工业工程专业课程设计报告S195油泵生产厂规划设计.doc

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1、山东建筑大学管理学院工业工程综合课程设计报告题目：S195油泵生产厂规划设计学 期：2014-2015-1专 业：工业工程班 级：工业112学号：姓名：学号：姓名：学号：姓名：指导教师：完成日期： 2014年9月14任务安排及评阅意见学号姓名任务分工组长评分（百分制）总体的设计思路及主要的计算，编写说明书及PPT制作96辅助画图及查找资料70辅助画图及部分计算84评阅意见：课程设计成果评分指导教师签字年 月 日目 录一、 油泵生产厂总平面布置设计5（一） 基本要素分析5（二） 产品产量分析6（三） 产品工艺过程分析7（四） 物流分析10（五） 非物流相互关系分析12（六） 作业单位综合相互关系

2、分析14（七） 作业单位位置相关关系分析16（八） 绘制作业单位面积相互关系图19（九） 厂内道路设计20（十） 绘制工厂总平面布置图20二、油泵装配车间的布置设计21（一）基本要素分析21（二）产品产量分析21（三）产品工艺过程分析21（四）装配单元及其时间研究，绘制装配作业单元网络图21(五)确定生产节拍22（六）确定运输批量22（七）确定工人人数23（八）确定生产节拍的性质和实现节拍的方法23（九）由工效学原理设计操作台，绘制工作地的平面布置图 23（十）确定上料运输方案24（十一）确定合适数量的工作人员25（十二）绘制装配车间平面布置图26三、S195油泵仓储系统的设计26（一）设计仓

3、库26（三）仓库面积及工作人员数量确定26（四）仓库内部布局27四、参考资料28一、油泵生产厂总平面布置设计（一） 基本要素分析（1）分析S195油泵产品结构， 绘制产品结构树。 图1 产品结构树（2）编制S195油泵产品零部件明细表。 表1 零部件明细表工厂名称：济南市第一油泵生产厂产品名称S195油泵产品代号产品重量1.1024kg计划年产量720000序号零件名称零件代号自制外购总计划需求量形状单件重量/kg说明1泵体1010是7200000.672柱塞弹簧1020是7200000.133出油阀弹簧1050是7200000.024弹簧下座1040是7200000.015推杆体1114是7

4、200000.0556柱塞套定位螺钉1131是7200000.0057柱塞挡板1030是7200000.018出油阀垫片1060是7200000.0059进油嘴1071是7200000.0310进油嘴挡圈1072是7200000.0000511进油嘴垫圈1073是7200000.00512出油阀紧座1081是7200000.0513出油阀紧座螺帽1082是7200000.0000814柱塞1091是7200000.02515柱塞套1092是7200000.0416出油阀1101是7200000.00417出油阀底座1102是7200000.0118推杆体大圈1111是7200000.0119推

5、杆体小圈1112是7200000.00320推杆体轴1113是7200000.01521推杆体定位螺钉1121是7200000.00522弹簧垫圈1122是7200000.0001723平垫圈1132是7200000.0001（二） 产品产量分析（1）进行产品产量分析，确定生产类型。常见的生产类型单件生产。是指车间及其各生产环节（工段、生产小组、工作地）在一定时期内很少重复制造同种产品的生产类型。批量生产。是指车间及其各生产环节（工段、生产小组、工作地）在一定时期内重复轮番制造多种产品的生产类型。大量生产。是指车间及其各生产环节（工段、生产小组、工作地）在较长时期内固定地大量制造同种产品的生产

6、类型。不同行业产品类型表产品类型零件重量（kg）轻型零件中型零件重型零件电子行业30.0机床行业50.0重型机械200.0生产类型划分表生产类型零件生产纲领（件/年）重型零件中型零件轻型零件单件生产5101000500050000在进行PQ分析的过程中，将PQ关系绘制成PQ曲线。 表2 P-Q曲线（2）根据P-Q分析与布置类型的关系，决定工厂总平面布置类型。由于产品年产量为72万件/年，故应采用大量生产类型，即按产品原则布置。（三） 产品工艺过程分析（1）分析给定的工艺卡。通过对自制件加工工艺过程、产品装配过程的分析，计算每个工艺过程阶段中加工前工件重量及产生的废料重量。本课程设计中假设：所有

7、自制件的毛坯在加工为零件后，重量损失10%。即重量为90的零件，其毛坯为100，产生废料重量为10。表3 各零件物料重量表零件名称毛坯重量零件重量废料重量泵体0.740.670.074柱塞弹簧0.140.130.014弹簧下座0.0110.010.0011出油阀弹簧0.0220.020.0022推杆体0.0610.0550.0061柱塞套定位螺钉0.00560.0050.0006（2）绘制产品工艺程序图。依据各自制零件工艺卡，结合S195油泵的装配过程，绘制S195油泵整体工艺程序图。图2 工艺程序图（3）绘制S195油泵初始的多种产品工艺过程图表4 多产品工艺过程图（四）物流分析1.根据多产

8、品工艺过程图及各作业单位之间的物流量，绘制物流量从至表。说明：在从至表中，假设相邻车间距离为1个单位。表5 从至表712727200*(0.74+0.14+0.022+0.061+0.0056+0.011)以此类推2.根据各作业单位之间的物流量绘制物流强度汇总表（本设计中物流强度为一年的物流量）。物流强度指一定时间周期内的物料移动量。对于相似的物料可以用重量、体积或货箱作为计量单位。表6 物流强度汇总表3.根据物流强度汇总表及物流强度等级划分依据，划分各作业单位之间的物流强度等级。一般物流强度用物流强度等级来表示，物流强度可分为五级，作业单位对或称为物流路径的物流强度等级应按物流路径比例或承担

9、得物流量比例来确定。 表7 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（%）超高物流强度A1040特大物流强度E2030较大物流强度I3020一般物流强度O4010可忽略物流强度U将各作业单位对物流强度按大小排序，自大到小填入物流强度分析表中，根据物流强度分布划分物流强度等级。 表8 物流强度分析表4. 根据从至表及其物流强度等级，绘制作业单位间物流相互关系图图3 物流相关图进行布置时，物流相关表中物流强度等级高的作业单元之间的距离应尽量缩小，即彼此接近，而物流强度低的作业单位之间的距离可以适当加大。（五） 非物流相互关系分析1.根据S195油泵生产特点，编制密切

10、程度理由表 表9 密切程度理由表2.根据非物流作业单位相互关系等级划分表，及各作业单位之间的密切程度，确定密切程度等级，并绘制非物流作业单位相互关系图。一般来说，作业单位相关关系等级可划分为以下六个等级。 表10 作业单位相互关系等级表符号含义说明比例（%）AAbsolutely important绝对重要25EEspecially important特别重要310IImportant重要515OCommon一般1025UUnimportant不重要4580XForbident禁止根据相互关系等级表，可绘制作业单位非物流相互关系表，即作业单位相互关系表。图4 非物流相关图(六) 作业单位综合相

11、互关系分析1.确定物流与非物流的相对重要性。一般物流与非物流相对重要性比m:n不超过1:33:1，当比值小于1:3时，物流影响小，工厂布置只考虑非物流相关关系，当比值大于3:1时，非物流影响小，工厂布置只考虑物流因素。这里称m:n为加权值。本题中取m：n=1:12.计算所有作业单位之间的综合相互关系 表11 综合相互关系表序号作业单位关系等级综合关系单位1单位2物流加权值非物流加权值等级分值等级分值等级分值1毛坯库机加工车间E3A4A72毛坯库热处理车间U0U0U03毛坯库半成品库U0U0U04毛坯库外购件库U0U0U05毛坯库装配库U0U0U06毛坯库成品库U0U0U07毛坯库工装库U0U0

12、U08毛坯库设备维修车间U0U0U09毛坯库办公室U0I2O210毛坯库服务楼U0O1U111机加工车间热处理车间I2I2E412机加工车间半成品库I2E3E513机加工车间外购件库U0U0U014机加工车间装配库U0X-1X-115机加工车间成品库U0U0U016机加工车间工装库U0U0U017机加工车间设备维修车间U0E3I318机加工车间办公室U0X-1X-119机加工车间服务楼U0O1U120热处理车间半成品库O1I2I321热处理车间外购件库U0U0U022热处理车间装配库U0X-1X-123热处理车间成品库U0U0U024热处理车间工装库U0U0U025热处理车间设备维修车间U0E

13、3I326热处理车间办公室U0X-1X-127热处理车间服务楼U0O1U128半成品库外购件库U0U0U029半成品库装配库E3E3E630半成品库成品库U0U0U031半成品库工装库00U0U032半成品库设备维修车间U0U0U033半成品库办公室U0I2O234半成品库服务楼U0O1U135外购件库装配库O1I2I336外购件库成品库U0U0U037外购件库工装库U0U0U038外购件库设备维修车间U0U0U039外购件库办公室U0I2O240外购件库服务楼U0O1U141装配库成品库E3A4A742装配库工装库U0U0U043装配库设备维修车间U0E3I344装配库办公室U0X-1X-1

14、45装配库服务楼U0O1U146成品库工装库U0U0U047成品库设备维修车间U0U0U048成品库办公室U0I2O249成品库服务楼U0O1U150工装库设备维修车间U0U0U051工装库办公室U0U0U052工装库服务楼U0O1U153设备维修车间办公室U0U0U054设备维修车间服务楼U0O1U155办公室服务楼U0O1U13.综合相关关系等级划分表12综合相关关系等级划分比例关系等级符号作业单位对比例（%）绝对重要A13特别重要E25重要I38一般O515不重要U2085禁止X0104.经调整建立综合相关关系表。图5 综合相互关系图(七) 作业单位位置相关关系分析在作业单位综合相关关系

15、分析完成后，可以绘制作业单位位置相关图，即用图例、符号、数字、颜色表示各个作业单位之间的相互关系。在绘图时可以不直接去考虑各作业单位的建筑物占地面积及其外形几何形状，而是从各作业单位间相互关系密切程度出发，安排各作业单位之间的相对位置，即根据综合相互关系级别高低按A、E、I、O、U、X级别顺序先后确定不同级别作业单位位置。关系密切程度高的作业单位之间距离近，关系密切程度低的作业单位之间距离远，由此形成作业单位位置相关图。所用的图例符号包括两方面： 作业单位位置之间的相互关系用相互之间的连线类型表示，用不同颜色绘制的连线来表示单位之间的关系密级，以使图形更加直观。 流程和面积类型图例符号符号说明

16、颜色黑白图纹成型处理加工区绿装配、部件装配拆卸红与运输有关的作业单位桔黄储存作业单位/区域桔黄停放或暂存区域桔黄检验、测试、检查区域篮服务及辅助作业单位/区域篮办公室或规划面积、建筑特区棕（灰）评级级评价时，相对重要性或数量等级的图例符号字母分数值线条数密切程度颜色规范A4绝对必要红E3特别重要桔黄I2重要绿O1一般篮U0无不重要无X-1不希望棕XX-2，-3，-4极不希望黑绘制作业单位位置相关图的过程是一个逐步求精的过程,整个过程要条理清楚，系统性强，一般应按下列步骤进行：（1）从作业单位综合相关关系表出发，求出个作业单位的综合接近程度，并按其高低将单位排序；（2）按图幅大小，选择单位距离长

17、度，并规定关系密切为A级的作业单位对之间的距离为一个单位距离长度，E级的单位距离长度最长，以此类推；（3）从作业单位综合相互关系表中，取出密切级为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值高低排序，得到作业单位序列Ak1、Ak2、Akn，其中下表为综合接近程度排序序号，且有k1k2kn；（4）将综合接近程度分值高的作业单位Ak1布置在布置图的中心位置；（5）按Ak2、Ak3、Akn的顺序，依次把这些作业单位布置在图中。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，用不同的连线类型表示不同作业单位之间的关系

18、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，假设为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值高低排序，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，则要修改原有位置，然后从序列中删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道图中，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

19、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不同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，否则取F为F下一关系密级，重复步骤（7）（10）。在绘制作业单位位置相关图时，设计者一般要绘制68次图，每次不断增加作业单位和修改其布置，最后才能达到满意的布置。 位置相互关系为：图6 作业单位相互关系图（八） 绘制作业单位面积相关图作业单位关系图法是一种系统而规律的方法，可用以有效布置作业单位的平面。这一方法通常分两个阶段：第一阶段为确定各作业单位的相对位置；第二阶段再根据各作业单位的应有面积画出真实的平面布置图。图7 作业单位面积相关图（九） 厂内

20、道路设计（见下图）（十） 绘制工厂总平面布置图绘图必须按照制图要求，设置比例，标注单位名称和作业单位尺寸大小，各作业单位之间的距离等。 图8 总平面布置图二、油泵装配车间的布置设计（一） 基本要素分析（二） 产品产量分析（三） 绘制装配工艺程序图（四） 装配单元及其时间研究，绘制装配作业单元网络图。 表13 装配单元及时间研究装配网络图为： 图9 装配网络图(五)确定生产节拍一年内工作天数365天-52周末*2-春节3天-国庆3天-清明端午五一中秋元旦共5天=250天一年计划期内的有效工作时间Fe=一年内工作天数*一天内工作小时数*（1宽放率）=250*8*（110%）*3600=648000

21、0秒年计划期内产品产量N=年产量（1+废品率）=780000*(1+1%)=727200件节拍r=Fe/N=6480000/727200=8.91秒/件（六）确定运输批量输批量与运输方式、产品体积重量等有关。本课程设计需要分两种情况设计：人工运输（非自动化）和装配线（皮带线等）连续运输。如果计算出来的节拍数值很小，同时零件的体积、重量也很小，采用人工运输时不适于按件运输，则可以实行成批运输。这时顺序出产的两批制品的时间间隔称为节奏或运输批节拍，它等于节拍与运输批量的乘积。节奏运输批量（件/批）运输批节拍=8.91*10=89.1秒（七）确定工人人数每个工位工人人数等于工位作业标准时间之和乘以日

22、产量与每个工人日有效工作时间之比。日产量=年计划期内产量N/一年内工作天数=727200/250=2909件日有效工作时间=8*0.9*60*60=25920秒工位作业标准时间所需工人数工人数重量运输批量工位14,5,6,7,870.89 70.89*2909/25920=7.955723980.82310工位22,3,9,1131.56 31.56*2909/25920=3.542489340.92210工位31,10,1217.14 17.14*2909/25920=1.923318721.1025装配工人之和为8+4+2=14人（八）确定生产节拍的性质和实现节拍的方法生产节拍的性质分为强

23、制节拍、自由节拍和粗略节拍。选择节拍的主要依据，是工序同期化程度和加工对象的重量、体积、京都、工艺性等特征。当工序同期化程度很高，工艺性良好，制品的重量、精度和其他技术条件要求容许严格地按节拍出产制品时，采用强制节拍，否则采用自由节拍或粗略节拍。本题中工序同期化程度要求不是很高，工艺性良好，制品的重量、精度和其他技术条件要求也不是太严格地按节拍出产制品，可采用自由节拍。（九）由工效学原理设计操作台，绘制工作地（所有）的平面布置图 图10 工作台布置图参考人因工程学作业面设计的内容，工位1一共8个人，每人工作长度范围为1.5m，宽度范围为0.5m,1m的心理空间范围，故工作台1长10m，宽1m,

24、高0.72m；工位2一共4人，每人工作长度范围为1.5m，宽度范围为0.5m,1m的心理空间范围，故工作台2长5m,宽1m,高0.72m;工位3一共2人，每人工作长度范围为1.5m，宽度范围为0.5m,1m的心理空间范围，故工位3长2.5m,宽1m,高0.72m。（十）确定上料运输方案（设计非自动化方案） 根据零件重量、产量、尺寸确定托盘、容器尺寸并画图确定运输工具并画图确定运输工作标准（制度）形成文件（设计一个表）表14 上料运输方案型号盒子大小大30*30*30中20*20*20小15*15*20盒子大小零件名称一盒搬运量搬运次数小出油阀弹簧4500件三天一次（一次两盒）大弹簧下座8700

25、件三天一次大推杆体1500件一天一次（一次两盒）大泵体40件一天一次(一次73盒)小定位螺钉4400件三天一次（一次两盒）大柱塞弹簧1000件一天一次（一次三盒）小柱塞挡板3000件一天一次小出油阀垫片3000件一天一次中进油嘴1000件一天一次（一次三盒）中进油嘴挡圈2900件一天一次小进油嘴垫圈3100件一天一次中出油阀紧座2900件一天一次中出油阀紧座螺帽3000件一天一次大柱塞套2950件一天一次大柱塞4500件三天一次（一次两盒）小出油阀底座9000件三天一次中出油阀3000件一天一次大推杆体组件3000件一天一次小弹簧垫圈4500件三天一次（一次两盒）小平垫圈4600件三天一次（一

26、次两盒）托盘25cm*25cm*25cm因为装配车间批量为十，每个油泵的大小为15 cm *10 cm *10cm，要放下10个油泵至少需要15000cm3，所以托盘设置为25cm*25cm*25cm.（十一）确定合适数量的工作人员。表15 工作人员一班制装配工人14打包工人2管理人员2搬运工人3合计21（十二）绘制装配车间平面布置图（必须标准各作业单位名称和实际尺寸） 图11 装配车间平面布置图三、油泵仓储系统的设计（一）设计仓库装配车间采用一班制，每班八个小时，时间利用率为0.9。每天产量2909件，一周工作五天休息两天的总产量为2909*5=14545件。 每天从装配车间的合格品区往仓库

27、搬运。采用200磅叉举车，每次搬运6箱，每箱30件成品，共30*6*1.1024kg=198.432kg，每天共需搬运2909/180=17次，每半小时一次。 叉举车通道宽3.5米。设计库容量=14545/30=485,故设置500个货位货架容量=5层*10件=500件，故一共需要10个货架。（二）仓库面积及工作人员数量确定（1）仓库材料储备量727200件*1.1024kg/1000=801.7tQ=801.7t*5天/250天=16.034t 仓库存放面积S1=0.4m*10排6m=24平方米 仓库存放面积平均载荷q=16.034t24平方米=0.668t平方米 假设仓库面积利用系数a=1

28、1.7%则仓库面积F=16.034t（0.668t平方米*11.7%）=205m2（2） 人员确定：工作制度一班时，工人数量可根据下式计算：全年进货量P=727200件1.1024kg1000=801.7t 全年工作天数b=250天 货物处理系数定为K=4.0（货物进入仓库需要进货，上货架，发货） 假设每班工人处理物料定额a=1.9968t 则仓库工作制度一班时，工人数量n=PKab=（801.7*4.0）/(250*1.9968)个=6.42人（合7人） 除此外管理人员1名(三)仓库内部布局图12 仓库内部布局（1）库房面积利用率(库房内存储物资面积/库房有效面积)*100%=24/205=

29、11.7%（2）仓库利用率（存储货物实际数量或容积/库存数量或容积）*100%=485/500=97%（四）参考资料1生产计划与控制 中国科学技术出版社 李怀祖 主编 20052设施规划与物流系统设计 高等教育出版社 马汉武 主编 20053管理学 高等教育出版社 周三多 主编 20004工业工程手册 东北大学出版社 汪应洛 主编 19965先进制造技术 机械工业出版社 孙大涌 主编 20006生产与运营管理 清华大学出版社 刘丽文 著 19987企业管理百科全书 企业管理出版社 孙彦宁 主编 19848现代企业管理 陕西科技出版社 李随成等 编著 20009基础工业工程 机械工业出版社 易树平 郭伏 主编 2007