物流设施与规划课程设计.doc

物流设施与规划课程设计学院： *班级： *姓名：*学号：*指导老师：*完成日期：*目录：一概述3二基本要素分析32.1柴油机机油泵结构及有关参数32.2作业单位划分42.3柴油机机油泵生产工艺过程4三物流分析53.1产品工艺过程分析53.2 物流强度等级的划分8四作业单位非物流相关分析124.1整理主因，给出理由编码124.2确定相互关系等级124.3作业相互关系表13五作业单位综合相关分析145.1综合物流相关等级表145.2. 作业单位综合等级的划分18六作业单位位置相关图分析206.1综合接近程度排序216.2 绘制作业单位位置相关图21七作业单位面积相关分析23八工厂总平面布置可行方案24九评价方案并择优269.1.计算权重269.2 方案评定26十总结27一、概述现有一加工平口钳的加工厂，厂区占地面积待定。工厂生产几种不同的平口钳，计划建成年产60000件平口钳的生产厂，其中一种编号为1000的平口钳年需求量为42000件，约占工厂年产量的70，根据要求需要完成工厂总平面布置设计。平口钳又名机用虎钳，是一种通用夹具，常用于安装小型工件。它是铣床、钻床的随机附件。将其固定在机床工作台上，用来夹持工件进行切削加工。它主要由活动钳口、钳口板、丝杠、螺母、固定钳身、固定螺钉、垫圈等组成。丝杠固定在固定钳身上，用扳手转动丝杠，通过丝杠螺母带动活动钳身做直线移动。螺母与活动钳口用螺钉连接成整体，因此，当丝杠做直线运动时，活动钳口就会沿固定钳身移动，从而形成对工件的加紧与松开。被夹工件的尺寸不得超过70毫米。二、基本要素分析2.1平口钳结构及有关参数平口钳零件共有10种，最终我的任务是完成7种自制件和总外购件，平口钳的产品结构图2.1图2.1产品结构图每个零、组件的名称、材料、单件重量及年需求量如下表2.1所示：单位质量计算：取=3.141. 垫圈：7.85g/cm³（35/2）²×5-（26/2）²×5/1000=0.0169kg2. 丝杠：7.85g/cm³（26/2）²×40+（29/2）²×5+（32/2）²×5+（25/2）²×37+（17/2）²×136+（18/2）²×18+（12/2）²×27/1000=0.6687kg3. 固定钳身：7.8g/cm³2×（90×120×35-50×24×40-15×24×30）+（20）²×20+70×15×20-（15）²×20-2（13/2）²×20+37×71×120-9×28×120-（18/2）²×18-（25/2）²×34/1000=7.2448kg4. 钳口板：7.85g/cm³100×28×10-2（7/2）²×10/1000=0.2138kg5. 活动钳身：7.8g/cm³（50）²×17/2+（30）²×10/2+10×10××30×2-（10）²××30×2/4+18×36×100+9×8×100-（36/2）²×12-（28/2）²×24-2（6/2）²×13/1000=1.0077kg6. 固定螺钉：7.85g/cm³（35/2）²×12+（8/2）²×4+（12/2）²×12/1000=0.1028kg7. 螺母1250：7.85g/cm³35×33×50+21×10×50+（28/2）²×24-（20.5/2）²×50-（12/2）²×22/1000=0.4779kg8. 螺母M12:查表每1000个重16.32kg9. 垫圈12：查表每1000个重15kg10. 螺钉M1618：查表每1000个重20kg表2.1 零件明细表工厂名称：平口钳加工厂共1页产品名称平口钳产品代号10000计划年产量420000件第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垫圈1130Q235A500000.01692丝杠114045500000.66873固定钳身1150HT150500007.24484钳口板1170(1230)451000000.21385活动钳口1210HT150500001.00776固定螺钉123020500000.10287螺母125020500000.47798螺母1110500000.01639垫圈1120500000.01510螺钉1160(1220)2000000.02编制（日期）审核（日期）2.2作业单位划分，如下表所示厂区面积：根据客户信息输入如项目数量、年产量、生产节拍、供货方式等确认厂区面积基本需求，再根据物流方式、生产方式、功能区域面积、办公区域大小、辅助用房占地、厂区道路及绿化面积来对布局优化，最终提出实际厂区面积使用需求基本条件，工厂年产量为42000件，设一个月20天工作日，每天工作一个班次，一年十二个月，一个月为一个生产周期 。考虑到人的因素，环境因素，每个面积再宽放40原材料库：42000/12*0.7=5000件原材料规格序号代码名称规格数量/批备注11131Q235A圆钢直径35mm*3000mm18根露天2114145圆钢直径35mm*3001mm556根露天3116145板钢2000 mm *750 mm *12 mm12块露天4124120圆钢直径40mm*3001mm59根露天51110螺母M1210000室内61120垫圈125000室内71150螺钉M16*1820000室内81151（1211）灰铸铁50cm*50cm*30cm63块露天设材料至多堆6层所以，露天场地最少需要30×30=900m²铸造车间：车间需要设备：1.混砂机（盘径 1200mm ）2.落砂机（长/宽4100×2100mm²） 3.抛丸机(工作圆筒直径 1000mm)4.造芯机(长/宽1410×750mm²)5.造型机(长/宽1060×850mm²)6.浇注机(长/宽1410×850mm²)查表得通道面积占1020，取20（3.14×0.6²+4.1×2.1+3.14×0.5²+1.41×0.75+1.06×0.85+1.41×0.85）×1.2=16.5m²设备各9台，总面积为16.5m²×9×1.4=207.9m²，取整为208m²机加工车间：车床(长/宽2418×1000mm²)：每件车24.43min,需要24.43×5000/20×8×60=13台车床；铣床(长/宽1212×1200mm²)：每件车16.08min,需要16.08×5000/20×8×60=9台车床；钻床(长/宽1840×760mm²)：每件车7.5min,需要7.5×5000/20×8×60=4台车床；刨床(长/宽1400×930mm²)：每件车16.8min,需要16.8×5000/20×8×60=9台车床；砂轮切割机(长/宽2400×800mm²)：每件车2.6min,需要2.6×5000/20×8×60=2台车床。查表得通道面积占1020，取20（2.418×1×13+1.212×1.2×9+1.84×0.76×4+1.4×0.93×9+2.4×0.8×2）×1.2×1.4=110.3m²，取整111m²机加工物流过程复杂，所以要有足够的空间，我们去一个加权值3所以面积为333m²标准件、半成品库：查表得通道面积占1020，取15标准件库：场地7.2×7.2×1.15=60m²×1.4=84m²查表得通道面积占1020，取20半成品库：（0.28×0.28×1.2×6000/6）×1.4=132m²所以面积216m²装配车间:钳工台(长/宽1200×1000mm²)：每件车18min,需要18×5000/20×8×60=10台查表得通道面积占1020，取201.2×1×10×1.2×1.4=20.16m² 取整得21m²装配物流过程复杂，所以要有足够的空间，我们去一个加权值8所以面积168m²检验室:取200m²成品库:取200m²办公室、服务楼:取4800m²设备维修车间:取200m²调试返修车间:取100m²表2.2 作业单位建筑物汇总表序号作业单位名称用 途建筑面积(m2)结构形式备 注1原材料库储存钢材、铸锭900露天2铸造车间铸造2083机加工车间车、铣、钻、滚齿3334标准件、半成品库储存外购件、半成品2165装配车间装平口钳1686性能测试室测密封、测功率2007成品库成品储存2008办公室、服务楼办公室、食堂等48009设备维修车间机床维修20010调试返修车间调试及返修100工厂总面积：查表得通道面积占3040，取40绿化面积占30以上，取30所以，工厂的总面积为7325×1.4×1.3=13331.5m²，取整13332m²2.3 平口钳的生产工艺过程1】固定钳身:整个加工过程为：铸件粗铣扩孔车螺纹。2】活动钳身：整个加工过程为：铸件扩孔钻孔车螺纹。3】丝杠：整个加工过程为：棒料车铣平面铣螺纹车螺纹。4】螺母：整个加工过程为：棒料车刨钻车螺纹。5】钳口板：整个加工过程为：板料铣钻车螺纹。6】固定螺钉：整个加工过程为：棒料车车螺纹钻。7】垫圈：整个加工过程为：棒料切割钻。三、物流分析物流相关分析是机械制造厂平面布置的基础，主要从以下步骤来进行分析：3.1产品工艺过程分析 对每道工序进行工序分析、计算每道工序产生的废料，最终体现在每个零件的工序过程图中。材料利用率：1.垫圈：（35/2）²×5-（26/2）²×5/（35/2）²×5=44.82 2.丝杠：（26/2）²×40+（29/2）²×5+（32/2）²×5+（25/2）²×37+（17/2）²×136+（18/2）²×18+（12/2）²×27/（32/2）²×280=37.853.固定钳身：7.8g/cm³2×（90×120×35-50×24×40-15×24×30）+（20）²×20+70×15×20-（15）²×20-2（13/2）²×20+37×71×120-9×28×120-（18/2）²×18-（25/2）²×34/1000=7.2448kg7.8g/cm³2×（3×3×3.14-2.5×2.5×3.14）+（12.5）²×34+（9）²×18+24×100×2×2+15×35×4×1+36×35×2×1/1000*1000+7.2448kg=7.56kg所以机加工的工序材料利用率=7.2448/7.5574=95% 4.钳口板：100×28×10-2（7/2）²×10/100×28×10=97.255.活动钳身：7.8g/cm³（50）²×17/2+（30）²×10/2+10×10××30×2-（10）²××30×2/4+18×36×100+9×8×100-（36/2）²×12-（28/2）²×24-2（6/2）²×13/1000=1.0077kg7.8g/cm³（4）²×12+（1）²×24+9×100×2+100×28×2+（3）²×13+（3）²-（2.5）²）×10/1000*1000+1.0077kg=1.0742kg所以机加工的工序材料利用率=1.0077/1.0742=93%6.固定螺钉：（35/2）²×12+（8/2）²×4+（12/2）²×12/（35/2）²×28=48.647.螺母1250：35×33×50+21×10×50+（28/2）²×24-（20.5/2）²×50-（12/2）²×22/（60/2）²×60=37.771.固定钳身加工工艺产品名称编号材料单件质量/kg计划年产量年产总质量固定钳身1150HT1507.244842000304.2816t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铸造车间铸造803机加工车间铣，扩孔，车螺纹954半成品库暂存2.活动钳身加工工艺产品名称编号材料单件质量/kg计划年产量年产总质量活动钳口1210HT1501.00774200042.3234t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铸造车间铸造803机加工车间铣，扩孔，钻孔，车螺纹934半成品库暂存3.丝杠加工工艺产品名称编号材料单件质量/kg计划年产量年产总质量丝杠1140450.66874200028.0854t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3机加工车间车，铣37.854半成品库暂存4.钳口板加工工艺产品名称编号材料单件质量/kg计划年产量年产总质量钳口板1170（1230）450.21388400017.9592t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3机加工车间铣，钻孔，车螺纹97.254半成品库暂存5螺母加工工艺产品名称编号材料单件质量/kg计划年产量年产总质量螺母1250200.47794200020.0718t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3机加工车间车，铣，钻，车螺纹37.774半成品库暂存6.固定螺钉加工工艺产品名称编号材料单件质量/kg计划年产量年产总质量固定螺钉1230200.1028420004.3176t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3机加工车间铣，扩孔，钻孔，车螺纹48.644半成品库暂存7.垫圈加工工艺产品名称编号材料单件质量/kg计划年产量年产总质量垫圈1130Q235A0.0169420000.7098t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3机加工车间铣，扩孔，钻孔，车螺纹44.824半成品库暂存3.1.2 各个自制零部件工艺过程图产品名称毛重/kg废料/kg铸造废料机加工废料全年总质量垫圈0.0169/0.4482=0.03770.0377-0.0169=0.0208873.6丝杠0.6687/0.3785=1.76671.7667-0.6687=1.09846116固定钳身7.2448/0.8×0.95=9.53269.5326×0.2=1.906529.5326×0.8×0.05=0.381396088.44钳口板0.2138/0.9725=0.21920.2192-0.2138=0.0054226.8活动钳口1.0077/0.8×0.93=1.35441.3544×0.2=0.27091.3544×0.8×0.07=0.075814561.4固定螺钉0.1028/0.4864=0.21130.2113-0.1028=0.10854557螺母0.4779/0.3777=1.26531.2653-0.4779=0.787433070.83.1.2 各个自制零部件工艺过程图(单位：kg)1.活动钳口 2钳口板3.固定钳身 4.丝杠5.固定螺钉 6.螺母 7. 垫圈3.13产品总的工艺过程图综合以上的各零件工序过程图，按照零件的装配顺序，得到柴油机机油泵的产品工艺过程图如下。第一次总装合格率为80，第二次100平口钳生产工艺过程图单位：t根据平口钳的生产工艺过程图，做从至表3.1.3（单位：t） 从 至1原材料库2铸造车间3机加工车间4标准件、半成品库5装配车间6检验7成品库8办公室、服务楼9设备维修车间10调试返修车间合计1原材料库457.25104.44561.692铸造车间365.80365.803机加工车间423.05423.054标准件、半成品库423.05423.055装配车间423.05423.056检验423.0584.61507.667成品库8办公室、服务楼9设备维修车间10调试返修车间84.61合计457.25470.24423.05423.05507.66423.0584.612788.913.2 物流强度等级的划分根据生产工艺过程图，统计出各作业单位对的物流强度，然后按照从大到小排序。然后根据下表3.2.1 物流强度等级划分表划分物流强度等级，共A、E、I、O、U五个等级。表3.2.1 物流强度等级划分表物流强度等级符号物流路线比例（%）承担物流量比例（%）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U3.21 根据平口钳生产工艺过程图，统计出各作业单位对的物流强度，得出下表3.2.2 物流强度汇总表序号作业单位物流强度/t11-2457.2521-3104.4432-3365.8043-4423.0554-5423.0565-6423.0576-7423.0586-1084.61910-684.613.2.2物流强度分析表结合表3.2.1和表3.2.2，完成物流强度分析表表3.2.3如下序号作业单位对（路线）物流强度物流强度等级11-2A23-4E34-5E45-6E56-7E62-3I71-3O86-10O910-6O323作业单位物流相关表作业单位对划分完物流等级之后，就可以得出第一个钻石图表 3.2.4 作业单位的物流相关表：表3.2.4 作业单位物流相关表四、作业单位非物流相关分析根据平口钳厂结构及工艺特点，厂的作业单位的划分有原材料库、铸造车间、机加工车间、准件半成品库、装配车间、检验室、成品库、办公服务楼、设备维修车间和调试返修车间。 4.1 确定主要因素。从物流，工作流程，作业性质相似，使用相同设备，使用同一场地等一系列因素整理出影响作业单位相互关系的主要因素，并给出理由编码，如表4.1所示： 4.2 确定各作业单位对之间影响相互关系的因素，并初步确定相互关系等级，如表4.2所示： 相互关系密级理由编码理由1工作流程的连续性2生产服务3物料搬运4管理方便5安全及污染6共用设备及辅助动力源7振动8人员联系表4.2 作业单位间相互关系等级4.3调整相互关系等级比例，将最后的作业单位之间的相互关系等级填入作业相互关系表4.3。如下表所示： 表4.3 作业单位非物流相互关系表五作业单位综合相关分析5.1. 综合物流相关等级表 由于作业单位的物流关系和非物流关系之间没有很明显的重要性区别，因此取物流关系和非物流关系的加权值比M:N=1:1。根据作业单位物流相关表3.2.4和非物流的作业单位作业相互关系表4.3可以得出作业单位之间综合相互关系计算表，如下表5.1所示：表5.1 作业单位之间综合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等级分数等级分数分数等级1-2A4E37A1-3O1A45E1-4U0U00U1-5U0U00U1-6U0U00U1-7U0U00U1-8U0I22I1-9U0U00U1-10U0U00U2-3I2A46E2-4U0U00U2-5U0U00U2-6U0U00U2-7U0U00U2-8U0X-1-1X2-9U0U00U2-10U0U00U3-4E3A47A3-5U0U00U3-6U0U00U3-7U0U00U3-8U0A44E3-9U0I22O3-10U0U00U4-5E3A47A4-6U0U00U4-7U0U00U4-8U0I22O4-9U0U00U4-10U0U00U5-6E3A47A5-7U0U00U5-8U0E33I5-9U0O11O5-10U0U00U6-7E3A47A6-8U0O11O6-9U0O11O6-10O1A45E7-8U0I22I7-9U0U00U7-10U0U00U8-9U0O11O8-10U0I22I9-10U0O11O5.2. 作业单位综合等级的划分由表5.1划分综合相互关系密级等级，如下表5.2表5.2 综合相互关系密级等级划分总分关系密级作业单位数百分比7-8A511.14-6E48.92-3I48.91O715.60U2453.3-1X12.2将关系密级填入表5.1最后得出:作业单位综合相互关系表5.3六作业单位位置相关分析6.1综合接近程度排序 由作业单位综合关系表5.3分析得出综合接近程度排序表6.1作业单位代号123456789101A/4E/3U/0U/0U/0U/0I/2U/0U/02A/4E/3U/0U/0U/0U/0X/-1U/0U/03E/3E/3A/4U/0U/0U/0E/3U/0U/04U/0U/0A/4A/4U/0U/0O/1U/0U/05U/0U/0U/0A/4A/4U/0I/2O/1U/06U/0U/0U/0U/0A/4A/4O/1O/1E/37U/0U/0U/0U/0U/0A/4I/2U/0U/08I/2X/-1E/3O/1I/2O/1I/2O/1I/29U/0U/0U/0U/0O/1O/1U/0O/1O/110U/0U/0U/0U/0U/0E/3U/0I/2O/1综合接近程度96139111061345排序68253471109注：上表中A=4，E=3，I=2，O=1，U=0，X=-1，然后对表中的作业单位综合接近程度进行计算并排序；表6.2作业单位工作性质符号工艺过程图表符号及作用说明作业单位及区域的扩充符号 操作成形或处理加工区装配，部件装配拆卸运输与运输有关的作业单位/区域储存储存作业单位/区域停滞停放或暂存区域 检验 检验、测试、检查区域服务及辅助作业单位/区域办公室或规划面积，建筑特征表6.3关系密级表示方式元音字母系数值线条数密切程度等级A4绝对必要E3特别重要I2重要O1一般U0不重要X-1 不希望6.2 绘制作业单位位置相关图绘图步骤：（1） 首先处理综合相互关系密级为A的作业单位对。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、3-4、4-5、5-6、6-10，总涉及五个作业单位，按综合接近程度分值排序为3、5、4/1、6、2/7，1与4,2与7的综合接近程度一样，顺序可以任意确定。（2） 将综合接近程度分数最高的作业单位3/8布置在位置相关图的中心位置，因为3与8的综合接近近程度分数相同，所以顺序任意确定。（3） 处理作业单位对3-4。布置综合接近程度分数次高的作业单位5的位置，因为5-3为U级，5-4为A级。先将5和4的距离设为的1个单位长度，（4） 再处理与5有关的作业单位对：5-6，因为6-3,6-4为U级关系，因为U级为不重要关系，所以只考虑5与6的关系。（5） 再处理1-2作业单位对，对于1而言，除了1-3为E级，1-8为I级外，其余都为U级。所以，只考虑1与3的关系，所以，只考虑1与3的关系，对于2而言，除了2-3为E级，2-8为X级外，其余都为U级。所以，只考虑2与3的关系，（6） 处理E级关系。E级的作业单位对有1-3,2-3,3-8,6-10，所涉及到的作业单位排序为,8,3,6,1,2,10。首先处理和3有关的作业单位8，因为8-7,I级，8-6,O级8-5,I级8-4,O级8-3,E级8-2,X级8-1,I级，又因为8的综合接近程度分值也是最高，所以3与8应该同处于中心位置。因为2与8为负相关，所以位置要离得远些。（7） 处理10，因为除了9-10为I级，6-10为E级外，其余都为U级。所以，只考虑10与9和6的关系，（8） 对于9，因为除了9-8，9-6，9-5为0级，其余都为U级。 （9）注意X级关系，也就是2-8，微调2，使得8和2离得足够远，最后将放下。（10） 完成后最终得到作业单位位置相关图。作业单位位置相关图 (三)作业单位面积相关图选取绘图比例1：1000，绘制单位为mm，平口钳作业单位面积相关图，如图8-2所示。作业单位面积相关图（四）作业单位面积相关关系图的调整根据变速箱的特点，考虑相关规定以及各方面的限制条件，得到平口钳平面布置方案1、平口钳平面布置方案2、平口钳平面布置方案3如下示：平口钳平面布置方案1平口钳平面布置方案2平口钳平面布置方案3九、方案的评价与选择运用加权因素法对平口钳厂进行评价，其评价过程和评价结果如表9-1所示。方案表9-1加权因素评价表 评价因素 123相对重要性等级得分等级得分等 得分 级物流效率与方便性A4E3A 410空间利用率E3E3A 48辅助服务部门的综合效率I2I2I 29工作环境安全与舒适E3I2E 35管理的方便性I2I2E 38布置方案的可扩展性O1E3O 17人员联系E3E3E 37外观I2I2E 34环境保护I2E3E 36信息传递I2I2I 23综合得分 167172193综合排序由综合排序可选出方案三为最佳方案，因此选此方案为平口钳厂的总体布置方案。十、设计体会和心得做完了生产计划与控制课程设计后，立马又开始了物流设施与规划的课程设计，连续坐了好几天，真的好累呀！尽管很累，但还得努力，开始看了下书后，感觉不会像生产计划与控制那样难了，因为那个课程设计开始的时候完全不知道该怎么办，即使到了最后要交时，还不确定自己的方法是否正确，而这门课程设计则是知道方法，然后因此做下去即可，不管怎样，至少有了方向，不再盲目了。但是开始做后我才发现我把它想的太简单了，虽然有了方向，但是这个课程设计中所涉及的计算，绘图等，要求都挺高的。所以一天晚上，我无意间抬起头，发现教室里几乎人手一台笔记本，都快成网吧了。同时，里面所涉及的很多书本知识，我自认为是掌握的很不错的，但到了设计中，才发现还有很多漏洞，譬如说物流等级的划分原则，位置相关图的确定方法等。所以又忙着看书，又忙着查资料，这是不亦乐乎呀！ 一周的课程设计很快就结束了，我从自己的错误中，发现了自己的很多不足，同时对这门课程的认识也更深了一个层次。整个物流工程就是以这样一条由宏观，到微观，由整体，到模块的一种系统化方法来进行工程设计的。设计终于结束了，因为整天坐在电脑前，现在脖子，手臂，眼睛都好疼，真开心终于做完了，但还是