液压转向器厂总平面布置设计

设施规划与物流分析PAGEPAGE13设施规划与物流分析设施规划与物流课程设计 目录TOC\o"1-4"\h\z\u一、绪论 3二、输入基本要素分析 4（一）设计基本资料汇总 4（二）物流分析 6工艺过程图 6多种产品工艺过程表 7机加工车间布置 8（三）物流强度等级划分 11三、作业单位相互关系分析 12（一）物流相互关系图 12（二）非物流相互关系图 13（三）作业单位综合关系分析 15四、作业单位位置相关图 18（一）作业单位综合接进程度计算 18（二）作业单位位置相关图的绘制 19五、作业单位面积相关图 21六、液压器转向厂总平面布置图的绘制 22七、液压转向器厂总体布置方案评价与择优 24八、结束语 25九、致谢 25参考文献： 25液压转向器厂总平面布置设计【摘要】：《设施规划与物流分析》是工业工程专业易门重要课程，设施规划特别是其中的工厂设计着重研究工厂总平面布置、车间布置及物料搬运等内容，其目标是通过对工厂个组成部分相互关系的分析，进行合理布置，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。本文利用《设施规划与物流分析》的相关知识对液压转向器厂总平面进行布置设计，系统布置设计（SLP）方法提供了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设计方法。采用一套表达力强的图例符号和简明表格，通过一套条理清晰的设计程序对工厂物流、工厂作业单位相互关系分析，绘制作业单位位置相关图、作业单位面积相关图、工厂总平面布置图，并对设计方案进行评价择优。【关键词】：设施规划物流系统布置设计（SLP）一、绪论对《设施规划与物流分析》进行了为期一个学期的学习，对其基本知识和运用方法有了一定的了解和认识，现将所学到的知识和方法就液压转向器厂总平面布置设计。工厂布置设计是一项多因素、多目标的系统优化设计课题。系统布置设计（SLP）方法提供了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设计方法，采用一套表达力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计。它不是一种严密的设计理论，而是一套实践性非常强的设计模式和规范的设计程序，效果良好。分为确定位置、总体区划、详细布置及实施4个阶段。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把物流分析作为其主要内容，采用定量分析和定性分析相结合的方法分析布置方案，并将定性分析转化为定量分析。系统布置设计（SLP）编制模式如下：原始资料：P、原始资料：P、Q、R、S、T2．作业单位相互关系1．物流2．作业单位相互关系1．物流3．相互关系图解3．相互关系图解5．可用面积4．所需面积5．可用面积4．所需面积6．面积相互关系图解6．面积相互关系图解7．修正因素8．实际制约7．修正因素8．实际制约9．几种布置方案9．几种布置方案10．方案评价10．方案评价二、输入基本要素分析（一）设计基本资料汇总工厂布局设计需要的主要原始资料是产品及其生产纲领和生产工艺过程，次要资料有两种，即支持生产的辅助服务部门和时间的安排。课程设计任务书给定的原始条件中，已经给出了液压转向器厂的产品、产量、工艺过程、作业单位划分情况及时间安排等基本要素。产品和产量。液压转向器由22个零、组件构成，其基本结构图和每个零、组件的名称、材料、单件重量见课程设计任务书。工艺过程：每个零、组件的生产工艺过程也见课程设计任务书。辅助服务部门：该设计的辅助服务部门是设备维修车间，对整个工厂机器设备、工具等进行维修。时间安排：是指产品的生产周期、投产的批量和批次、各种定额时间标准等。具体资料如表1所示：表1：零件明细表工厂名称：液压转向器厂共一页产品名称液压转向器产品代号计划年产量6000套第一页序号零件名称零件代号自制外购材料总需求量零件图号形状尺号单件重量（kg）说明1连接块组件√20100000.092前盖√HT250100000.903X型密封圈√橡胶103330.044挡环√20100000.035划环√20100000.036弹簧片√65Mn700000.017拔销√65Mn103330.028联动轴√45100000.279阀体√HT250100007.0010阀芯√45100000.6011阀套√20100000.5612隔盘√20100000.3213限位柱√45100000.0114定子√40Cr100001.2015转子√45100000.6016后盖√20100000.8017螺栓√45600000.0218O型密封圈√橡胶350000.0119限位螺栓√45100000.0220油堵√塑料466670.0121标牌√铝100000.0122护盖√塑料110000.01表2：液压转向器厂作业单位建筑物汇总表序作业单位名称用途建筑面积(平方米)结构型式备注1原材料库储存钢材、铸锭20×30露天2铸造车间铸造12×243热处理车间热处理12×124机加工车间车、铣、钻削18×365精车车间精镗、磨削12×366标准件、关成品库储存外购件半成品12×247组装车间组装转向器12×368性能实验室转向器性能检验12×129成品库成品库存12×1210办公、服务楼办公室、食堂80×6011设备维修车间机床维修12×24（二）物流分析物流分析包括确定物料在生产过程中每一个必要的工序之间移动的最有效顺序及其移动的强度和数量。一个有效的工艺流程，物料在工艺过程内按顺序一直不断地向前移动直到完成，中间没有过多的迂回或倒流。物流分析是工厂布置设计的核心工作。在大批量生产中，产品品种很少，用标准符号绘制的工艺流程图直观的反映出工厂生产的详细情况。另外，对某些规模较小的工厂，无论产量如何，只要产品比较单一都可以用工艺流程图进行物流分析。工艺过程图在大批量生产中，产品品种很少，用标准符号绘制的工艺过程图直观的反映出工厂生产的详细情况。此时，进行物流分析只需在工艺过程图上注明个道工序的物流量，就可以清楚的表现出工厂生产过程中的物料搬运情况。另外，对于某些规模较小的工厂，不论产量如何，只要产品比较单一，都可以用工艺过程图进行物流分析。液压转向器厂工艺过程图如图1所示，该图清楚的表示了液压转向器生产的全过程及各作业单位之间的物流情况。考虑到产品所需的各类原料总质量相同或相近,为了计算较为简便，则采用1000件的计量方式来进行物流分析。(由于图的尺寸关系，有部分工艺流程如废料回收等未能标出，故作简化处理)图1：液压转向器厂工艺过程图多种产品工艺过程表在多品种且批量较大的情况下，将各种产品的生产工艺流程汇总在一张表上（如表3），就形成了多种工艺过程表，在这张表上各产品工艺路线并列绘出，可以反映出各个产品的物流途径。表3：液压转向器厂多产品工艺过程表作业零件12458910111213141516原材料库①①①①①①①①①①①①①铸造②②②机加工②③②②②③②②②②③③热处理③③②④②④精密④③④④④⑤⑤半成品③⑤③③④⑤⑤③③⑤⑥⑥③机加工车间布置表4：初始机加工车间设备排序表工序阀体定子前盖后盖转子阀芯阀套联动轴隔盘连组件挡环滑环限位柱序号名称流程D流程D流程D流程D流程D流程D流程D流程D流程D流程D流程D流程D流程D123456789粗铣车粗车铣钻镗检插压装①②③12①④②⑤③111-2①③②④11-1①②③11①②③④121①③②④11-1①②1①②③11①②③21①②④③11-2①②1①②1①②③12DW333333242421184220000346328658700013636120000750750432W467275表5：经一次调整机加工车间设备排序表工序阀体定子前盖后盖转子阀芯阀套联动轴隔盘连组件挡环滑环限位柱序号名称流程D流程D流程D流程D流程D流程D流程D流程D流程D流程D流程D流程D流程D123456789粗车车钻插铣粗铣镗检压装①②③22①②③④⑤2221③①②④12-2①②③21①③②④11-2①②③④111①②1①②③11②①③1-2①②④③11-1①②1①②1①②③12DW4444441696941184230000025974700013636-40001636750750432W702158表6：机加工车间设备从至表序号12345678910序号名名称毛坯库粗车车钻插铣粗铣镗检验压装权重1毛坯库2粗车8658（17316）8658(17316)3车34242（34242）15476（46428）1780（8900）8500（51000）59998(140570)4钻24242（24242）8658（17316）34500（17250）67400(214058)5插24242(24242)24242(24242)6铣12658(25316)39718(119154)52376(144470)7粗铣122953(122953)122953(122953)8镗11842(47368)111255(111255)1636(3272)124733(161895)9检验10压装1636(1636)1636（1636）权重67400（124242）24242（24242）48376（87986）124733（131853）195609（455545）1636（3272）461996（827140）物流效率是461996/827140=0.558表7：修改加工设备排序表工序阀体定子前盖后盖转子阀芯阀套联动轴隔盘连组件挡环滑环限位柱序号名称流程D流程D流程D流程D流程D流程D流程D流程D流程D流程D流程D流程D流程D123456789粗车车插铣钻粗铣镗检压装①②③22①③④②⑤121-2③①②④12-2①②③11①②③④121①③②④11-1①②1①②③11①②③21①②④③11-1①②1①②1①②③12DW444444484841184220000346328658700013636120001636750750432W604264最终W值变小，说明最优是方案二。采用S型排列，优点是遵循了多工序设备排序表的顺序。减少了物流运输量。而且有的物流不必完全按照排序表的顺序运输，例如1到6，2到5，5到8等减少了很多物流量。（三）物流强度等级划分SLP中将物流强度分成五个等级，分别用符号A、E、I、O、U来表示，其物流强度逐渐减小，对应着超高物流强度、特稿物流强度、较大物流强度、一般物流强度和可忽略搬运五种物流强度。表8：物流强度登记比例划分表物流强度等级符号物流路线比例（%）承担的物流比例超高物流强度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物流强度划分如下：表9：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——220492221——33290031——43975642——412295353——45724463——52434474——58997984——61830095——6105800106——7127847117——81789858128——9127847根据工艺过程图1，利用表9来统计存在于物料搬运的各作业单位之间的物流总量（为了计算方便，以千件为单位），然后将表9中各作业单位对按物流强度大小排序绘制成表10所示物流强度分析表进行物流分析，参照表8划分物流强度等级。表9、表10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。表10液压转向器厂物流强度分析表三、作业单位相互关系分析（一）物流相互关系图为了能清楚的表明各作业单位之间的物流关系，将物流强度用图3所示的物流相互关系图表示，此图中不区分物料移动的起始与终止作业单位，在行与列的相交方格中填入行作业单位与列作业单位的物流强度等级。由表8，表9，表10可以得到液压转向器厂物流相互关系图，如图3。1原材料库1原材料库2铸造车间3热处理车间4机加工车间5精密车间6标准件半成品库7组装车间8性能试验室9成品库10办公，服务楼11设备维修车间作业单位物流相关表AOOIEUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUAEEIIOO图3：物流相互关系图（二）非物流相互关系图物流分析是工厂布置的重要依据，但非物流因素也不能忽视，在工厂布置中作业单位的设置是不一样的，作业单位之间的影响也不一样。确定了作业单位相互关系密切程度的影响之后，就可以给出各作业单位间的关系密切程度等级，SLP中将作业单位之间关系密切程度划分为A、E、I、O、U五种，其含义及比例如表11所示。表11：作业单位相互关系等级表符号含义说明比例（%）A绝对重要2~5E特别重要3~10I重要5~15O一般密切程度10~25U不重要45~80X负的密切程度不希望接近选择如表12所示作业单位相互关系影响因素。表12：作业单位相互关系影响因素编码关系等级的理由1工作流程的连续2生产服务3物料搬运4管理方便5安全与污染6共用设备及辅助动力源7振动8人员联系在表11和表12的基础上，结合图3可以建立如图4所示液压转向器厂非物流作业单位相互关系图。图4：非物流作业单位相互关系图（三）作业单位综合关系分析各作业单位之间既有物流联系也有非物流联系，两作业单位之间的相互关系应包括物流关系也包括非物流关系，因此在SLP中将作业单位间的物流相互关系与非物流关系进行合并，求出合成的相互关系——综合相互关系，然后由各作业单位间综合相互关系出发进行各作业单位的合理布置。作业单位综合相互关系图的建立步骤如下：1、确定物流与非物流相互关系的相对重要性（见课本79页）物流与非物流相互关系的相对重要性的比值m：n不应超过1：3~3：1之间，把m：n称为加权值。2、量化物流强度等级和非物流强度等级的密切程度等级对于图3、图4，一般取A=4，E=3，I=2。O=1，U=0，X=-1，得出量化以后的物流相关图与非物流相关图。3、计算量化的所有作业单位之间综合相互关系两作业Ai和Aj之间的综合相互关系密切程度数量值：TRij=m.MRij+n.NRij4、综合相互关系等级划分TRij是一个值，需要经过等级划分，才能建立出与物流相关表相似的符号化的作业单位综合相互关系图，综合相互关系的等级划分为A、E、I、O、U、X，各级别TRij值逐渐递减，且各级别对应的作业单位对数应符合一定的比例，如13所示表13：综合相互关系等级及划分比例符号关系等级作业单位对比例（%）A绝对重要1~10E特别重要10~15I重要10~20O一般密切程度15~30U不重要20~85X负的密切程度5、建立作业单位综合相互关系图例1、加权值选取。加权值的大小反映工厂布置时考虑方面的侧重点，对于液压转向器厂来说，物流影响并不明显大于其他因素的影响，因此取加权值m:n==1:1。2、综合关系计算。根据作业单位对物流与非物流关系登记高低进行量化及加权求和，并绘制出综合相互表。表14：液压转向器厂作业单位相互关系计算表作业单位对关系密级综合关系物流关系加权值1非物流关系加权值1等级分数等级分数等级分数1-2A4A4A81-3O1U0O11-4O1A4E51-5U0U0U01-6U0U0U01-7U0U0U01-8U0U0U01-9U0U0U01-10U0U0U01-11U0U0U02-3U0U0U02-4E3A4A72-5U0X-1X-12-6U0U0U02-7U0X-1X-12-8U0X-1X-12-9U0U0U02-10U0X-1X-12-11U0U0U03-4I2A4E63-5O1X-1U03-6U0U0U03-7U0U0U03-8U0U0U03-9U0U0U03-10U0X-1X-13-11U0U0U04-5I2E3E54-6O1E3E44-7U0I2I24-8U0U0U04-9U0U0U04-10U0X-1X-14-11U0O1O15-6I2U0I25-7U0O1O15-8U0U0U05-9U0U0U05-10U0O1O15-11U0O1O16-7E3E3E66-8U0U0U06-9U0U0U06-10U0O1O16-11U0U0U07-8A4A4A87-9U0U0U07-10U0O1O17-11U0O1O18-9E3A4A78-10U0I2I28-11U0U0U09-10U0O1O19-11U0U0U010-11U0I2I23、划分关系密。切在表14中，综合关系分值单位为-1~8，按表14统计出各分值段作业单位对的比例，参照表13划分综合关系密级。当分值为7~8时，综合相互关系定为A级，当分值为4~6时，综合相互关系定为E级，当分值为2~3时，综合相互关系定为I级，当分值为1时，综合相互关系定为O级，当分值为0时，综合相互关系定为U级，当分值为-1时，综合相互关系定为X级。进一步统计各级作业单位对综合相互关系比例如表15所示：表15：综合相互关系等级的划分总分关系等级作业单位对数百分比（%）7~8A474~6E592~3I471O9160U2749-1X611合计551004、建立作业单位综合相互关系图。将表14中综合相互转化为关系密级后，绘制成作业单位综合相互关系图，如图5所示：图5：作业单位综合相互关系图四、作业单位位置相关图（一）作业单位综合接进程度计算在SLP中，工厂总平面布置并不直接去考虑建筑物的占地面积及其外形几何形状，而是从各作业单位间相互关系密切程度出发安排他们之间的相对位置，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。表16就是作业单位对综合接近程度计算结果。表16：液压转向器厂作业单位综合接近程度排序表单位代号12345678910111AOEUUUUUUU2AUAXUXXUXO3OUEUUUUUXU4EAEEEIUUXO5UXUEIOUUOO6UUUEIEUUOU7UXUIOEAUOO8UXUUUUAAIU9UUUUUUUAOU10UXXXOOOIOI11UOUOOUOUUI接近程度8431879119535排序5911164238107（二）作业单位位置相关图的绘制在作业单位相互关系图中，采用号码来表示作业单位，如用表17来表示作业单位的工作性质与功能。作业单位之间的相互关系用相互之间的连线先行来表示，如表18所示。表中实线表示作业单位对位置应彼此接近，虚线表示作业单位对位置应彼此远离。表17：作业单位工作性质符号作业单位区域符号颜色区别成型处理或加工区绿装配区红与运输有关的作业桔黄储存作业区域桔黄停放或暂存区域桔黄检验或测试区域蓝服务与辅助作业区域蓝办公室或规划面积棕（灰）表18：作业单位关系等级表达方式关系等级密切程度线条数颜色A绝对重要红E特别重要桔黄I重要绿O一般蓝U不重要不着色X不希望棕XX极不希望黑液压转向器厂绘制作业单位位置相关图的步骤：(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、2-4、7-8、8-9，共涉及6个作业单位，按综合接近程度分值排序为4、7、8、1、9、2。（2）将综合接近程度分值最高的作业单位4布置在位置相关图的中心位置。（3）处理作业单位对2-4。将作业单位2布置到图中，且与作业单位4之间距离为一单位距离。（4）布置综合接近程度分值次高的作业单位7的位置。由于作业单位7与图上的作业单位4和2均为非A级关系，则应从综合关系表中取出4-7和2-7的关系密级，结果分别为I级和X级，即作业单位7与4的距离应为3个单位距离长度。（5）处理与作业单位8有关的A级关系7-8，8-9。从综合相互关系表中取出图中已存在的作业单位2，4，7与作业单位8的关系，分别为X级和U级和A级，即作业单位7与8，8与9的距离应为1个单位距离长度。（6）下一个要处理的作业单位1与2是A级关系，1与4是E级关系，1与3是O级关系,分别画出距离为1个作业单位，2个作业单位，4个作业单位。至此，作业单位综合相互关系表中，具有A级关系的作业单位对之间的相对位置均已确定。分别处理位置相关图中仍未出现的E、I、O、U级作业单位对。最后重点调整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6所示。图6：作业单位位置相关图图7：调整后作业单位相关图五、作业单位面积相关图将各作业单位的占地面积与其建筑物空间几何形状结合到作业单位位置相关图上，就得到了作业单位面积相关图。在这个过程中，首先要确定各作业单位建筑物的实际占地面积与外形（空间几何形状）。在《设施规划与物流分析课程设计指导书》书中已经给出了作业单位建筑物的实际占地面积与外形（空间几何形状）。作业单位面积相关图绘制步骤有了作业单位建筑的占地面积与外形后，可以在坐标纸上绘制作业单位面积相关图。（1）、选择适当的比例。（2）、将作业单位位置相关图放大到坐标图纸上，个作业单位符号之间应留出尽可能大的空间，以便安排作业单位建筑物。（3）、按综合接近程度分值大小顺序，由大到小依次把个作业单位布置到图上。如图8所示。图8：作业单位面积相关图六、液压器转向厂总平面布置图的绘制通过考虑多种方面因素的影响与限制，形成了不同的布置方案，抛弃所有不切实际的想法后，保留2个可行方案供选择。采用规范的图例符号，将布置方案绘制成工厂总平面布置图，如图9、图10所示。图9：液压转向器厂布置方案图（一）图10：液压转向器厂布置方案图（二）图11：液压转向器厂布置方案图（三）七、液压转向器厂总体布置方案评价与择优通过以上各步骤的分析与规划，我们提出三套液压转向器厂总体布置方案如图9、图10图11所示。从各个方面对以上两个方案进行综合分析评价和择优。平面布置的原则有：以基本生产为中心符合工艺的要求；运输最优化；适应发展的需要；安全与环保的原则。在此原则下，确定总体区划，然后详细规划每个作业单位区、每台机器、设备，每条通道。在详细布置时经常要