设施规划与物流分析课程设计-液压转向器厂总平面设计.doc

38设施规划与物流课程设计 中国矿业大学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姓 名：学 号：22080228指导教师：开始时间：2011年6月20日结束时间：2011年7月03日成 绩：目录第一章 课程设计任务要求 3 1.1课程设计题目 3 1.2课程设计目的 3 1.3 课程设计内容与要求 3 1.4 原始给定条件 3第二章 课程设计步骤 5 2.1 基本要素分析 5 2.2 物流分析13 2.3 作业单位相互关系分析19 2.4 作业单位间物流与非物流相互关系合并20 2.5 绘制作业单位位置相关图23 2.6 绘制作业单位面积相关图26 2.7 绘制工厂总平面布置可行方案图27 2.8 评价择优30第三章 制图标准与设计说明书格式 31 3.1 图符标准31 3.2 图样比例31 3.3标题栏与明细表格式31 3.4 规范图例32 3.5 设计说明书组成35 3.6 附录36第一章 课程设计任务要求1.1 课程设计题目 液压转向器厂总平面布置设计1.2 课程设计目的设施规划与物流分析是工业工程专业的主干专业课程，是工业工程学科的重要研究领域和分支之一。设施规划与设计着重研究设施总平面布置、车间布置及物料搬运等内容，目标是通过对设施的各组成部分的相互关系分析，合理布置，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。设施规划与物流分析课程设计是本课程的重要时间教学环节，要求学生综合运用所学专业知识，完成规定的工业实施布置设计的一次基本训练。其目的是：1、能正确运用工业工程基本原理及有关知识，学会对工业设施进行系统分析；2、通过对工程设施布置的实际设计，掌握系统布置设计方法的规范程序；3、通过课程设计，培养学生学会如何编写有关技术文件；4、通过课程设计，初步树立正确的设计思想，培养学生运用所学专业知识分析和解决实际问题的能力。1.3 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，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。1.4 原始给定条件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第二章 课程设计步骤2.1 基本要素分析 2.11 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，由22个零、组件构成，液压转向器的零、组件的名称、材料、单件重量列于表1中。我们生产的液压转向器，计划产量为6000。 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65Mn62000.028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）2.12 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。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12242.13 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。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13450.016000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 2.2 物流分析物流相关分析是机械制造厂平面布置的基础，主要从以下步骤来进行分析： 2.21 产品工艺过程分析 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。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2所示： a. 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。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（1）所示： 各个零件原料重量与成品重量对比表（1）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2HT2601.97445.60.91.074当环4200.075400.030.045滑环5200.075400.030.045联动器8450.68239.60.270.412阀体9HT25018.5237.8711.52阀芯10450.86669.30.60.266阀套11200.7800.560.14隔盘12200.4800.320.08限位柱13450.014469.30.010.0044定子1440Cr2.42449.51.21.224转子15450.86669.30.60.266后盖16201800.80.2b. 各个自制零部件工艺过程图（2） 自制零部件工艺过程图（2） c. 产品总的工艺过程图（3） 总的工艺过程图（3） 2.2 2物流强度分析a. 作业单位之间的物流强度 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（4），（5）如下： 物流强度汇总表（4）序号作业单位对数年物流量物流强度等级11-2122964A27-8107391.2A36-776708E48-976708E52-473782E65-663480I74-554006I83-434393.86I91-423859O101-319776O113-514617.86O124-610980Ob. 作业单位物流强度分析 由前面的物流强度汇总表(4) 可以求出物流强度统计图（6），并根据物流强度等级分划表（5）得出物流强度等级填入物流强度汇总表（4）最后一列中。 物流强度等级划分表（5）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 物流强度统计图（6）c. 填写作业单位物流相关表 作业单位物流相关表（7） 2.3 作业单位相互关系分析 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。 2.31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（8）所示： 液压转向器作业单位间相互关系密度理由（8）理由代码12345678理由工作流程的连续性生产服务物料搬运管理方便安全及污染公用设备及辅助震动人员关系 2.32 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，如表（9）所示： 作业单位相互关系等级（9）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 2.33 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（10）。如下图所示： 作业单位相互关系表（10）2.4 作业单位间物流与非物流相互关系合并 2.41 选用加权值。此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 2.42 综合相互关系计算，根据各作业单位配对之间物流和非物流关系等级的高低进行量化并加权求和，求出综合相互关系，见表（11）。当作业单位总量为N时，总的作业配对数P可用下式计算，即 P=N (N-1) /2 对该例题，N=11, 则 P=55，因此表（11）中共有55个作业单位配对，即55个相互关系。 2.43 划分综合相互关系密切程度等级。在表（11）中，综合关系分数取值范围为-112，按表（12）统计出各段作业单位配对比例，参考表（13）划分综合关系密切程度等级。 综合物流相关等级表（11）作业单位对关系 密级综合关系物流关系 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1-2A4I210E1-3O1I24O1-4O1I24O1-5U0U00U1-6U0U00U1-7U0U00U1-8U0U00U1-9U0U00U1-10U0U00U1-11U0I22U2-3U0E33O2-4E3I28I2-5U0X-1-1X2-6U0U00U2-7U0U00U2-8U0U00U2-9U0O11U2-10U0O11U2-11U0O11U3-4I2I26I3-5O1X-11U3-6U0I22U3-7U0O11U3-8U0U00U3-9U0U00U3-10U0O11U3-11U0O11U4-5I2X-13O4-6O1E35I4-7U0E33O4-8U0U00U4-9U0U00U4-10U0A44O4-11U0O11U5-6I2A48I5-7U0E33O5-8U0U00U5-9U0U00U5-10U0O11U5-11U0O11U6-7E3A410E6-8U0U00U6-9U0U00U6-10U0I22U6-11U0I22U7-8A4A412A7-9U0U00U7-10U0O11U7-11U0E33O8-9E3A410E8-10U0E33O8-11U0O11U9-10U0E33O9-11U0U00U10-11U0U00U 综合相互关系密切程度等级划分（12）总分关系密切程度等级作业单位配对数占总对数百分比（%）11-12A11.89-10E35.55-8I47.33-4O1018.20-2U3665.4-1X11.8总计55100 综合相互关系的等级及划分比例（13）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% 2.44 建立作业单位综合相互关系表。将表（11）的综合相互关系总分转化为关系密切程度等级，再画成作业单位综合相互关系图，如图（14）所示。有了这个相互关系图，按照前面介绍的方法就很容易画出平面布置图。 作业单位综合相互关系表（14）2.5 绘制作业单位位置相关图 2.51 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关系（14）得出综合接近程度排序表（15） 综合接近程度排序表(15)作业单位序号12345678910111E-3O-10-12E-3O-1I-2X-(-1)3O-1O-14O-1I-2I-2O-1I-2O-1O-15X-(-1)O-1I-2O-16I-2I-2E-37O-1O-1E-3A-4O-18A-4E-3O-19E-3O-110O-1O-1O-111O-1综合接近程度554837108431排序7846219310511 注：上表中A=4，E=3，I=2，O=1，U=0，X=-1，然后对表中的作业单位综合接近程度进行计算并排序；关系等级表示方式如表（16）所示 2.52 绘制作业单位面积相关图 规定关系程度为A级的作业单位对之间距离为一个单位距离长度，E级为两个单位距离长度，依次类推； （其中 表示储存区 表示加工区） 作业单位位置相关图（17） 2.6 绘制作业单位面积相关图 由作业位置相关图（17），我们可以作出作业面积相关图（18）如下所示：2.7 绘制工厂总平面布置可行方案图 方案一 ：方案二： 方案三：2.8 评价择优2.81 计算权重 列出一些重要影响因素，计算他们的权重如下表所示：评价指标评价得分权重物料搬运效率既方便性533.30%生产管理的方便性426.70%扩建可能性320.00%生产安全213.30%辅助服务方便性16.70%空间利用率00% 2.82 评选方案评价指标物料搬运效率既方便性生产管理的方便性扩建可能性生产安全辅助服务方便性空间利用率得分方案一2213231.933方案二3212232.133方案三1312321.8权重33.30%26.70%20.00%13.30%6.70%0%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。 第三章 制图标准与设计说明书格式3.1 图幅标准绘制工厂平面布置图时，应采用标准图幅，如图3-1及表3.1所示。图3-1 图样幅面表3.1 图样幅面尺寸 单位：mm幅面代号A0A1A2A3L1180841594420B841594420297c1010106a252525253.2 图样比例 绘制工厂总平面布置图一般采用缩小比例，如1:100，1:200，1:500，1:1000，1:2000，1:5000等.3.3 标题栏与明细表格式工厂总平面布置图标题栏与明细表格式参见表3.2。序号作业单位名称用 途建筑面积（m2）结构形式备注3.4 规范图例在工厂总平面布置图中，采用多种规范图例表示工厂的各组成部分。常用的规范图例参见表3.3。表3.3 总图设计图例名称图例说明新设计的建筑物1. 比例小于1:2000时，可以不画出入口。2. 需要时可以在右角上以点数（或数字表示层数3. 表示建筑编号新设计的有铁路引入的建筑物车间内铁路按实际长度画出原有的建筑物在设计中拟利用者，均应编号说明或在图上注明计划扩建的预留地或建筑物用细虚线表示拆除的建筑物转运站及通廊应注明转运站及通廊编号地下建筑物或构筑物用粗虚线表示散装物料露天堆场其他材料露天堆场或露天作业场铺砌场地当铺砌场地面积较大的，可局部表示敞篷或敞廊露天桥式吊车龙门吊车贮罐或水塔烟囱必要时可注明烟囱高度和用虚线表示烟囱基础围墙及大门上图表示砖石、混凝土及金属材料围墙下图表示镀锌铁丝网、篱笆等围墙台阶箭头表示下坡排水明沟1上图用于比例较大的图面中，下图用于比例较