液压转向器厂总平面布置设计.doc

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1、矿业工程学院工业工程系设施规划与物流分析课程设计说明书液压转向器厂总平面布置设计姓 名： 学 号： 指导教师： 开始时间： 2010.06.27 结束时间： 2010.07.02 成 绩： 设施规划与物流分析课程设计任务书姓名： 学号： 年（班）级： 工业工程2008级2班 地点： 图书馆 课程设计题目： 液压转向器厂总平面布置设计 课程设计内容与要求：液压转向器厂总平面布置设计内容与要求如下：1、液压转向器厂物流分析。2、液压转向器厂作业单位相互关系分析。3、作业单位位置相关图，相当于A3图样的坐标纸1张。4、作业单位面积相关图，相当于A3图样的坐标纸1张。5、液压转向器厂总平面布置图三套路

2、，A3图样三张。6、评价择优，选出最佳总平面布置图。7、编写设计说明书，工作量不少于12000字。设施规划与物流分析课程设计评语评语：成绩： 指导教师： 日 期： 年 月 日 目录一概述2二基本要素分析22.1液压转向器结构及参数22.2作业单位划分52.3液压转向器生产工艺过程5三物流分析113.1产品工艺过程分析113.1.1分析给定的工艺过程表113.1.2 各个自制零部件工艺过程图123.1.3加工工艺总装图143.2物流强度分析143.2.1作业单位之间的物流强度143.2.2作业单位物流强度分析153.2.3作业单位物流相关表16四作业单位非物流相关分析174.1确定非物流因素17

3、4.2作业单位相互关系等级174.3确定非物流作业单位相互关系表18五作业单位综合相关分析185. 1加权值选取195.2综合关系计算195.3划分关系等级215.4建立作业单位综合相互关系图21六作业单位位置相关分析226 .1作业单位综合接进程度计算226.2绘制作业单位位置相关图23七作业单位面积相关分析25八工厂总平面布置可行方案26九评价方案并择优299.1计算权重299.2评选方案30十总结30十一参考文31一概述当地现有一叉车修理厂，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1所示。该厂职工人数300人，计划改建成年产量6000套液压转向器的

4、生产厂，需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2.1液压转向器结构及参数液压转向器的基本结构如图2所示，有22个零、组件构成，每个零、组件的名称、材料、单间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产品代号计划年产量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65Mn62000.0

5、28联动轴4560000.279阀体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）2.2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2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

6、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机加工车间牢、铣、钻削18365精密车间精镗、磨削12366标准件、半成品库储存外购件、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修12242.3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，

7、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）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

8、%，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2HT2500.906000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机加工车间粗铣、镗、钻804精密车间精镗955半成品库暂存表5 液

9、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

10、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

11、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13450.0

12、16000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

13、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分析是机械制造厂平面布置的基础，只有进行准确的物流分析后，才有可能得到合乎需要的布置方案，主要从以下步骤来进行分析。3.1产品工艺过程分析 3.1.1分析给定的工艺过程表 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

14、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2HT2501.97345.60.901.074挡环4200.075400.030.045滑环5HT2500.075400.030.045联动器8450.68339.60.270.413阀体9HT25018.51837.87.0011.518阀芯10450.86669.30.600.266阀套11200.70800.560.1

15、4隔盘12200.40800.320.08限位柱13450.014469.30.010.004定子1440Cr2.42449.51.201.224转子15450.86669.30.600.266后盖16201.00800.800.23.1.2 各个自制零部件工艺过程图 图3 各零部件工艺过程图3.1.3加工工艺总装图在大批量生产中，产品品种很少，用标准符号绘制的工艺过程图直观的反映出工厂生产的详细情况。此时，进行物流分析只需在工艺过程图上注明个道工序的物流量，就可以清楚的表现出工厂生产过程中的物料搬运情况。另外，对于某些规模较小的工厂，不论产量如何，只要产品比较单一，都可以用工艺过程图进行物流

16、分析。液压转向器厂工艺过程图如图4所示，该图清楚的表示了液压转向器生产的全过程及各作业单位之间的物流情况。考虑到产品所需的各类原料总质量相同或相近,为了计算较为简便，则采用1000件的计量方式来进行物流分析 (由于图的尺寸关系，有部分工艺流程如废料回收等未能标出，故简化处理)。图4 液压转向器的总工艺过程图3.2物流强度分析 3.2.1作业单位之间的物流强度根据对工艺流程的分析得到作业单位之间的物流强度汇总表（表17）如下：表17 物流强度汇总表序号作业单位对物流强度11-212294621-31974031-42386442-47377053-43434563-51460574-553988

17、84-61098095-663480106-776799117-892159128-976799根据工艺过程图4，利用表17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17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17、表20中未出现的作业单位对不存在固定的物流，因此物流强度等级为U级。3.2.2作业单位物流强度分析 SLP中将物流强度分成五个等级，分别用符号A、E、I、O、U来表示，其物流强度逐渐减小，对应着超高物流强度、特稿物流强度、较大物流强度、一般物流强度和可忽略搬运五种物流强度。表18 物流强度登记比例划分表物流强度等

18、级符号物流路线比例（%）承担的物流比例超高物流强度A1040特高物流强度E2030较大物流强度I3020一般物流强度O4010可忽略搬运U由物流强度汇总表，可以求出物流强度统计图，并根据物流强度等级划分原则，可形成物流强度分析表如表20所示。表20 物流强度分析表序号作业单位对（路线）物流强度（单位：10000t） 2 4 6 8 10 12物流强度等级11-2A27-8E36-7E48-9E52-4E65-6E74-5E83-4I91-4I101-3O113-5O124-6O3.2.3作业单位物流相关表 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21）：表21 各作业单位物流相关

19、表四作业单位非物流相关分析物流分析是工厂布置的重要依据，但非物流因素也不能忽视，在工厂布置中作业单位的设置是不一样的，作业单位之间的影响也不一样。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。4.1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22所示：表22 影响作业单位相互关系因素编码关系等级的连续性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安全与污

20、染6功能设备及辅助7振动8人员联系4.2作业单位相互关系等级确定了作业单位相互关系的主要因素之后，就可以给出各作业单位间的关系密切程度等级，SLP中将作业单位之间关系密切程度划分为A、E、I、O、U五种，其含义及比例如表23所示。表23 作业单位相互关系等级表符号含义说明比例（%）A绝对重要25E特别重要310I重要515O一般密切程度1025U不重要4580X负的密切程度不希望接近4.3确定非物流作业单位相互关系表确定各作业单位对之间影响相互关系的因素和作业单位相互关系等级后，再根据作业单位物流相关表确定非物流作业单位相互关系表如表24所示。图24 非物流作业单位相互关系表五作业单位综合相关

21、分析各作业单位之间既有物流联系也有非物流联系，两作业单位之间的相互关系应包括物流关系也包括非物流关系，因此在SLP中将作业单位间的物流相互关系与非物流关系进行合并，求出合成的相互关系综合相互关系，然后由各作业单位间综合相互关系出发进行各作业单位的合理布置。作业单位综合相互关系图的建立步骤如下：（1）确定物流与非物流相互关系的相对重要性（见课本82页）。物流与非物流相互关系的相对重要性的比值m：n不应超过1：33：1之间，把m：n称为加权值。（2）量化物流强度等级和非物流强度等级的密切程度等级。对于图21、图24，一般取A=4，E=3，I=2。O=1，U=0，X=-1，得出量化以后的物流相关图与

22、非物流相关图。（3）计算量化的所有作业单位之间综合相互关系。两作业Ai和Aj之间的综合相互关系密切程度数量值：CRij=mMRij+nNRij（4）综合相互关系等级划分。CRij是一个量化值，需要经过等级划分，才能建立出与物流相关表相似的符号化的作业单位综合相互关系图，综合相互关系的等级划分为A、E、I、O、U、X，各级别CRij值逐渐递减，且各级别对应的作业单位对数应符合一定的比例，如表25所示：表:25 综合相互关系等级及划分比例符号关系等级作业单位对比例（%）A绝对重要13E特别重要25I重要38O一般密切程度515U不重要2085X负的密切程度010（5）建立作业单位综合相互关系图。

23、5. 1加权值选取加权值的大小反映工厂布置时考虑方面的侧重点，对于液压转向器厂来说，物流影响并不明显大于其他因素的影响，因此取加权值m:n=1:1。 5.2综合关系计算根据作业单位对物流与非物流关系高低进行量化及加权求和，并绘制出综合相互表（表26）。表26 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1非物流关系 加权值1等级分数等级分数等级分数1-2A4A4A81-3O1U0O11-4O1A4E51-5U0U0U01-6U0U0U01-7U0U0U01-8U0U0U01-9U0U0U01-10U0U0U01-11U0U0U02-3U0U0U02-4E3A4A72

24、-5U0X-1X-12-6U0U0U02-7U0X-1X-12-8U0X-1X-12-9U0U0U02-10U0X-1X-12-11U0U0U03-4I2A4E63-5O1X-1U03-6U0U0U03-7U0U0U03-8U0U0U03-9U0U0U03-10U0X-1X-13-11U0U0U04-5I2E3E54-6O1E3E44-7U0I2I24-8U0U0U04-9U0U0U04-10U0X-1X-14-11U0O1O15-6I2U0I25-7U0O1O15-8U0U0U05-9U0U0U05-10U0O1O15-11U0O1O16-7E3E3E66-8U0U0U06-9U0U0U06

25、-10U0O1O16-11U0U0U07-8A4A4A87-9U0U0U07-10U0O1O17-11U0O1O18-9E3A4A78-10U0I2I28-11U0U0U09-10U0O1O19-11U0U0U010-11U0I2I2 5.3划分关系等级在表26中，综合关系分值单位为-18，按表26统计出各分值段作业单位对的比例，参照表25划分综合关系等级。当分值为78时，综合相互关系定为A级，当分值为46时，综合相互关系定为E级，当分值为23时，综合相互关系定为I级，当分值为1时，综合相互关系定为O级，当分值为0时，综合相互关系定为U级，当分值为-1时，综合相互关系定为X级。进一步统计各级作

26、业单位对综合相互关系比例如表27所示：表27 综合相互关系等级的划分总分关系等级作业单位对数百分比（%）78A4746E5923I471O9160U2749-1X611合计55100 5.4建立作业单位综合相互关系图将表26中综合相互转化为关系等级后，绘制成作业单位综合相互关系表，如表28所示：表28 作业单位综合相互关系表六作业单位位置相关分析6 .1作业单位综合接进程度计算在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29就是作业单位对综合接近程度计算结果。表29 液压转向器厂

27、作业单位综合接近程度排序表单位代号12345678910111AOEUUUUUUU2AUAXUXXUXO3OUEUUUUUXU4EAEEEIUUXO5UXUEIOUUOO6UUUEIEUUOU7UXUIOEAUOO8UXUUUUAAIU9UUUUUUUAOU10UXXXOOOIOI11UOUOOUOUUI接近程度8431879119535排序59111642381076.2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30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31所示。表中实线表示作业单位对位置应彼此接近，虚线表示

28、作业单位对位置应彼此远离。表30 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或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31 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中取出A级作业单位对，有1-2、2-4、7-8、8-9，共涉及6个作业单位，按综合接近程度分值排序为4、7、8、1、9、2。（2）将综合接近程度分值最高的作业单位4

29、布置在位置相关图的中心位置。（3）处理作业单位对2-4。将作业单位2布置到图中，且与作业单位4之间距离为一单位距离。（4）布置综合接近程度分值次高的作业单位7的位置。由于作业单位7与图上的作业单位4和2均为非A级关系，则应从综合关系表中取出4-7和2-7的关系等级，结果分别为I级和X级，即作业单位7与4的距离应为3个单位距离长度。（5）处理与作业单位8有关的A级关系7-8，8-9。从综合相互关系表中取出图中已存在的作业单位2，4，7与作业单位8的关系，分别为X级和U级和A级，即作业单位7与8，8与9的距离应为1个单位距离长度。（6）下一个要处理的作业单位1与2是A级关系，1与4是E级关系，1与

30、3是O级关系,分别画出距离为1个作业单位，2个作业单位，4个作业单位。至此，作业单位综合相互关系表中，具有A级关系的作业单位对之间的相对位置均已确定。然后分别处理位置相关图中仍未出现的E、I、O、U级作业单位对，得到原始作业单位位置相关图，如图5所示。 最后重点调整X级作业单位对之间的相对位置，得出最终作业单位位置相关图，如图6所示。图5 作业单位位置相关图图6 调整后作业单位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。作业单位面积相关图绘制步

31、骤为：（1）选择适当的比例。（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，由大到小依次把个作业单位布置到图上。如图7所示。图7 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，确定物流搬运方法，如采用托盘搬用产品并用电瓶车来实现车间的运输。（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）根据场外公路情

32、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、防噪声等因素。 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。采用规范的图例符号，将布置方案绘制成工厂总平面布置图，如图8、图9、图10所示。 1方案一图8 工厂总平面布置图一 2方案二图9工厂总平面布置图二 3. 方案三 图10工厂总平面布置图三九 评价方案并择优9.1计算权重列出一些重要影响因素，运用加权因素法计算他们的权重如

33、下表所示：表32 各方案影响因素权重表 分数平价指数判定得分权重123456789101112131415物料搬运效率及方便性11111533.3生产管理的方便性01111426.7扩建可能性00111320.0安全生产00011213.3辅助服务方便性0000116.7空间利用率00000009.2评选方案 采用A、E、I、O、U、X的评分法，其对应的分数分别为5、4、3、2、1、0分。表33 各方案综合得分 指标方案物料搬运效率及方便性生产管理的方便性扩建可能性安全生产辅助服务方便性空间利用率得分方案一2213231.93333方案二3212232.13333方案三1312321.8权重33.326.720.013.36.70 由上表我们知道，其中方案二得分最高，因此最佳布置方案是二方案。十 总结 布置设计的设计工作，我们采用系统布置设计（SPL）方法，使用一种以作业单位物流与非物流的相互关系分析为主线的规划设计方法，采用一套表达力极强的图例符号和简明表格，通过一套条理清晰的设计程序进行工厂布置设计。直接参与设计工作