液压转向器设施规划与物流课程设计讲课讲稿

1、设施规划与物流课程设计说明书设施规划与物流课程设计任务书一、课程设计的目的物流工程课程设计是物流工程课程的重要实践性教学环节，是综合运用所学专业知识，完成工厂布置设计工作而进行的一次基本训练。其目的是：（ 1）能正确运用工业工程基本原理及有关专业知识，学会由产品入手对工厂生产系统进行调研分析的方法。（ 2）通过对某工厂布置设计的实际操作，熟悉系统布置设计方法中的各种图例符号和表格，掌握系统布置设计方法的规范设计程序。（ 3）通过课程设计，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，培养运用所学专业知识分析和解实际技术问题的能力。二、课程设计题目与要求设计题目：液压转向

2、器厂总平面布置设计。设计要求：（ 1）工厂物流分析。（ 2）工厂作用单位相互关系分析。（ 3）绘制作用单位位置相关图。（ 4）绘制作用单位面积相关图。（ 5）工厂总平面布置图多套。（ 6）评价最优，选出最佳平面布置图。（ 7）编写设计说明书。三、原始给定条件当地现有一叉车修理厂，占地面积为图 3-1待建液压转向器厂厂区图16000m2, 厂区南北长为200m ，东西宽为80m，所处地理位置如图3 1，该厂职工人数 300 人，计划改建成年产6000 套液压转向器的生产厂， 需要完成工厂总平面布置设计。 12000 目录5 7 7 11 14 16 18八 、方案的评价与选择25九、总结26参考

3、文献26液压转向器厂总平面布置设计【摘要】 随着现代系统优化技术的发展和计算机辅助设计技术的应用，工厂布置设计已广泛地采用计算机辅助设计进行设施规划与布置。由于影响设施布置的因素错综复杂，并且因素之间存在着相互影响，相互制约，大多数因素具有不确定性。因此，在设施布置设计中常以物流分析作为主要内容，大多数计算机辅助布置设计软件也都是以物流为主线，采用定量分析与定性分析结合的方法分析布置方案，并将定性分析转化为定量分析，以充分发挥计算机擅长于分析问题的优点。掌握与应用计算机辅助设施布置设计的方法和程序已成为必然要求。本次设施规划与物流课程设计将以 SLP等方法对液压转向器厂进行总平面布置设计。【关

4、键词】 设施规划与物流SLP 方法物流分析相互关系分析平面布置设计一、基本原理1.1设施规划 ( 布局设计 ) 设计方法设施规划与设计的核心是工厂布局，必须首先进行。布局设计也是物流系统设计分析的重要一环，它既受到生产物流系统其他设计环节的影响，也对生产物流系统的其他设计环节产生影响。布局设计方法主要有以下几种：（ 1）摆样法 它是最早的布局方法。利用二维平面比例模拟方法，按一定比例制成的样片在同一比例的平面图上表示设施系统的组成、设施、机器或活动。通过相关分析，调整样片位置可得到较好的布置方案。这种方法使用于较简单的布局设计，对复杂的系统该法就不能十分准确，而且花费时间较多。（ 2）数学模型

5、法 运用运筹学、系统工程中的模型优化技术（如线性规划、随机规划、多目标规划、运输问题、排队论等）研究最优布局方案，为工业工程师提供数学模型，以提高系统布置的精确性和效率。但是用数学模型解决布局问题存在两大困难。首先，当问题的条件过于复杂时，简化的数学模型很难得出符合实际要求的准确结果；其次，布局设计最终希望得到布局图，但用数学模型得不到。利用数学模型和CAD相结合的系统布局软件是解决布局问题的一种好方法。（3）图解法它产生于 20 世纪 50 年代， 有螺线规划法、简化布置规划法及运输行程图等。其优点在于将摆样法与数学模型法结合起来，但在实践上现在较少应用。（4）系统布置设计（ SLP）法它是

6、关于工厂布局等五个子系统提出的一套统一化系统化的规划设计方法，也是当前工厂布局设计应用最为广泛的一种方法。SLP 法是 1961 年美国专家缪斯提出的关于工厂布置方法的经典理论，是一种条理性实践性强、条理清楚的布置设计方法，提供一种以作业单位物流与非物流的相互关系分析为主线的规划师设计方法，采用一套表道理极强的图例符号和简明表格，通过一套条理清晰的设计程序进行工厂布置设施设计。1.2 SLP法的阶段结构系统布置设计是一种逻辑性很强、条理清楚的布置设计方法，它分为确定位置、总体规划、详细布置和安装四个阶段，在总体区划和详细布置两个阶段采用相同的SLP 设计程序。I.确定位置规划II. 总体规划阶

7、段III.详细布置IV.安装实施规划时间阶段：确定位置在这个阶段中，要首先明确拟建工厂的产品及其计划生产能力，参考同类工厂确定拟建工厂的规模，从待选的新地区或旧有厂房中确定出可供利用的厂址。阶段：总体区划总体区划又叫区域划分，就是在己确定的厂址上规划出一个总体布局。在这个阶段，应首先明确各生产车间、职能管理部门、辅助服务部门及仓储部门等作业单位的工作任务与功能，确定其总体占地面积及外形尺寸，在确定了各作业单位之间的相互关系后，把基本物流模式和区域划分结合起来进行布置。阶段：详细布置详细布置一般是指一个作业单位内部机器及设备的布置。在这个阶段，要根据每台设备、生产单元及公用、服务单元的相互关系确

8、定出各自的位置。阶段：安装实施在完成详细布置设计以后，经上级批准后，可以进行施工设计，需绘制大量的详细施工安装图和编制搬迁、施工安装计划。必须按计划进行土建施工、机器、设备及辅助装置的搬迁、安装施工工作。1.3 SLP的地位与作用于 1961 年美国的缪斯提出的SLP 理论工厂不知方法的经典理论，是一种条理性实践性强、条理清楚的布置设计方法，提供一种以作业单位物流与非物流的相互关系分析为主线的规划师设计方法，采用一套表道理极强的图例符号和简明表格，通过一套条理清晰的设计程序进行工厂布置设施设计。他是一套设计模式和规范的设计程序，且为设施设计人员与生产管理人员广泛采用，不仅适合于各种规模种类的工

9、厂之新建、扩建或改建中对设施或设备的不知或调整，也适合制造业中对办公室、实验室、仓库等的布置设计，同时也可用于医院、商店等服务业的布置设计。SLP 分为确定位置、总体规划、详细布置和安装四个阶段，在总体区划和详细布置两个阶段采用相同的SLP 设计程序。SLP的分析模式和方法（图）原始资料：P、Q、R、S、T及作业单位1 物流2 作业单位相互关系3 相互关系图解4所需面积5 可用面积6 面积相关图解7修正因素8实际条件限制方案X方案Z方案 Y9 评价选出的最佳布置方案在 SLP 程序中，首先必须明确给出基本要素产品P、产量 Q、生产工艺过程R、辅助服务部分S 和时间安排T 等原始资料；然后针对某

10、些以生产流程为主的工厂，用物理强度等级及物流相关图来分析物流，同时利用量化的关系密级来分析非物流作业单位间的相互关系；再根据物流相关图与作业单位相互关系图，绘制作业单位位置相关图，计算占地面积后绘制单位面积相关图；再根据其他因素进行调整修正，对面积图进行调整，得出数个有价值的可行工厂布置方案，最后进行技术非中等因素评价，选出的到布置方案图。二、基本要素分析液压转向器厂自制零件计划年产量为 6000 件，单件大批量生产模式，可以归结为中批量生产方式。三、产品工艺过程分析3.1物流量计算表 3-1零件物流量计算产品毛重（ kg ）废料（ kg ）名称铸造废料机加工废料精加工废料全年废料总质量连接块

11、组0.09/0.650.138-0.090.048*6000件=0.138=0.048=288前盖0.9/0.66/0.8/0.553.099*0.343.099*0.23.099*0.45（ 3.099-0.9 ）=3.099=1.054=0.620=1.395*6000=13194挡环0.03/0.4=0.0750.075*0.60.045*6000=270=0.045滑环0.03/0.4=0.0750.075*0.60.045*6000=270=0.045联动轴0.27/0.5/0.990.545*0.50.272*0.01(0.545-0.27)*6000=0.545=0.273=0.

12、00272=1650阀体7.0/0.9/0.72/0.618.004*0.410.802*0.28=3.07.777*0.1(18.004-7.0)*6000=18.004=7.20225=0.778=66024阀芯0.6/0.99/0.720.842*0.28=0.2360.606*0.01(0.842-0.6)*6000=0.842=0.00606=1452阀套0.56/0.8=0.70.7-0.56=0.140.14*6000=840隔盘032/0.8=0.40.4-0.32=0.080.08*6000=480限位柱0.01/0.99/0.70.0144*0.30.0101*0.01(0

13、.0144-0.01)=0.0144=0.0043=0.000101*6000=26.4定子1.2/0.99/0.52.424*0.51.212*0.01(2.424-1.2)*6000=2.424=1.212=0.012=7344转子0.60/0.99/0.70.866*0.3=0.260.606*0.01(0.866-0.6)*6000=0.866=0.00606=1596后盖0.8/0.8=11-0.8=0.20.2*6000=12003.2产品工艺过程图3.3绘制总产品工艺过程图3.4绘制产品初始工艺过程表零件12458910111213141516原材料库铸造车间热处理车间机加工车间

14、精密车间标准件、半成品库四、物流分析物流分析包括确定物料在生产过程中每个必要的工序之间移动的最有效顺序以及移动的强度和数量。据资料统计，产品制造费用的 20% 50%是用作物料搬运的，而物料搬运的工作量与工厂布置情况有密切关系，有效的布置能减少搬运费用，因此在进行工厂布置前，就生产系统作业单位之间的物流状态作出深入分析是十分必要的。可以采用很多方法进行物流分析如：工艺过程图（本课程设计采用的方法） 、多种产品工艺过程表、成组方法、从 - 至表。不同的分析方法应用于不同的生产类型，在物流分析时，应该根据具体情况选择恰当的分析方法。4.1绘制从至表当产品品种品种很多，产量很小且零件、物料数量又很大

15、时，可以用一张方阵图表来表示各作业单位之间的物料移动方向和物流量，表中方阵的行表示物料移动的源，称为从；列表示物料移动的目的地，称为至，行列交叉点标明由源到目的地的物流量。这样一张表就是从至表，从中可以看出各作业单位之间的物流状况，其目的是为了工作方便。当然在物流分析时应根据具体情况选择恰当的分析方法。表 4-1从至表12345678911合01计原标准件办维材铸造车热处理机加工精密组装车性能实修半成品成品库公料间车间车间车间间验室车库楼库间1原材1292572171423091.04料库2铸造78313车间热处15943理车120007.5间机加16067.59264工车1204250间5精

16、密65628车间标准6件半80140成品库7组装80140车间性能8实验1602880140室9成品库1办公0 楼1 维修1 车间合计4.2 绘制物流强度汇总表表 4-2液压转向器厂物流强度汇总表序号作业单位对物流强度11-212925721-32171431-42309141200063-515947.574-316067.584-55926094-612042105-665628116-780140127-880140138-9801404.3 物流强度等级分析物流分析包括确定物料移动的顺序和移动量两个方面。如果通过工艺流程分析能够正确的安排各工序的或作业单位

17、之间的相互关系（前后顺序），那么各条线路上的物料移动量就是反映工序或作业单位之间相互关系密切程度的基本衡量标准。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，其物流强度逐渐减小，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 种等级，应按物流路线比例或承担的物流量比例来确定。可参考如下表 4-3：表 4-3物流强度等级比例划分表物流强度等级符号物流线路比例（ % ）承担的物流量比例（%）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表

18、4-4物流强度分析表序作业单位物流强度物 流 强号对度等级11-2-A26-7-E37-8-E48-9-E52-4-E65-6-I74-5-I81-4-I91-3-O104-3-O113-5-O124-6-O133-4-O其中表中未出现的作业单位对不存在固定的物流，因此物流强度等级为U 级。4.4绘制作业单位物流相关图序号作业单位名称1原材料库2铸造车间3热处理加工车间4机加工车间5精密车间6标准件、关成品件7组装车间8性能实验室9成品室10办公、服务楼11设备维修间AOUIEUOUUOUUUIUUOUUUUIUUUUUUUUEUUUUUUUUEUUUUUUEUUUUU UUU五、作业单位相互

19、关系分析在制造企业或工厂中， 当物流状况对生产有很大影响时， 物流分析就是工厂布置的重要依据，但是也不能忽视非物流因素的影响， 尤其是当物流对生产影响不大或没有固定的物流时，工厂布置就不能仅依赖于物流分析，而应考虑非物流因素对设施布置的影响。不同的企业作业单位的设置是不一样的， 作业单位间的相互关系的影响因素也是不一样的。作业单位间相互关系密切程度的典型影响因素一般可以考虑以下方面：1、物流2、工艺流程3、作业性质相似4、使用相同的设备5、使用同一场所6、使用相同的文件档案7、使用相同的公用设施8、使用同一组人员9、工作联系频繁程度10、监督和管理方便11、噪声、振动、烟尘、易燃易爆危险品的影

20、响12、服务的频繁和紧急程度据缪瑟在SLP 中建议，每个项目中重点考虑的因素不应该超过8 10 个。确定了作业单位相互关系密切程度的影响因素以后，就可以给出各作业单位间关系密切程度等级，在SLP 中作业单位间相互关系密切程度等级划分为A 、E、 I、 O、 U、 X 。其具体的含义如下表5-1 所示表 5-1作业单位相互关系等级符号含义说明比例（ %）符号含义说明比例（ %）A绝对重要2 5O一般密切程度10 25E特别重要3 10U不重要45 80I重要5 15X负的密切程度不希望接近根据液压转向器厂的具体情况我们选择如下表8-2所示的作业单位相互关系影响因素。并在此基础上作出非物流的各作业

21、单位相互关系图。表 5-2作业单位相互关系影响因素编码关系密切程度的理由编码关系密切程度的理由1工作流程的连续性5安全与污染2生产服务6共用设备及辅助动力3物料搬运7振动4管理方便8人员联系非物流的各作业单位相互关系图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标准件、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六、作业单位间物流与非物流相互关系合并6.1综合相互关系计算表表 6-1作业单位综合相互关系计算表关系密切程度综合关系序号作业单位对物流关系（加权值：1）非物流关系（加权值：1）等级等级分值等级分值分值112A4E37A213O1I23I314I2I22O4

22、15U0U00U516U0U03I617U0U00U718U0U00U819U0U00U91 10U0U00U101 11U0U00U1123U0U01O1224E3E36E1325U0U00U1426U0O11O1527U0U00U1628U0U00U1729U0U00U182 10U0X-1-1X192 11U0O11O2034O1A44I2135O1O12O2236U0U00U2337U0U00U2438U0U00U2539U0U00U263 10U0X-1-1X273 11U0O11O2845I2E35E2946O1E34I3047U0I22O3148U0U00U3249U0U00U3

23、34 10U0X-1-1X344 11U0O11O3556I2E35E3657U0U00U3758U0U00U3859U0U00U395 10U0X-1-1X405 11U0O11O4167E3I25E4268U0O11O4369U0U00U446 10U0U00U456 11U0U00U4678E3A47A4779U0U01O487 10U0O11O497 11U0O11O5089E3A47A518 10U0O11O528 11U0U00U539 10U0O11O549 11U0U00U5510 11U0U00U6.2划分关系密切度进一步统计各级作业单位对综合相互关系比例如下表9-3表 6-

24、2综合相互关系等级的划分总分关系等级作业单位对百分比（ %）7-8A35.465-6E47.273-4I47.271-2O1525.450U2647.28-1X47.27总计55100七、工厂总平面布置7.1综合接近程度在 SLP 中，工厂总平面布置并不直接去考虑各作业单位的占地面积和几何形状，而是从各作业单位间相互关系密切程度出发， 安排各作业单位之间的相对位置， 关系密级高的作业单位之间距离近，关系密级低的作业单位之间距离远，由此形成作业单位位置相关图。当作业单位数量较多时，作业单位之间相互关系数目就非常多，一般为作业单位数量的平方量级，因此既使只考虑A 级关系，也有可能同时出现很多个，这

25、就给如何入手绘制作业单位位置相关图造成了困难。为了解决这个问题， 引入综合接近程度的概念。所谓某一作业单位综合接近程度，等于该作业单位与其它所有作业单位之间量化后的关系密级的总和，这个值的高低，反映了该作业单位在布置图上是应该处于中心位置还是应该处于边缘位置。为了计算各作业单俭的综合接近程度，把作业单位综合相互关系表变换成右上三角矩阵与左下三角矩阵表格对称的方阵表格，然后量化关系密级， 并按行或列累加关系密级分数，其结果就是某一作业单位的综合接近程度（如下表所示）。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， 说明该作业单位越应该处于布置图的边缘。因此，布置设计应当按

26、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为作业单位排序。作业单1234567891011位代号1AIOUIUUUUU2AOEUOUUUXO3IOIOUUUUXO4OEIEIOUUXO5UUOEEUUUXO6IOUIEEOUUU7UUUOUEAOOO8UUUUUOAAOU9UUUUUUOAOU10UXXXXUOOOU11UOOOOUOUUU综合接9861161211106-15近程度排序56729134811107.2绘制作业单位位置相关图在作业单位位置相关图中， 采用号码来表示作业单位， 用工业工程表识符号来表示作业单位的工作性质与功能，可以用推荐的颜色来绘制作业单位，来表示

27、作业单位的工作性质，以使图形更直观。 作业单位之间的相互关系用相互之间的连线类型来表示。实线连线表示作业相对位置应该彼此接近，线数越多彼此越接近； 而波浪线可以形象化地理解成为弹簧，表示作业单位相对位置应该彼此推开。同样可以利用表中推荐的颜色来绘制连线，来表示作业单位之间的关系密级，以使图更直观。如表7-1 所示。表 7-1 ：作业单位关系等级表示方式关系等系数值线条数密切程颜色规关系等系数值线条数密切程颜色规级度范级度范A4绝对重红U0不重要不着色要E3特别重枯黄X-1不希望棕要I2重要绿XX-2、-3极不希黑望O1一般蓝液压转向器厂绘制作业单位位置相关图的步骤1. 处理中和相互关系密集级为

28、A 的作业单位(1) 从作业单位综合相互关系表中取出A 级作业单位对，有1-2、7-8、 8-9，共设计5 个作业单位，按综合接近程度分值排序为7、8、 1、 2、 9。(2) 将综合接近程度分值最高的作业单位7 布置在相关图的中心位置。(3) 处理作业对 1-2 。将作业单位 2 布置到图中， 且与作业单位 1 之间距离为一个单位距离。处理作业对 7-8 。将作业单位 8 布置到图中， 且与作业单位 7 之间距离为一个单位距离。处理作业对 8-9 。将作业单位 9 布置到图中， 且与作业单位 8 之间距离为一个单位距离。(4) 由作业单位综合相互关系图可知 1-7、1-8、1-9、2-7、2

29、-8 和 2-9 的关系都是 U 级。可以说明他们之间关系不密切。2.处理综合相互关系密集级为E 的作业单位(1)从综合相互关系表中取出具有E 级关系的作业单位对 ,有 2-4、 4-5、5-6、6-7，共 5 个作业单位，按综合接近程度分值排序为6、4、 2、 5、 7。(2)首先处理与作业单位 6 有关的作业单位 1、 2、 7、 8、 9。关系密级分别为 I 、O、E、 O、U。首先考虑 E 级关系，然后在考虑I级和 O级(3)处理与作业单位 4 有关的作业单位1、2、 6、 7 。关系密集级分别为O、 E、I、O 。首先考虑 E 级关系，然后在考虑I级和 O级。(4)处理与作业单位 5

30、 有关的作业单位为4、6，关系密级为 E、 E。3. 处理综合相互关系密集级为I 的作业单位(1) 从综合相互关系表中取出具有I 级关系的作业单位对有1-3、1-6、 3-4、 4-6，共 4 个作业单位，按综合接近程度分值排序6、 4、 1、9 。根据前面对级和级的布置，现在根据级的综合接近程度分值排序已经密集级在进行补充调整，可得到图。4.分别处理位置相关图中仍未出现的O、 U 级作业单位对最后重点调整X 级别作业单位对之间的相对位置，得出最终作业单位位置相关图。最后重点调节X级作业单位对之间的相对位置，得出最终作业单位位置相关图, 如图7-1所示，而完整地作业单位位置相关图见附图所示。7

31、.3绘制作业单位面积相关图7.4 作业单位面积相关图调整(三个总厂平面布置图)根据位置相关图 ，考虑物料搬运方法、建筑特征、道路公共管线布置和绿化布置，进行作业单位面积相关图调整，得到以下三个布置方案。方案一：方案二：方案三：八 、方案的评价与选择 (加权因素法 )首先对场址选择涉及的非经济因素赋以不同的权重，权重大小为1-10 ；再对各因素就每个备选场址进行评级，共分为五级，用五个元音字母A 、 E、 I、 O、 U 表示；各个级别分别对应不同的分数， A=4 分、 E=3 分、 I=2 分、 O=1 分、 U=0 分；最后将某因素的权重乘以其对应级别的分数， 得到该因素所得分数， 将各因素所得分数相加，分数最高者为最佳场址方案。 如表 11-1：编码考虑因素相关内容权重各方案等级及分数一二三1物流效率各种物料， 文件信息， 人员按8E(24)E(24)A(32)