設施規(guī)劃與物流分析課程設計

設施規(guī)劃與物流分析課程設計說明書姓名李力工作單位中南大學指導教師王鉛陳宇答辯時間目錄一概述二基本要素分析1液壓轉向器結構及有關參數(shù)2作業(yè)單位劃分3液壓轉向器生產(chǎn)工藝過程三物流分析1產(chǎn)品工藝過程分析2各自制零件工藝過程圖3多種產(chǎn)品工藝過程表4物流強度分析四作業(yè)單位非物流相互關系分析五工廠總平面布置1綜合接近程度計算2作業(yè)單位位置相關圖3作業(yè)單位面積相關圖4布置方案5機加工車間布置圖六總結一概述現(xiàn)有一叉車修理廠，占地面積為16000m2，廠區(qū)南北長200m，東西寬80m。所處地理位置如圖1所示，該廠職工人數(shù)為300人，計劃改建成年產(chǎn)6000套液壓轉向器的生產(chǎn)廠，需要完成工廠總平面布置設計。圖1待建液壓轉向器廠廠區(qū)圖二基本要素分析1液壓轉向器結構及有關參數(shù)液壓轉向器的基本結構如圖2所示，由22個零件，組件構成，每個零、組件的名稱、材料、單件重量及年需求量均列于表1中。圖2液壓轉向器結構表1零件明細表工廠名稱：液壓轉向器廠產(chǎn)品名稱液壓轉向器序號零件名稱自制外購材料單位成品消耗量單件重量(kg)備注大型號中型號小型號1連接塊組件√20鋼10.090.070.052前蓋√HT25010.90.60.33X型密封圈√橡膠10.040.030.024擋環(huán)√20鋼10.030.020.0255滑環(huán)√20鋼10.030.020.026彈簧片√65Mn70.010.010.017拔銷√65Mn10.020.020.028聯(lián)動軸√45鋼10.270.20.159閥體√HT250175310閥芯√45鋼10.60.40.211閥套√20鋼10.560.40.3612隔盤√20鋼10.320.250.1513限位柱√45鋼10.010.010.0114定子√40Cr11.2010.815轉子√45鋼10.600.500.416后蓋√20鋼10.800.600.5017螺栓√45鋼60.020.150.1518O型密封圈√橡膠30.010.010.0119限位螺栓√45鋼10.020.150.1520油堵√塑料50.010.010.0121標牌√鋁10.010.010.0122護蓋√塑料1.10.010.010.012作業(yè)單位劃分根據(jù)液壓轉向器機構及工藝特點，液壓轉向器廠設立如表二所示11個作業(yè)單位，分別承擔原材料存儲、備料、熱處理、加工與裝配、產(chǎn)品性能試驗、生產(chǎn)管理與服務等各項生產(chǎn)任務。表2作業(yè)單位建筑物匯總表序號作業(yè)單位名稱用途建筑面積(m2)結構形式備注1原材料庫存儲鋼材、鑄錠20×30露天2鑄造車間鑄造12×243熱處理車間熱處理12×124機加工車間車、銑、鉆削18×365精密車間精鏜、磨削12×366標準件、半成品庫存儲外購件、半成品12×247組裝車間組裝轉向器12×368性能試驗室轉向器性能檢驗12×129成品庫成品儲存12×1210辦公服務樓辦公室、食堂等80×6011設備維修車間機床維修12×243液壓轉向器生產(chǎn)工藝過程由于液壓轉向器結構比較簡單，生產(chǎn)工藝過程也不復雜，總的工藝過程可分為零、組件制作與外購，半成品暫存，組裝，性能試驗與成品存儲等階段。（1）零、組件制作與外購液壓轉向器上的標準件、異形件如塑料護蓋、鋁制標牌等都是采用外購、外協(xié)的方法獲得，入廠后由半成品庫保存。其它零件由本廠自制，其工藝過程分別見表3至表15。表中各工序加工前工件重量為：該工序加工后工件重量/該工序材料利用率。（2）標準件、外購件與半成品暫存生產(chǎn)的零、組件經(jīng)車間內檢驗合格后，送入半成品庫暫存。定期訂購的標準件和外協(xié)件均存放在半成品庫。（3）組裝所有零、組件在組裝車間集中組裝成液壓轉向器成品。（4）性能試驗所有組裝出的液壓轉向器均需進行性能試驗，試驗合格的成品送入成品庫，試驗不合格的返回組裝車間進行修復。一次組裝合格率估計值為80%，二次組裝合格率為100%。（5）成品存儲所有合格液壓轉向器存放在成品庫待出廠。表3液壓轉向器零件加工工藝過程表產(chǎn)品名稱件號材料單件重量（Kg）計劃年產(chǎn)量（套）年產(chǎn)總量（Kg）連接塊組件1200.096000序號作業(yè)單位名稱工序內容工序材料利用率（%）1原材料庫備料2機加工車間車、鏜、壓裝553半成品庫暫存4性能實驗室檢驗表4液壓轉向器零件加工工藝過程表產(chǎn)品名稱件號材料單件重量（Kg）計劃年產(chǎn)量（套）年產(chǎn)總量（Kg）前蓋2HT2500.906000序號作業(yè)單位名稱工序內容工序材料利用率（%）1原材料庫準備鑄錠2鑄造車間鑄造603機加工車間粗銑、鏜、鉆804精密車間精鏜955半成品庫暫存6性能實驗室檢驗表5液壓轉向器零件加工工藝過程表產(chǎn)品名稱件號材料單件重量（Kg）計劃年產(chǎn)量（套）年產(chǎn)總量（Kg）擋環(huán)4200.036000序號作業(yè)單位名稱工序內容工序材料利用率（%）1原材料庫備料2機加工車間車削403半成品庫暫存表6液壓轉向器零件加工工藝過程表產(chǎn)品名稱件號材料單件重量（Kg）計劃年產(chǎn)量（套）年產(chǎn)總量（Kg）滑環(huán)5HT2500.036000序號作業(yè)單位名稱工序內容工序材料利用率（%）1原材料庫備料2機加工車間車削403半成品庫暫存表7液壓轉向器零件加工工藝過程表產(chǎn)品名稱件號材料單件重量（Kg）計劃年產(chǎn)量（套）年產(chǎn)總量（Kg）聯(lián)動器8450.276000序號作業(yè)單位名稱工序內容工序材料利用率（%）1原材料庫備料2機加工車間車、銑403精密車間精磨994半成品庫暫存表8液壓轉向器零件加工工藝過程表產(chǎn)品名稱件號材料單件重量（Kg）計劃年產(chǎn)量（套）年產(chǎn)總量（Kg）滑環(huán)9HT2507.006000序號作業(yè)單位名稱工序內容工序材料利用率（%）1原材料庫準備鑄錠2鑄造車間鑄造603機加工車間粗銑、鏜704精密車間精鏜905半成品庫暫存表9液壓轉向器零件加工工藝過程表產(chǎn)品名稱件號材料單件重量（Kg）計劃年產(chǎn)量（套）年產(chǎn)總量（Kg）閥芯10450.66000序號作業(yè)單位名稱工序內容工序材料利用率（%）1原材料庫備料2機加工車間粗車、鉆、銑703熱處理車間熱處理4精密車間精磨995半成品庫暫存表10液壓轉向器零件加工工藝過程表產(chǎn)品名稱件號材料單件重量（Kg）計劃年產(chǎn)量（套）年產(chǎn)總量（Kg）閥套11200.566000序號作業(yè)單位名稱工序內容工序材料利用率（%）1原材料庫備料2機加工車間車削803半成品庫暫存表11液壓轉向器零件加工工藝過程表產(chǎn)品名稱件號材料單件重量（Kg）計劃年產(chǎn)量（套）年產(chǎn)總量（Kg）隔盤12200.326000序號作業(yè)單位名稱工序內容工序材料利用率（%）1原材料庫備料2機加工車間銑、鉆803半成品庫暫存表12液壓轉向器零件加工工藝過程表產(chǎn)品名稱件號材料單件重量（Kg）計劃年產(chǎn)量（套）年產(chǎn)總量（Kg）限位柱13450.016000序號作業(yè)單位名稱工序內容工序材料利用率（%）1原材料庫備料2機加工車間車、鏜703熱處理車間熱處理4精密車間端磨995半成品庫暫存表13液壓轉向器零件加工工藝過程表產(chǎn)品名稱件號材料單件重量（Kg）計劃年產(chǎn)量（套）年產(chǎn)總量（Kg）定子1440Cr1.206000序號作業(yè)單位名稱工序內容工序材料利用率（%）1原材料庫備料2熱處理車間退火3機加工車間車、鉆、插、銑504熱處理車間調質5精密車間研磨996半成品庫暫存表14液壓轉向器零件加工工藝過程表產(chǎn)品名稱件號材料單件重量（Kg）計劃年產(chǎn)量（套）年產(chǎn)總量（Kg）轉子15450.606000序號作業(yè)單位名稱工序內容工序材料利用率（%）1原材料庫備料2熱處理車間正火3機加工車間車、銑、鉆704熱處理車間淬火5精密車間研磨996半成品庫暫存表15液壓轉向器零件加工工藝過程表產(chǎn)品名稱件號材料單件重量（Kg）計劃年產(chǎn)量（套）年產(chǎn)總量（Kg）后蓋16200.806000序號作業(yè)單位名稱工序內容工序材料利用率（%）1原材料庫備料2機加工車間車、鉆803半成品庫暫存三物流分析物流相關分析是機械制造廠平面布置的基礎，主要從以下步驟來進行分析：1產(chǎn)品工藝過程分析由于各個部件的年需求量是固定的，也就是說液壓轉向器的生產(chǎn)呈理想狀態(tài)（零庫存生產(chǎn)），所以全年的物流量就沒有必要給出。工藝過程表計算出各個工序加工前后單件重量及廢料重量如下表16所示：表16各個零件原料重量與成品重量對比表產(chǎn)品名稱件號材料原料重量（kg）材料利用率（%）成品重量（kg）廢料（kg）連接塊組件1200.164550.090.074前蓋2HT2601.97445.60.91.074當環(huán)4200.075400.030.045滑環(huán)5200.075400.030.045聯(lián)動器8450.68239.60.270.412閥體9HT25018.5237.8711.52閥芯10450.86669.30.60.266閥套11200.7800.560.14隔盤12200.4800.320.08限位柱13450.014469.30.010.0044定子1440Cr2.42449.51.21.224轉子15450.86669.30.60.266后蓋16201800.80.22各個自制零部件工藝過程圖如圖3自制零部件工藝過程圖圖4液壓轉向器生產(chǎn)工藝過程圖3多種產(chǎn)品工藝過程表按照各種產(chǎn)品的物流強度大小順序，在多種產(chǎn)品工藝過程表由左到右排列產(chǎn)品工藝過程，即左邊的物流強度最大，右邊的物流強度最小。因為產(chǎn)品的年產(chǎn)量為6000，設每年工作300天，即每天生產(chǎn)20件，及20件/班。計算各產(chǎn)品的物流強度，連接塊組件1.8kg/班，前蓋18kg/班，擋環(huán)0.6kg/班，滑環(huán)0.6kg/班，聯(lián)動器5.4kg/班，閥體140kg/班，閥芯12kg/班，閥套11.2kg/班，隔盤6.4kg/班，限位柱0.2kg/班，定子24kg/班，轉子12kg/班，后蓋16kg/班。找出各零件的第一道工序，分別為銑床，車床等。已經(jīng)排序的不重復排序，按物流強度大小排序為銑床、車床。取第二道工序，分別為鏜床和鉆床等，已經(jīng)排序的不重復排序，按物流強度大小排序為鏜床、鉆床。取第三道工序，分別為檢驗、插床和壓裝等，已經(jīng)排序的不重復排序，按物流強度大小排序為檢驗、插床、壓裝。取后面工序，因均已出現(xiàn)，則不再重復。至此已得到多種產(chǎn)品工藝過程表，如表17所示，考慮各工序間的物流狀況，取不同的加權值經(jīng)過求和求出物流程度W為500kg。嘗試交換存在物流倒流狀況的工序。嘗試交換工序1和2，經(jīng)計算得知，物流量增大為708.2.經(jīng)過進一步試探，發(fā)現(xiàn)物流順流程度不再增加，則得到了最佳順序的多種產(chǎn)品工藝過程表18。表17初始多種產(chǎn)品工藝過程表表18最佳順序多種產(chǎn)品工藝過程表4物流強度分析（1）作業(yè)單位之間的物流強度通過計算個單位之間的物流強度并折算到全年物流強度，得出物流強度匯總表，下表19。表19作業(yè)強度匯總表序號作業(yè)單位對物流強度物流強度等級11-2122958A27-889358A36-774460E48-974460E52-473770E65-663480I74-553988I83-434344.6I91-423858.4O101-319740O113-514604.6O124-610980O（2）作業(yè)單位物流強度分析由前面的物流強度匯總表19可以求出物流強度統(tǒng)計圖21，并根據(jù)物流強度等級分劃表20得出物流強度等級填入物流強度匯總表17最后一列中。表20物流強度等級劃分物流強度等級符號物流路線比例(%)承擔物流量比例(%)超高物流強度A1040特高物流強度E2030較大物流強度I3020一般物流強度O4010可忽略搬運U表21物流強度分析表（3）作業(yè)單位物流相關原始分析由上面對原始物流作定量的分析后，得到原始物流相關表，表22。表22原始物流相關表作業(yè)單位序號1234567891011作業(yè)單位序號作業(yè)單位序號原材料庫鑄造車間熱處理車間機加工車間精密車間標準件半成品庫組裝車間性能實驗室成品庫辦公服務樓設備維修車間1原材料庫AOOUUUUUUU2鑄造車間AUEUUUUUUU3熱處理車間OUIOUUUUUU4機加工車間OEIIOUUUUU5精密車間UUOIIUUUUU6標準件半成品庫UUUOIEUUUU7組裝車間UUUUUEAUUU8性能實驗室UUUUUUAEUU9成品庫UUUUUUUEUU10辦公、服務樓UUUUUUUUUU11設備維修車間UUUUUUUUUU由原始物流相關表得到作業(yè)單位物流相關表，表23。表23作業(yè)單位物流相關表四作業(yè)單位非物流相互關系根據(jù)液壓轉向器結構及工藝特點，液壓轉向器廠的作業(yè)單位的劃分有原材料庫、鑄造車間、熱處理車間、機加工車間、精密車間、標準件半成品庫、組裝車間、性能試驗室、成品庫、辦公服務樓和設備維修車間1從物流，工作流程，作業(yè)性質相似，使用相同設備，使用同一場地等一系列因素整理出影響作業(yè)單位相互關系的主要因素，并給出理由編碼，表24。表24液壓轉向器生產(chǎn)作業(yè)單位間相互關系密度理由編碼理由1工作流程的連續(xù)性2生產(chǎn)服務3物料搬運4管理方便5安全及污染6功能設備及輔助7震動8人員聯(lián)系2確定各作業(yè)單位對之間影響相互關系的因素，并初步確定相互關系等級，表25。表25作業(yè)單位相互關系等級分符號含義說明比例A絕對重要2-5E特別重要3-10I重要5-15O一般密切程度10-25U不重要45-80X負的密切程度不希望接近酌情而定3調整相互關系等級比例，將最后的作業(yè)單位之間的相互關系等級填入作業(yè)相互關系表，表26。表26作業(yè)單位相互關系表4作業(yè)單位間綜合相互關系（1）選用加權值。此加權值的大小說明了設施布置時考慮問題的重點，經(jīng)過具體和周密的調查研究，對液壓轉向器廠布置來說，物流因素的影響較大。因此取加權值：m:n=2:1（2）綜合相互關系計算，根據(jù)各作業(yè)單位配對之間物流和非物流關系等級的高低進行量化并加權求和，求出綜合相互關系，表25。當作業(yè)單位總量為N時，總的作業(yè)配對數(shù)P可用下式計算，即P=N(N-1)/2對該例題，N=11,則P=55，因此表（11）中共有55個作業(yè)單位配對，即55個相互關系。（3）劃分綜合相互關系密切程度等級。在表27中，綜合關系分數(shù)取值范圍為-1~12，按表28統(tǒng)計出各段作業(yè)單位配對比例，參考表29劃分綜合關系密切程度等級。表27作業(yè)單位之間綜合相互關系計算表作業(yè)單位對關系密級綜合關系物流關系加權值：2非物流關系加權值：1等級分數(shù)等級分數(shù)分數(shù)等級1-2A4I210E1-3O1I24O1-4O1I24O1-5U0U00U1-6U0U00U1-7U0U00U1-8U0U00U1-9U0U00U1-10U0I22U1-11U0U00U2-3U0E33O2-4E3I28I2-5U0X-1-1X2-6U0O11U2-7U0U00U2-8U0U00U2-9U0U00U2-10U0O11U2-11U0O11U3-4I2I26I3-5O1X-1-1X3-6U0I22U3-7U0O11U3-8U0U00U3-9U0U00U3-10U0O11U3-11U0O11U4-5I2X-12U4-6O1E33O4-7U0E33O4-8U0U00U4-9U0U00U4-10U0O11U4-11U0O11U5-6I2A48I5-7U0E33O5-8U0U00U5-9U0U00U5-10U0U00U5-11U0O11U6-7E3E39E6-8U0U00U6-9U0U00U6-10U0I22U6-11U0U00U7-8A4A412A7-9U0U00U7-10U0O11U7-11U0E33O8-9E3A410E8-10U0U00U8-11U0U00U9-10U0O11U9-11U0U00U10-11U0U00U表28綜合相互關系密切程度等級分劃分總分關系密切程度等級作業(yè)單位配對數(shù)占總對數(shù)百分比（%）11-12A11.89-10E35.55-8I35.53-4O712.70-2U3970.9-1X23.6總計55100表29綜合相互關系等級與劃分比例關系密級符號作業(yè)單位對比例（%）就對必要靠近A1-3特別重要靠近E2-5重要I3-8一般O5-15不重要U20-85不希望靠近X0-10（4）建立作業(yè)單位綜合相互關系表。將表27的綜合相互關系總分轉化為關系密切程度等級，再畫成作業(yè)單位綜合相互關系圖，如表30所示。有了這個相互關系圖，按照前面介紹的方法就很容易畫出平面布置圖。表30作業(yè)單位綜合相互關系表五工廠總平面布置1綜合接近程度計算量化綜合相互關系等級，計算出各作業(yè)單位綜合接近程度，按綜合接近程度分數(shù)由高到低排序。由作業(yè)單位綜合相互關系表30得出綜合接近程度排序表31。表31綜合接近程度排序表作業(yè)單位代號1234567891011121E/30/1O/1U/0U/0U/0U/0U/0U/0U/0--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/0U/0U/0U/0U/0O/1U/0U/0U/0--12----------------------綜合接近程度533616107301排序5673941281110注：上表中A=4，E=3，I=2，O=1，U=0，X=-1，然后對表中的作業(yè)單位綜合接近程度進行計算并排序。其中關系密級表示方式，表32表32等級系數(shù)值線條數(shù)密切程度等級顏色規(guī)范A4絕對必要紅E3特別重要橘黃I2重要綠O1一般藍U0不重要不著色X-1不希望棕2作業(yè)單位位置相關圖規(guī)定關系程度為A級的作