工业工程综合课程设计.doc

综合课程设计 工业工程综合课程设计报告学 院： 机械工程学院 班 级： 学 号： 姓 名： 成 绩： 指导教师： 肖 燕 2013年12月9日目录一、概述二、基本要素分析（1）系统布置设置模式图（2）原始给定条件（3）液压转向器的结构及有关参数（4）作业单位划分（5）产品分析（P-Q分析）三、产品工艺过程分析（1）绘制液压转向器的工艺过程表（2）物流量的计算（3）绘制液压转向器各零件的工艺流程图（4）产品总的工艺过程图（5）绘制液压转向器的工艺工程表四、物流分析（1）绘制从至表（2）绘制物流强度汇总表（3）参考物流强度等级划分表，确定物流强度分析（4）作业单位物流相关表（5）作业单位非物流相互关系表五、作业单位间物流与非物流相互关系合并（1）综合物流相关等级表（2）综合相互关系密切程度等级及划分比例划分（3）作业单位综合相互关系表六、绘制作业单位位置相关图（1）综合接近程度计算（2）绘制作业单位位置相关图七、工厂总平面布置可行方案八、方案评价与选择九、总结十、参考文献一、概述 设施规划与物流分析是工业工程专业一门重要的主干专业课，其主要内容是研究工厂总平面布置、车间布置以及物料搬运等内容；其目标是通过对工厂各组成部分相互关系的研究分析，进行合理的工厂布置，得到高效运行的生产系统，获得最佳的经济效益和社会效益。 随着现代系统优化技术的发展和计算机辅助设计技术的应用，工厂布置设计已广泛地采用计算机辅助设计来进行设施规划与布置。由于影响设施布置的因素错综复杂，并且因素之间相互影响、相互制约，而且大多数因素还具有不确定性，因此，在设施布置设计中常常以物流分析作为其主要的内容。大多数的计算机辅助设施布置设计软件也都是以物流分析为主，采用定量分析和定性分析相结合的方法，并将定性分析转化为定量分析。作为现代设施设计人员与生产管理人员，掌握并应用计算机辅助设施布置设计的方法和程序已成为必然。工厂布置设计是一项多因素、多目标的系统优化问题。学习和掌握工厂布置设计方法最有效的手段就是直接参与设计工作。由于社会需要的多样性，生产不同产品的工厂之间必然存在差异，这就给工厂布置设计带来了难题。系统布置设计（SLP）方法提供了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，采用一套表达极强的图例符号和简明表格，通过一系列条理清晰的设计程序进行工厂布置设计。它是一套实践性非常强的设计模式和规范的设计程序，并且为设施规划设计人员与生产管理人员广泛采用，运用效果良好。课程设计的目的 设施规划与物流分析课程设计是设施规划与物流分析课程的重要实践性教学环节，是综合运用所学的知识，完成工厂布置设计工作而进行的一次基本训练。其目的是： 1）能正确地运用工业工程基本原理及有关的专业知识，对给定的生产系统进行详细的工厂布置设计。 2）通过对某工厂布置设计的实际操作，熟悉系统布置设计方法中的各种图例符号和表格，掌握系统布置设计方法、步骤和规范化的设计程序。 3）通过应用和掌握AutoCAD等相关软件，培养学生综合运用所学专业知识分析和解决实际问题的能力，树立系统的设计思想。4）通过课程设计，培养学生学会如何编写有关技术文件。课程设计的内容 根据给定的原始条件，进行系统分析，完成工厂总平面布置设计。其主要内容有： 1）产品工艺过程分析。 2）物流分析。 3）工厂作业单位相互关系分析。 4）绘制作业单位位置相关图。 5）绘制作业单位面积相关图。 6）绘制工厂总平面布置图。 7）评价、择优，选出最佳的总平面布置图。8） 编写设计说明书。2、 基本要素分析 一、系统布置设计（SLP）编制如图1： 图 1 SLP模式图二、原始给定条件公司有地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。3、 液压转向器的结构及有关参数 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表1中。图2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456000000.6016后盖206000000.8017螺栓453600000.0218O型密封圈橡胶2100000.0119限位螺栓456000000.0220油堵塑料2800000.0121标牌铝600000.0122护盖塑料66000.01编制（日期）审核（日期）表1 零件明细表四、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、加工与装配、产品性能试验、生产管理与服务等各项生产任务。液压转向器厂作业单位建筑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、半成品库储存外构件、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2030 表2液压转向器厂作业单位建筑汇总表五、产品分析（P-Q分析） 每一种设备布置形式各有特点，分别适合不同的生产类型。产品产量分析是为了确定设施基本布置形式而采用的综合分析方法，同时也是物料重要等级分类的方法。企业生产的产品品种的多少及每种产品产量的高低，决定了工厂的生产类型，进而影响着工厂设备的布置形式。根据以上已知条件可知待布置设计的液压转向器厂的产品品种单一，产量较大，其年产量为60000台，属于大批大量生产，适合运用产品布置原则，采用流水线组织布置形式。这样能最大限度的满足固定品种产品的生产过程对空间和时间的客观要求，生产效率非常高，单件产品成本低，但其生产适应性即柔性差，对于液压转向器厂来说非常适合。3、 产品工艺过程分析（1）绘制液压转向器的工艺过程表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。下面表格是液压转向器零件加工工艺过程表产品名称件号材料单重(kg)计划年产量(套)年产总重(kg)连接块组件120钢0.09600005400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3 连接块组件产品名称件号材料单重(kg)计划年产量(套)年产总重(kg)前盖2HT2500.906000054000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机加工车间精铣、镗、钻804精密车间精镗955半成品库暂存 表4 前盖产品名称件号材料单重(kg)计划年产量(套)年产总重(kg)挡环420钢0.03600001800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5 挡环产品名称件号材料单重(kg)计划年产量(套)年产总重(kg)滑环520钢0.03600001800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 滑环产品名称件号材料单重(kg)计划年产量(套)年产总重(kg)联动器845钢0.276000016200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7 联动器产品名称件号材料单重(kg)计划年产量(套)年产总重(kg)阀体9HT2507.0060000420000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机加工车间精铣、镗704精密车间精镗905半成品库暂存 表8 阀体产品名称件号材料单重(kg)计划年产量(套)年产总重(kg)阀芯1045钢0.66000036000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机加工车间精车、钻、铣703热处理热处理4精密车间精磨995半成品库暂存 表9 阀芯产品名称件号材料单重(kg)计划年产量(套)年产总重(kg)阀套1120钢0.566000033600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10 阀套产品名称件号材料单重(kg)计划年产量(套)年产总重(kg)隔盘1220钢0.326000019200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11 隔盘产品名称件号材料单重(kg)计划年产量(套)年产总重(kg)限位柱1345钢0.0160000600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12 限位柱产品名称件号材料单重(kg)计划年产量(套)年产总重(kg)定子1440Cr1.206000072000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13 定子产品名称件号材料单重(kg)计划年产量(套)年产总重(kg)转子1545钢0.606000036000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906半成品库暂存 表14 轴子产品名称件号材料单重(kg)计划年产量(套)年产总重(kg)后盖1620钢0.806000048000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 表15 后盖（2）物流量的计算通过对产品加工、组装、检验等各加工阶段及各工艺过程路线的分析，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。 由表3至15得各自制件加工前重量和年总产量（m/年）计算如下： 连接块组件：0.09/0.55=0.164kg 废料：0.1640.09=0.074kg m年=0.0960000=5400kg 前 盖: 0.09/(0.950.800.60)=1.974kg 废料: m铸废=1.97440%=0.789kg 废料: m机废=1.97460%20%=0.237kg 废料: m铸废=1.97480%0.05%=0.047kg m年=0.9060000=54000kg挡 环: 0.03/0.40=0.075kg 废料: 0 .075-0.03=0.045kg m年=0.0360000=1800kg滑 环: 0.03/0.40=0.075kg 废料: 0.075-0.03=0.045kg m年=0.0360000=1800kg 联 动 器： 0.27/0.396=0.682kg 废料: 0.682-0.27=0.412kg m年=0.2760000=16200kg 阀 体: 7/0.378=18.519kg 废料: 18.519-7=11.519kg m年=760000=420000kg 阀 芯: 0.6/0.693=0.866 废料: 0.866-0.6=0.266kg m年=0.660000=36000kg 阀 套： 0.58/0.8=0.725kg 废料: 0.725-0.58=0.145kg m年=0.5860000=34800kg 隔 盘: 0.32/0.8=0.4kg 废料: 0.4-0.32=0.08kg m年=0.3260000=19200kg 限 位 柱： 0.01/(0.70.99)=0.0144kg 废料： m机废=0.01440.3=0.0043kg m精废=0.01440.70.01=0.0001kg m年=0.0160000=600kg 定 子： 1.2/(0.50.99)=2.424kg 废料： m机废=2.4240.5=1.212kg m精废=2.4240.50.01=0.021kg m年=1.2060000=72000kg 转 子： 0.60/(0.70.99)=0.866kg 废料： m机废=0.8660.3=0.260kg m精度=0.8660.70.01=0.006kg m年=0.6060000=36000kg 后 盖： 0.80/0.8=1.00kg 废料： 1.00-0.80=0.20kg m年=0.8060000=48000kg 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8450.682 39.60.270.412 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 （3）绘制液压转向器各零件的工艺流程图在大批量生产中，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。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.停滞 等待其他操作完成。5.存储 处于存储中。符号行动类别主要结果操作生产或完成运输移动检验鉴定停滞干扰存储保存原材料 原材料 机加工机加工0.6824111.1.9744 精密车间精密车间1.273废料0.40950.2376废料0.78950.0030.27废料废料60.047前盖组件 单位：kg 联动器组件 单位：kg 18.5190.8 0.2 机加工 原材料 原材料 14废料铸造7.429原材料 421 18.519 11.111 63.3335 7.778 废料 废料 0.778废料6 7 后盖组件 单位：kg 原材料 原材料 阀体组件 单位：kg 1 1 0.075机加工 4 机 0.154 0.03 4加 0.09 0.04566 0.074 废料 废料 连接块组件 单位：kg 挡环组件 单位：kg 原材料 原材料 0.4 1 1 机加工 0.075 机加工 44 原材料 0.08 66 0.045废料 废料 原材料 滑环组件 单位：kg 隔盘组件 单位：kg 1 0.0144 原材料 机加工 40.725 1 0.606 热处理 0.0043 3 废料 机加工 0.58 0.606 4 精密车间 5 0.60 6 0.1356 废料 0.006 废料 阀套组件 单位：kg 阀芯组件 单位：kg 热处理车间 2.424 2.424 31原材料 热处理0.0144 废料0.0043原材料 341 0.0101 4机加工 1.212 1.212 50.010 热处理车间3 1.212 废料 50.778废料6 0.01 0.866 原材料 1精密车间 定子组件 单位：kg1.20 废料 0.012 6限位柱组件 单位：kg 热处理车间 30.866 机加工 40.606 热处理车间0.260 3废料 精密车间 转子组件 单位：kg 废料 0.006 0.60 0.606 65 (4)产品总的工艺过程图 （5）绘制产品工艺工程表在多品种且批量较大的情况下，将各产品的生产的工艺流程汇总在一张表上，就形成了多种产品工艺过程表，在这张表上各产品工艺路线并列绘出，可以反映出各个产品的物流路径。产品工艺工程表作业单位阀体定子前盖后盖阀芯转子序号名称流程Djk流程Djk流程Djk流程Djk流程Djk流程Djk123456原材料库铸造机加工热处理精密加工半成品2 1211 122121122-122-1222222序号阀套隔盘联动器连接块挡环滑环限位柱流程Djk流程Djk流程Djk流程Djk流程Djk流程Djk流程Djk12345611111111111112222四、物流分析（1）绘制从至表从至表(单位：t) 至从123456789原材料库铸造间热处理间机加工精密间半成品组装间性能测试成品库1原材料库1229.46197.4238.5841665.4442铸造间737.7737.73热处理间197.4146.052343.4524机加工间146.052539.48109.8795.3325精密间634.2634.26半成品间767.39767.397组装间767.318153.41920.8688性能测试153.41613.9767.399成品库合计1229.46343.4521173.684685.532745920.86920.868767.316479.218编制(日期)审核(日期)（2）绘制物流强度总汇表 根据从至表汇总两单位间的物流强度表物流强度汇总表序号作业单位对物流量（kg）单位间物流强度(kg)年总物流强度(kg)11-21.974+18.51920.493122958027-812.7847+12.7847*20%*217.899107394036-712.784712.784776708248-912.784712.784776708252-41.184+11.1112.29473764065-60.9+0.27+7+0.6+0.01+1.2+0.610.5863480074-50.94752+0.2728+7.777988.998353989883-40.6062+0.01008+2.424+1.212+0.866+0.60625.72448343468.891-40.164+0.075+0.075+0.682+0.866+0.7+0.4+0.0144+13.9764238584101-32.424+0.8663.29197400113-50.6062+0.01008+1.212+0.60622.43448146068.8124-60.0902+0.03+0.03+0.56+0.32+0.81.8302109812 物流强度汇总表序号作业单位对数年物流量物流强度等级11-21229580A27-81073940A36-7767082E48-9767082E52-4737640E6