物流设施与规划课程设计(20页).doc

-物流设施与规划课程设计-第 18 页目录一 概述-2二 基本要素分析-2三 物流分析-8四 作业单位非物流相关分析-15五 作业单位综合相关分析-16六 作业单位位置相关分析-20七 作业单位面积相关分析-22八 工厂总平面布置可行方案-23九 评价方案并择优-25十 总结-26参考文献一 概述现有一处旧厂房，占地面积16000m2，厂区南北长200m，东西宽80m。所处地理位置如图1所示，现欲其改建成年产量8000套液压转向器的生产厂，需要完成工厂的总平面布置。图1 待建液压转向器厂厂区图二基本要素分析液压转向器的基本结构如图2所示，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都列于表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1连接块组件20钢12前盖HT25013X型密封圈橡胶14挡环20钢15滑环20钢16弹簧片65Mn77拔销65Mn18联动轴45钢19阀体 HT2501710阀芯45钢111阀套20钢112隔盘20钢113限位柱45钢114定子40Cr115转子45钢116后盖20钢117螺栓45钢618O型密封圈橡胶319限位螺栓45钢120油堵塑料521标牌铝122护盖塑料根据液压转向器机构及工艺特点，液压转向器厂设立11个作业单位，（如表2所示），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20×30露天2铸造车间铸造12×243热处理车间热处理12×124机加工车间车、铣、钻削18×365精密车间精镗、磨削12×366标准件、半成品库存储外购件、半成品12×247组装车间组装转向器12×368性能试验室转向器性能检验12×129成品库成品储存12×1210办公服务楼办公室、食堂等80×6011设备维修车间机床维修12×24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 生产出的零件经车间检验合格后，送入半成品库暂存。定期订购的标准件和外协件均放在半成品库。（3）组装 所有零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 所有合格的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）年产总重（kg）连接块1208000720序号作业单位名称工作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）年产总重（kg）前 盖2HT2500.9080007200序号作业单位名称工作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）年产总重（kg）挡 环4200.038000240序号作业单位名称工作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）年产总重（kg）滑 环5200.038000240序号作业单位名称工作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）年产总重（kg）联动轴8450.2780002160序号作业单位名称工作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）年产总重（kg）阀 体9HT250800056000序号作业单位名称工作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）年产总重（kg）阀 芯10450.6080004800序号作业单位名称工作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）年产总重（kg）阀 套11200.5680004480序号作业单位名称工作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）年产总重（kg）隔 盘12200.3280002560序号作业单位名称工作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）年产总重（kg）限位柱13450.01800080序号作业单位名称工作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精密车间精磨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）年产总重（kg）定 子1440Cr80009600序号作业单位名称工作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）年产总重（kg）转 子154580004800序号作业单位名称工作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、钻、铣704热处理车间淬质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）年产总重（kg）后 盖16200.8080006400序号作业单位名称工作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，只有在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。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。（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） 停止 等待其他存储中（5） 存储 处于存储中 表16物料形态表示符号通过对产品加工、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455前盖2HT260挡环420钢40滑环520钢40联动轴845钢22阀体9HT2507阀芯1045钢66阀套1120钢80隔盘1220钢80限位柱1345钢定子1440Cr转子1545钢66后盖1620钢180联动轴 图3 自制零部件工艺过程图(单位：kg)在大批量生产中，产品品种很少，用标准符号绘制的工艺流程图直观地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各道工序之间的物流量，就可以清楚地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分析。图4 液压转向器总工艺流程图 (单位：kg)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/kg11-216376021-32628831-442-49824053-4163-5174-58387200884-61464095-684640106-712.8102400117-812.8+12.8*20%*2143360128-912.8102400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)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11-2A27-8A36-7E48-9E52-4E65-6I74-5I83-4O91-4O101-3O123-5O134-6O3.2.3 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、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。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表（表23）。 表23作业单位非物流相互关系五 作业单位综合相关分析根据作业单位物流相关图（图5）和作业单位非物流相互关系表（表23）可以得出综合物流相关等级表（表24）和表25 综合物流相关等级与比例分表24 综合物流相关等级表单位对序号作业单位对关系密切程度综合关系物流关系（权值2）非物流关系（权值1）等级分值等级分值分值等级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表25 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（%）11，12A19，10E46，7，8I23，4，5O90，1，2U37-1，-2X2合 计55100作业单位综合相互关系如下 表27作业单位综合相互关系六 作业单位位置相关分析在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28就是作业单位对综合接近程度计算结果表28液压转向器厂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5911164238107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29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30。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29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30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3是0级关系，分别画出距离为1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。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。 图6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8，图9，图10所示。 图8 图9 图10 九评价方案并择优采用加权评分法：表31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897210807562安全生产75357498563生产管理的方便性68488486364环境美观防止污染57355257355扩建可能性4 520520832 6辅助服务方便性 3721824412合计231246227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（SLP）方法，使用一种以作为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。直接参与设计工作让我们进一步学习和掌握了工厂布置设计方法，并且在设计过程中学会了运用VISIO软件和AutoCAD画出各种流程图及平面布置图。由于影响设施布置设计的因素错综复杂，且各因素之间相互制约，相互影响，所以大多数计算机辅助设计软件也都是以物流为主线，采用定量分析和定性分析结合的方法分析布置方案，并将定性分析转化为定量分析，以充分发挥其优点。因此，我们应该掌握与运用计算机辅助设施布置设计的方法和程序。通过这次课程设计，我们受益如下：（1） 进一步熟练运用办公软件（2） 知道了图和制作课程报告和它的流程（3） 拥有了一些分析数据的能力（4） 切实感受到了设施规划与物流理论在实际规划中的指导意义（5） 懂得了图和在一直的有限条件下对工厂总平面进行合理的布置设计（6） 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，一方面也获得了如何做一份分析报告的能力。参考文献1伊俊敏.物流工程（第二版）.北京：电子工业出版社，20082蔡临宁.物流系统规划. 北京：机械工业出版社，20033程国全.物流设施规划与设计. 北京：中国物资出版社，2003 4齐二石. 物流工程.北京：中国科学技术出版社，20015. 王家善. 设施规划与设计. 北京：机械工业出版社，1995