设施规划与物流课程设计-液压转向器厂总平面布置设计.doc

设施规划与物流课程设计任务书（工业工程专业用）湖南科技大学能源与安全工程学院工业工程系2014年5月目 录第一章 课程设计任务书1一、课程设计题目1二、课程设计目的1三、课程设计内容与要求1四、原始给定条件1第二章 课程设计步骤10一、基本要素分析10二、物流分析10三、作业单位相互关系分析10四、作业单位间物流与非物流相互关系合并11五、绘制作业单位位置相关图11六、绘制作业单位面积相关图11七、绘制工厂总平面布置可行方案图12八、评价择优12第三章 制图标准与设计说明书格式13一、图幅标准13二、图样比例13三、标题栏与明细表格式13四、规范图例14五、设计说明书组成17六、附录18第一章 课程设计任务书一、课程设计题目液压转向器厂总平面布置设计。二、课程设计目的设施规划与物流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。设施规划与物流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。设施规划与物流课程设计是本课程的重要实践教学环节，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。三、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。四、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1、液压转向器结构及有关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、加工与装配、产品性能试验、生产管理与服务等各项生产任务。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，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。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）（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。4、自然气象条件自然气象等条件按学生所在地的条件加以考虑。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1224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）联动轴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）阀 体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半成品库暂存第二章 课程设计步骤良好的设计程序是工厂总平面布置设计成功的关键，为保证设计质量、减少设计中的反复，可以参考下述步骤进行液压转向器厂总平面布置设计。一、基本要素分析在本课程设计任务书及给定原始条件中，已经给出了待布置设计的液压转向器厂的产品、产量、工艺工程、作业单位划分情况及时间安排等基本要素。在此，重要地是要清楚地了解产品的组成及各个零件的制作工艺路线，为进一步的物流分析做好准备。二、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。1、产品工艺过程分析（1）分析给定的工艺过程表，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。（2）分别绘制各个自制零、组件工艺过程图。（3）汇总形成产品总的工艺过程图，特别注明各工序（作业单位）之间的全年物流量。2、物流分析（1）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、逆物流强度之和，统计的结果填入物流强度汇总表。（2）将各作业单位的物流强度按大小排序，自大到小填入物流强度分析表，根据物流强度分布比例划分物流强度等级。（3）填写作业单位物流相关表。三、作业单位相互关系分析按下列步骤进行作业单位相互关系分析：（1）明确各作业单位的特点：包括工作内容、工作性质（生产、仓储、管理、生产服务或生活服务等），有无振动、噪声、烟尘及异味等环境污染。（2）明确各作业单位间的重要联系，包括工艺流程、物流方面联系和加工性质相似性、生产管理、人员等方面联系。（3）明确存在环境污染的作业单位对其它作业单位的影响。（4）整理出作业单位相互关系影响因素，约8到10条。（5）确定各个作业单位之间影响相互关系的因素，并初步确定相互关系等级。（6）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填入作业单位相互关系表。四、作业单位间物流与非物流相互关系合并（1）通过产品特点分析，明确物流对生产的影响大小，确定出物流与非物流相互关系相对重要性（加权值）。（2）利用作业单位间综合相互关系表，量化物流与非物流相互关系等级，计算合并后的综合相互关系分数。（3）统计各段分数作业单位的比例，划分综合相互关系等级。（4）填写作业单位综合相互关系表。五、绘制作业单位位置相关图1、综合接近程度计算利用综合接近程度排序表，量化综合相互关系等级，并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。2、绘制作业单位位置相关图按A、E、I、O、U、X级顺序，处理各级作业单位对之间的相互位置，同级作业单位按综合接近程度分数的高低顺序，安排各作业单位的位置，作业单位不同级别的距离可自己指定。六、绘制作业单位面积相关图（1）按待布置工厂构成的复杂程度，选择图幅大小，工厂越复杂图幅越大。（2）按图样大小与厂区大小比例选择绘图比例，绘图比例一般取为图样长度：厂区长度/2 或 图样宽度：厂区宽度/2 中的较小值，并圆整成标准值。（3）将作业单位位置相关图放大到面积相关图图样上，放大时应使位置相关图居中布置，并在各作业单位之间留有尽量大的空间。（4）按综合接近程度高低顺序，将各作业单位面积汇入面积相关图中，若预留空间足够，则可适当调整。七、绘制工厂总平面布置可行方案图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。考虑上述各种因素，整理出三套可行布置方案，按制图标准绘制成工厂总平面布置方案图。八、评价择优（1）选择方案评价因素，如物料搬运效率及方便性、扩建可能性、生产管理的方便性、防止污染、安全生产、辅助服务方便性等（具体评价因素可按自己的考虑再添加）。（2）确定各因素的相对重要性（权值）。（3）评比各方案的优劣等级。（4）计算各方案的得分，得分最高的为最佳方案。第三章 制图标准与设计说明书格式一、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A0A1A2A3L1180841594420B841594420297c1010106a25252525二、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。三、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）结构形式备注工程名称图号设计年 月 日工程项目图样内容比例绘图年 月 日阶段审核年 月 日第 张共 张表3.2 平面布置图标题栏与明细表四、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，下图用于比例较小的图面中有盖的排水沟2 . 6表示6%，为沟底纵坡度，40.00表示变坡点间距离，箭头表示流水方向新设计的道路1. R为道路弯转半径，150.00表示路面中心标高，6表示6%，为纵坡度，101.00表示变坡点间距离2. 图中斜线为道路断面示意，根据实际需要绘制3. 箭头表示流水方向4. 上图一般用于厂内道路 下图一般用于矿区道路原有道路计划的道路人行道桥梁上图表示公路段下图表示铁路段新设计的标准轨距铁路窄轨铁路与其相同。若画在同一张图上则线条应较准轨稍细原有的标准轨距铁路计划扩建的标准轨距铁路轨道衡粗线表示铁路汽车衡站台左侧表示坡道，右侧表示台阶，使用时按实际情况绘制草地树丛五、设计说明书组成设计说明书是整个设计工作的总结，是设计成果的书面表述和重要组成部分。设计说明书应由封面、设计任务书、评语、正文目录、正文及参考文献等构成。（1）封面：封面应注明课程设计说明书名称、学生姓名、指导教师姓名等内容。（2）设计任务书：设计任务书应给出设计题目、设计内容与要求等。（3）评语：在学生完成设计任务后，由指导教师根据学生完成设计情况写出适当的评语并签名，供存档用。（4）正文目录：按章、节列出正文目录。（5）正文：正文应包括整个设计过程的主要内容，及包括所有设计步骤、表格及必要的简图，要求计算准确、条理清楚，系统性、逻辑性强。（6）参考文献：说明书最后应列出设计过程中参考书籍、资料及论文等。参考