物流工程的课程设计报告

1、精品 料推荐郑州航空工业管理学院物流工程课程设计报告2007级 工业工程专业 0705073班级题目 xx 中德分公司热交换器车间设施布置改善同组成员xxxxx张贞xxxxxxxxxx指导教师xxxxx （副教授）2010 年09月04 日1精品 料推荐前言一 . 本课程设计题目热交换器车间布局优化 , 选择该题目的原因有以下几个方面：1. 我们实习的地方是陕西 xxxx 有限公司，具体是在某个车间实习，而车间里的主要产品又多为零部件生产， 而热交换器的车间是从零部件的生产到产品的完工， 各个工艺过程均在一个车间完成， 为课程设计中所需的物流分析和设施规划分析提供必要条件。2. 热交换器的生产

2、工艺清晰明了， 各个部件的构成及加工过程我们都做了全面的了解和深入的调研工作。3. 车间布局优化也是物流工程课程体系的重点部分， 选择本课题有利于充分利用所学知识， 分析和解决实际中遇到的问题； 也为这门课程的学习进行一次全面的实际操作性锻炼， 使我们更好的掌握物流工程相关理论和方法。二. 课程设计进度安排1.2010 年 7 月 10-20 号在 xx 中德分公司热交换器车间进行实习调研2.2010 年 8 月利用假期时间做好资料的分类和整理工作，确定研究课题内容，列好提纲。3. 利用假期时间分配组员任务， 根据提纲和小组成员的兴趣分配任务，争取小组成员在开学前（ 9 月 1 日）完成所接受

3、的任务。4. 利用开学第一周时间将各小组成员的工作进行整理， 在指导老师的建议下修改生成最后文件，并进行仿真实验分析。2精品 料推荐5. 利用开学第一周周末进行答辩。三 . 课程设计人员分工1. 赵柯舒为小组组长， 负责数据的整理分析， 做出物流分析和改善方案，并组织成员完成进度工作。2. 组成员张秀秀负责绘制主导产品， 拳头产品的工艺流程图， 包括工艺规程的叙述性文字。3. 组成员李鹏负责写课程设计任务书（任务、目的、要求） 。结合车间情况分析总结写出调研报告及热交换器的加工工艺过程分析。2. 组成员张贞绘制车间设施布置现状图， 通过讨论改善之后绘制改善后的设施布置图，整理最后文档排版，并完

4、成建模仿真。3精品 料推荐目录一 课程设计任务书51.1 课程设计目的51.2 课程设计任务51.3 课程设计要求6二 现场调研分析82.1 热交换器的结构及有关参数52.2 热交换器的生产工艺过程122.3 热交换器作业单位的划分14三 物流分析16四 作业单位非物流相互关系分析21五 作业单位综合相互关系分析.22六 系统建模仿真分析28七 设计心得和体会29八 参考文献344精品 料推荐一 课程设计任务书1.1 课程设计目的1、通过优化设施布置，改变不合理的流向，减少移动距离，以达到降低成本的目的。2、更加细化和掌握课本理论知识，做到游刃有余，将课本理论知识同实践相结合，体现工业工程人的

5、基本素质。3、锻炼通过自学与自己探索的方式解决问题的能力。4、通过此次课程设计将物流工程车间布局设计应用到车间，锻炼实践能力和理论联系实际的能力。5 、锻炼团队分工合作与协调能力。1.2 课程设计任务车间布局设计是制造系统设计的重要内容之一 , 车间布局的优劣直接决定着产品质量、 生产率和经济效益。 设计车间布局以及车间物流系统 , 介绍了生产物流的仓储系统、运输系统等。根据实际的厂房结构与生产线特点 , 设计生产线布局与仓储、运输系统等物流系统。基于 FLEXSIM系统仿真技术 , 开发车间布局三维仿真系统 , 运用本仿真系统 , 模拟出生产加工车间设备布局、 车间物流 , 便于管理生产设备

6、 , 在此基础上 , 结合机械加工仿真系统 , 实现生产车间仿真系统的集成。设施布置设计的目的是为了提高生成效率、 降低成本，缩短生产周期。在制造企业， 设施布局问题受到越来越多的重视。 进行布局研究的需5精品 料推荐要也越来越迫切， 随着竞争的日益激烈， 企业的经营模式逐步转向集团化和国际化， xx 陕西 xxxx 有限责任公司作为该行业的佼佼者，在生产运作过程中， 随着生成车间的扩建， 如何对生产车间的布局成为首要解决的问题之一；与此同时客户对产品的种类、价格、交货期等都提出了更高的要求， xx 陕西 xxxx 有限责任公司生产的产品有 400 余种，企业的生产模式正再从大规模生产向更具有

7、柔性的小规模面向客户行成产模式转变， 在原有的生产布局上提出应有的改进， 使其满足生产计划的变化。 因此无论是扩大生产新建车间还是在原有车间的基础上进行改进重组， 都需要进行快速合理的布局设计。 生产车间是物料转化为成品的场所， 是企业最重要的一环， 因此本文对加工车间的布局原则， 物料路经，搬运系统进行研究， 并运用“5W1H”和“6S”进行研究，运用布置与路径图进行分析和改善。 布置和路径分析重点对“搬运”和“移动”的路线进行分析，常与流程程序图配合使用，以达到缩短距离和改进不合理流行的目的。 便于对产品、 零件或人与物的移动路线进行分析。1.3 课程设计要求设计小组选择一个车间作为分析对

8、象，选择工艺专业化车间、对象专业化车间或混合型车间均可。(1) 了解车间的职能、任务、车间组织机构及组成单元，各机构的职能，各单元的任务；6精品 料推荐(2) 了解车间的现有设施及其布置现状，并绘制成车间设施布置现状图；(3) 了解车间的产品构成、各产品产量，各产品的工艺流程及所用设备、运输、停放、检验场所；(4) 绘制主导产品、拳头产品的流程序图、线路图；(5) 绘制从至表，通过从至表反映主导产品、拳头产品与各主要设备及各主要作业单位（元）之间的关系及物流强度；(6) 运用 5W1H提问技术及 ECRS改善原则对车间内各种设施的布置、生产流程的合理性进行分析，提出改善意见；(7) 根据各单位

9、及各设备之间的物流关系强度绘制作业单位相互关系表；(8) 将作业单位（包括设备）物流相关表与非物流相互关系表加权合作，求出作业单位综合相互关系表；(9) 根据从至表、作业单位相互关系表、综合相互关系表及改善意见，设计两套车间内部设施布置规划改善方案；(10) 列出每套方案的优缺点，并从改善物流效率，促进生产流程合理化，有利于提高经济效益， 以及投资金额大小及其效果等方面，进行技术、经济评价、选优与可行性论证；(11 ）运用FLEXSIM仿真软件，将优化前后的布置方案进行模拟演示，以进一步证实设计结果的合理性。7精品 料推荐二 现场调研分析陕 西 xx- 爱罗泰齐空调设备有限公司为中 德合资企业

10、，是 由 xx 一集 团 陕 西 xxxx 有 限 责任 公 司 与 德 国爱 罗 泰 齐（ AERO TEDH）出口有限公司合资的高档 次工业用空调制冷设备专业生产厂家 。 公司（原陕西 xx 航空电子公司）是我国 一五 期间苏联援建的 156 项重点工程之一 。公 司拥有雄厚的开发研制技术力量，拥 有先进的 计算机中心及计算机辅助设计系统。车 间拥 有 从 日 本 松下 电 器 公 司引 进 的 单 班 年 生 产 能 力10 万台的窗式及分体壁挂式空调器装配生产线；拥 有从日本大 西 热 学 株式 会 社 引 进的 具 有 国 际 先进 水 平 的房间 热 平 衡试验室；拥有国内首家建立

11、的空调器噪声测试室。车 间的 空 调 器 测 试中 心 被 列 为陕 西 省 空 调 器 产 品 质 量监督检验站和陕西进出口商品检验局空调器认可试验室。车间还拥有主要关键设备从日本引进的热交换器生产线、柜 式空调装配线、电子产品装配线等。 同时 还拥有与公司配套引进日本、美 国等国家的钣金加工、焊 接、喷涂生 产线等设备。车 间主要从事研制、生 产高档次空调制冷设备，其 研制生 产 的 机 房专 用 空 调 机代 表 了 该 领 域的 世 界 最高水 平 。 另外，还生产行车空调机、船用空调机、军用空调机等特种用途空调制冷设备等。主 要从事研制、生 产高档次空调制冷设8精品 料推荐备，其 研

12、制生产的机房专用空调机代表了该领域的世界最高水平。 另外，还生产行车空调机、船用空调机、军 用空调机等特种用途空调制冷设备，产 品遍布殴美市场，享 有很高的声誉。车间生产的热交换器，采 用了当前国际新型翅片，使 热交换器的性能大大提高，从 而使空调器整机的能效比、冷重比都有明显提高。 产品采用了内螺纹铜管亲水铝箔，改 进了防氧化焊接工艺，公司生产的热交换器已形成系列化。 广泛应用于房间空调、行车空调、车 用空调系列及特种空调系列等各种制冷设备，也 可根据 用户提供的图纸加工或根据用户要求设计。图 1 热交换器车 间有从德国引进的先进技术及关键生产、检测设备。主 要产品有：军事领域专用空调、机房

13、专用空调、模块式中央空调、机车空调、特种车辆空调、家用商用中央空调及末9精品 料推荐端、组合空调、各种除湿机、恒温恒湿型机、行车空调机等十几大类一百多个品种。 产品具有高起点、高技术含量、高性能、高可靠性的特点，质量达到 国际同类产品的先进水平。本课程设计围绕中德公 51 车间厂房进行系统化布置设计 。2.1 热交换器的结构及有关参数（如下图 ）1. 车间 生产 的热交换 器主 要用 于大 型专用 机 械设备 上，如 火车 轮船 等 ; 热交换 器主 要由挡板 ，短弯管， 长弯管，空调翅，护板，笛管组成（如图 2-1 ）。图 2-1 热交换器工艺图10精品 料推荐2. 生产的产品产量的高低，

14、决定了工厂的生产类型， 影响着工厂设备的布置形式。 根据以上已知条件知， 待布置设计的热交换器车间的产品品种单一，产量适中，其月产量为270 台（如表3-1 ），属于小批量生产，适合按产品的原则布置， 采用单件小批量生产方式生产。表 2-1 2010 年 7 月换热器生产作业计划序号产品名称产品型号数量1德国换热器88382530 件2德国换热器88382610 件3德国换热器88382715 件4德国换热器8838285 件5德国换热器88382910 件6德国换热器88383030 件7德国换热器88383110 件8德国换热器88383210 件9德国换热器88383310 件10德国换

15、热器8838345 件11德国换热器88383530 件12德国换热器88383630 件13德国换热器8838375 件14德国换热器8838385 件15德国换热器8838395 件16德国换热器88384010 件17德国换热器88384110 件18德国换热器88384210 件19德国换热器8838435 件20德国换热器8838445 件21德国换热器88384530 件22德国换热器88385015 件23德国换热器8838515 件24德国换热器88385210 件25德国换热器88385315 件11精品 料推荐2.2 热交换器的生产工艺过程热交换器的结构比较简单，总的工艺过

16、程可分为：零、组件的制作与外购；半成品暂存、组装；性能试验与成品存储等阶段。1. 零件的制作与外购热交换器上的侧板、弯头、铜环是采用外购的方法获得，入厂后由半成品库保存， 其他零件由本厂自制， 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。 空调翅片的生产由冲压设备自动化生成， 主要使用的原料为铝箔， 其加工范围和工艺要求如图。U型管的生产在二楼， 由采购的铜管经过弯管的设备生产出来，其加工范围和工艺要求如图所示。2. 标准件、外购件与半成品暂存生产出的零、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。3. 组装将有关的零件和半成品进行

17、组装，之中有焊接，铆接等工艺。其中铜环需要先套在弯头上， 然后插在胀管口焊接， 这样焊接时铜水直接在焊接处凝固。4. 性能测试所有组装出的热交换器均需进行水密性检验， 不合格的就在组装车间进行修复，合格后就进行包装，准备储存。5. 产品存储所有合格热交换器存放在成品库区待出厂。12精品 料推荐表 2-2 热交换器零件供需明细表零 件 名自制外购需 求 量单件重 量需求总量说明称件数数/kg重量 /KgU 型管1400.0753铜管制作而成笛管22.55和空调室内机连接护板20.51保护翅片侧板111铝片制成空调翅129.529.5由铝箔制作而成片弯头1400.0142和 u 型管连接铜环280

18、0.0020.5弯头和 u 型管的焊件铆钉400.0251固定护板、侧板表 2-2 热交换器零件工艺要求明细表型号5/83/8工段项目钟口17.5 1810.6 11片数914 片11 16 片冲长34 洞40 洞宽10 洞12 洞平片片型波纹片开窗片波纹片片孔径15.889.60铝箔0.12*340mm0.12*274亲水0.13*274普通切长度09mm09mm壁厚0.0.35 光管割1mm0.36 内螺纹管弯最长 4m 、R12.7管胀手胀、长度不限手胀、长度不限管立胀：长 1.5m 、40 洞、 4 排折宽 58 洞、长不限、 R69 、3 排弯13精品 料推荐2.3热交换器作业单位的

19、划分由热交换器的工艺过程我们可以清晰地得到主要的加工区域（如表 2-2 和 2-3 ），U型管、笛管、护板、空调翅片为自制件，弯头、铜管、铆钉为采购件。其中空调翅片的生产由冲压设备自动化生成，主要使用的原料为铝箔。 整个冲压工作区所占面积较大， 人员一人即可负责生产。胀管工作和焊接工作是相连的，为减少物流量，两个作业区域应该相连。U型管的生产由采购的铜管经过弯管的设备生产出来。表 2-4作业单位建筑汇总表序号作业单位名称用途建筑面积备注/ （m x m）1冲压工作区冲压空调翅10 x 5主要零部件2胀管工作区胀管9 x 5易于焊接3焊接工作区焊接管接口3 x 12防漏4检漏工作区检漏5 x 6

20、防漏5铆接侧板区铆接侧板5 x 2固定6标准件、半成品在制品10 x 4无区7材料区原料2 x 4无8蒸汽房提供动力2 x 4无9废料区废料2 x 4无10成品区成品10x 5无11油品存放区机床维修2 x 5无以下为改善前车间的总体布局图，从图中我们可以看到各个工作区域的位置以及它们之间的相互位置关系。其中大清洗工作区为无效设备，但车间并没有清理掉，所以占用大量的车间空间。14精品 料推荐图 2-3 热交换器车间布局总体图15精品 料推荐三 物流分析1. 根据热交换器的结构及工艺特点， 设立如图 3-1 所示的 12 个单位，、产品性能试验等各项生产任务制空调翅 1短弯管套焊圈 51笛管封口

21、焊接 8空调翅用长弯管串片并套上下护板2258胀管操作 33铆接左右护板4笛管插管焊接 94插接短弯管669短弯管、长弯管焊接77焊接笛管1010检漏 1111铆接侧板 1212图 3-1 热交换器工艺流程图16精品 料推荐为了方便分析，将每种型号的重量和数量做积后得的值大致服从正态分布，抽出三种积最大的883825、883835、883845 三种型号进行物流量的近似计算分析；重量全部以883835 型号笛管的重量为参照。表 3-1 工序间物流强度参照路线883825883835883845均值110152011.7213192619.3313192619.3415223022.350.20

22、.30.40.3615.222.330.422.6715.222.330.422.680.811.2191.11.41.71.41015.323.732.123.71115.323.732.123.71215.52432.526根据热交换器工艺过程特点和工序间物流强度，绘制出热交换器的强度工艺过程物流从至表。如表3-2 所示，表中 1-12 数字分别为图 3-1 工艺流程图中的各个工序代号。 从表中我们可以清晰地看出工序一和工序二即制空调翅和长弯管串片并套上下护板之间的物流强度为 11.7 ，工序二和工序三之间的物流强度为19.3 ，工序三和工序四之间的物流强度为19.3 ，工序四和工序五之间

23、的物流强度为22.3 工序五和工序六之间的物流强度为0.3 ，工序六和工序七之间的17精品 料推荐物流强度为 22.6 ，工序七和工序八之间的物流强度为1，工序十一和工序十二之间的物流强度为26。表 3-2 物流强度 F 从至表工123456789101112序111.7219.3319.3422.350.3622.6722.68191.41023.71123.71226( 注：车间各区位面积的单位均按步长来计算 )由于热交换器工艺过程特点和工序间物流强度，绘制出热交换器的作业单位距离从至表。如表 3-3 所示，表中 1-12 数字分别为图 3-1 工艺流程图中的各个工序代号。从表中我们可以清

24、晰地看出工序一和工序二即制空调翅和长弯管串片并套上下护板之间的物流强度为3，工序二和工序三之间的物流强度为20，工序三和工序四之间的物流强度为5，工序四和工序五之间为5，工序六和工序器之间为0，工序七和工序八之间为0，工序八和工序九之间为 35。18精品 料推荐表 3-3 作业单位距离 D 从至表1234567891011121322035455156070835920101011151240如表 3-4 所示，表中 1-12 数字分别为图 3-1 工艺流程图中的各个工序代号。从表中我们可以清晰地看出工序一和工序二即制空调翅和长弯管串片并套上下护板之间的物流强度为11.7.表 3-4 系统量距

25、积和序号从至流量 F距离 DS11-211.7335.122-319.32038633-419.3596.544-622.35111.555-60.3154.566-722.60078-91353589-101.4202897-1022.6001010-1123.7102371111-1223.715355.51212-1326401040S2329.119精品 料推荐IiIiiiiivvVi2010图 3-2 物流强度和作业单位距离分析15304501 制空调翅2.串片3.胀管4.铆接护板5.短弯管套焊圈6.插接短弯管7.短长弯管焊接8.笛管封口焊接9.笛管插管10.焊接笛管11.检漏12.

26、铆接侧板图 3-3 作业单位相互关系图图中处于 ii ，iii，v 区域的搬运是不合理的，因为物流量大，距离长，另外，车间堆放有乱堆乱放现象，运输路线有严重的交叉重20精品 料推荐复现象，应该重排工作区， 大型清洗机在用高挥发性冲压油之后是没有用的，而且它的使用会释放有毒气体，从而污染车间环境，固改善之后予以删除。四 作业单位非物流相互关系分析表 4-1 作业单位基准相互关系等级表符号含义说明A绝对重要必须接近E特别重要需要接近I重要接近O一般密切程度可以接近U不重要不考虑1 制空调翅2.串片3.胀管4.铆接护板5.短弯管套焊圈6.插接短弯管7.短长弯管焊接8.笛管封口焊接9.笛管插管10.焊

27、接笛管11.检漏12.铆接侧板图 4-1 作业单位相互关系图如图 4-1 所示，AEIOU分别代表各工序之间关系的密切程度，从表中我们可以清晰地看出各工序之间的联系。21精品 料推荐五 作业单位综合相互关系分析作业单位物流相互关系关系与非物流相互关系不太一致。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。其合并过程如下：表 5-1 作业单位之间综合相互关系计算表作业单位关系密切综合关系物流关系加权值： 2非物流关系加权值：1对分数等级分数等级分数等级126A3A9A134I2I2I140U0O0U152O1U3O162O1U3O172O1U3O182O1U3O19

28、2O1U3O1102O1U3O1 112O1U3O1-120U0O0U236A3A9A240U0O0U250U0O0U260U0O0U270U0O0U282O1U3O290O0U0O2100U0O0U2 112O1U3O2-120U0O0U344E2E6E352O1U3O360U0O0U372O1U0O382O0U0O390U0O0U3102O1U0O3 112O1U3O3-122O1U3O22精品 料推荐4 52O1U3O4 64E2E6E4 72O1U0O4 82O1U3O4 92O1U3O4 100O0UOO4 110U0O0U4-122O0U0O5 64E2E6E5 70U0O0U5

29、80O0U0O5 90O0U0O5 100O0U0O5 112O1U3O5-120O0U0O6 74E2E6E6 80O0U0O6 90O0U0O6 102O1U3O6 112O1U3O6-120O0U0O7 80O0U0O7 90O0U0O7 104E2E6E7 112U1O3U7-120O0U0O8 90E0E0E8 100O0U0O8 110U0O0U8-120O0U0O9 104E2E6E9 110O0U0O9-120O0U0O10113I1.5I4.5I10-122O0U0O11-124I2I4.5I1. 选取加权值加权值的大小反映工厂布置时考虑因素的侧重点，对于变速箱厂来说，物流因

30、素（ m）影响明显大于其它非物流因素（n）的影响，因23精品 料推荐此，取加权值m:n=2:12. 综合相互关系的计算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，求出综合相互关系如表3-6 所示。在表 5-1 中，综合关系分数取值范围为 0 8，按分数排列得出各分数段所占比例如表 5-2 所示，在此基础上与表 5-3 中推荐的综合相互关系密级程度划分比例进行对比，若各等级相差太大， 则需要对表 5-1 中作业单位对之间的关系密切程度作适当的调整，使各等级比例与表 5-9 中推荐的比例尽量接近。表 5-2 综合相互关系密级等级划分总分关系等级作业单位对数9A267E7

31、45I223O4001U14表 5-3综合相互关系密级与划分比例关系等级符号绝对必要靠近A特别重要靠近E重要I一般O不重要U将图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，如图5-1 所示。如图 5-1 所示， AEIOU分别代表各工序之间关系的密切程度，从表中我们可以清晰地看出各工序之间的联系。24精品 料推荐1 制空调翅2.串片3.胀管4.铆接护板5.短弯管套焊圈6.插接短弯管7.短长弯管焊接8.笛管封口焊接9.笛管插管10.焊接笛管11.检漏12.铆接侧板图 5-1 作业单位综合相互关系图135246879121011图 5-2 物流与作业相互关系图（车间长度度

32、量单位为步长）大型清洗机在车间里是没有用处的，所以作重新布置设计的的话完全可以将其清理掉。以下是通过上述分析得到的两个改善方案。25精品 料推荐3124581296107图 5-3 方案一 面积相关图5412986103721图 5-4 方案二 面积相关图作为改善方案，方案二和方案一相比在具体操作方面会发现长距离地移动大型设备， 从而使改善方案的实施会造成很大的困难。方案26精品 料推荐一较方案二布局紧凑， 而且给零件柜和衣柜的放置留下了很多选择的余地。综上所述，改善方案为最后的选择优化方案。改善后的有和改善平面图如下所示：图 5-5 改善之后的平面布置图改进后的系统量距积为1137.3 与改善之前的2329.1 相比有了大幅度的降低，此方案不一定是最优的，由于涉时间的相互影响，有些在理论还可以缩短的路线还没有缩短。方案一较方案二布局紧凑， 而且给零件柜和衣柜的放置留下了很多选择的余地。综上所述，改善方案为最后的选择优化方案。 从表中我们可以