基于系统布置设计法(SLP)对某转向器厂的改建设计

物流工程课 程 设 计题目：基于系统布置设计法（SLP）对某转向器厂的改建设计二O一三年七月目录摘要31概述42基本要素分析42.1液压转向器结构及有关参数42.2作业单位划分72.3液压转向器生产工艺过程73物流分析133.1产品工艺过程分析133.2物流强度分析184作业单位非物流相关分析204.1作业单位相互关系理由204.2作业单位相互关系等级204.3作业单位相互关系205作业单位综合相关分析225.1 综合物流相关等级225.2作业单位综合接近程度246作业单位位置相关分析246.1 绘制作业单位位置相关图247作业单位面积相关分析277.1.作业单位面积相关图278工厂总平面布置可行方案289评价方案并择优30参考文献31摘要某液压转向器厂，因发展需要，将改建成一个年产量达6000套的新厂房，现用SLP方法对新厂房进行系统布置设计，为新厂房绘制蓝图。在SLP分析设计的过程中，采用物理分析中的工艺过程分析，物理强度分析，物理相关性分析和非物流相关分析等方法，对厂房的建设进行了一定的分析和评估，最终采用加权评分法评选出最优方案，得出厂房建设的最优平面设计方案。【关键词】 厂房设计，SLP系统布置设计，物流分析1概述某地有一液压转向器厂，占地面积为16000m2，厂区南北方向的长度为200m，东西方向的宽度为80m，所处地理位置如图2-1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，现需要完成工厂总平面布置设计。工厂平面设计主要采用1961年，美国理查德缪瑟 (Richard Muther)提出的系统布置设计(Systematic Layout Planning，SLP)理论，简称SLP法。它是基于流程导向布局的一种布置方法，以大量的图表分析为手段，以物流费用最小为目标，将物流关系分析与非物流关系分析相结合，求得合理的设施布置。这是当前企业进行工厂、车间布局设计的主流方法，对于生产物流改善工程中的布局和优化能起到相当重要的作用。新厂址和地块图2-1 待建液压转向器厂厂区图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2-2、2-3所示，有22个零部件构成，每个零、组件的名称、材料、单间重量及年需求量均列于表2-1中。图2-2 液压转向器结构图1图2-3 液压转向器结构图2表2-1 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6000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2-2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2-2 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12242.3 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。2.3.1 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2-3至表2-15。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。2.3.2 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。2.3.3 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2-3 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4机加工车间车、镗、压装556半成品库暂存表2-4 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604机加工车间粗铣、镗、钻805精密车间精镗956半成品库暂存表2-5 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5机加工车间车削406半成品库暂存表2-6 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5机加工车间车削406半成品库暂存表2-7 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4机加工车间车、铣405精密车间精磨996半成品库暂存表2-8 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2-9 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4机加工车间粗车、钻、铣703热处理车间热处理5精密车间精磨996半成品库暂存表2-10 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4机加工车间车削806半成品库暂存表2-11 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4机加工车间铣、钻806半成品库暂存表2-12 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4机加工车间车、镗703热处理车间热处理5精密车间端磨996半成品库暂存表2-13 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3热处理车间退火4机加工车间车、钻、插、铣503热处理车间调质5精密车间研磨996半成品库暂存表2-14 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3热处理车间正火4机加工车间车、铣、钻703热处理车间淬火5精密车间研磨996半成品库暂存表2-15 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4机加工车间车、钻806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 重量计算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3-1 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120017550090081020480前盖2HT26019945.2090109119406540挡环4200075400030045450270滑环5200075400030045450270联动器845068339.5027041340982478阀体9HT250185437.8700115411124069240阀芯1045086669.3060026651961596阀套112007800560144200840隔盘122004800320082400480限位柱1345001662.500100069636定子1440Cr242449.51201224145447344转子1545086669.3060026651961596后盖162018008002600012003.1.2 各个自制零部件工艺图3-1 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3-2 总的工艺过程图3.2 物流强度分析 3.2.1 物流强度计算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。统计的结果填入物流强度汇总表。表3-2 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)11-21.99+18.5420.5312318027-812.785+12.785*20%*217.89910739436-712.78512.7857671048-912.78512.7857671052-41.19+11.1212.317386065-60.9+0.27+7+0.6+0.01+1.2+0.610.586348074-50.95+0.273+7.789.0035401883-40.606+0.011+2.424+1.212+0.866+0.6065.7253435091-40.17+0.075+0.075+0.683+0.866+0.7+0.4+0.016+13.98523910101-32.424+0.8663.2919740113-50.606+0.011+1.212+0.6062.43514610124-60.09+0.03+0.03+0.56+0.32+0.81.8310980表3-3 物流强度等级划分表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A（4）1040特高物流强度E（3）2030较大物流强度I（2）3020一般物流强度O（1）4010可忽略搬运U（0）3.2.2 由物流强度汇总表（表3-3）和物流强度等级划分表（表3-4）可以得出物流强度分析表（表3-5）表3-4 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11-2A27-8A36-7E48-9E52-4E65-6I74-5I83-4I91-4O101-3O123-5O134-6O3.2.3 由物流强度分析表（表3-5）得到液压转向器厂作业单位物流相关图（图3-3）图3-3 液压转向器厂作业单位物流相关图4作业单位非物流相关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。4.1 作业单位相互关系理由从物流，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4-1所示：表4-1 液压转换器厂作业单位相互关系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4.2 作业单位相互关系等级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4-2所示：表4-2 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4.3 作业单位相互关系将最后的作业单位之间的相互关系等级填入作业单位相互关系表（表4-3）。如下表所示：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人员联系表4-4 作业单位相互关系表作业单位序号1234567891011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 1原材料库I/3I/3I/3UUUUUUO/22铸造车间I/3UE/1X/7UUX/7O/3O/4O/23热处理车间I/3UA/1E/1O/1O/1UUO/4O/24机加工车间I/3E/1A/1I/1E/3E/3UU/3O/4O/25精密车间UX/7E/1I/1E/1E/3UUO/4O/26半成品库UUO/1E/3E/1A/3UUI/4I/47组装车间UUO/1E/3E/3A/3A/1UI/4E/48性能实验室UX/7UUUUA/1A/1E/4O/29成品库UO/3UU/3UUUA/1E/4U10办公服务楼UO/4O/4O/4O/4I/41/4E/4E/4U11设备维修车间O/2O/2O/2O/2O/2I/4E/4O/2UU5作业单位综合相关分析5.1 综合物流相关等级根据作业单位物流相关图（图5-1）和作业单位非物流相互关系表（表5-1）可以得出综合物流相关等级表（表5-2）和表5-3 综合物流相关等级与比例划分表如下：表5-1 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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表5-2 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（%）11，12A11.829，10E47.276，7，8I35.453，4，5O814.550，1，2U3767.27-1，-2X23.64合 计551005.2 作业单位综合接近程度将最后的作业单位之间的综合物流相关等级填入作业单位综合接近程度表（表5-3）。如下表所示： 表5-3 作业单位综合接近程度表1234567891011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1原材料库E/3O/1O/1U/0U/0U/0U/0U/0U/0U/02铸造车间 E/3U/0E/3X/-1U/0U/0X/-1U/0U/0U/03热处理车间O/1U/0I/2O/1U/0U/0U/0U/0U/0U/04机加工车间O/1E/3O/1I/2O/1O/1U/0U/0U/0U/05精密车间U/0X/-1O/1I/2I/2O/1U/0U/0U/0U/06标准件半成品库U/0U/0U/0O/1I/2E/3U/0U/0U/0U/07组装车间U/0U/0U/0O/1O/1E/3A/4U/0U/0U/08性能试验室U/0X/-1U/0U/0U/0U/0A/4E/3O/1U/09性能试验室U/0U/0U/0U/0U/0U/0U/0E/3O/1U/010办公服务楼U/0U/0U/0U/0U/0U/0U/0O/1O/1U/011设备维修车间U/0U/0U/0U/0U/0U/0U/0U/0U/0U/0综合接近程度543105697420排序57916423810116作业单位位置相关分析6.1 绘制作业单位位置相关图关系等级表示方式如表6-1所示 ：表6-1 关系等级表示方式表规定关系程度为A级的作业单位