南京理工大学泰科院物流设施规划结课课程设计

1、 引言设施布置设计是物流系统分析的重要一环，它受到生产物流系统及其他设计环节的影响，也对生产物流系统及其他设计环节产生影响。一个设施是一个有机的整体，由相互关联的子系统组成，因此，必须以设施系统自身的目标作为整个规划设计活动的中心。设施规划总总的是使使人力，财财力，物物力和人人流，物物流，信信息流得得到最合合理、最最经济、最最有效的的配置和和安排，即即要确保保规划的的企业能能以最小小投入得得到最大大的收益益。 无论新设施施的规划划还是旧旧设施的的再规划划，一致致目标是是：（1）简化化加工过过程（2）有效效地利用用设备、空空间、能能源和人人力资源源（3）最大大限度地地减少物物料搬运运（4）缩短短

2、生产周周期（5）力求求投资最最低（6）为职职工提供供方便、舒舒适、安安全和符符合职业业卫生的的条件上诉目标之之间往往往存在冲冲突。要用恰当的的指标对对每一个个方案进进行综合合评价，达达到总体体目标的的最优化化。为达达到最优优化方案案由如下下考虑：（1）减少少或消除除不必要要的作业业（2）以流流动的观观点作为为设施规规划的出出发点（3）运用用系统的的概念（4）重视视人的因因素（5）设施施规划设设计是从从宏观到到微观，又又冲微观观到宏观观的反复复迭代、并并行设计计的过程程1.1 原始给给定条件件本文种原始始给定条条件主要要有：（1）工厂厂占地554000平方米米，南北北90米米，东西西60米米。（

3、2）计划划年产量量为1000000件。2 基本本要素2.1 作业单单位明细细表工厂各个单单位部门门的占地地面积大大小与其其建筑物物外形尺尺寸对布布置设计计影响很很大。根据生产工工艺流程程、设备备占地面面积大小小、物流流模式及及其通道道、人员员活动区区域、建建筑结构构等因素素加以确确定具体体布局。根据生产工工艺过程程需要，本本厂由如如下表2.1所所示的作作业单位位构成。表2.1 作业业单位明明细表工厂名称发动机连杆杆活塞机机构制造造厂产品名称连杆活塞机机构计划产量100000序号零件名称自制外购材料单件重量(kg)生产量1活塞ZL40111.0000 2活塞环合金铸铁0.0800 3活塞销20C

4、r0.0800 4连杆401.5000 1000005连杆螺栓ML40CCr0.0255 6连杆轴瓦（含含连杆瓦瓦、盖）铜铅合金、低低碳合金金钢3.0000 2.2 作业单单元的划划分根据连杆组组的结构构及其工工艺特点点，设立立如表22.2所所示的88个单位位部门，分分别承担担备料、锻锻压、特特处理、加加工、暂暂存、装装配和储储存成品品等各项项生产任任务。作业单位建建筑汇总总表2.2如下下： 表2.2 建筑筑单位汇汇总表序列作业单位名名称用途建筑面积（平平方米）1原材料库储存钢材与与铸锭等等20 x200=40002锻造车间锻造10 x200=20003热处理车间间热处理（调调质）10 x20

5、0=20004加工车间车，铣，钻钻，滚齿齿10 x200=20005精密车间镗削，磨削削，剃齿齿10 x200=20006标准件与半半成品库库储存外购、标标准件、半半成品10 x200=20007装配车间装配成型20 x200=40008成品库储存成品10 x200=20002.3 生产工工艺过程程活塞连杆组组由活塞塞组和连连杆组两两部分构构成。(一)活塞塞组由活塞、活活塞环、活活塞销、活活塞销卡卡环等零零件组成成。1.活塞由顶部、头头部和裙裙部3部部分组成成。活塞头部是是活塞环环槽以上上的部分分，共有有三道环环槽，上上面两道道用以安安装气环环，下面面一道用用以安装装油环。第第一环槽槽镶奥氏氏

6、体铸铁铁耐磨圈圈，油环环槽内有有4个4mmm的油孔孔，对称称分布在在活塞销销孔两侧侧。第一一道环槽槽为梯形形槽，第第二道、第第三道环环槽为矩矩形糟。第第一道环环槽槽口口宽3. 0mmm，第第二环槽槽宽2.3855mm，第第三环槽槽(油环环槽)宽宽4mmm。活塞裙部为为鼓形椭椭圆，椭椭圆长轴轴(与活活塞销垂垂直方向向)与短短轴(与与活塞销销平行方方向)长长度相差差为0.35mmm，安安装在缸缸体上的的喷油嘴嘴喷出的的压力机机油冷却却活塞的的裙部。活塞的材料料为共晶晶硅铝合合金或铝铝锌合金金。2.活塞环环有两道气环环和一道道油环。第一道活塞塞环截面面为梯形形桶面环环，梯形形角度为为15，采用用球墨

7、铸铸铁制造造，圆周周表面镀镀铬以提提高耐磨磨性和抗抗拉缸能能力。第第二道活活塞环为为锥面扭扭曲环，顶顶面有内内斜455切口，外外圆呈锥锥面，锥锥面角为为90。第第二环采采用合金金铸铁制制造。第第三道环环为胀圈圈式组合合油环，其其内设衬衬环，以以提高油油环的弹弹力，油油环本体体采用合合金铸铁铁制造，螺螺旋衬环环的材料料为655Mn弹弹簧钢丝丝。3.活塞销销采用低碳合合金钢(20CCr)，内内外圆表表面渗透透碳淬火火活塞销的装装配：活活塞销与与活塞销销座孔和和连杆小小头衬套套的连接接配合，采采用“全浮式式”，即在在发动机机运转过过程中，活活塞销不不仅可以以在连杆杆小头衬衬套内，还还可以在在销座孔孔

8、内缓慢慢地转动动，以使使活塞销销各部分分磨损均均匀。注注意事项项：当活塞销销直径超超出使用用极限时时，应更更换新活活塞销。活塞销与与活塞装装配时，先先将铝合合金活塞塞在水或或机油中中加热至至50-700，保温温一段时时间，取取出抹干干净后，将将涂抹有有15WW/400润滑油油的活塞塞销用手手掌心平平稳地推推入活塞塞销座孔孔和连杆杆小头。活塞销推推入锥座座孔后，其其端面不不得超过过卡环槽槽。活塞、活活塞销、连连杆装配配成组合合件后，连连杆、活活塞销能能自由摆摆动，活活塞销与与活塞销销座孔之之间，在在工作状状态下呈呈“浮式”，活塞塞销可在在销座孔孔内缓慢慢转动。(二)连杆杆组连杆组主要要由连杆杆、

9、连杆杆轴瓦（含含连杆盖盖）和连连杆螺栓栓组成。连杆组的功功用是连连接活塞塞和曲轴轴，将活活塞承受受的力传传给曲轴轴，并将将活塞的的往复直直线运动动转变为为曲轴的的旋转运运动。1.连杆(1)工作作条件及及要求工作时，连连杆承受受活塞销销传来的的气体作作用力以以及连杆杆本身摆摆动和活活塞组往往复运动动时的惯惯性力，这这些力的的大小和和方向都都是周期期性变化化的。因因此，连连杆受到到压缩、拉拉伸和弯弯曲等交交变载荷荷的作用用，这就就要求连连杆的质质量尽可可能小并并具有足足够的刚刚度和强强度。如如强度不不足，会会发生连连杆螺栓栓、大头头盖及杆杆身断裂裂，造成成严重事事故。如如刚度不不足，会会使连杆杆大

10、头变变形失圆圆，导致致连杆大大头轴瓦瓦因油膜膜破坏而而烧损；还会使使连杆杆杆身弯曲曲，造成成活塞与与气缸偏偏磨，活活塞环漏漏气和窜窜油等。连杆采用合合金钢模模锻而成成，断面面是工字字形。(2)结构构连杆由连杆杆小头、杆杆身，、连连杆大头头三部分分组成连杆小头头与活塞塞销相连连，连杆杆通过小小头，用用活塞销销与活塞塞连接，柴柴油机工工作时，连连杆与活活塞销可可以相对对自由转转动，连连杆小头头上压入入铜铅双双金属衬衬套，以以提高耐耐磨性。连连杆小头头的顶上上有一个个集油孔孔，曲轴轴旋转激激溅起来来的机油油、甩到到活塞内内腔的顶顶部，冷冷却活塞塞后，落落下时，一一部分机机油通过过集油孔孔流入连连杆小

11、头头内孔润润滑活塞塞销。此此外，活活塞冷却却喷嘴喷喷出的机机油冷却却活塞后后，其中中一部分分机油也也通过集集油孔流流入连杆杆小头内内孔润滑滑活塞销销。连杆杆身身采用工工字形断断面，这这样可以以使之在在最小重重量下具具有最大大的强度度和刚度度。连杆大头头连杆通通过连杆杆大头与与连杆轴轴颈相连连，连杆杆大头为为斜切口口(688)分开开式，被被分开的的部分称称为连杆杆盖。2.连杆轴轴瓦采用铜铅合合金薄壁壁轴瓦，内内表面镀镀铅锡合合金，以以提高其其耐磨性性，外表表面镀锡锡以防锈锈。3.连杆螺螺栓连杆螺栓是是承受交交变拉伸伸载荷的的重要零零件。连连杆螺栓栓采用MML400Cr材材料制造造。2.4 自制零

12、零件制造造工艺过过程表2.3 连杆杆生产过过程表连杆生产过过程工序内容机床设备作业单位名名称序号号模锻 2调质3粗、精铣两两平面立式双头回回转铣床床4粗、精铣结结合面立式双头回回转铣床床磨两平面 立轴圆台平平面磨床床5磨结合面立轴矩台平平面磨床床钻、扩、铰铰小头孔孔、孔口口倒角 立式五工位位机床 连杆体两件件粗镗大大头孔，倒倒角 卧式三工位位机床 钻、攻螺纹纹孔，钻钻、铰定定位孔 卧式五工位位机床 4精镗定位孔孔 5连杆制造设设备过程程以及作作业单位位如表22.3。连杆制造过过程如下下表2.4。表2.4 连杆杆加工工工艺过程程表零件名称零件序号材料单件质量(kg)年总产量（件件）连杆4451.

13、5000 100000步骤对应单位序序列及其其作业单单位工序大致内内容工序材料利利用率（%）11原材料库库备料22锻造车间间模锻8033热处理车车间调质44加工车间间粗、精铣；攻螺纹纹、铰9055精密车间间磨、钻孔、倒倒角；精精镗9566标准件与与半成品品库暂存2.5 产品产量分分析生产的产品品品种的的多少以以及每种种产品产产量的高高低，决决定了工工厂的生生产类型型，进而而影响着着工厂设设备的布布置形式式。根据据以上已已知条件件可知，待待布置设设计的工工厂产品品品种单单一，产产量较大大，年产产量为1100000台，属属于大批批量生产产，适合合按产品品的原则则布置，宜宜采用流流水线的的组织形形式

14、。2.6 产品品工艺过过程分析析通过对产品品的加工工、组装装等阶段段以及各各工艺过过程路线线的分析析，计算算每个工工艺过程程加工前前工件的的单位质质量以及及产生的的废料重重量。表2.5 全年年生产量量计算全全年废料料物流量量零件名称毛重（kgg）废料(kgg）锻造废料机加工废料料精加工废料料总废料全年连杆2.19330.43990.17660.07880.69336930 根根据零件件加工工工艺与物物流量，绘绘制工艺艺过程如如图2.1所示示。图2.1 连杆杆物流量量3 物流流分析3.1 绘制从从至表当物料移动动式工艺艺过程的的主要部部分时，物物流分析析就是工工厂布局局设计的的核心工工作，也也是

15、物料料搬运分分析的开开始。零零部件物物流是该该部件在在工厂内内移动时时所走过过的路线线，物流流分析不不仅腰考考虑每个个零部件件在工厂厂内的路路线，还还要遵循循两个最最小和两两个避免免的原则则：两个个最小原原则，即即经过距距离最小小和物流流成本最最小。两两个避免免原则，即即避免迂迂回和避避免十字字交叉。从从至表是是以一定定顺序按按行排列列物料移移动的起起始作业业工序，以以相同顺顺序按列列排列物物料移动动的终止止工序，行行列相交交的方格格中记录录从起始始作业单单位到终终止作业业单位的的各种物物料搬运运量的总总和。表3.1 物流流强度从从至表3.2 物流强强度等级级划分表3.2 物流强强度等级级划分

16、表表物流等级强强度符号含义物流比例（%）承担物流量量比例（%）超高物流量量A绝对重要1040特高物流量量E特别重要2030较大物流量量I重要3020一般物流量量O一般密切程程度4010可忽略物流流量U不重要-3.3 物流相相关图依照从至表表构造一一种表示示所有作作业单位位相关系系的关系系表，在在行与列列相交方方格中填填入单位位间物流流强度等等级。图3.3 物流流相关图图4 非物物流分析析4.1 作业单单位非物物流相关关影响因因素表4.1 作业单单位相关关理由表表序列理由1工作流程连连续性2生产服务3物料搬运4管理方便5安全与污染染6公共设备设设施7振动8人员联系确定各个作作业之间间影响相相互的

17、因因素，做做出表44.2表4.2 作业业单位间间相互关关系等级级对应符号含义比例（%）A绝对重要212E特别重要10200I重要15300O一般密切程程度20400U不重要358004.2 非物流流相关图图图4.1 非物物流相关关图5 综合合相互关关系分析析在SLP中中，要将将作业单单位物流流间的相相互关系系与非物物流进行行合并，求求出合成成的相互互关系综合相相互关系系，然后后由各个个作业单单位综合合相互关关系出发发，实现现各作业业单位的的合理布布置。5.1 综合相相互关系系计算表表由以上给出出的自行行车厂作作业单位位物流相相关图与与作业单单位非物物流相关关图，为为了确定定作业单单位之间间综合

18、相相互关系系密切程程度，需需要合并并。(1)加权权值选取取加权值的大大小反应应出布置置时考虑虑因素的的侧重点点，对于于连杆来来说，物物流因素素(M)的影响响并不明明显大于于其他非非物流因因素(NN)的影影响，因因此，取取加权值值M:NN=1:1(2)综合合关系计计算根据工厂各各个作业业单位对对之间物物流与非非物流关关系等级级的高低低进行量量化，并并加权求求和，求求出综合合相互关关系。表5.1 作业业单位综综合相互互关系计计算表序号作业单位对对关系密切程程度综合关系物流关系非物流关系系等级分值等级分值总分值等级112A4A48A213U0U00U314U0U00U415U0U00U516U0U0

19、0U617U0U00U718U0U00U823E3E36E924U0U00U1025U0U00U1126U0U00U1227U0U00U1328U0U00U1434E3E36E1535U0U00U1636U0U00U1737U0U00U1838U0U00U1945E3E36E2046U0U00U2147U0U00U2248U0U00U2356E3E36E2457U0U00U2558U0U00U2667A4A48A2768U0U00U2878A4A48A对表5.11的数据据整理统统计，得得到表55.2如如下：表5.2 综合合相互关关系等级级划分总分对应符号含义作业单位对对数百分数78A绝对重要3

20、1156E特别重要41434I重要0002O一般密切程程度000U不重要2175合计281005.2 综合相相互关系系图图5.1 综合合相互关关系图6 综合合相关关关系在SLP中中，工厂厂总平面面布置并并不直接接去考虑虑各作业业单位的的建筑物物占地面面积以及及其形状状，而使使从各个个作业单单位间相相互关系系密切程程度出发发，安排排各个作作业单位位之间相相对位置置。关系密切极极高的作作业单位位之间距距离近，关关系密切切极低的的作业单单位之间间距离远远。由此形形成作业业单位位位置相关关图。 依依据SLLP思想想，首先先根据综综合相互互关系级级别高低低按A,E,II,O,U级别别顺序先先确定不不同级别别作业单单位位置置，而同同一级别别的作业业单位按按综合接接近程度度分值高高低顺序序来进行行布置。 为为此，要要按综合合接近程程度分值值高低顺顺序为作作业单位位排序，其其结果如如表6.1所示示：表6.1 综合合接近程程度排序序表 根根据综合合接近程程度排序序表，可可以看出出各个作作业单元元的重要要程度，并并作出作作业单元元相关图图。图6.1 各单单元综合合相关图图7 工厂厂总平面面布置图图 根根据图66.1和和各种方方案进行行全面评评价，得得出了最最佳方案案如图77.1所所示。 我我们这种种将车间间安排在在一起的的联合厂厂房是当当今设计计布置的的一个趋