作业单位6、9、3已经在图中。E级作业单位对处理完毕。6.3作业单位面积相关图将各作业单位的占地面积与空间几何形状结
32、合到作业单位位置相关图中，得到作业单位面积相关图，如图6-2。图6-2 作业单位面积相关图6.4绘制工厂平面布置图作业单位面积相关图是直接在作业单位位置相关图的基础上演变而来，只能代表一个理论或思想上的布置方案，具体运用时需要考虑修正因素和限制因素对作业单位面积相关图进行调整。 （1）修正因素：在做总平面布置图时，可以参考一些修正因素，比如，物料搬运方法、建筑特征、道路、公用管线布置、厂区绿化布置、场地条件与环境等。（2）实际条件限制：在做平面布置图时，出了考虑修正因素外，还应考虑到一些实际存在的对布置方案有约束作用的其他因素，包括给定厂区的面积、建议成本费用、厂区内现有条件的利用、政策法规等
33、方面的限制因素。最终通过修正和调整，得到数个可以的布置设计方案，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。本次设计共绘制三种平面布置方案。平面布置方案标题栏6半成品库13505精密车间120011办公楼24004机加工车间192510设备维修间3753热处理车间6009成品库12002铸造车间8008性能检验室7501原材料库12007总装车间2400序号车间名面积（mxm）序号车间名面积（mxm）工厂平面布置图共 张第 张比 例1:100数 量图 号A47方案的评价与选择工厂布置过程是一个多目标优化过程，某个可行方案可能在某一目标因素方面是非常优越的，而在另一因素方面并不突出。因
34、此，设计过程中需要进行综合评价，全面分析各种布置方案的优缺点，最终确定最优方案。加权因素法就是把布置设计的目标分解成若干因素，并对每个因素的相对重要性评定一个优先级（加权值），然后，分别就每个因素评价各个方案的相对优劣等级，最后加权求和，求出各方案的得分，得分最高的方案即为最佳方案。运用加权因素法对新厂区平面布置方案进行评价，其评价过程和评价结果如表7-1所示。表7-1 加权因素评价表评价因素权重方案一方案二方案三等级得分等级得分等级得分物流效率与方便性10E30I20A40空间利用率8E24E24E24辅助服务部门综合效率9I18I18E27工作环境安全与舒适5E15E15A15管理的方便性8A32A32E24布置方案的可拓展性7E21E21E21环境保护6I12I12I12其他因素3O3O3O3综合得分155145166由加权因素评价表得方案三的得分最高，因此选择方案三作为拖拉机提升器厂区的总体布置方案。参考文献1 董海主编. 设施规划与物流分析. 北京：机械工业出版社，20102 齐二石主编. 物流工程. 天津：天津大学出版社，200134
