设施规划与物流分析.docx
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设施规划与物流分析
设施规划与物流分析
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：
《液压转向器厂总平面布置设计》内容与要求如下：
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A3图样的坐标纸1张。
4、作业单位面积相关图，相当于A3图样的坐标纸1张。
5、液压转向器厂总平面布置图三套路，A3图样三张。
6、评价择优，选出最佳总平面布置图。
7、编写设计说明书，工作量不少于12000字。
绪论
物流分析与设施规划是工业工程专业一门核心课程。
从工业工程的角度考察，设施规划由厂址选择与设施设计两部分组成，设施设计又可分为布置设计、物料搬运系统设计、建筑设计、公用工程设计及信息通信设计五个相互关联的部分。
布置设计和物料搬运系统设计也是生产物流系统设计的两个环节。
布置设计即传统的工厂布置，重点在于空间的合理规划，使得物流路线最短，在布置时位置合理，尽可能减少物流路线的交叉、迂回、往复现象。
物流搬运系统设计传统上是以布置设计为前提，根据所搬运物料的物理特征、数量以及搬运距离、速度频率等，确定合理搬运方法，选择合适的搬运设备，使搬运系统的综合指标达到最优。
两者的目标都是力求物流系统合理化。
工厂作为一个生产系统是由人员、设备、技术等多种因素所构成，生产不同产品的工厂模式又存在着差异，这就给工厂布置设计带来了难题。
系统布置设计（SystematicLayoutPlanning，SLP）方法是以作业单位物流与非物流的相互关系分析为主线，采用一套表达力极强的图例符号和简明表格，通过一套条理清晰的设计程序进行工厂布置设计，如图1.1所示。
图1.1系统布置设计（SLP）流程图
SLP有其完善的设计模式和设计程序，是一种设施设计人员与生产管理人员广泛采用，实践效果良好的方法。
一、概述1
二、基本要素分析2
2．1、液压转向器结构及有关参数2
2．2、作业单位的划分4
三、物流分析9
3．1、产品工艺过程分析9
3．2、物流强度分析14
四、作业单位相互关系分析16
五、综合相互关系分析18
六、作业位置相关图绘制22
6．1、综合接近程度排序22
6．2、作业单位位置相关图23
七、面积相关图的绘制24
八、总平面布置可行方案图25
九、方案评价30
9．1、权重的设定30
9．2、方案的选择30
十、总结31
十一、参考文献32
一、概述
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二、基本要素分析
2．1、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中。
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
产品名称
液压转向器
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
√
20
6000
0.09
2
前盖
√
HT250
6000
0.90
3
X型密封圈
√
橡胶
6200
0.04
4
挡环
√
20
6000
0.03
5
滑环
√
20
6000
0.03
6
弹簧片
√
65Mn
42000
0.01
7
拔销
√
65Mn
6200
0.02
8
联动轴
√
45
6000
0.27
9
阀体
√
HT250
6000
7.00
10
阀芯
√
45
6000
0.6
11
阀套
√
20
6000
0.56
12
隔盘
√
20
6000
0.32
13
限位柱
√
45
6000
0.01
14
定子
√
40Cr
6000
1.20
15
转子
√
45
6000
0.60
16
后盖
√
20
6000
0.80
17
螺栓
√
45
36000
0.02
18
O型密封圈
√
橡胶
21000
0.01
19
限位螺栓
√
45
6000
0.02
20
油堵
√
塑料
28000
0.01
21
标牌
√
铝
6000
0.01
22
护盖
√
塑料
6600
0.01
编制（日期）
审核（日期）
2．2、作业单位的划分
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
20×30
露天
2
铸造车间
铸造
12×24
3
热处理车间
热处理
12×12
4
机加工车间
牢、铣、钻削
18×36
5
精密车间
精镗、磨削
12×36
6
标准件、半成品库
储存外购件、半成品
12×24
7
组装车间
组装转向器
12×36
8
性能试验室
转向器性能检验
12×12
9
成品库
成品储存
12×12
10
办公、服务楼
办公室、食堂等
80×60
11
设备维修车间
机床维修
12×24
2．3、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%。
（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
1
20
0.09
6000
540
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
55
3
半成品库
暂存
表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）
年产总量（Kg）
前盖
2
HT250
0.90
6000
5400
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
60
3
机加工车间
粗铣、镗、钻
80
4
精密车间
精镗
95
5
半成品库
暂存
表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
4
20
0.03
6000
180
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
40
3
半成品库
暂存
表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
5
HT250
0.03
6000
180
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
40
3
半成品库
暂存
表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
8
45
0.27
6000
1620
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
40
3
精密车间
精磨
99
4
半成品库
暂存
表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）
阀体
9
HT250
7.00
6000
42000
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
60
3
机加工车间
粗铣、镗
70
4
精密车间
精镗
90
5
半成品库
暂存
表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
10
45
0.6
6000
3600
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
70
3
热处理车间
热处理
4
精密车间
精磨
99
5
半成品库
暂存
表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
11
20
0.56
6000
3360
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
80
3
半成品库
暂存
表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）
年产总量（Kg）
隔盘
12
20
0.32
6000
1920
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
80
3
半成品库
暂存
表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
13
45
0.01
6000
60
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
70
3
热处理车间
热处理
4
精密车间
端磨
99
5
半成品库
暂存
表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
14
40Cr
1.20
6000
7200
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
50
4
热处理车间
调质
5
精密车间
研磨
99
6
半成品库
暂存
表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
15
45
0.60
6000
3600
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
70
4
热处理车间
淬火
5
精密车间
研磨
99
6
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
16
20
0.80
6000
4800
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
80
3
半成品库
暂存
三、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。
3．1、产品工艺过程分析
（1）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。
如表16。
表16全年加工量与废物量表
序号
零件名称
自制
外购
总计划需求量
加工后单件重量（Kg）
单件废物重量（Kg）
全年加工重量（Kg）
全年废物重量（Kg）
1
连接块组件
√
6000
0.09
0.074
540
444
2
前盖
√
6000
0.90
1.073
5400
6438
3
X型密封圈
√
6200
0.04
248
4
挡环
√
6000
0.03
0.045
180
270
5
滑环
√
6000
0.03
0.045
180
270
6
弹簧片
√
42000
0.01
420
7
拔销
√
6200
0.02
124
8
联动轴
√
6000
0.27
0.413
1620
2478
9
阀体
√
6000
7.00
11.518
42000
69108
10
阀芯
√
6000
0.6
0.226
3600
1356
11
阀套
√
6000
0.56
0.14
3360
840
12
隔盘
√
6000
0.32
0.080
1920
6000
13
限位柱
√
6000
0.01
0.0044
60
26.4
14
定子
√
6000
1.20
1.224
7200
7344
15
转子
√
6000
0.60
0.266
3600
1596
16
后盖
√
6000
0.80
0.2
4800
1200
17
螺栓
√
36000
0.02
720
18
O型密封圈
√
21000
0.01
210
19
限位螺栓
√
6000
0.02
120
20
油堵
√
28000
0.01
280
21
标牌
√
6000
0.01
60
22
护盖
√
6600
0.01
66
（2）各个自制零部件工艺过程图如下
（3）汇总形成产品总的工艺过程图，特别注明各工序（作业单位）之间的全年物流量。
总的加工工艺流程图如图3。
图3总工艺流程表
3．2、物流强度分析
（1）作业单位间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。
当存在逆向物流时，物流强度等于正、逆物流强度之和，统计的结果如表17。
表17物流强度汇总表
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
1——2
122946
6
3——5
14604.6
7——8
92158.8
2
1——3
19740
7
4——5
53988
8——9
76799
3
1——4
23864.4
8
4——6
10980
——
4
2——4
73770
9
5——6
63480
——
5
3——4
34344.6
10
6——7
76799
——
……
（2）作业单位物流强度分析将各作业单位的物流强度按大小排序，自大到小填入物流强度分析表，根据物流强度分布比例（如表18）划分物流强度等级，可得物流强度分析表19。
表18物流强度等级划分表
表19物流强度分析表
序号
作业单位对（路线）
物流强度单位（100000）
1234567891011121314
物流强度
等级
1
1——2
A
2
7——8
E
3
6——7
E
4
8——9
E
5
2——4
E
6
5——6
E
7
4——5
E
8
3——4
I
9
1——4
I
10
1——3
I
11
3——5
O
12
4——6
O
（3）作业单位物流相互关系分析填写作业单位物流相关表如图4。
图4作业单位物流相关表
四、作业单位相互关系分析
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。
4．1、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，并给出理由编号，如表20。
表20非物流关系理由表
编号
关系等级的理由
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
安全与污染
6
公用设备与辅助动力源
7
振动
8
人员联系
表21作业单位相互关系等级划分比例
关系密切程度等级
符号
作业单位配对比例
绝对必要靠近
A
5%
特别必要靠近
E
10%
重要
I
10%
一般
O
10%
不重要
U
65%
不希望靠近
X
酌情而定
4．2、确定各作业单位对之间影响相互关系的因素由表20与表21得非物流作业相互关系表如图5。
图5非物流作业关系相关表
五综合相互关系分析
根据作业单位物流相关图和非物流的作业单位作业相互关系图，假定物流与非物流相互关系权重比值为2：
1。
由综合相互关系等级划分表（表22）可以得出综合物流相关等级表（表23）。
表22综合相互关系等级划分
关系密切程度等级
符号
作业单位配对比例
绝对必要靠近
A
5%
特别必要靠近
E
10%
重要
I
15%
一般
O
8%
不重要
U
52%
不希望靠近
X
10%
表23综合物流相关等级表
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——2
A
4
E
3
11
A
1——3
I
2
I
2
6
E
1——4
I
2
A
4
8
E
1——5
U
0
U
0
0
U
1——6
U
0
I
2
2
O
1——7
U
0
U
0
0
U
1——8
U
0
U
0
0
U
1——9
U
0
U
0
0
U
1——10
U
0
U
0
0
U
1——11
U
0
U
0
0
U
2——3
U
0
E
3
3
I
2——4
E
0
A
4
10
A
2——5
U
3
E
3
3
I
2——6
U
0
U
0
0
U
2——7
U
0
U
0
0
U
2——8
U
0
U
0
0
U
2——9
U
0
U
0
0
U
2——10
U
0
U
0
0
U
2——11
U
0
E
3
3
I
3——4
I
2
E
3
7
E
3——5
O
1
X
-1
1
I
3——6
U
0
U
0
0
U
3——7
U
0
U
0
0
U
3——8
U
0
X
-1
-1
X
3——9
U
0
X
-1
-1
X
3——10
U
0
X
-1
-1
X
3——11
U
0
I
2
2
O
4——5
E
3
U
0
6
E
4——6
O
1
U
0
2
O
4——7
U
0
U
0
0
U
4——8
U
0
U
0
0
U
4——9
U
0
U
0
0
U
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