某换热器厂总平面设施布置设计.doc

设施规划课程设计学 生 姓 名：学 号：专 业：工业工程设计题目：某换热器厂总平面设施布置设计指 导 教 师:2011年 01 月 5 日目 录 1 引言 12 作业单位的划分 23 确定换热器的生产工艺过程 23.1 零件的制作与外购 23.2 标准件、外购件与半成品暂存、组装等阶段 44 产品产量分析 45 产品工艺过程分析 45.1 绘制各零件的工艺过程图 45.2 绘制产品总工艺过程图66 物流分析76.1 计算物流量76.2 绘制从至表86.3 绘制物流强度汇总表96.4 划分物流强度等级9 6.5 绘制作业单位物流相关图10 7 作业单位非物流相互关系分析108 作业单位综合相互关系分析12 8.1 综合相互关系的计算128.2 建立作业单位综合相互关系图149 车间总平面布置149.1 综合接近程度149.2 作业单位位置相互图1510 总平面布置图16结束语 17参考文献 181 引言原始给定条件主要有：（1）工厂占地面积约8000m2，厂区南北为100m，东西宽80m.（2）该厂预计需要工300人，计划建成年产500套换热器的生产厂。（3）同时对换热器的有关结构参数如下：换热器由9个零件构成,外观图见图1.1，每个零件、组件的名称、材料、单件重量及年需求量均列于表1.1中1。图1.1 换热器表1.1 换热器零件明细表公司名称：换热设备有限责任公司产品名称U型管式换热器产品代号HRQ计划年产量500序号零件名称零件代号自制外购材料总计划需求量形状尺寸单件重量(kg)0管束0组合体500*16001管板1锻钢16M500*723002U型夹热管组235GruA500*362003防冲板3锻钢16M500*2504定距管410#500*4505拉杆5A3F500*1506折流板6A3F500*72507支持板735GruA500*361008螺母M28锻钢16Mn500*188309滑道板9石棉500*1702 作业单位的划分根据换热器 的结构及工艺特点，设立如表2.1所示的7个单位，分别承担原料储存、备料、热处理、加工与装配、等各项生产任务2。表2.1 作业单位建筑汇总表序号作业单位名称用途建筑面积（m*m）结构形式备注1原材料库下料30*27砖混2机加工车间车，钻36*27框架3结构车间焊27*18框架4热处理车间冲床、水压机27*27框架5冲压车间退火27*18框架6装配车间装配27*24框架7成品库成品储存27*12砖混3 确定换热器的生产工艺过程3.1 零件的制作与外购换热器上的标准件、异型件如U型夹热管组、螺母M2等都是采用外购、外协的方法获得，入厂后由半成品库保存，其他零件由本厂自制，其工艺过程分别见表3.1至表3.5所示3。表中各工艺加工前工件重量=该工序加工后工件的重量/该工序材料利用率4。表3.1 管束加工工艺过程表产品名称零件号材料单件重量（kg）计划年产量（套）年产总重（kg）管束0锻钢16M600500300000序号作业单位名称工序内容工序材料利用率（%）1原料库下料2结构车间亚弧焊803热处理退火764冲压车间冲压955装配车间装配 表3.2 管板加工工艺过程表产品名称零件号材料单件重量（kg）计划年产量（套）年产总重（kg）管板1组合体300500150000序号作业单位名称工序内容工序材料利用率（%）1原料库下料 2机加车间车、钻783结构车间堆焊754冲压车间冲压955装配车间装配 表3.3 定距管加工工艺过程表产品名称零件号材料单件重量（kg）计划年产量（套）年产总重（t）定距管410#5050025000序号作业单位名称工序内容工序材料利用率（%）1原料库下料 2机加车间车753结构车间堆焊754冲压车间冲压905装配车间装配 表3.4 拉杆加工工艺过程表产品名称零件号材料单件重量（kg）计划年产量（套）年产总重（kg）拉杆5A3F5050025000序号作业单位名称工序内容工序材料利用率（%）1原料库下料 2机加车间车753结构车间堆焊754冲压车间冲压955装配车间装配 表3.5 折流板加工工艺过程表产品名称零件号材料单件重量（kg）计划年产量（套）年产总重（kg）折流板 6A3F 505025000序号作业单位名称工序内容工序材料利用率（%）1原料库下料 2机加车间车、钻753结构车间堆焊754冲压车间冲压955装配车间装配 3.2 标准件、外购件与半成品暂存、组装等阶段生产出的零件、组件经检验合格后，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5。所有零件、组件在组装车间集中组装成换热器成品。所有组装出的换热器均需进行性能试验，不合格的就在组装车间进行修复，合格后送入成品库，即不考虑成品组装不了的情况。所有合格换热器存放在成品库等待出厂6。4 产品产量分析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，待布置设计的换热器厂的产品品种单一，产量较大，其年产量为500套，属于大批量生产，适合按产品的原则布置，宜采用流水线的组织形式7。5 产品工艺过程分析5.1 绘制各零件的工艺过程图根据各零件的加工工艺过程与物流量，绘制各零件的工艺过程如图5.1到图5.5所示8。图中序号分别为：1.原材料库。2.机加工车间。3.结构车间。4.热处理车间。5.冲压车间。6.装配车间。7.成品库。1539.811038.82421.13118.7207.8831315.8.834199.4631.6105.3530055006677图5.2 管板工艺过程图5.1 管束工艺过程12356图5.4 拉杆工艺过程93.670.252.75017.523.417.523.418.524.712356图5.3 定距管工艺过程98.874.155.65012356图5.5 折流板工艺过程93.670.252.75023.417.55.2 绘制产品总工艺过程图换热器总的生产过程可分为零件的加工阶段总装阶段性能实验阶段，所有零件，组件在组装车间集中组装。将换热器所有工艺过程汇总在一张图上，得到换热器总工艺过程图5.6，该图清楚的表示出换热器生产的全过程以及各工序单位之间的物流情况，为进一步进行深入的物流分析奠定了基础9。管板管束1111123523523523524折流板拉杆576图5.6 换热器总工艺过程图定距管6 物流分析6.1 计算物流量通过对产品的加工、组装、检验等各种加工阶段以及各工艺过程路线的分析，计算每个工艺过程各工序加工前工件单位质量及产生的余量重量，并根据全年生产量计算全年物流量。具体计算过程如表6.1所示。表6.1 全年物流产品名称毛重/kg余料/kg机加工余量结构余量热处理余量冲压余量全年总质量管束600/（0.8*0.76*0.95）=1038.81038.8*0.8=8311038.8*0.8*0.76=631.63.9860*0.8*0.76*0.95=600600*500=300000管板300/(0.78*0.75*0.95)=539.8539.8*0.78=421.1539.8*0.78*0.75=315.8539.8*0.78*0.75*0.95=300300*500*72=10800000定距管50/(0.75*0.75*0.90)=98.898.8*0.75=74.198.8*0.75*0.75=55.6 98.8*0.75*0.75*0.9=5050*500*4=100000拉杆50/(0.75*0.75*0.95)=93.693.6*0.75=70.293.6*0.75*0.75=52.793.6*0.75*0.75*0.95=5050*500=25000折流板50/(0.75*0.75*0.95)=93.693.6*0.75=70.293.6*0.75*0.75=52.7 93.6*0.75*0.75*0.95=5050*500*72=18000006.2 绘制从至表根据换热器总工艺过程图5.6，绘制出换热器工艺过程物流从至表。如表6.2 所示 至从1234567合计原材料库机加工车间结构车间热处理车间冲压车间装配车间成品库1原材料库8251038.81863.82机加工车间635.8635.83结构车间 1307.8 1307.84热处理车间631.6631.65冲压车间 9509506装配车间 9509507成品库 合计8251674.6 1939.4950950 表6.2 换热器工艺过程物流从至表（单位kg)6.3 绘制物流强度汇总表根据产品的工艺过程和物流从至表，统计各单位之间的物流强度，并将物流强度汇总到物流强度汇总表6.3之中。表6.3 物流强度汇总表序号作业单位对（路线）物流强度/t1128252131038.8323635.84351307.8545631.56569507679506.4 划分物流强度等级由于直接分析大量物流数据比较困难，而且也无必要，SLP中将物流强度转达化成5个等级，分别用符号A，E，I，O，U表示，其物流强度逐渐减少，对应着超高物流强度，特高物流强度，较大物流强度，一般物流强度和可忽略搬运5种物流状况。作业单位对或称为物流路线的物流强度等级，应按物流路线比例或承担见表6.4。表6.4 物流强度分析表序号作业单位对（路线）物流强度（单位：t）500 650 800 950 1050 1200 1350 1500物流强度等级135A213A356E467E512I623O745O6.5 绘制作业单位物流相关图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，仿照从至表结构造一种作单位之间物流相互关系表，称之为物流相关表如下表6.5所示。表6.5 物流相关表序号作业单位序号1234567作业单位名称原材料库机加工车间结构车间热处理车间冲压车间装配车间成品库1原材料库AIUUUU2机加工车间AEUUUU3结构车间IEIOUU4热处理车间UUIOUU5冲压车间UUOOUU6装配车间UUUUUU7成品库UUUUUUOOUEUUUAUUUUUUUUUUAEI作业单位名称2机加工车间7 成品库6 装配车间4热处理车间3 结构车间1 原材料库5 冲压车间图6.1 作业单位物流相关图根据表6.5物流强度相关表的分析，绘制作业单位物流相关图，见图6.1。7 作业单位非物流相互关系分析针对换热器生产特点，制定各作业单位间相互关系密切程度理由及等级划分如表7.1和表7.2所示。根据表7.1和7.2制定换热器“基准相互关系”（见表7.3），在此基础上建立非物流作业单位相互关系图，如图7.1所示。表7.1 各作业单位关系密切程度理由编号理由编号理由1工作流程的连续性5安全及污染2生产服务6振动，噪声，烟尘3物料搬运7人员联系4管理方便8信息传递表7.2 作业单位基准相互关系等级表符号含义说明比例A绝对重要25E特别重要310I重要515 O一般密切程度1025U不重要4580X负的密切程度不希望接近表7.3 作业单位基准相互关系表字母作业单位对密切程度理由A原材料库与机加工车间搬运物料的数量、次数以及类似的搬运问题E原材料库与结构车间；结构车间与冲压车间； 机加工车间与结构车间搬运物料的数量和形式不可损坏没有包装的物品服务的频繁和紧急程度I装配车间与成品库；冲压车间和装配车间；热处理车间与结构车间搬运物料的数量和频数以及类似的搬运问题服务的频繁程度O冲压车间与热处理车间；装配车间与成品库联系频繁程度管理方便U原材料库与装配车间、冲压车间、热处理车间、成品库 接触不多、不常联系联系密切程度不大X机加工车间与成品库, 冲压车间与成品库灰尘、噪声、振动、异味、烟尘I/3X/5O/6U/1U/5I/3U/7O/8I/1E/1X/6U/5U/5O/6E/3U/3U/2U/2U/3E/4A/3作业单位名称2机加工车7 成品库6 装配车间4热处理车间3结构车间1原材料库5 冲压车间图7.1 作业单位非物流相关图图8 作业单位综合相互关系分析从图6.1和图7.1可知，换热器作业单位物流相互关系关与非物流相互关系不一致。为了确定各作业单位之间综合相互关系密切程度，需要将两表合作后再进行分析判断。8.1 综合相互关系的计算加权值的大小反映工厂布置时考虑因素的侧重点10。对于该厂来说，物流因素对车间的布置与非物流对车间布置的影响并不明显，因此取加权值m:n=1:1。根据该厂各作业单位对之间物流与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。一般取A=4，E=3，I=2，O=1，U=0，X=-1。当作业单位数目为7时，总作业单位对数为：N=7*（7-1）/2=21,式中，N为作业单位对数，因此表8.1中将有21个作业单位对，即将有21个相互关系。表8.1 作业单位之间综合相互关系计算表作业单位对关系密切综合关系物流关系 加权值：1非物流关系 加权值：1分数等级分数等级分数等级122I4A6E134A3E7A140U0U0U150UOU0U160UOU0U170U0U0U231O3E4I240U1O1O250U0U0U260U0U0U270U-1X-1X340U3E3I354A2I6A360U1O1O370U0U0U451O2I5E460U0U0U470UOU1O563E1O4I570U-1X-1X673E2I5E根据表8.2统计出各段分值作业单位对的比例，划分综合关系密集如表8.3所示。当分值为7-8时，综合关系密级定为A级；分值为4-6时，综合关系密级定为E级；分值为2-3时，综合关系密级定为I级；分值为1时，综合相互关系定为O级；分值为0时，综合相互关系定为U级；分值为-1时，综合相互关系定为X级11。表8.2 综合相互关系密级与划分比例关系等级符号作业单位对数比例（%）绝对必要靠近A13特别重要靠近E25重要I38一般O515不重要U2085不希望靠近X010表8.3 综合相互关系密级等级划分总分关系等级作业单位对数百分比（%）7-8A29.54-6E314.32-3I314.31O314.30U838.1-1X29.5合计211008.2 建立作业单位综合相互关系图EIIEUUOAOUXOUUXUUUAIE作业单位名称2机加工车间7 成品库6 装配车间4热处理车间3 结构车间1 原材料库5 冲压车间图8.1 作业单位物流相关图将表8.1中的综合相互关系总分转化为关系密级等级，绘制成作业单位综合相互关系图，见图8.1作业单位物流相关图。9 车间总平面布置9.1 综合接近程度由于空调厂作业单位之间相互关系数目较多，为绘图方便，先计算各作业单位的综合接近程度12。综合接近程度分数越高，说明该作业单位越应该靠近布置图的中心;分数越低，说明该作业单位应该远离布置图的中心，最好处于布置图的边缘13。因此，布置设计应该按综合接近程度分数高低顺序进行，即按综合接近程度分数高低顺序来布置作业单位顺序14，见表综合接近程度排序表。表9.1 综合接近程度排序表 至从1234567原材料库机加工车间结构车间热处理车间冲压车间装配车间成品库1原材料库E/3A/4U/0U/0U/0U/02机加工车间E/3I/2O/1U/0U/0X/-13结构车间A/4I/2I/2A/4O/1U/04热处理车间U/0O/1I/2E/3U/0O/15冲压车间U/0U/0A/4E/3I/2X/-16装配车间U/1U/0O/1U/0I/2E/37成品库U/0X/-1U/0O/1X/-1E/3综合接近程度85137862排序2614357根据表9.1得到各作业单位布置顺序依次为：1.结构车间，2.原材料库，3.冲压车间，4.热处理车间，5.装配车间，6.机加工车间7.成品库。9.2 作业单位位置相互图在绘制作业单位位置关系图时，作业单位之间的相互关系用表9.2所示的连线类型来表示，用相应符号来表示作业单位，以便区分作业单位的性质15。作业单位位置关系图见图9.1。表9.2 关系密切表示法符号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1234576图9.1 作业单位位置相关图10 总平面布置图根据位置相关图，结合原始即定条件，厂房车间面积大小绘制总平面布局图见图10.1。图10.1 换热器厂总平面布置图结 束 语通过两周的课程设计，不仅使我系统地重新温习，再学习了设施规划的相关专业知识，同时培养了自己自主自觉的思考和动手能力。尽管设计过程中发现了不少问题,但在学着掌握和消化这些理论知识并用于实践，使我对于枯燥的理论知识有了更进一步的认识和理解。通过设计，我更进一步的了解和认识了SLP方法，从工业工程基本原理及物流专业知识入手，对工厂生产系统进行分析；通过对工厂布置设计过程的实际操作，熟悉了系统布置设计方法中