设施规划与物流分析课程设计75314218.docx

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1、设施规划与物流分析课程设计说明书姓 名 李力 工作单位 中南大学 指导教师 王铅 陈宇答辩时间 目录一 概述二 基本要素分析1液压转向器结构及有关参数2作业单位划分3液压转向器生产工艺过程三 物流分析1产品工艺过程分析2各自制零件工艺过程图3多种产品工艺过程表4物流强度分析四 作业单位非物流相互关系分析五 工厂总平面布置1综合接近程度计算2作业单位位置相关图3作业单位面积相关图4布置方案5机加工车间布置图六 总结一 概述现有一叉车修理厂，占地面积为16000 m2 ，厂区南北长200m，东西宽80m。所处地理位置如图1所示，该厂职工人数为300人，计划改建成年产6000套液压转向器的生产厂，需

2、要完成工厂总平面布置设计。图1待建液压转向器厂厂区图二 基本要素分析1液压转向器结构及有关参数液压转向器的基本结构如图2所示，由22个零件，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。 图2液压转向器结构表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序号零件名称自制外购材料单位成品消耗量单件重量(kg)备注大型号中型号小型号1连接块组件20钢10.090.070.052前盖HT25010.90.60.33X型密封圈橡胶10.040.030.024挡环20钢10.030.020.0255滑环20钢10.030.020.026弹簧片65Mn70.010.010.0

3、17拔销65Mn10.020.020.028联动轴45钢10.270.20.159阀体 HT250175310阀芯45钢10.60.40.211阀套20钢10.560.40.3612隔盘20钢10.320.250.1513限位柱45钢10.010.010.0114定子40Cr11.2010.815转子45钢10.600.500.416后盖20钢10.800.600.5017螺栓45钢60.020.150.1518O型密封圈橡胶30.010.010.0119限位螺栓45钢10.020.150.1520油堵塑料50.010.010.0121标牌铝10.010.010.0122护盖塑料1.10.01

4、0.010.012 作业单位划分根据液压转向器机构及工艺特点，液压转向器厂设立如表二所示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原材料库存储钢材、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、半成品库存储外购件、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

5、修12243 液压转向器生产工艺过程由于液压转向器结构比较简单，生产工艺过程也不复杂，总的工艺过程可分为零、组件制作与外购，半成品暂存，组装，性能试验与成品存储等阶段。（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3至表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。（3）组装所有零、组件在组装车间集中组装成液压转向器成品。（4

6、）性能试验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）成品存储所有合格液压转向器存放在成品库待出厂。表3 液压转向器零件加工工艺过程表产品名称件 号材 料单件重量（Kg）计划年产量（套）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4性能实验室检验表4 液压转向器零件加工工艺过程表产品名称件 号材 料单件重量（Kg）计划年产量（套）年产总量（Kg）前 盖2HT2500.9060

7、00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6性能实验室检验表5 液压转向器零件加工工艺过程表产品名称件 号材 料单件重量（Kg）计划年产量（套）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 料单件重量（Kg）计划年产量（套）年产总量（Kg）滑 环5HT2500.036000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

8、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 料单件重量（Kg）计划年产量（套）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 料单件重量（Kg）计划年产量（套）年产总量（Kg）滑 环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 料单件重量（Kg）计划年

9、产量（套）年产总量（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 料单件重量（Kg）计划年产量（套）年产总量（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

10、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 料单件重量（Kg）计划年产量（套）年产总量（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

11、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）年产总量（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）年产总量（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半成品库暂存三 物流分析物流相关分析是机械制造厂平面布置的基础，主要从以下步骤来进行分析：1产品工艺过程

12、分析 由于各个部件的年需求量是固定的，也就是说液压转向器的生产呈理想状态（零库存生产），所以全年的物流量就没有必要给出。工艺过程表计算出各个工序加工前后单件重量及废料重量如下表16所示：表16 各个零件原料重量与成品重量对比表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1200.164550.090.074前盖2HT2601.97445.60.91.074当环4200.075400.030.045滑环5200.075400.030.045联动器8450.68239.60.270.412阀体9HT25018.5237.8711.52阀芯10450.866

13、69.30.60.266阀套11200.7800.560.14隔盘12200.4800.320.08限位柱13450.014469.30.010.0044定子1440Cr2.42449.51.21.224转子15450.86669.30.60.266后盖16201800.80.22 各个自制零部件工艺过程图如图3自制零部件工艺过程图图4 液压转向器生产工艺过程图3 多种产品工艺过程表 按照各种产品的物流强度大小顺序，在多种产品工艺过程表由左到右排列产品工艺过程，即左边的物流强度最大，右边的物流强度最小。 因为产品的年产量为6000，设每年工作300天，即每天生产20件，及20件/班。（1） 计

14、算各产品的物流强度，连接块组件1.8 kg/班，前盖18 kg/班，挡环0.6 kg/班，滑环0.6 kg/班，联动器5.4 kg/班，阀体140 kg/班，阀芯12 kg/班，阀套11.2 kg/班，隔盘6.4 kg/班，限位柱0.2 kg/班，定子24 kg/班，转子12 kg/班，后盖16kg/班。（2） 找出各零件的第一道工序，分别为铣床，车床等。已经排序的不重复排序，按物流强度大小排序为铣床、车床。（3） 取第二道工序，分别为镗床和钻床等，已经排序的不重复排序，按物流强度大小排序为镗床、钻床。（4） 取第三道工序，分别为检验、插床和压装等，已经排序的不重复排序，按物流强度大小排序为检

15、验、插床、压装。（5） 取后面工序，因均已出现，则不再重复。至此已得到多种产品工艺过程表，如表17所示，考虑各工序间的物流状况，取不同的加权值经过求和求出物流程度W为500kg。（6） 尝试交换存在物流倒流状况的工序。尝试交换工序1和2，经计算得知，物流量增大为708.2.（7） 经过进一步试探，发现物流顺流程度不再增加，则得到了最佳顺序的多种产品工艺过程表18。表17 初始多种产品工艺过程表表18 最佳顺序多种产品工艺过程表4物流强度分析（1）作业单位之间的物流强度 通过计算个单位之间的物流强度并折算到全年物流强度，得出物流强度汇总表，下表19。表19 作业强度汇总表序号作业单位对物流强度物

16、流强度等级11-2122958A27-889358A36-774460E48-974460E52-473770E65-663480I74-553988I83-434344.6I91-423858.4O101-319740O113-514604.6O124-610980O（2）作业单位物流强度分析由前面的物流强度汇总表19 可以求出物流强度统计图21，并根据物流强度等级分划表20得出物流强度等级填入物流强度汇总表17最后一列中。表20物流强度等级划分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A1040特高物流强度E2030较大物流强度I3020一般物流强度O4010可忽略

17、搬运U表21物流强度分析表（3）作业单位物流相关原始分析由上面对原始物流作定量的分析后，得到原始物流相关表，表22。表22 原始物流相关表作业单位序号1234567891011作业单位序号作业单位序号原材料库铸造车间热处理车间机加工车间精密车间标准件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AOOUUUUUUU2铸造车间AUEUUUUUUU3热处理车间OUIOUUUUUU4机加工车间OEIIOUUUUU5精密车间UUOIIUUUUU6标准件半成品库UUUOIEUUUU7组装车间UUUUUEAUUU8性能实验室UUUUUUAEUU9成品库UUUUUUUEUU10办公、服务楼

18、UUUUUUUUUU11设备维修车间UUUUUUUUUU由原始物流相关表得到作业单位物流相关表，表23。表23作业单位物流相关表四 作业单位非物流相互关系 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、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1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，表24。表24 液压转向器生产作业单位间相互关系密度理由编码理由1工作流程的连续性2生产服务3物料搬运4管理方便5安全及污染6功能设备

19、及辅助7震动8人员联系2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25。表25作业单位相互关系等级分符号含义说明比例A绝对重要2-5E特别重要3-10I重要5-15O一般密切程度10-25U不重要45-80X负的密切程度不希望接近酌情而定3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，表26。表26 作业单位相互关系表4 作业单位间综合相互关系（1）选用加权值。此加权值的大小说明了设施布置时考虑问题的重点，经过具体和周密的调查研究，对液压转向器厂布置来说，物流因素的影响较大。因此取加权值： m:n=2:1（2）综合相互关系计算，根据各作业单

20、位配对之间物流和非物流关系等级的高低进行量化并加权求和，求出综合相互关系，表25。当作业单位总量为N时，总的作业配对数P可用下式计算，即 P=N (N-1) /2 对该例题，N=11, 则 P=55，因此表（11）中共有55个作业单位配对，即55个相互关系。（3）划分综合相互关系密切程度等级。在表27中，综合关系分数取值范围为-112，按表28统计出各段作业单位配对比例，参考表29划分综合关系密切程度等级。表 27作业单位之间综合相互关系计算表作业单位对关系密级综合关系物流关系 加权值：2非物流关系 加权值：1等级分数等级分数分数等级1-2A4I210E1-3O1I24O1-4O1I24O1-

21、5U0U00U1-6U0U00U1-7U0U00U1-8U0U00U1-9U0U00U1-10U0I22U1-11U0U00U2-3U0E33O2-4E3I28I2-5U0X-1-1X2-6U0O11U2-7U0U00U2-8U0U00U2-9U0U00U2-10U0O11U2-11U0O11U3-4I2I26I3-5O1X-1-1X3-6U0I22U3-7U0O11U3-8U0U00U3-9U0U00U3-10U0O11U3-11U0O11U4-5I2X-12U4-6O1E33O4-7U0E33O4-8U0U00U4-9U0U00U4-10U0O11U4-11U0O11U5-6I2A48I5

22、-7U0E33O5-8U0U00U5-9U0U00U5-10U0U00U5-11U0O11U6-7E3E39E6-8U0U00U6-9U0U00U6-10U0I22U6-11U0U00U7-8A4A412A7-9U0U00U7-10U0O11U7-11U0E33O8-9E3A410E8-10U0U00U8-11U0U00U9-10U0O11U9-11U0U00U10-11U0U00U表28 综合相互关系密切程度等级分划分总分关系密切程度等级作业单位配对数占总对数百分比（%）11-12A11.89-10E35.55-8I35.53-4O712.70-2U3970.9-1X23.6总计55100表

23、29 综合相互关系等级与划分比例关系密级符号 作业单位对比例（%）就对必要靠近A1-3特别重要靠近E2-5重要I3-8一般O5-15不重要U20-85不希望靠近X0-10（4）建立作业单位综合相互关系表。将表27的综合相互关系总分转化为关系密切程度等级，再画成作业单位综合相互关系图，如表30所示。有了这个相互关系图，按照前面介绍的方法就很容易画出平面布置图。表30 作业单位综合相互关系表五 工厂总平面布置1综合接近程度计算 量化综合相互关系等级，计算出各作业单位综合接近程度，按综合接近程度分数由高到低排序。由作业单位综合相互关系表30得出综合接近程度排序表31。表31 综合接近程度排序表作业单

24、位代号1234567891011121E/30/1O/1U/0U/0U/0U/0U/0U/0U/0-2E/3O/1I/2X/-1U/0U/0U/0U/0U/0U/0-3O/1O/1I/2X/-1U/0U/0U/0U/0U/0U/0-4O/1I/2I/2U/0O/1O/1U/0U/0U/0U/0-5U/0X/-1X/-1U/0I/2O/1U/0U/0U/0U/0-6U/0U/0U/0O/1I/2E/3U/0U/0U/0U/0-7U/0U/0U/0O/1O/1E/3A/4U/0U/0O/1-8U/0U/0U/0U/0U/0U/0A/4E/3U/0U/0-9U/0U/0U/0U/0U/0U/0U/0

25、E/3U/0U/0-10U/0U/0U/0U/0U/0U/0U/0U/0U/0U/0-11U/0U/0U/0U/0U/0U/0O/1U/0U/0U/0-12-综合接近程度533616107301排序5673941281110注：上表中A=4，E=3，I=2，O=1，U=0，X=-1，然后对表中的作业单位综合接近程度进行计算并排序。其中关系密级表示方式，表32表32等级系数值线条数密切程度等级颜色规范A4绝对必要红E3特别重要橘黄I2重要绿O1一般蓝U0不重要不着色X-1不希望棕2作业单位位置相关图规定关系程度为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

26、中 表示储存区 表示加工区）（1） 处理相关程度为A级的作业单位对a从作业单位综合关系表中取出A级关系作业单位对，有7-8，共涉及两个作业单位。b其接近程度排序为7,8。将接近程度最高的作业单位7排在中心位置。C处理7-8作业单位对，将作业单位8排在与作业单位7距离10厘米的距离上。依次处理E，I，O，U，X，直至处理完毕，并修改成功，最终的作业单位位置相关图（附图1）。3作业单位面积相关图有了作业单位建筑物的占地面积与外形后，可以绘制作业单位面积相关图。选择适当比例，1:1000。按接近程度大小顺序依次把个作业单位布置到图上。绘图时以作业单位符号为中心，绘制作业单位建筑外形。4 布置方案通过

27、对作业单位面积相关图的调整，得到三个可行方案（附图3、4、5），作为最终的工厂总平面布置方案。应用加权因素法对三种方案进行评价。（1） 计算权重评价指标得分权重物料搬运效率533.3%生产管理方便性426.7%扩建可能性320.0%生产安全213.3%辅助服务方便性16.7%空间利用率00（2）方案评选评价方案物搬运效率生产管理方便性扩建可能性生产安全辅助服务方便性空间利用率得分方案一2213121.866方案二3222232.333方案三2212322.2权重33.3%26.7%20.0%13.3%6.7%0由上表知道，其中方案二的得分最高，因此最佳布置方案为二方案。5机加工车间布置图取负荷率为96%，成品率为90%，故障率为3%，可计算出所需机器数量为5，绘制机加工车间设备布置图（附图 6）。六 总结通过这次课程设计，使自己受益匪浅：1. 进一步加强了制作课程报告的能力；2. 切实感受了设施规划与物流理论在实际规划中的指导意义；3. 知道了在工厂布局时需要考虑的主要影响因素；（定性的非物流因素分析和定量的物流因素分析） 总之，一方面，复习和运用了所学知识；另一方面，也得到了如何做一份好的分析报告的能力；。