设施规划与物流分析课程设计 液压转向器厂总平面布置设计.docx
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设施规划与物流分析课程设计液压转向器厂总平面布置设计
《设施规划与物流分析》
课程设计说明书
液压转向器厂总平面布置设计
学院：
机械工程学院
班级：
工业工程1101班
学生姓名：
学号:
指导教师：
2014年5月
序言
设施规划与物流分析是工业工程专业一门重要的主干专业课程。
设施规划是工业工程学科中公认的重要研究领域和分支之一。
设施规划特别是其中的工厂设计着重研究工厂总平面布置、车间布置及物料搬运等重要内容，其目标是通过对工厂各组成部分相互关系的分析，进行合理布置，得到高效运行的生产系统，得到最佳的经济效益与社会效益。
本文主要采用SLP方法对液压转向器厂厂区进行了总平面布置设计。
通过对厂区五个基本要素（PQRST）的分析，确定了生产类型和布置方式。
再进行产品工艺过程分析和物流分析，给出产品总的工艺过程图并统计作业单位之间的物流强度。
然后进行各作业单位相互关系分析，确定相互关系等级。
之后将作业单位间物流与非物流相互关系进行合并，划分综合相互关系等级。
结合考虑厂区规划的修正因素和实际条件限制因素，整理出三套可行布置方案，按照绘图标准绘制成工厂总平面布置方案图。
最后经过加权因素法对三套方案进行评分，得出最优方案.
一、课题设计背景
1.设计题目
液压转向器厂总平面布置设计。
2.原始给定条件
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1-1所示。
该厂职工人数300人，计划改建成年产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1-1待建液压转向器厂厂区图
3.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，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均列于表1-1中。
图1-2液压转向器结构
表1-1零件明细表
工厂名称：
液压转向器厂
共1页
产品名称
液压转向器
产品代号
计划年产量
6000（套）
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
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型密封圆
√
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）
二、基本要素分析
4.产品P-产量Q分析
由表1-2可知，液压转向器的总重量为12.77千克。
根据表1-2[1],可知此产品属于轻型产品。
表2-1不同行业产品类型划分
产品类型
零件重量（Kg）
轻型零件
中型零件
重型零件
电子工业
<4.0
4.0~30.0
>30.0
机床
<15.0
15.0~50.0
>50.0
重型机械
<100.0
100.0~200.0
>200.0
由于液压转向器的计划年产量为6000套，根据表1-3，可厂的生产类型可以定为成批生产当中的大批量生产。
表2-2生产类型划分
产品类型
年产量（件）
大量生产
成批生产
单件生产
大批
中批
小批
重型零件
中型零件
轻型零件
＞1000
＞5000
＞50000
300~1000
500~5000
5000~50000
100~300
200~500
500~5000
5~100
10~200
100~500
＜5
＜10
＜100
由于生产的种类较少，生产数量较多，因此采用移动式布置中的产品原则布置。
同时，由于物流量大，种类少，采用直达型搬运路线，适合SLP分析。
5.工艺过程R分析
产品组成分析
产品的组成已经由图1-2和表1-1给出。
工艺过程设计
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，其工艺过程见后面物流分析当中的工艺过程图。
（2）标准件、外购件与半成品暂存
生产出的零、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。
6.作业单位划分S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2-3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2-3作业单位建筑物汇总表
序
号
作业单位名称
用途
建筑面积（㎡）
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
车、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
三、物流分析
物流分析是机械制造厂平面布置的基础，只有在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。
7.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。
（2）分别绘制各个自制零、组件工艺过程图，图中数据单位为千克。
（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。
工艺过程图
任何物料在其加工过程中进行移动时，有五种基本形态。
（1）操作处于成形、处理、装配、拆卸等操作过程中。
（2）运输处于移动或运输中。
（3）检验处于计数、试验、校验或检验中。
（4）停滞等待其它操作完成。
（5）储存处于储存中。
用一些标准的符号直观地表示物料在加工过程中的移动状态，就形成了工艺过程图，表示物料形态的基本符号下表所示。
物料形态表示符号
符号
行动类别
主要结果
〇
□
▽
操作
运输
检验
停滞
储存
生产或完成
移动
签定
干扰
保存
以下就是根据液压转向器各零件加工工艺过程表给出的工艺过程图，图中符号里面的数字表示作业单位序号，对应作业单位已经在前表给出。
表3—1连接块组件加工工艺过程表
产品名称
件号
材料
单位重量（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
图3—1连接块组件工艺过程图
表3—2前盖加工工艺过程表
产品名称
件号
材料
单位重量（kg）
计划年产量（件）
年产总重（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
图3—2前盖工艺过程图
表3-3挡环加工工艺过程表
产品名称
件号
材料
单件重量（kg）
计划年产量（件）
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
图3—3挡环工艺过程图
表3-4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（件）
年产总量（kg）
滑环
5
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
图3—4滑环工艺过程图
表3-5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（件）
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
图3—5联动器工艺过程图
表3-6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（件）
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
图3—6阀体工艺过程图
表3-7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（件）
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
图3—7阀芯工艺过程图
表3-8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（件）
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
图3—8阀套工艺过程图
表3-9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（件）
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
图3—9阀盘工艺过程图
表3-10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（件）
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
图3—10限位柱工艺过程图
表3—11定子加工工艺过程表
产品名称
件号
材料
单位重量（kg）
计划年产量（件）
年产总重（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
图3—11定子工艺过程图
表3—12转子加工工艺过程表
产品名称
件号
材料
单位重量（kg）
计划年产量（件）
年产总重（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
图3—12转子工艺过程图
表3-13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（件）
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
图3—13后盖工艺过程图
图3—14总工艺过程
8.物流分析
（1）根据产品总的工艺过程图，将单位换算为吨，统计各作业单位间的物流强度（表3—14），得到物流强度汇总表（表3—15）。
表3—14从至表
单位（t）
1
原材料库
2
铸造车间
3
热处理车间
4
机加工车间
5
精密车间
6
标准件,半成品库
7
组装车间
8
性能实验室
9
成品库
10办公服务楼
11设备维修车间
1原材料库
123
29
23.9
2铸造车间
73.8
3热处理车间
19.7
14.6
4机加工车间
14.6
54
11
5精密车间
63.5
6标准件,半成品库
76.7
7组装车间
92
8性能实验室
15.3
76.7
9成品库
10办公服务楼
11设备维修车间
合计
123
43.6
117.4
68.6
74.5
92
92
76.7
表3—15物流强度汇总表
序号
作业单位对（路线）
物流强度
1
1—2
123
2
1—3
29
3
1—4
23.9
4
2—4
73.8
5
3—4
34.3
6
3—5
14.6
7
4—5
54
8
4—6
11
9
5—6
63.5
10
6—7
76.7
11
7—8
107.3
12
8—9
76.7
（2）将各作业单位的物流强度按大小排序，自大到小填入表3-17的物流强度分析表，根据表3-16的物流强度等级划分表划分各作业单位的物流强度等级。
表3—16物流强度等级划分表
物流强度等级
符号
物流路线比例（%）
承担的物流量比例（%）
超高物流强度
A
10
40
特高物流强度
E
20
30
较大物流强度
I
30
20
一般物流强度
O
40
10
可忽略搬运
U
根据表3-16对下表进行物流等级评定。
表3—17物流强度分析表
序号
作业单位对（物流路线）
物流强度（t）
物流强度等级
1
1–2
A
2
7–8
A
3
6–7
E
4
8–9
E
5
2–4
E
6
5–6
I
7
4–5
I
8
3–4
I
9
1–3
O
10
1–4
O
11
3–5
O
12
4–6
O
（3），根据表3-17，转化得出原始物流相关表（表3—18），转化为作业单位物流相关表（表3—19）。
表3—18原始物流相关表
1
原材料库
2
铸造车间
3
热处理车间
4
机加工车间
5
精密车间
6标准件,半成品库
7
组装车间
8
性能实验室
9
成品库
10办公服务楼
11设备维修车间
1原材料库
A
O
O
U
U
U
U
U
U
U
2铸造车间
A
U
E
U
U
U
U
U
U
U
3热处理车间
O
U
I
O
U
U
U
U
U
U
4机加工车间
O
E
I
I
O
U
U
U
U
U
5精密车间
U
U
O
I
I
U
U
U
U
U
6标准件,半成品库
U
U
U
O
I
E
U
U
U
U
7组装车间
U
U
U
U
U
E
A
U
U
U
8性能实验室
U
U
U
U
U
U
A
E
U
U
9成品库
U
U
U
U
U
U
U
E
U
U
10办公服务楼
U
U
U
U
U
U
U
U
U
U
11设备维修车间
U
U
U
U
U
U
U
U
U
U
表3—19作业单位物流相关表
四、作业单位相互关系分析
9.明确各作业单位的特点
包括工作内容、工作性质（生产、仓储、管理、生产服务或生活服务等）、有无振动、噪声、烟尘及异味等环境污染。
（1）原材料库用于储存钢材、铸锭，属于仓储部门。
（2）铸造车间用于铸造，属于生产部门。
（3）热处理车间用于材料的热处理，属于生产部门。
（4）机加工车间对材料进行车、铣、钻削，属于生产部门。
（5）精密车间对材料进行精镗、磨削，属于生产部门。
（6）标准件、半成品库用于储存外购件、半成品，属于仓储部门。
（7）组装车间用于转向器各零部件的组装，属于生产服务部门。
（8）性能实验室对转向器性能进行检验，属于生产服务部门。
（9）成品库用于成品储存，属于仓储部门。
（10）办公服务楼包括办公室、食堂等，属于生活服务部门。
（11）设备维修车间用于机床的维修，属于生产服务部门。
10.明确各作业单位与其他单位之间的重要联系
其中包括工艺流程、物流方面联系和工作性质相似性、生产管理、人员等方面联系。
（1）原材料库为铸造车间、热处理车间、机加工车间提供材料供给，存在物料搬运关系。
（2）铸造车间与机加工车间在工艺过程中紧密相连，存在工艺流程的连续性关系与物料搬运关系。
（3）热处理车间与机加工车间、精密车间在工艺过程中紧密相连，存在工艺流程的连续性关系。
（4）热处理车间具有重金属及烟尘污染，应远离办公服务楼。
（5）设备维修车间为机加工车间提供机床维修服务，存在生产服务的关系。
（6）机加工车间为组装车间提供所需组装零部件、性能实验室为机加工车间提供产品检验信息，以便改进生产，所以存在生产服务关系。
（7）精密车间与标准件半成品库在工艺过程中相连，存在工艺流程的连续性关系。
（8）设备维修车间为精密车间提供机床维修服务，存在生产服务的关系。
（9）标准件半成品库为组装车间提供所需组装零部件，存在生产服务关系。
（10）性能试验室和成品库、组装车间在工艺过程中紧密相连，存在工艺流程的连续性关系。
（11）办公服务楼对铸造车间、机加工车间、精密车间、组装车间、性能实验室、设备维修车间均有管理作用，所以存在管理方面关系。
11.明确存在环境污染的作业单位对其他作业单位的影响
热处理车间具有重金属及烟尘污染，应远离办公服务楼。
12.整理作业单位相互关系影响因素
（1）工艺流程
（2）作业性质相似（3）使用相同的设备（4）使用同一场所（5）监督和管理方便（6）安全、卫生（7）文件往来、联系频繁程度（8）躁声、振动、烟尘、危险品的影响
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