《设施规划与物流分析》课程设计说明书2.doc

1、目 录前 言1第一章 基本要素分析21.1原始给定条件21.2液压转向器结构及有关参数21.3作业单位划分41.4液压转向器生产工艺过程4第二章 物流分析112.1产品过程分析112.1.1分析给定的工艺过程表112.1.2各个自制零部件工艺过程图以及产品总的工艺过程图122.2 物流强度分析142.2.1作业单位之间的物流强度142.2.2 作业单位物流强度分析15第三章 作业单位非物流相关分析173.1作业单位相互关系分析173-2作业单位相互关系等级173.3作业单位相互关系17第四章 作业单位综合相关分析204-1综合物流相关等级204.2作业单位综合物流相关评分22第五章 作业单位位

2、置相关分析245.1综合接近程度排序245.2绘制作业单位位置相关图25第六章 作业单位面积相关分析276.1作业单位面积相关图27第七章 工厂总平面布置可行方案28第八章 方案的择优与评价328.1布置方案的评价32设计总结34参考文献35前 言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。 第一章 基本要素分析 1.1原始给定条件当地现有一叉车修理厂，占地面积为18000m2，厂

3、区南北长为200m，东西宽为100m，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6500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1.2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，有22个零、组件构成，每个零、组件的名称、材料、单间重量及年需求量均列于表1-1中。2图1-2 液压转向器结构1.3、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12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。1.4、液压转向器生产工艺过程由于液压转向器结构比较简

4、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。（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1-3至表1-5。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。表1-1 零件明细表工厂名称：液压转向器厂产品名称液

5、压转向器产品代号计划年产量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2065000.092前盖HT25065000.903X型密封圈橡胶67000.044挡环2065000.035滑环2065000.036弹簧片65Mn455000.017拔销65Mn67000.028联动轴4565000.279阀体HT25065007.0010阀芯4565000.611阀套2065000.5612隔盘2065000.3213限位柱4565000.0114定子40Cr65001.2015转子4565000.6016后盖2065000.8017螺栓4539000

6、0.0218O型密封圈橡胶230000.0119限位螺栓4565000.0220油堵塑料290000.0121标牌铝65000.0122护盖塑料70000.01编制（日期）审核（日期）（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。自然气象等条件按学生所在地的条件加以考虑。表1-2 作业单位建筑物汇总表序号作业单位名称用途建筑长宽/m结构型式备注1原材料库储存钢材、铸锭20302铸造车间铸造12243热处理车间热处理121

7、24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806011设备维修车间机床维修122412废料堆存区堆存加工产生的废料1212露天/每个月处理1次表1-3 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）年产总量（Kg）连接块组件1200.096500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1-4 液压转向器零件加工工艺过程表产

8、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2HT2500.906500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1-5 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）年产总量（Kg）挡 环4200.036500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1-6 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）年产总量（Kg）滑 环5HT2500.03

9、6500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1-7 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）年产总量（Kg）联动器8450.276500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、铣403精密车间精磨994半成品库暂存表1-8 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）年产总量（Kg）滑 环9HT2507.006500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

10、精镗905半成品库暂存表1-9 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）年产总量（Kg）阀 芯10450.66500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半成品库暂存表1-10 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）年产总量（Kg）阀 套11200.566500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1-11 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）

11、计划年产量（套）年产总量（Kg）隔 盘12200.326500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1-12 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）年产总量（Kg）限位柱13450.016500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703热处理车间热处理4精密车间端磨995半成品库暂存表1-13 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）年产总量（Kg）定 子1440Cr1.206500序号作业单位名称工序内容工序材料利

12、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1-14 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）年产总量（Kg）转 子15450.606500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、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）年产总量（Kg）后 盖16200.806500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

13、加工车间车、钻803半成品库暂存第二章 物流分析物流分析是机械制造厂平面布置的基础，只有进行准确的物流分析后，才有可能得到合乎需要的布置方案。2.1产品过程分析2.1.1分析给定的工艺过程表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。表2-1 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)年产总重量（kg）连接块组件1200164550090074585前盖2HT26019745.60901075850挡环42000754

14、00030045195滑环5200075400030045195联动器845068239.602704121755阀体9HT25018537.870011545500阀芯1045086669.306002663900阀套112007800560143640隔盘122004800320082080限位柱13450014469.30010004465定子1440Cr24249.51201227800转子1545086669.306002663900后盖16201800800252002.1.2 各个自制零部件工艺过程图以及产品总的工艺过程图 图2-1自制零部件工艺过程图(单位：kg) 图2-2 液

15、压转向器总工艺流程图 (单位：kg）2.2 物流强度分析 2.2.1作业单位之间的物流强度 根据产品总的工艺过程图，统计各作业单位之间的物流强度。统计的结果填入物流强度汇总表。表2-2 物流强度汇总表 (单位：t）序号作业单位对（路线）物流强度序号作业单位对（路线）物流强度序号作业单位对（路线）物流强度 1 1213.3201 5 343.6615 9 566.8770 2 142.5847 6 351.5821 10 678.3087 3 132.1385 7 455.8490 11 7811.6322 4 247.9921 8 461.1895 12 898.3087表2-3 物流强度等级

16、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较高物流强度E2030高物流强度I3020一般物流强度O40102.2.2 作业单位物流强度分析 由物流强度汇总表（表2-2）和物流强度等级划分表（表2-3）可以得出物流强度分析表（表2-4）表2-4 物流强度分析表序号作业单位对（路线）物 流 强 度 1.5 3 4.5 6 7.5 9 10.5 12 13.5 15物流强度等 级1 12A 2 78A 3 89E 4 67E 5 24E 6 56I 7 45I 8 34I 9 14O 10 13O 11 35O 12 46O 由物流强度分析表（表2-4）得到液

17、压转向器厂作业单位物流相关图（图2-3）图2-3 液压转向器厂作业单位物流相关图 第三章 作业单位非物流相关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。3.1作业单位相互关系分析从物流，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3-1所示： 表3-2液压转换器厂作业单位相互关系理由编号理由编号理由1工作流程的连续性5安全及污染2生产服务6共用设备及辅助动力源3物料搬运7振动

18、4管理方便8人员联系3-2作业单位相互关系等级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3-2所示：表3-2作业单位相互关系等级划分比例相互关系密切程度等级符号作业单位对比例(%)相互关系密切程度等级符号作业单位对比例(%)绝对必要靠近A25一般O1025特别重要靠近E310不重要U4580重要I515不希望靠近X酌情而定3.3作业单位相互关系将最后的作业单位之间的相互关系等级填入作业单位相互关系表（表3-3）。如下表所示：表3-3作业单位相互关系表作业单位序号123456789101112作业单位序号作业单位名称原材料库铸造车间热处理车间机加工车间精密车间半成品库组

19、装车间性能实验室成品库办公服务楼设备维修车间废料堆存区1原材料库E/3O/3O /3UUUUUO/4UU2铸造车间E/3UI /1X/5UUUUX /5O/3U3热处理车间O/3UE/1O/3UUUUUO/3U4机加工车间O/3I /1E/1E /1O /3UUUX /6E /2O/35精密车间UX/5O/3E /1I /3UUUX /6I /2O/36半成品库UUUO /3I /3E /3UUO /4O /2O/37组装车间UUUUUE /3A/1UU I /2U8性能实验室UUUUUUA/1E /3U U U9成品库UUUUUUUE /3I /4O /2U10办公服务楼O/4X /5UX

20、/6X /6O /4U UI /4UU11设备维修车间UO/3O/3E /2I /2O /2I /2UO /2UU12废料堆存区UUUO/3O/3O/3UUUUU 附图 液压转向器厂作业单位非物流相关图 第四章 作业单位综合相关分析4-1综合物流相关等级根据作业单位物流相关图（图2-3）和作业单位非物流相互关系表（表3-3）可以得出综合物流相关等级表（表4-1）和表4-2综合物流相关等级与比例划分表如下：确定物流与非物流相互关系的相对重要性。在实际生产中，产品及零件的物流属性相对比较大，再根据权衡物流与非物流相互关系的相对重要性，选取重要性比值：m:n=2:1计算量化的作业单位综合相互关系，设

21、任意两个作业单位分别为Ai和A j，两者之间物流相互关系等级为MRi j，非物流的相互关系密切等级为NRi j，则两单位之间的综合相互关系密切程度为TRi j：TRi j=mMRi j+nNRi j 表4-1作业单位综合相互关系计算表单位对序号作业单位对关系密切程度综合关系物流关系（权值2）非物流关系（权值1）等级分值等级分值分值等级112A4E 311A213O1O 13O 314O1013O 415U0U00U516U0U00U617U0U 00U 718U0U00U819U0U00U9110U0O 11U 10111U0U 00U11112U0U00U1223U0U 00U 1324E3

22、I 28E续表4-1作业单位综合相互关系计算表1425U0X -1-1X 1526U0U00U1627U0U00U1728U0U00U1829U0U00U19210U0X-1-1X20211U0O 11U 21212UOU 00U 2234I 2E 37I 2335O1O 24I 2436U0U 00U2537U0U00U2638U0U 00U2739U0U00U28310U0U 00U 29311U0O 11U 30312U0U00U3145I2E 37I 3246O1O 13O 3347U0U 00U 3448U0U 00U3549U0U00U36410U0X -1-1X37411U0E

23、33O 38412U0O 11U 3956I2I 26I 4057U0U 00U 4158U0U 00U4259U0U00U43510U0X -1-1X44511U0I 20U45512U0O 11U 4667E3E 39E4768U0U00U4869U0U00U49610U0O 11U 50611U0O 11U 51612U0O 11U 5278A 3A 410A 5379U0U00U54710U0U 00U55711U0I 22U 56712U0U00U 5789E3E 39E续表4-1作业单位综合相互关系计算表58810U0U 00U 59811U0U 00U60812UOU00U619

24、10U0I 22U 62911U0O 11U 63912UOU00U641011U0U 00U651012UOUO0U661112U0U 00U进一步统计各级作业单位对综合相互关系比例如下表4-2表 4-2 综合相互关系等级的划分总分关系等级作业单位对百分比（%）10-11A23.048-9E34.554-7I46.063O46.060-2U4974.3-1X46.06总计66100 表4-3 综合相互关系的等级及划分比例关系密切程度等级符号作业单位配对比例绝对必要靠近A1%-3%特别重要靠近E2%-5%重要I3%-8%一般O5%-15%不重要U20%-85%不希望靠近X0%-10% 4.2作

25、业单位综合物流相关评分 将表（4-2）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，如图4-1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。 作业单位综合相互关系图4-1 第五章 作业单位位置相关分析5.1综合接近程度排序 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图（4-1）得出综合接近程度排序表（5-1）表5-1 作业单位综合接近程度表123456789101112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性能试验室办公服务楼设备维修车间废料堆

26、存区1原材料库A /4O/1O/1U/0U/0U/0U/0U/0U/0U/0U/02铸造车间 A /4U/0E/3X/-1U/0U/0U /0U/0X/-1U/0U/03热处理车间O/1U/0I /2I /2U/0U/0U/0U/0U/0U/0U/04机加工车间O/1E/3I /2I/2O/1U/0U/0U/0X/-1O/1U/05精密车间U/0X/-1I /2I/2I/2X/-1U/0U/0X/-1U/0U/06标准件半成品库U/0U/0U/0O/1I/2E/3U/0U/0U/0U/0U/07组装车间U/0U/0U/0U/0X/-1E/3A/4U/0U/0U/0U/08性能试验室U/0U/0

27、U/0U/0U/0U/0A/4E/3U/0U/0U/09性能试验室U/0U/0U/0U/0U/0U/0U/0E/3U/0U/0U/010办公服务楼U/0X/-1U/0X/-1X/-1U/0U/0U/0U/0U/0U/0续表5-1 作业单位综合接近程度表11设备维修车间U/0U/0U/0O/1U/0U/0U/0U/0U/0U/0U/012废料堆存区U/0U/0U/0U/0U/0U/0U/0U/0U/0U/0U/0综合接近程度655936673-310排序576194328121011 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；5.

28、2绘制作业单位位置相关图 关系等级表示方式如表（5-3）所示规定关系程度为A级的作业单位对之间距离为一个单位距离长度，E级为两个单位距离长度，依次类推； （其中 表示储存区 表示加工区 表示办公区 ） 处理相关程度为A级的作业单位对：从作业单位综合关系表中取出A级关系作业单位对，有 1-2.7-8共涉及4个作业单位，按综合接近程度排序为8,7,1,2；将综合接近程度排序最高的作业单位8布置在位置相关图的中心位置；处理作业单位对7-8将作业单位7布置到与作业单位8相距为一个单位距离长度的位置上。依次处理E，I，O，U，X，直至处理完毕，并修改成功，最终的作业单位位置相关图（图5-1）如下图所示：

29、 第六章 作业单位面积相关分析6.1作业单位面积相关图 根据作业单位位置相关图，选择适当厂区大小比例，从而得到作业单位面积相关图如下： 第七章 工厂总平面布置可行方案考虑修正因素与实际条件限制因素，修改调整面积相关图。包括如下因素:1. 厂区占地面积大小2. 根据产品特点，确定物料搬运方法3. 确定厂内外运输方式，一般采用汽车4. 根据厂区地理条件选择道路形式及其技术参数，包括主次干道路宽度，弯道半径，交叉路口转弯半径等5. 根据厂外公路情况，设定数个厂门位置，形成多种布置方案6. 设置厂前区位置，合理改变办公和服务楼外形7. 考虑风向特别是盛行风向对作业单位相对位置的影响，避免烟尘，异味等空

30、气污染影响人身健康8. 考虑建筑物朝向，间距，防火，防噪声等因素考虑上述各种因素，整理出三套可行布置方案，按制图标准绘制成工厂总平面布置方案图。三套方案可见CAD打印版。假设不考虑其他因素，得到如下三个平面布置方案 布置方案1布置方案 2布置方案3第八章 方案的择优与评价8.1布置方案的评价综合各因素，运用综合权值法，对三个方案进行评优。影响因素列表8-1：表8-1 布置方案评价影响因素表序号分数/评价指标计算权重得分1安全性52工作流程连贯性43布置方案的可扩展性14噪音45环境26空间利用率37物流效率18物料搬运难易程度59辅助服务部门的效率2用表示第个因素的加权，评定其值为5,4,2,4,3.4,2,5,4。因素的分数取法如下：最优的为5分，满意的为4分，较满意的为3分，一般为2分，较差的为1分，不合理的为0分。用表示第个方案第个因素的得分，则第个方案的总得分最大的方案即为最优方案。此设计的评价列表如表8-2所示。表8-2 方案加权计算表序号考虑因素权数各方案的等级及分数方案一方案二方案三1安全性55552工作流程连贯性44453布置方案的可扩展性23454噪音4544