设施规划与物流分析课程设计任务书.docx

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1、版权所有，翻印不究设施规划与物流分析课程设计任务书姓名 班级12工程2班 日期 2016 年 1 月 7日课程设计题目 液压转向器厂总平面布置设计 课程设计内容与要求：1、液压转向器厂物流分析。2、液压转向器厂作业单位相互关系分析。3、作业单位位置相关图，相当于A4图样的坐标纸1张。4、作业单位面积相关图，相当于A4图样的坐标纸1张。5、液压转向器厂总平面布置图三套，A4图样三张。6、机加工车间布置图例一张，A4图样7、评价择优，选出最佳总平面布置图。8、编写设计说明书，工作量不少于15000字。调研实习工厂 指导教师 实习时间 学校 设施规划与物流分析课程设计答辩评语姓名 班级 12工程2班

2、 2016年 1月 7日评语：签名 目录一概述41.1课程设计目的 41.2给定原始条件 4二基本要素分析52.1产品P产量Q分析 62.2液压转向器结构及参数62.3作业单位划分72.4液压转向器生产工艺过程8三物流分析153.1产品工艺过程分析153.2物流强度分析20四作业单位相互关系分析24五作业单位间物流与非物流关系合并26六作业单位位置相关分析301.综合接近程度排序302. 绘制作业单位位置相关图32七作业单位面积相关分析331. 作业单位面积相关图33八工厂总平面布置可行方案34九 评价方案并择优37十、机加工车间设计 39十一 总结43十二.参考文献43 一概述1.1课程设计

3、目的设施规划与物流分析是工业工程专业的主干专业课程，是工业工程学科的重要研究领域和分支之一。设施规划与设计着重研究设施总平面布置、车间布置及物料搬运等内容，目标是通过对设施的各组成部分的相互关系分析，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。设施规划与物流分析课程设计是本课程的重要时间教学环节，要求学生综合运用所学专业知识，完成规定的工业实施布置设计的一次基本训练。其目的是：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方法。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

4、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实际问题的能力。1.2给定原始条件当地现有一叉车修理厂，占地面积为16000m2，厂区南北长为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，计划改建成年产量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 待建液压转向器厂厂区图二基本要素分析2.1产品P产量Q分析该厂职工人数300人，计划改建成年产量6000套液压转向器的生产厂，且液压转向器属于轻型机器设备，故生产类型为大批生产。2.2液压转向器结构及参数液压转向器的

5、基本结构如图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列于表1中。（其计划产量为6000）。图2液压转向器结构表1 零件明细表工厂名称：液压转向器厂共1页第1页产品名称液压转向器产品代号计划年产量6000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45

6、60000.611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）2012.1.92012.1.92.3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

7、任务。 表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）结构型式备注1原材料库储存钢材、铸锭2030露天2铸造车间铸造12243热处理车间热处理12124机加工车间牢、铣、钻削18365精密车间精镗、磨削12366标准件、半成品库储存外购件、半成品12247组装车间组装转向器12368性能试验室转向器性能检验12129成品库成品储存121210办公、服务楼办公室、食堂等8060多层11设备维修车间机床维修12242.4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，性能试验与成品存储等阶段。

8、（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3至表15。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。（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%。（

9、5）成品存储所有合格液压转向器存放在成品库待出厂。表3 液压转向器连接块组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）年产总量（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、镗、压装553半成品库暂存表4 液压转向器前盖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）年产总量（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、镗、钻804精密车间精镗955半成品库暂存表5 液压转向器挡环加工工艺过程表

10、产品名称件 号材 料单件重量（Kg）计划年产量（套）年产总量（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6 液压转向器滑环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）年产总量（Kg）滑 环5HT2500.036000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7 液压转向器联动器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）年产总量（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

11、料库备料2机加工车间车、铣403精密车间精磨994半成品库暂存表8 液压转向器阀体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）年产总量（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603机加工车间粗铣、镗704精密车间精镗905半成品库暂存表9 液压转向器阀芯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）年产总量（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、钻、铣703热处理车间热处理4精密车间精磨995半成品库暂存

12、表10 液压转向器阀套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）年产总量（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11 液压转向器隔盘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）年产总量（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、钻803半成品库暂存表12 液压转向器限位柱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）年产总量（Kg）限位柱13450.016000序号作业单

13、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、镗703热处理车间热处理4精密车间端磨995半成品库暂存表13 液压转向器定子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）年产总量（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、钻、插、铣504热处理车间调质5精密车间研磨996半成品库暂存表14 液压转向器转子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）年产总量（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

14、料2热处理车间正火3机加工车间车、铣、钻704热处理车间淬火5精密车间研磨996半成品库暂存表15 液压转向器后盖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）年产总量（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、钻803半成品库暂存三物流分析3.1产品工艺过程分析（1）分析给定的工艺过程表由液压转向器结构图可知，液压转向器是完成由旋转运动到直线运动的一组齿轮机构，同时也是转向系中的减速传动装置。它的作用是：增大转向盘传到转向传动机构的力和改变力的传递方向。由于液压转向器各个部件的年需求量是固定的，也就是说液

15、压转向器的生产呈理想状态（零库存生产），所以全年的物流量不必要给出。工艺过程表计算出各个工序加工前后单件重量及废料重量如下表16所示表16 各个零件原料重量与成品重量对比表产品名称件号材料原料重量（kg）材料利用率（%）成品重量（kg）废料（kg）连接块组件1200.164550.090.074前盖2HT2601.97445.60.91.074当环4200.075400.030.045滑环5200.075400.030.045联动器8450.68239.60.270.412阀体9HT25018.5237.8711.52阀芯10450.86669.30.60.266阀套11200.7800.56

16、0.14隔盘12200.4800.320.08限位柱13450.014469.30.010.0044定子1440Cr2.42449.51.21.224转子15450.86669.30.60.266后盖16201800.80.2（2） 绘制各个自制零件的工艺过程图 自制零部件工艺过程图（3） 绘制装配工艺过程图总装厂工艺过程图3.2物流强度分析（1）作业单位之间的物流强度 通过计算个单位之间的物流强度并折算到全年物流强度，得出物流强度汇总表，下表17。表17 作业强度汇总表序号作业单位对物流强度11-212295827-88935836-77446048-97446052-47377065-66

17、348074-55398883-434344.691-423858.4101-319740113-514604.6124-610980（2）作业单位物流强度分析由前面的物流强度汇总表17 可以求出物流强度统计图19，并根据物流强度等级分划表18得出物流强度等级填入物流强度汇总表17最后一列中。表18物流强度等级划分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U表19物流强度分析表（3）作业单位物流相关原始分析由上面对原始物流作定量的分析后，得到原始物流相关表，表20。表20 原始物流相关

18、表作业单位序号1234567891011作业单位序号作业单位序号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AUEUUUUUUU3热处理车间OUIOUUUUUU4机加工车间OEIIOUUUUU5精密车间UUOIIUUUUU6标准件半成品库UUUOIEUUUU7组装车间UUUUUEAUUU8性能实验室UUUUUUAEUU9成品库UUUUUUUEUU10办公、服务楼UUUUUUUUUU11设备维修车间UUUUUUUUUU由原始物流相关表得到作业单位物流相关表，表21。表21 作业单位物流相关表四作业

19、单位相互关系分析 根据液压转向器结构及工艺特点，液压转向器厂的作业单位的划分有原材料库、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、性能试验室、成品库、办公服务楼和设备维修车间。 1、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22所示： 表22 液压转向器作业单位间相互关系密度理由理由12345678代码理由工作流程的连续 性生产服务物料搬运管理方便安全及污染公共设备及辅助震动人员关系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23所示： 表23 作业单位

20、相互关系等级分符号含义说明比例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酌情而定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，表24。表24 作业单位相互关系表五作业单位间物流与非物流关系合并（1）选用加权值。此加权值的大小说明了设施布置时考虑问题的重点，经过具体和周密的调查研究，对液压转向器厂布置来说，物流因素的影响较大。因此取加权值： m:n=2:1（2）综合相互关系计算，根据各作业单位配对之间物流和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，表25。当作业单位总量为N时，

21、总的作业配对数P可用下式计算，即 P=N (N-1) /2 对该例题，N=11, 则 P=55，因此表（11）中共有55个作业单位配对，即55个相互关系。（3）划分综合相互关系密切程度等级。在表25中，综合关系分数取值范围为-112，按表26统计出各段作业单位配对比例，参考表27划分综合关系密切程度等级。表 25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：2非物流关系 加权值：1等级分数等级分数分数等级1-2A4I210E1-3O1I24O1-4O1I24O1-5U0U00U1-6U0U00U1-7U0U00U1-8U0U00U1-9U0U00U1-10U0I22

22、U1-11U0U00U2-3U0E33O2-4E3I28I2-5U0X-1-1X2-6U0O11U2-7U0U00U2-8U0U00U2-9U0U00U2-10U0O11U2-11U0O11U3-4I2I26I3-5O1X-1-1X3-6U0I22U3-7U0O11U3-8U0U00U3-9U0U00U3-10U0O11U3-11U0O11U4-5I2X-12U4-6O1E33O4-7U0E33O4-8U0U00U4-9U0U00U4-10U0O11U4-11U0O11U5-6I2A48I5-7U0E33O5-8U0U00U5-9U0U00U5-10U0U00U5-11U0O11U6-7E3E

23、39E6-8U0U00U6-9U0U00U6-10U0I22U6-11U0U00U7-8A4A412A7-9U0U00U7-10U0O11U7-11U0E33O8-9E3A410E8-10U0U00U8-11U0U00U9-10U0O11U9-11U0U00U10-11U0U00U表26 综合相互关系密切程度等级分划分总分关系密切程度等级作业单位配对数占总对数百分比（%）11-12A11.89-10E35.55-8I35.53-4O712.70-2U3970.9-1X23.6总计55100表27 综合相互关系等级与划分比例关系密级符号作业单位对比例（%）就对必要靠近A1-3特别重要靠近E2-5

24、重要I3-8一般O5-15不重要U20-85不希望靠近X0-10（4）建立作业单位综合相互关系表。将表25的综合相互关系总分转化为关系密切程度等级，再画成作业单位综合相互关系图，如表28所示。有了这个相互关系图，按照前面介绍的方法就很容易画出平面布置图。表28 作业单位综合相互关系表六、绘制作业单位位置相关图1综合接近程度计算 量化综合相互关系等级，计算出各作业单位综合接近程度，按综合接近程度分数由高到低排序。由作业单位综合相互关系表28得出综合接近程度排序表29。表29 综合接近程度排序表作业单位代号1234567891011121E/30/1O/1U/0U/0U/0U/0U/0U/0U/0

25、-2E/3O/1I/2X/-1U/0U/0U/0U/0U/0U/0-3O/1O/1I/2X/-1U/0U/0U/0U/0U/0U/0-4O/1I/2I/2U/0O/1O/1U/0U/0U/0U/0-5U/0X/-1X/-1U/0I/2O/1U/0U/0U/0U/0-6U/0U/0U/0O/1I/2E/3U/0U/0U/0U/0-7U/0U/0U/0O/1O/1E/3A/4U/0U/0O/1-8U/0U/0U/0U/0U/0U/0A/4E/3U/0U/0-9U/0U/0U/0U/0U/0U/0U/0E/3U/0U/0-10U/0U/0U/0U/0U/0U/0U/0U/0U/0U/0-11U/0U

26、/0U/0U/0U/0U/0O/1U/0U/0U/0-12-综合接近程度533616107301排序5673941281110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。其中关系密级表示方式见表30关系密级表示方式 表302作业单位位置相关图绘制作业单位布置图是一个逐步求精的过称，整个过程要条理清楚，系统性强，可按以下步骤进行：（1） 从作业单位综合相互关系表出发，求出各作业单位的综合接近程度，并按高低将作业单位排序；（2） 按照图幅大小选择恰当的单位距离，并规定：关系密级为A的作业单位对之间的距离为一个长度单位，E级为两个长度单

27、位，一次类推;（3） 从作业单位综合相互关系表中，取出关系密集为A的作业单位对，并将涉及到的作业单位按照综合接近程度按高低排序，得到作业单位，（4） 将综合接近程度分值最高的作业单位布置在布置图的中心位置；（5） 按照7,8的先后顺序把这些作业单位布置到图中，布置时，随时检查待布置的作业单位与图中已经布置的作业单位之间的关系秘级，选择适当的位置进行布置，当出现矛盾时，则稍加修改，用不同的连线表示作业单位之间的关系密级；（6） 按照E、I、O、U、X、XX关系密级顺序选择当前处理的密级；具体针对转向器厂来说，绘制作业单位位置图步骤如下：（1） 从作业单位综合相互关系表中取出A级作业单位对，只有7

28、-8，其综合接近程度分值排序为7,8（2） 将综合接近程度分值最高的作业单位7布置在位置相关图中心位置。（3） 处理作业对7-8，将作业单位8布置到图中恰当位置且与作业单位7距离为一个单位长度。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以处理完毕。第二步处理相互位置为E级的作业单位对，（1） 从综合相互关系表中取出具有E级的作业单位对，有8-9,6-7,1-2三对，涉及到的作业单位按照综合接近程度分值排序为：7、6、8、1、2、 9（2） 首先处理与作业单位7有关的作业单位6，6与以排布的8关系为U，所以适当放置即可。（3） 接下来处理与已排作业单位8相关的作业单位9，作业单位9

29、与其他已排作业单位关系等级均为U，故取恰当位置放置，待最后调整。（4） 排作业单位1，因为作业单位1与现有已排作业单位均为U的关系，故先放置一旁，待调整。（5） 处理与作业单位1关系密级为E级的作业单位对的作业单位2，使之与作业单位1距离为2个单位长度。至此关系密级为E级的作业对已排布完毕，依照此顺序排布剩余的I、O、U、X、XX的等级即可得到作业单位位置相关图，如图1七、作业单位面积相关分析1、 作业单位面积相关图八、工厂总平面布置可行方案假设不考虑其他因素，得到如下三个平面布置方案方案一： 图-8 平面布置方案一 方案二：图-9 平面布置方案二方案三：图-10平面布置方案三九 评价方案并择

30、优首先对厂址选择设计的非经济因素赋予不同的权重，权重大小为1-10；在对各因素就每个备选厂址进行评级，共分5级，分别用A、E、I、O、U表示，各个等级分别对应不同分手，依次为4、3、2、1、0分，最后将某因素的权重乘以对应分数，得到该因素所得分数，将各因素分数相加，得分最高者即为最佳方案。如下表：序号考虑因素相关内容权重方案等级及分数方案1方案2方案31物流效率各种物料、文件人员流动效率8E（24）E（24）A(32)2存储效率物料库存工作效率6I(12)E(18)E(18)3场地利用包括建筑面积、立体空间利用等5I(10)I(10)E(15)4安全管理是否符合安全规范4I（8）I（8）I（8

31、）5综合效率各系统之间的协调4E(12)E(12)E(12)6运输效率物料运入、运出搬运路线方案70(7)I(14)E(21)7环境优良周边绿化等等3E(9)E(9)E(9)8员工满意度方案场地、空间噪音等对员工影响3E(9)E(9)I(6)总分91104121由上表可知，方案3是三个方案中较优秀的总平面布置。十、机加工车间设计（1） 找出各个零件的第一道工序，分别为粗铣，车，粗铣，车，粗车，车，车铣，车，车，车，车，车。按物流强度大小顺序排列出工序为：铣的物流量为49320kg，车物流量为25140kg，所以排出的工序为铣床，车床。（2） 选取第二道工序，分别为镗，钻，镗，钻，钻，铣，检验，

32、钻，铣，镗，检验，检验，镗。依旧按照物流强度排布，计算得镗的物流量为48000kg，钻的物流量为16320kg，检验物流量为3720kg，铣已排出不必再排。所排工序为镗，钻，检验。（3） 取第三道工序，分别为检验，插，钻，检验，铣，钻，-，检验，检验，装压，-，-，检验。依照物流强度排布，计算得插为7200，压装为540。钻、铣均已排布，不必再排。则所排工序为插，压装。（4） 取第四道工序，分别为-，铣，检验，-，检验，检验，-，-，-，检验，-，-，-。均排布，不再排。（5） 取后面各道工序，因均已排布，则不再重复。至此，可以得到初始多种产品工艺过程表，如下表31初始多种产品工艺过程表 表31（6） 尝试交换存在物流倒流的情况的工序顺序，如选择,6和1，1和4,5和7交换顺序，经过