设施规划与物流分析课程设计任务书(DOCX 37页).docx

液压转向器厂设施规划与物流分析设施规划与物流分析课程设计任务书姓名：陶静 学号： 08121841专业：工业工程 日期： 2012-3-5课程设计题目：设施规划与物流分析课程设计要求与内容：一、课程设计目的和要求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目的。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，培养学生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，培养学生运用所学专业知识分析和解决技术问题的能力。二、液压转向器总平面布置设计内容1液压转向器厂生产工艺过程分析，绘制工艺过程图。2液压转向器厂物流分析，得到物流相关表。3作业单位相互关系分析，物流与非物流相互关系合并。4绘制作业单位位置相关图。5绘制作业单位面积相关图。6液压转向器厂的总平面布置图三套。7评价择优，选出最佳总平面布置图。8编写设计说明书，工作量不小于10000字。三原始给定条件： 当地现有一叉车修理厂，占地面积为16000m²,厂区南北长200m，东西宽为80m,所处地理位置如图1所示。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。图 1-1 待建液压转向器厂厂区图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1-2所示，由22个零、组件构成，每个零、组件的名称，材料、单件重量及年需求量均列于表2-1-1中。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2-3-1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。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，性能试验与成品储等阶段。（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2-2-1至2-2-13。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）标准件、外购件与半成品暂存 生产出的零、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。（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。组装时按：阀体-阀芯-阀套-联动轴、定子-转子-限位柱、后盖-限位螺栓-护盖的顺序，先预装后总装。（4）性能试验 所有组装出的液压转向器均需进行性能试验，试验合格的成品送入成品库，试验不合格的返回组装车间进行修复，一次组装合格率估计值为80%，二次组装合格率为100%。（5）成品存储 所有合格液压转向器存放在成品库待出厂。图 1-2 液压转向器结构基本要素分析一、 产品组成分析表 2-1-1 零件明细表工厂名称：液压转向器厂共1页产品名称液压转向器产品代号计划年产量6000（套）第1页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4560000.6011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）二、 工艺过程分析表 2-2-1 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)年总产量(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2机加工车间车553机加工车间镗4机加工车间压装5半成品库暂存表 2-2-2 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)年总产量(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603机加工车间粗铣804机加工车间镗5机加工车间钻6精密车间精镗957半成品库暂存表 2-2-3 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)年总产量(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2机加工车间车削403半成品库暂存表 2-2-4 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)年总产量(kg)滑 环5200.036000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2机加工车间车削403半成品库暂存表 2-2-5 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)年总产量(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2机加工车间车403机加工车间铣4精密车间精磨995半成品库暂存表 2-2-6 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)年总产量(kg)阀 体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403机加工车间粗铣704机加工车间镗5精密车间精镗906半成品库暂存表 2-2-7 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)年总产量(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2机加工车间粗车703机加工车间钻4机加工车间铣5热处理车间热处理6精密车间精磨997半成品库暂存表 2-2-8 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)年总产量(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2机加工车间车削803半成品库暂存表 2-2-9 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)年总产量(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2机加工车间铣803机加工车间钻4半成品库暂存表 2-2-10 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)年总产量(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2机加工车间车703机加工车间镗4热处理车间热处理5精密车间端磨996半成品库暂存表 2-2-11 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)年总产量(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2热处理车间退火3机加工车间车504机加工车间钻5机加工车间插6机加工车间铣7热处理车间调质8精密车间研磨999半成品库暂存表 2-2-12 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)年总产量(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2热处理车间正火3机加工车间车704机加工车间铣5机加工车间钻6热处理车间淬火7精密车间研磨998半成品库暂存表 2-2-13 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)年总产量(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2机加工车间车803机加工车间钻4半成品库暂存三、 作业单位的划分表 2-3-1 作业单位建筑物汇总表序号作业单位名称用 途建筑面积结构型式备注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精密车间精镗、磨削12×366标准件、半成品库储存外购件、半成品12×247组装车间组装转向器12×368性能试验室转向器性能检验12×129成品库成品储存12×1210办公、服务楼办公室、食堂等80×6011设备维修车间机床维修12×24物流分析一、 产品工艺过程分析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。工艺过程图中各工艺编号与作业单位编号对应。1、 各自制零、组件工艺过程图图 3-1-2 前盖工艺过程图图 3-1-1 连接块组件工艺过程图图 3-1-4 滑环工艺过程图图 3-1-3 挡环工艺过程图图 3-1-6 阀体工艺过程图图 3-1-5 联动器工艺过程图图 3-1-8 阀套工艺过程图图 3-1-7 阀芯工艺过程图图 3-1-9 隔盘工艺过程图图 3-1-10 限位柱工艺过程图图 3-1-12 转子工艺过程图图 3-1-11 定子工艺过程图图 3-1-13 后盖工艺过程图2、 产品总工艺过程图（见附录）二、 物流分析1、 作业单位最佳顺序（1）按照各产品的物流强度大小顺序，在多种产品工艺过程表中由左到右排列产品工艺过程，即最左边的产品物流强度最大，由左向右物流强度逐渐递减。对于零件加工生产来说，可以用生产周期内产量与零件重量的乘积作为产品的物流强度。（2）从各产品的工艺过程图中选出下道工序，若为第一道工序，则将最左边产品的第一道工序安排为多种产品工艺过程表中第一道工序行（作业单位）；否则，按同名工序将产品为组，计算各组产品由上道工序到该道工序的物流强度之和，然后按物流强度之和的大小顺序，由大到小依次在多种产品工艺过程表中设置新的工序（作业单位）。该工序（作业单位）已存在，则不重复设置，此时，凡经过该工序（作业单位）的产品就会出现物流倒流现象。（3）重复步骤（2），直至所有产品工艺过程均已结束。（4）调整工序顺序，得到最佳顺序。针对物流原路倒流与旁路倒流情况，通过交换出现倒流情况的两道工序顺序，比较交换前后物流倒流程度W的大小。若W增加，则保留交换后工序顺序，否则不做交换。经过多次交换就可以得到较佳的工序（作业单位）顺序。表 3-2-1 多种产品工艺过程表零件名称重量（kg）计划年产量（套）工艺流程物流强度(kg/年)阀体7.0060001) 准备铸锭2) 铸造3) 粗铣4) 镗5) 精镗6) 暂存42000定子1.201) 备料2) 退火3) 车4) 钻5) 插6) 铣7) 调质8) 研磨9) 暂存7200前盖0.901) 准备铸锭2) 铸造3) 粗铣4) 镗5) 钻6) 精镗7) 暂存5400后盖0.801) 备料2) 车3) 钻4) 暂存4800阀芯0.601) 备料2) 粗车3) 钻4) 铣5) 热处理6) 精磨7) 暂存3600转子0.601) 备料2) 正火3) 车4) 铣5) 钻6) 淬火7) 研磨8) 暂存3600零件名称重量（kg）工艺流程物流强度(kg/年)隔盘0.321) 备料2) 铣3) 钻4) 暂存1920联动器0.271) 备料2) 车3) 铣4) 精磨5) 暂存1620连接块组件0.091) 备料2) 车3) 镗4) 压装5) 暂存540挡环0.031) 备料2) 车削3) 暂存180滑环0.031) 备料2) 车削3) 暂存180限位柱0.011) 备料2) 车3) 镗4) 热处理5) 端磨6) 暂存60表 3-2-2 最佳顺序多种产品工艺过程表 单位：kg工序序号123456k=1nj-1DjkWjkW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、半成品库阀体流程 294000426840Djk2122定子流程 36000Djk121-12前盖流程 37800Djk2122后盖流程 9600Djk11阀芯流程 10800Djk11-12转子流程 18000Djk121-12阀套流程 6720Djk11隔盘流程 3840Djk11联动器流程 8100Djk122连接块组件流程 1080Djk11挡环流程 360Djk11滑环流程 360Djk11限位柱流程 180Djk11-122、 从至表表 3-2-3 从至表 单位：kg工厂名称：液压转向器厂零、组件： 1. 连接块组件 2. 前盖 3. X型密封圈 4. 挡环 5. 滑环 6. 弹簧片 7. 拔销 8. 联动轴 9. 阀体 10. 阀芯 11. 阀套 12. 隔盘 13. 限位柱 14. 定子 15. 转子 16. 后盖 17. 螺栓 18. O型密封圈 19. 限位螺栓 20. 油堵 21. 标牌 22. 护盖 共1页第1页 作 或 序 号 业 工 名 单 序 位作 业 单 位 至 或 工 序 从序号 名 称123456789合计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1原材料库17850923831197642221042铸造车间73772737723热处理车间1974016242359824机加工车间52825235110980686135精密车间63480634806标准件、半成品库76702767027组装车间92042920428性能试验室1534076702920429成品库合计178509291131132766859374460920429204276702724737编制（日期）审核（日期）当研究的产品、零件或物料品种数量非常多时，用从至表研究物流状况非常方便。从至表是一个方阵表格，以一定顺序按行排列物料移动的起始作业单位（工序），以相同顺序按列排列物料移动的终止作业单位（工序），行、行相交的方格中记录从起始作业单位到终止作业单位的各种物料搬运量的总和，有时也可同时注明物料种类代号。当物料沿着作业单位排列顺序正向移动时，即没有倒流物流时，从至表中只有上三角方阵有数据，这是一种理想状态。当存在物流倒流现象时，倒流物流量出现在从至表中的下三角方阵中，此时，从至表中任何两个作业单位之间的总物流量（物流强度）等于正向物流量与逆向（倒流）物流量之和。3、 物流强度分析表由于直接分析大量物流数据比较困难，而且也无必要，SLP中将物流强度转化成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种物流状况。作业单位对或称为物流路线的物流强度等级，应按物流路线比例或承担的物流量比例来确定。表 3-2-4 物流强度分析表 单位：kg序号作业单位对（路线）物 流 强 度 (×103) 5 10 15 20物流强度等 级11-2A27-8E36-7E48-9E52-4I65-6I74-5I83-4O91-3O101-4O113-5O124-6O4、 作业单位物流相关表为了能够简单明了地表示所有作业单位之间物流的相互关系，仿照从至表结构造一种作业单位之间物流相互关系表，称之为原始物流相关表。在表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间的物流强度等级。因为行作业单位与列作业单位排列顺序相同，所以得到的是右上三角矩阵表格与左下三角矩阵表格对称的方阵表格，舍掉多余的左下三角矩阵表格，将右上三角矩阵变形，就得到了SLP中的物流相关表。表 3-2-5 原始物流相关表作业单位序号作业 作业单位单 位 序 名 称号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实验室成品库办公服务楼设备维修车间1原材料库/AOOUUUUUUU2铸造车间A/UIUUUUUUU3热处理车间OU/OOUUUUUU4机加工车间OIO/IOUUUUU5精密车间UUOI/IUUUUU6标准件、半成品库UUUOI/EUUUU7组装车间UUUUUE/EUUU8性能实验室UUUUUUE/EUU9成品库UUUUUUUE/UU10办公、服务楼UUUUUUUUU/U11设备维修车间UUUUUUUUUU/表 3-2-3 物流相关表作业单位分析1、 作业单位相互关系影响因素1）物料搬运2）工作联系频繁程度3）公用设备4）工作流程的连续性5）管理方便6）作业性质相似7）噪声及振动8）安全及污染2、 初步确定相互关系等级字母一般作业单位密切程度的理由A原材料库与铸造车间物料搬运E性能实验室与成品库性能试验室与组装车间物料搬运工作联系频繁程度I设备维修车间与各加工车间公用设备O办公室与原材料库管理方便U原材料库与成品库作业性质相似X铸造车间与办公室热处理车间与办公室噪声及振动安全及污染3、 调整相互关系等级比例，完成作业单位相互关系表确定了各作业单位相互关系密切程度后，利用与物流相关表相同的表格形式，建立作业单位相互关系表。表中的每一个菱形框填入相应的两个作业单位之间的相互关系密切程度等级，上半部用密切程度等级符号标志密切程度；下半部用数字表示确定密切程度等级的理由。表 4-1 非物流相关表作业单位综合相互关系（1）确定物流与非物流相互关系的相对重要性。一般，物流与非物流相互关系的相对重要性比值m：n不应超过1：3-3：1。当比值小于1：3时，说明物流关系占主导地位，工厂布置时只需考虑非物流的相互关系；当比值大于3：1时，说明物流关系占主导地位，工厂布置时只需考虑物流相互关系的影响。实际工作中，根据物流与非物流相互关系的相对重要性，取m：n=3：1，2：1，1：1，1：2，1：3。M：n称为加权值。对于液压转向器厂来说，物流影响并不明显大于其它因素的影响，因此取加权值m：n=1：1。（2）量化物流强度等级和非物流的密切程度等级。一般，取A=4、E=3、I=2、O=1、U=0、X=-1。（5）计算量化的作业单位综合相互关系。设任意两个作业单位分别为Ai和Aj，其物流相互关系等级为MRij，非物流的相互关系密切程度等级为NRij，则作业单位Ai与Aj之间的综合相互关系密切程度TRij为TRij=mMRij+nNRij（3）综合相互关系等级划分。TRij是一个量值，需要经过等级划分，才能建立与物流相关表相似的、符号化的作业单位综合相互关系表。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，且各级别的作业单位对数应符合一定的比例。需要说明的是，将物流与非物流相互关系进行合并时，应该注意X级关系密级的处理，任何一级物流密级与X级非物流关系密级合并时，不应超过O级。对于某些极不希望靠近的作业单位之间的相互关系，可以定为XX级。（4）经过调整，建立综合相互关系表。表 5-1 作业单位综合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等级分数等级分数分数等级12A4A48A13O1O12O14O1O12O15U0U00U16U0U00U17U0U00U18U0U00U19U0U00U110U0O11U111U0U00U23U0U00U24I2E35I25U0U00U26U0U00U27U0U00U28U0U00U29U0U00U210U0X-1-1X211U0I22O34O1O12O35O1O12O36U0U00U37U0U00U38U0U00U39U0U00U310U0X-1-1X311U0I22O45I2O13I46O1I23I47U0U00U48U0U00U49U0U00U410U0X-1-1X411U0I22O56I2I24I57U0U00U58U0U00U59U0U00U510U0X-1-1X511U0I22O67E3E36E68U0U00U69U0U00U610U0O11U611U0U00U78E3E36E79U0U00U710U0U00U711U0I22O89E3E36E810U0O11U811U0I22O910U0O11U911U0U00U1011U0U00U表 5-2 作业单位综合相互关系表绘制作业单位位置相关图1、 综合接近程度计算在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。为了计算各作业单位的综合接近程度，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。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。表 6-1 综合接近程度排序表作业单位代号12345678910111A/4O/1O/1U/0U/0U/0U/0U/0U/0U/02A/4U/0I/2U/0U/0U/0U/0U/0X/-1O/13O/1U/0O/1O/1U/0U/0U/0U/0X/-1O/14O/1I/2O/1I/2I/2U/0U/0U/0X/-1O/15U/0U/0O/1I/2I/2U/0U/0U/0X/-1O/16U/0U/0U/0I/2I/2E/3U/0U/0U/0U/07