设施规划与物流分析课程设计液压转向器总厂的设施规划设计.docx
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设施规划与物流分析课程设计液压转向器总厂的设施规划设计
液压转向器总厂的设施规划设计
一、原始给定条件
现有一个待建的液压转向器厂，占地面积为16000m2，厂区东西长200m，南北 宽为80m，所处地理位置如图1所示。
该厂职工人数为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待建液压转向器厂厂区图
（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，由22个零、组件构成，每个零、组件的名称、材料、单件重量及年需求均列于表1中,其中的系数K1根据每个人的学号的最末两位数N1、N0确定，如学号为20080315则N1=1、N0=5,K1=（N0+10）/（N1+10）。
现有设计者学号为：
A0954103
则N1=0N0=3K1=13/10=1.3
前盖单件重量为：
0.90×1.3=1.17
阀体单件重量为：
7.00×1.3=9.1
阀芯单件重量为：
0.60×1.3=0.78
阀套单件重量为：
0.56×1.3=0.728
定子单件重量为：
1.20×1.3=1.56
转子单件重量为：
0.60×1.3=0.78
后盖单件重量为：
0.80×1.3=1.04
图2液压转向器结构
2）液压转向器具体零件明细表如下图所示：
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
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
说明
1
连接块组件
Y
20
6000
0.09
2
前盖
Y
HT250
6000
1.17
3
X密封圈
Y
橡胶
6200
0.04
4
挡环
Y
20
6000
0.03
5
滑环
Y
20
6000
0.03
6
弹簧片
Y
65Mn
42000
0.01
7
拔销
Y
65Mn
6200
0.02
8
连动轴
Y
45
6000
0.27
9
阀体
Y
HT250
6000
9.1
10
阀芯
Y
45
6000
0.78
11
阀套
Y
20
6000
0.728
12
隔盘
Y
20
6000
0.32
13
限位柱
Y
45
6000
0.01
14
定子
Y
40Gr
6000
1.56
15
转子
Y
45
6000
0.78
16
后盖
Y
20
6000
1.04
17
螺栓
Y
45
36000
0.02
18
O型密封圈
Y
橡胶
21000
0.01
19
限位螺栓
Y
45
6000
0.02
20
油堵
Y
塑料
28000
0.01
21
标牌
Y
铝
6000
0.01
22
胡盖
Y
塑料
6600
0.01
（2）作业单位划分
根据液压转向器结构及工艺的特点，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作业单位建筑汇总表
序号
作业单位名称
用途
建筑面积
结构形式
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
转向器性能试验
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
（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、标牌等都是采用外购、外协的方法获得，入厂后由成品库保存。
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=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：
所有组装成液压转向器成品均需进行性能试验，合格后送入成品库，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）
年产总重（kg）
连接块
1
20
0.09
6000
序号
作业单位名称
工作内容
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）
年产总重（kg）
前盖
2
HT250
1.17
6000
序号
作业单位名称
工作内容
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）
年产总重（kg）
挡 环
4
20
0.03
6000
序号
作业单位名称
工作内容
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）
年产总重（kg）
滑 环
6
20
0.03
6000
序号
作业单位名称
工作内容
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）
年产总重（kg）
联动轴
8
45
0.27
6000
序号
作业单位名称
工作内容
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）
年产总重（kg）
阀 体
9
HT250
9.1
6000
序号
作业单位名称
工作内容
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）
年产总重（kg）
阀 芯
10
45
0.78
6000
序号
作业单位名称
工作内容
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）
年产总重（kg）
阀 套
11
20
0.728
6000
序号
作业单位名称
工作内容
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）
年产总重（kg）
隔 盘
12
20
0.32
6000
序号
作业单位名称
工作内容
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）
年产总重（kg）
限位柱
13
45
0.01
6000
序号
作业单位名称
工作内容
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
精磨
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）
年产总重（kg）
定 子
14
40Cr
1.56
6000
序号
作业单位名称
工作内容
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）
年产总重（kg）
转 子
15
45
0.78
6000
序号
作业单位名称
工作内容
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、钻、铣
70
4
热处理车间
淬质
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）
年产总重（kg）
后 盖
16
20
1.04
6000
序号
作业单位名称
工作内容
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
二、车间布置设计
1.物流分析
物流相关分析是工厂平面布置的基础，主要从以下步骤来进行分析：
1.1产品工艺过程分析
（1）分析给定的工艺过程表
由于各个部件的年需求量是固定的，也就是说液压转向器的生产呈理想状态（零库存生产），所以全年的物流量就没有必要给出。
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表1所示：
表1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
1
20
0.164
55
0.09
0.074
前盖
2
HT260
2.566
45.6
1.17
1.074
挡环
4
20
0.075
40
0.03
0.045
滑环
5
20
0.075
40
0.03
0.045
联动器
8
45
0.682
39.6
0.27
0.412
阀体
9
HT250
24.074
37.8
9.1
11.519
阀芯
10
45
1.126
69.3
0.78
0.266
阀套
11
20
0.91
80
0.728
0.145
隔盘
12
20
0.400
80
0.32
0.080
限位柱
13
45
0.014
69.3
0.01
0.004
定子
14
40Cr
3.152
49.5
1.56
1.224
转子
15
45
1.126
69.3
0.78
0.266
后盖
16
20
1.3
80
1.04
0.200
（2）各个自制零部件工艺过程图
图1连接块组件工艺过程图图2档环组件工艺过程图图3滑环组件工艺过程图
图4前盖组件工艺过程图图5联动器组件工艺过程图图6阀体组件工艺过程图
图7阀芯组件工艺过程图图8限位柱组件工艺过程图图9阀套组件过程工艺图
图10定子组件工艺过程图图11转子组件工艺过程图
图12隔盘组件工艺过程图图13后盖组件工艺过程图
（3）产品总的工艺过程图
图11液压转向器厂总工艺过程图
1.2物流强度分析
（1）作业单位之间的物流强度
由于各个部件的年需求量是固定的，所以全年的物流量就没有必要给出，重点是看作业单位之间的物流量，根据上面对工艺流程的分析得到作业单位之间的物流强度汇总表，如表4、5所示：
表4物流强度汇总表
（1）
序号
作业单位对数
物流量
合计
物流强度等级
1
1-2
2.566+24.074
26.64
A
2
1-3
3.152+1.126
4.278
I
3
1-4
0.164+0.075+0.075+0.682+0.91+0.4+1.126+0.0144+1.3
4.7464
I
4
2-4
1.540+14.444
15.984
E
5
3-4
3.152+1.126
4.278
I
6
3-5
0.788+0.01+1.576+0.7882
3.1622
O
7
4-3
0.788+0.0101+1.576+0.7882
3.1623
O
8
4-5
1.232+0.273+10.111
11.616
E
9
4-6
0.09+0.03+0.03+0.728+0.32+1.04
2.238
O
10
5-6
1.17+0.27+9.1+0.78+0.01+1.56+0.78
13.67
E
表5物流强度汇总表
（2）
作业单位对数
合计
路线比例（％）
物流量比（％）
1-2
26.64
4.88％
29.67％
1-3
4.278
4.88％
4.77％
1-4
4.7464
21.95％
5.29％
2-4
15.984
4.88％
17.80％
3-4
4.278
4.88％
4.77％
3-5
3.1662
9.76％
3.52％
4-3
3.1662
9.76％
3.52％
4-5
11.616
7.32％
12.94％
4-6
2.238
14.63％
2.49％
5-6
13.67
17.06％
15.23％
（2）作业单位物流强度分析
由表4、表5可以进行物流强度等级划分，如表6所示，并做出物流强度统计图，如图12所示：
表6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
图12物流强度统计图
（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7：
表7原始物流相关表
作业单位序号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
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
标准间
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
\
A
I
I
U
U
U
U
U
U
U
2
铸造车间
U
\
U
E
U
U
U
U
U
U
U
3
热处理车间
U
U
\
I
0
U
U
U
U
U
U
4
机加工车间
U
U
O
\
E
0
U
U
U
U
U
5
精密车间
U
U
U
U
\
E
U
U
U
U
U
6
标准间，半成品库
U
U
U
U
U
\
U
U
U
U
U
7
组装车间
U
U
U
U
U
U
\
U
U
U
U
8
性能实验室
U
U
U
U
U
U
U
\
U
U
U
9
成品库
U
U
U
U
U
U
U
U
\
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
\
由物流相关表7可得作业单位物流相关表8，如下所示：
表8作业单位物流相关表
2.作业单位相互关系分析
2.1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。
（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9所示；
（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10所示：
表9作业单位间相互关系密度理由表10作业单位相互关系等级
编码
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
安全及污染
6
功用设备及辅助
7
振动
8
人员联系
符号
含义
说明
比利
A
绝对重要
2-5
E
特别重要
3-10
I
重要
5-15
O
一般密切程度
10-25
U
不重要
45-80
X
负的密切程度
不希望接近
酌情而定
（3）做出作业单位非物流相关表
表11作业单位非物流相关表
2.2作业单位综合相关分析
根据作业单位物流相关表8和非物流的作业单位相关表11，假定物流和非物流因素同等重要，可以得出综合物流相关等级表12如下：
表12作业单位综合相关表
2.3作业单位综合接近程度排序
由作业单位综合相关关系得出综合接近程度排序表，如表13所示。
表13综合接近程度排序表
作业单位代号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
1
-
E
I
I
U
U
U
U
U
U
O
-
2
E
-
I
E
X
O
U
U
O
O
O
-
3
I
I
-
I
U
O
O
U
U
O
O
-
4
I
E
I
-
O
I
I
U
U
I
O
-
5
U
X
U
O
-
A
I
U
U
O
O
-
6
U
O
O
I
A
-
I
U
U
O
O
-
7
U
U
O
I
I
I
-
I
U
O
I
-
8
U
U
U
U
U
U
I
-
I
I
O
-
9
U
O
U
U
U
U
U
I
-
I
U
-
10
U
O
O
I
O
O
O
I
I
-
U
-
11
O
O
O
O
O
O
I
O
U
U
-
-
12
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
综合接近程度
8
11
10
15
8
12
12
7
5
11
9
-
排序
8
4
6
1
9
2
3
10
11
5
7
-
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；表中关系等级表示方式如表14所示。
表14关系等级表示方式
2.4绘制作业单位位置相关图
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□表示检验）
图15作业单位位置相关图
4.评价方案并择优
列出一些重要影响因素，计算他们的权重如表16所示，最终方案评选见表17：
表16权重系数表
分数
评价指标
判定
得分
权重
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
物料搬用效率及方便性
1
1
1
1
1
5
33.3%
生产管理的方便性
0
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