设施规划与物流分析课程设计-液压转向器厂总平面布置设计.doc

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： 01110266 指导教师： 开始时间： 2014年6月25日 结束时间： 2012年7月3日 成 绩： 设施规划与物流分析课程设计任务书姓名： 陈成亮 学号： 01110266 年（班）级： 2011级 地点： 课程设计题目： 液压转向器厂总平面布置设计 课程设计内容与要求：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。设施规划与物流分析课程设计评语评语：成绩： 指导教师： 日 期： 年 月 日 目录1概述11.1设计目标12基本要素分析22.1液压转向器结构及有关参数22.2作业单位划分42.3液压转向器生产工艺过程53物流分析113.1产品工艺过程分析113.1.1分析给定的工艺过程表113.1.2各个自制零部件工艺过程图133.1.3 产品总的工艺过程图173.2物流分析183.2.1 根据产品总的工艺过程图184作业单位相互关系分析-非物流205作业单位综合相关分析225.1综合物流相关等级表225.2综合物流相关等级与比例划分表245.3作业单位综合相互关系表256绘制作业单位位置相关图267绘制作业单位面积相关图278评价方案并择优298.1 模糊综合评价法进行方案择优298.2择优结果309 总结31参考文献311概述当地现有一叉车修理厂，占地面积为18000m2，厂区南北长为200m，东西宽为90m，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6500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1.1设计目标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。2基本要素分析2.1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）2.2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。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122412废料堆存区堆存加工产生的废料露天/每个月处理1次2.3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。3.1 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。3.2 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。3.3 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-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3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。3.1产品工艺过程分析3.1.1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。表-16 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)全年原料重量（kg）全年废料重量(kg)连接块组件12001645500900741066481前盖2HT260197445.60901074128316974.5挡环4200075400030045487.5292.5滑环5200075400030045487.5292.5联动器845068239.6027041244332678阀体9HT2501851937.870011519120375.569815.57阀芯1045086669.3060026656291729阀套112007008005601404500910隔盘122004008003200802600520限位柱1345001469.3001000493.628.3定子1440Cr242449.51201224157567956转子1545086669.3060026656291729后盖16201.000800800200650013003.1.2各个自制零部件工艺过程图 连接块组件工艺过程图 前盖工艺过程图 挡环工艺过程图 滑环工艺过程图 联动器工艺过程图 阀体工艺过程图 阀芯工艺过程图 阀套工艺过程图 隔盘工艺过程图 限位柱工艺过程图 定子工艺过程图 转子工艺过程图后盖工艺过程图 图-3 自制零部件工艺过程图(单位：kg)3.1.3 产品总的工艺过程图 图-4 液压转向器总工艺流程图 (单位：kg)3.2物流分析 3.2.1 根据产品总的工艺过程图进行当量物流量的分析，可结合背景进行初步设定搬运的设备和搬运单元，然后对物流系统中的主要物料进行分类研究，最后进行当量物流量的折算，具体折算方法可为反推法，当量系数法或者玛格数法。把当量物流量填入规范的从至表中，并标注当量物流量单位。(采用当量系数法)表-17 当量物流强度汇总表序号作业单位对单位间物流强度(kg)物料当量系数Ki单位间当量物流量（kg）年总当量物流强度(kg)1 7817.58 0.26 22.16 144012.96 2 1220.49 0.00 20.49 133199.32 3 8912.56 0.26 15.83 102866.40 4 6712.56 0.18 14.82 96335.20 5 2412.30 0.20 14.75 95903.51 6 5610.58 0.18 12.48 81148.60 7 459.00 0.18 10.62 69013.69 8 2128.20 0.25 10.25 66599.66 9 4126.23 0.33 8.28 53816.83 10 345.72 0.21 6.93 45022.30 11 143.98 0.00 3.98 25841.96 12 133.29 0.00 3.29 21385.28 13 352.43 0.16 2.82 18354.95 14 461.83 0.18 2.16 14036.10 15 5120.80 0.20 0.97 6277.82 表-18 物流强度等级划分表 由当量物流强度汇总表（表-17）和物流强度等级划分表（表-18）可以得出物流强度分析表（表-19）表-19 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178A212A389A467E524E656E745I8212I9412I1034O1114O1213O1335O1446O15512O由物流强度分析表（表-19）得到液压转向器厂作业单位物流相关图（图-5）图5液压转向器厂作业单位物流相关图4作业单位相互关系分析-非物流（1）应该明确各作业单位的特点：包括工作内容、工作性质（生产、储存、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。表4-1作业单位的特点分析表序号作业单位名称工作内容工作性质环境污染备注1原材料库储存钢材、铸锭仓储装卸噪音、空气污染2铸造车间铸造生产粉尘、空气污染3热处理车间热处理生产空气污染、热辐射、烟尘4机加工车间牢、铣、钻削生产噪声、振动5精密车间精镗、磨削生产噪声6标准件、半成品库储存外购件、半成品仓储防火7组装车间组装转向器生产8性能试验室转向器性能检验生产9成品库成品储存仓储防火10办公、服务楼办公室、食堂等管理安静11设备维修车间机床维修生产服务12废料堆存区堆存加工产生的废料仓储空气污染露天/每月处理一次（2）明确各单位间的重要联系，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他作业单位的影响。污染的源单位受影响单位影响原因原材料库办公、服务楼货物装卸噪音，空气污染铸造车间办公、服务楼，成品库粉尘、空气污染热处理车间办公、服务楼，半成品库，成品库，性能试验室、原材料库空气污染、热辐射、安全隐患机加工车间办公、服务楼，性能试验室噪声、振动精密加工车间办公、服务楼噪声废料堆存区办公、服务楼空气污染（4）整理出作业单位相互关系因素，约8到10条。编号影响因素编号影响因素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（5）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-21所示：表-21作业单位相互关系等级划分比例相互关系密切程度等级符号作业单位对比例(%)相互关系密切程度等级符号作业单位对比例(%)绝对必要靠近A25一般O1025特别重要靠近E310不重要U4580重要I515不希望靠近X酌情而定表-22 作业单位相互关系表作业单位序号123456789101112作业单位序号作业单位名称原材料库铸造车间热处理车间机加工车间精密车间半成品库组装车间性能实验室成品库办公服务楼设备维修车间废料堆存区 1原材料库I/3O/3I/3UUUUUUUU2铸造车间I/3UE/1X/7UUX/7UO/7UI/13热处理车间O/3UA/1I/1，7O/1O/1UUO/4UU4机加工车间I/3E/1A/1E/1，3E/5E/1，3UUO/4O/2，8I/15精密车间UX/7I/1，7E/1，3A/1E/3UUO/4O/4，8I/16半成品库UUO/1E/5A/1A/3UUI/4O/8U7组装车间UUO/1E/1，3E/3A/3A/1UI/4UU8性能实验室UX/7UUUUA/1A/1E/4O/2U9成品库UUUUUUUA/1E/4UU10办公服务楼UO/7O/4O/4O/4I/41/4E/4E/4UU11设备维修车间UUUO/2，8O/4，8O/8UO/2UUU12废料堆存区UI/1UI/1I/1UUUUUU5作业单位综合相关分析5.1综合物流相关等级表（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。（加权值物流2，非物流1），利用作业单位件综合相互关系表，量化物流与非物流相互关系等级，计算合并后的相互关系分数。表-23 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112A4I210E213O1O13O314O1I24O415U0U00U516U0U00U617U0U00U718U0U00U819U0U00U9110U0U00U10111U0U00U11112U0U00U1223U0U00U1324E3E39E1425U0X-1-1X1526U0U00U1627U0U00U1728U0X-1-1X1829U0U00U19210U0O11U20211U0U00U21212U0I22U2234O1A46I2335O1I24O2436U0O11U2537U0O11U2638U0U00U2739U0U00U28310U0011U29311U0U00U30312U0U00U3145I2E37I3246O1E35O3347U0E33O3448U0U00U3549U0U00U36410U0O11U37411U0O11U38412I2I26I3956E3A410E4057U0E33O4158U0U00U4259U0U00U43510U0O11U44511U0O11U45512O1I24O4667E3A410E4768U0U00U4869U0U00U49610U0I22U50611U0O11U51612U0U00U5278A4A412A5379U0U00U54710U0I22U55711U0U00U56712U0U00U5789A4A412A58810O1E35O59811U0O11U60812U0U00U61910O1E35O62911U0U00U63912U0U00U641011U0U00U651012U0U00U661112U0U00U5.2综合物流相关等级与比例划分表表-24 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（%）11，12A23.039，10E46.066，7，8I34.553，4，5O913.640，1，2U4669.70-1，-2X23.03合 计661005.3作业单位综合相互关系表表-25作业单位综合相互关系表123456789101112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性能试验室办公服务楼设备维修车间废料堆存区1原材料库E/3O/1O/1U/0U/0U/0U/0U/0U/0U/0U/02铸造车间 E/3U/0E/3X/-1U/0U/0X/-1U/0U/0U/0U/03热处理车间O/1U/0I/2O/1U/0U/0U/0U/0U/0U/0U/04机加工车间O/1E/3I /2I/2O/1O/1U/0U/0U/0U/0I/25精密车间U/0X/-1O/1I/2E/3O/1U/0U/0U/0U/0O/16标准件半成品库U/0U/0U/0O/1E/3E/3U/0U/0U/0U/0U/07组装车间U/0U/0U/0O/1O/1E/3A/4U/0U/0U/0U/08性能试验室U/0X/-1U/0U/0U/0U/0A/4A/4O/1U/0U/09成品库U/0U/0U/0U/0U/0U/0U/0A/4O/1U/0U/010办公服务楼U/0U/0U/0U/0U/0U/0U/0O/1O/1U/0U/011设备维修车间U/0U/0U/0U/0U/0U/0U/0U/0U/0U/0U/012废料堆存区U/0U/0U/0I/2O/1U/0U/0U/0U/0U/0U/0综合接近程度5441297985203排序789135246111210 6绘制作业单位位置相关图表-26 关系等级表示方式表规定关系程度为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 表示办公区 ）（1） 处理相关程度为A级的作业单位对：（2） 从作业单位综合关系表中取出A级关系作业单位对，有 7-8共涉及2个作业单位，按综合接近程度排序为7,8；（3） 将综合接近程度排序最高的作业单位7布置在位置相关图的中心位置；（4） 处理作业单位对7-8将作业单位8布置到与作业单位7相距为一个单位距离长度的位置上。（5） 依次处理E，I，O，U，X，直至处理完毕，并修改成功，最终的作业单位位置相关图，如下图所示： 7绘制作业单位面积相关图（1）按待布置工厂结构复杂程度，选择图幅大小，工厂越复杂图幅越大。（2）按图样大小与工厂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，放大时应该是位置相关图居中布置，并在各作业单