工业工程专业综合课程设计-液压转向器厂设施布置设计方案.doc

工业工程专业综合课程设计液压转向器厂设施布置设计方案姓 名： =学 号： =专 业：工业工程指导教师：日 期：2012.01.06目录一概述. 2二基本要素分析. 2 1液压转向器结构及有关参数3 2作业单位划分4 3液压转向器生产工艺过程4三产品工艺过程分析5 1零件工艺过程图5 2产品总工艺过程图8 3产品初始工艺过程表及较佳工艺过程图 9四物流分析 13 1.从至表 13 2.物流强度分析 13五作业单位非物流相关分析151作业单位相互关系的决定因素152作业单位相互关系级的划分 15 3作业单位相互关系表16六作业单位综合相关分析17七工厂总平面布置可行方案201绘制位置相关图202绘制面积相关图233绘制总平面布置图23八评价方案并择优25 1.计算权重25 2方案评定25九总结25十.参考文献25一、概述公司有地30000m2。，厂区南北为300m，厂区东西宽100m。，该厂预计需要工人400人，计划建成年产60000套液压转向器的生产厂，需要完成工厂总平面布置设计。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下图所示，由22个零件以及组件构成，每个零件、组件的名称、材料、单件重量及年需求量均列于零件明细表中。零件明细表工厂名称：液压转向器厂共1页产品名称液压转向器产品代号计划年产量60000（套）第1页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20600000.092前盖ht250600000.903x型密封圈橡胶620000.044挡环20600000.035滑环20600000.036弹簧片65mn4200000.017拔销65mn620000.028联动轴45600000.279阀体ht250600007.0010阀芯45600000.611阀套20600000.5612隔盘206000000.3213限位柱456000000.0114定子40cr6000001.2015转子45600000.6016后盖20600000.8017螺栓453600000.0218o型密封圆橡胶3010000.0119限位螺栓45600000.0220油堵橡胶2800000.0121标牌铝600000.0122护盖塑料660000.01编制（日期）审核日期2作业单位划分 作业单位建筑物汇总表序号作业单位名称用途建筑面积（）结构型式备注1原材料库储存钢材、铸锭3030露天2铸造车间铸造25303热处理车间热处理20204机加工车间车、铣、钻削30305精密车间精镗、磨削35356标准件、半成品库储存外购件、半成品25257组装车间组装转向器20308性能试验室转向器性能检验15209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20303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，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%，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。三产品工艺过程分析1、绘制各零件的工艺过程图（要有计算过程） 原材料：0.09/0.4=0.164 0.03/0.4=0.075 0.03/0.4=0.075废料： 0.164-0.09=0.074 0.075-0.03=0.045 0.075-0.03=0.045 原材料：0.56/0.8=0.7 0.32/0.8=0.4废料： 0.7-0.56=0.14 0.4-0.32=0.08 原材料：0.8/0.8=1.0 0.27/0.99=0.273 0.273/0.4=0.681废料： 1.0-0.8=0.2 0.273-0.27=0.003 0.681-0.273=0.409 原材料：0.6/0.99=0.606 1.2/0.99=1.212 0.606/0.7=0.866 1.212/0.5=2.424废料： 0.606-0.6=0.006 1.212-1.2=0.012 0.866-0.606=0.26 2.424-1.212=1.212 原材料：0.9/0.95=0.947 7/0.9=7.778 0.947/0.8=1.184 7.778/0.7=11.111 1.184/0.6=1.974 11.111/0.6=18.519废料： 0.947-0.9=0.047 7.778-7=0.778 1.184-0.947=0.237 11.111-7.778=3.332 1.974-1.184=0.789 18.519-11.111=7.408 原材料：0.01/0.99=0.0101 0.6/0.99=0.606 0.0101/0.7=0.0144 0.606/0.7=0.866废料： 0.0101-0.01=0.0001 0.606-0.6=0.006 0.0144-0.0101=0.0043 0.866-0.606=0.26 2、 绘制产品总工艺过程图3、绘制产品初始工艺过程表及较佳工艺过程图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。由工艺过程图计算出各个工序加工前后单件重量及废料重量如下表所示： 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1200.164 550.090.074 前盖2ht2601.974 45.60.91.074 挡环4200.075 400.030.045 滑环5200.075 400.030.045 联动器8450.68139.60.270.412 阀体9ht25018.519 37.8711.519 阀芯10450.866 69.30.60.266 阀套11200.725 800.580.145 隔盘12200.400 800.320.080 限位柱13450.014 69.30.010.004 定子1440cr2.424 49.51.21.224 转子15450.866 69.30.60.266 后盖16201.000 800.80.200 多产品工艺过程零件名称连接块10前盖4挡环12滑环13联动9阀体2阀芯6阀套8隔盘3限位柱11定子1转子7后盖5单件重量/kg0.090.90.030.030.277.00.60.560.320.011.20.60.8计划产量/件60000600006000060000600006000060000600006000006000006000006000060000物流强度/(kg/班)5400540001800180016200420000360003360019200060007200003600048000原材料重量0.1641.9740.0750.0750.68118.5190.8660.70.40.0142.4240.8661物强9840118440450045004086011111405196042000240000840014544005196060000工艺过程1备料2车、镗、压装3暂存1准备2铸造3粗铣镗钻4精镗5暂存1备料2车削3暂存1备料2车削3暂存1备料2车铣3精磨4暂存1备料2铸造3粗铣、镗4精镗5暂存1备料2粗车钻、铣3热处理4精磨5暂存1备料2车削3暂存1备料2钻铣3暂存1备料2车镗3热处理4端磨5暂存1备料2退火3车钻插铣4调质5研磨6暂存1备料2正火3车铣钻4淬火5研磨6暂存1备料2车钻3暂存多产品工艺过程表作业零件连1前2挡3滑4联5体6芯7套8隔9限10定11转12后13备料铸造热处理 机加工 精密半成产品初始工艺过程表工序定子阀体隔盘前盖后盖阀芯序号名称流程流程流程流程流程流程1 23456备料热处铸造机加精密半成 211-22122211122211 11-225730500421782043200048216010800012396011463920.164转子阀套联动器连接块限位柱挡环滑环流程流程流程流程流程流程流程 211-221112211 11-221111227880756001060205400.164206406300630011463920.164从初始工艺过程表中分析，交换存在物流倒流情况的工序顺序，如果在初始产品工艺过程表中作业单位顺序排列合理，表中各产品倒流物流强度最小，就可以按表中顺序布置作业单位，即得到一种理想的作业单位布置方案；如果在初始产品工艺过程表中作业单位顺序排列不合理，表中各产品倒流物流强度较大，可以通过交换初始产品工艺过程表中的工序（作业单位）之间的顺序，使顺流物流强度，则说明此时初始产品工艺过程表中顺流物流强度最大，倒流物流强度最小，工序（作业单位）排列为最佳顺序，这样就得到了较佳产品工艺过程表。所以选择工序2热处理放在工序4机加工和工序5之间，得出如下的工艺过程图。改进后工艺过程图工序定子阀体隔盘前盖后盖阀芯序号名称流程流程流程流程流程流程1 23456备料铸造机加热处精密半成 1-1222 2212 1122121112224348800532896043200054216010800026940011469210.164转子阀套联动器连接块限位柱挡环滑环流程流程流程流程流程流程流程 1-12221111211 1222111121744075600896405400.164448806300630011469210.164综合上述两个表分析，有数据可知，改进后的工艺过程图顺流物流强度，则说明此时初始产品工艺过程表中顺流物流强度最大，倒流物流强度最小，工序（作业单位）排列为最佳顺序，因此改进后的工艺过程图即为较佳产品工艺过程表。四、物流分析1、从至表当研究的产品、零件或物料品种数量非常多时，用从至表研究物流状况非常方便。从至表是一个方阵表格，以一定的顺序按行排列物料移动的起始作业单位，以相同顺序按列排列物料移动的终止作业单位，行、列相交的方格中记录从起始作业单位到终止作业单位的各种物料搬运量的总和，有时也可同时注明物料种类代号。当物料沿着作业单位排列顺序正向移动时，即没有倒流物流时，从至表中只是上三角方阵有数据，这是一种理想状态；当存在物流倒流现象时，物流倒流量出现在从至表中的下三角方阵中，此时，从至表中任何两个作业单位之间的总物流量等于正向物流量与逆向物流量之和。从至备料铸造机加工热处精密半成组装性能成品合计备料122958046230015063603198240铸造737700737700机加工8059805398802523601598220热处理15063608059802312340精密12882001288200半成品15405601540560组装15405601540560性能15405601540560成品库137563802、物流强度分析1、计算物流量并绘制物流强度汇总表和物流分析表。（1）计算各单位之间的物流量。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。如上图从至表中。（2）绘制物流强度汇总表和物流分析表。根据各单位物流强度计算值，将各单位之间物流强度数值填人物流强度汇总表中，并按各作业单位对之间物流强度大小排序，自大到小填人物流强度分析表中，最后按物流强度分布比例划分物流强度等级。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）通过计算各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 物流强度等级划分汇总表序号作业单位对数年物流量物流路线比例（%）承担路线比例（%）物流强度等级11-2122958013.460544.878049e21-34623005.06092221.95122o31-4150636016.490534.878049a43-62523602.76265214.63415u52-37377008.0757994.878049i63-55398805.9102117.317073075-6128820014.1022717.07317e83-48059808.8232789.756098a94-58059808.8232789.756098i104-3150636016.490534.878049a116-7154056011.1988762.272727a127-8154056011.1988762.272727a138-9154056011.1988762.272727a2、物流相关表为了能够简单明了地表示所有作业单位之间物流的相互关系，仿照从至表结构构造一种作业单位之间物流相互关系表，称之为原始物流相关表，如下表所示。原始物流相关表作业1备料2铸造3机加4热处5精密6半成7组装8性测9成品1备料eoauuuuu2铸造eiuuuuuu3机加oiaouuuu4热处auaiuuuu5精密uuoieuuu6半成uuuueauu7组装uuuuuuau8性测uuuuuaaa9成品uuuuuuua表中不区分物料移动的起始与终止作业单位，在行与列的相交方格中填人行作业单位与列作业单位间的物流强度等级。因为行作业单位与列作业单位排列顺序相同，所以得到的是右上三角矩阵表格与左下三角矩阵表格对称的方格表格，舍掉多余的左下三角矩阵表格，将右上三角矩阵变形，就得到了slp中著名的物流相关表，下表所示。作业单位物流相关表五、作业单位非物流相互关系分析1、作业单位相互关系的决定因素 当物流状况对企业生产有重大影响时，物流分析就是进行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，工厂布置就应该考虑其他因素对各作业单位相互关系的影响。 作业单位相互关系的影响因素与企业的性质有很大的关系，不同的企业，作业单位的设置不一样，作业单位间的相互影响也不一样。影响作业单位相互关系密切程度的主要因素有：作业单位相互关系影响因素编码关系等级的理由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安全与污染6共用设备7振动8人员关系2、作业单位相互关系等级的划分根据rmuther在slp中的建议，每个项目重点考虑的因素不应超过810个。在slp中作业单位相互关系密切程度等级划分为a、e、i、o、u、x六个等级，各等级的含义及所占比例如表所示。作业单位相互关系等级符号含义说明比例（%）a绝对重要2-5e特别重要3-10i重要5-15o一般10-25u不重要45-80x负的密切程度不希望接近酌情而定3、作业单位相互关系表为了评价作业单位之间的相互关系程度，首先应制定出一套“基准相互关系表”，其他作业单位之问的相互关系，可以通过对照基准相互关系表来确定。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，如下图所示：作业单位相互关系表六、作业单位综合相互关系分析 在大多数工厂中，各作业单位之间既有物流联系也有非物流联系，两个作业单位之间的相互关系应包括物流关系与非物流关系。因此，在slp中，要将作业单位物流的相互关系与非物流相互关系合并，求出合成的相互关系，即综合相互关系，然后从各作业单位综合相互关系出发，实现各作业单位的合理布置。一般按照以下步骤建立作业单位综合相互关系表： 1、确定物流与非物流相互关系的相对重要性。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、量化物流强度等级和非物流的密切程度等级。一般，取a=4，e=3，i=2，o=1，u=0，x=1。3、计算量化的作业单位综合相互关系。设任意两个作业单位分别为和，其物流相互关系等级为h，非物流的相互关系密切程度等级为k，则作业单位与之间的综合相互关系密切程度为：= （2-2）通过计算，得出综合物流相关等级表，如下表：综合物流相关等级表作业单位对相互关系程度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1-2e3a410e1-3o1a46i1-4a4u08e1-5u0u00u1-6u0u00u1-7u0u00u1-8u0u00u1-9u0u00u1-10u0u00u1-11u0u00u2-3i2a48e2-4u0u00u2-5u0x-1-1x2-6u0u00u2-7u0x-1-1x2-8u0u00u2-9u0u00u2-10u0x-1-1x2-11u0u00u3-4a4a412a3-5o1e35i3-6u0e33i3-7u0i22i3-8u0u00u3-9u0u00u3-10u0x-1-1x3-11u0o11o4-5i2x-13i4-6u0u00u4-7u0u00u4-8u0u00u4-9u0u00u4-10u0x-1-1x4-11u0u00u5-6e3u06i5-7u0o11o5-8u0u00u5-9u0u00u5-10u0o11o5-11u0o11o6-7a4e311e6-8u0u00u6-9u0u00u6-10u0o11o6-11u0u00u7-8a4a412a7-9u0u00u7-10u0o11o7-11u0o11o8-9a4a412a8-10u0i22i8-11u0u00u9-10u0o11o9-11u0u00u10-11u0i22i4、综合相互关系等级划分。是一个量值，需要经过等级划分，才能建立与物流相关表相似的、符号化的作业单位综合相互关系表。综合相互关系的等级划分为a、e、i、o、u、x，各级别值逐渐递减，且各级别的作业单位对数应符合一定的比例。下表给出了综合相互关系等级及划分的一般比例。综合相互关系的等级及划分比例表关系密切程度等级符号作业单位配对比例绝对必要靠近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%在综合相互关系表中，综合关系分值单位为-112，从综合相互关系表中统计出各分值段作业单位对的比例，参照综合相互关系等级划分表划分综合关系密级。总分关系等级作业单位对数百分比（%）12a35811e4726i8151o8150u2749-1x59合计551005、 经过调整，建立综合相互关系表，如下：综合相互关系表七、工厂总平面布置（包括绘制位置相关图，面积相关图及布置方案）1、绘制位置相关图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。由作业单位综合想到综合相互关系得出综合接近程度排序表，如下：综合接近程度排序表作业12345678910111e-3i-2e-3u-0u-0u-0u-0u-0u-0u-02e-3e-3u-0x-1u-0x-1u-0u-0x-1u-03i-2e-3a-4i-2i-2i-2u-0u-0x-1o-14e-3u-0a-4i-2u-0u-0u-0u-0x-1u-05u-0x-1i-2i-2i-2o-1u-0u-0o-1o-16u-0u-0i-2u-0i-2e-3u-0u-0o-1o-17u-0x-1i-2u-0o-1e-3a-4u-0o-1o-18u-0u-0u-0u-0u-0u-0a-4a-4i-2u-09u-0u-0u-0u-0u-0u-0u-0a-4o-1u-010u-0x-1x-1x-1o-1o-1o-1i-2o-1i-211u-0u-0o-1u-0o-1u-0o-1u-0u-0i-2接近程度83158881110556排序4111567239108上表中a=4，e=3，i=2，o=1，u=0，x=-1，对表中的作业单位综合接近程度进行计算并排序。2、作业单位工作性质符号作业单位工作性质符号工艺过程图表符号及作用说明作业单位及区域的扩充符号颜色区别黑白图纹 操作 成形或处理加工区绿 装配，部件装配拆卸红运输与运输有关的作业单位/区域桔黄储存储存作业单位/区域桔黄停滞停放或暂存区域桔黄 检验 检验、测试、检查区域蓝服务及辅助作业单位/区域蓝办公室或规划面积，建筑特征棕（灰）关系密级表示方式元音字母系数值线条数密切程度等级颜色规范a4绝对必要红e3特别重要桔黄i2重要绿o1一般蓝u0不重要不着色x-1不希望棕xx-2，-3，-4，极不希望黑3、绘图步骤：（1）首先定单位距离，我选的级的长度为1，、的距离则分别为2、3、4。（2）从作业单位综合相互关系表中取出a级关系作业单位对，有3-4、7-8、8-9三对，共涉及6个作业单位，按综合接近程度分数排序为3、7、8、4、9。（3）将综合接近程度分数最高的作业单位3布置在位置相关图的中心位置，处理作业单位对3-4，将作业单位4放在图中，且与作业单位3的距离为一单位。布置综合接近程度分数次高的作业单位7的位置，由于作业单位7与图上的作业单位3和4均为非a级关系，则应从综合关系表中取出3-7和4-7的关系密级，结果分别为i级和u级，7和3距离应为3个单位。（4）处理e级关系。e级的作业单位对有6-7，1-2，1-4，2-3，所涉及到的作业单位排序为3、7、1、4、6、2。首先处理和3有关的作业单位2，可将2放在3的上方，距离为2。同理先后处理剩下的作业单位。需要注意的是，每次欲放置一个作业单位，要综合考虑该作业单位和已放置的作业单位的关系。 (5) 同样的道理处理剩下的i 、o、 u 级关系。（6）注意x级关系，也就是2-5，2-7，2-10