设施规划与物流设计.docx
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设施规划与物流设计
液压转向器厂总平面布置设计
【摘要】如今生产制造业迅速发展，特别是工厂设计发展过程中，定性分析逐步被定量分析代替，系统工程的概念和系统分析方法的运用，是工厂设计发生了质的飞跃，而SLP是最具最具代表性的系统设计方法。
SLP法中把量的概念引入设计分析全过程，通过引入数量化的关系密集概念建立工厂中各作业单位间物流相互关系与非物流相互关系图表，使整个布置设计工作更加科学化，也极大的促进了计算机辅助布置设计技术的发展。
本设计将以SLP方法为主对液压转向器厂进行总平面布置设计。
【关键词】设施规划物流SLP相关图工艺流程布置设计
【Abstract】Today，productionmanufacturingdevelopingquickly,especiallyinthedevelopmentofplantdesign.Qualitativeanalysiswastoreplacequantitativeanalysis.Theuseoftheconceptofsystemsengineeringandanalysismethodsmakeplantdesignhasundergoneaqualitativeleap.SLPisthemostrepresentativesystemdesign.INSLP,Thequantitativeconceptdesignthroughtheentireprocess.Byintroducingtherelationshipbetweenthenumberofintensiveconceptestablishfactoriesoperatingmutualrelationshipandchartbetweenthenon-logisticsandlogistics,maketheentirelayoutdesignworkmorescientific,andalsopromotethedevelopmentofComputer-aideddesignlayoutgreatly.
【Keywords】FacilitiesPlanning,Logistics,SLP,Relatedchart,Technologyprocess,LayoutDesign
1、绪论
设施规划与物流分析是工业工程专业的一门主干专业课.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内容，其目标是通过对工厂个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，获得最佳的经济效益和社会效益。
物流设施规划与设计是设施规划与物流分析中重要的研究分支，它以企业生产系统的空间系统静态结构为研究对象，从企业动态结构——物流状况分析出发，探讨企业平面布置设计目标设计原则，着重研究设计方法与设计程序，使企业人力、物力、财力和物流人流信息流得到最合理最经济最有效的配置和安排，从根本上提高企业的生产效率，达到以最少的投入获得最大效益的目的，广泛运用于土木建筑、机械、电器、化工等多种工程专业。
从选址到布置设计、建筑设计、公用工程设计、再到信息通信设计，考虑到原料供应、动力、劳动力等因素，利用优缺点比较法，重心法，线性规划法，层次分析法和德尔菲分析模型等方法合理选择场址，利用系统工程的概念和分析方法，即系统布置设计（SLP），把量的概念引入设计分析全过程，通过应如数量化的关系密集概念，建立工厂中个作业单位之间物流相互关系与非物流的作业相互关系图表，形成了布置设计工作的数学模型，使整个布置设计工作更加科学化。
集成信息、运输、存储、物料搬运和包装等，提高企业物流系统效率和管理水平。
1.1.设施规划（布局设计）设计方法
设施规划与设计的核心是工厂布局，必须首先进行。
布局设计也是物流系统设计分析的重要一环，它既受到生产物流系统其他设计环节的影响，也对生产物流系统的其他设计环节产生影响。
布局设计方法主要有以下几种：
1.摆样法。
它是最早的布局方法。
利用二维平面比例模拟方法，按一定比例制成的样片在同一比例的平面图上表示设施系统的组成、设施、机器或活动。
通过相关分析，调整样片位置可得到较好的布置方案。
这种方法使用于较简单的布局设计，对复杂的系统该法就不能十分准确，而且花费时间较多。
2.数学模型法。
运用运筹学、系统工程中的模型优化技术（如线性规划、随机规划、多目标规划、运输问题、排队论等）研究最优布局方案，为工业工程师提供数学模型，以提高系统布置的精确性和效率。
但是用数学模型解决布局问题存在两大困难。
首先，当问题的条件过于复杂时，简化的数学模型很难得出符合实际要求的准确结果；其次，布局设计最终希望得到布局图，但用数学模型得不到。
利用数学模型和CAD相结合的系统布局软件是解决布局问题的一种好方法。
3.图解法。
它产生于20世纪50年代，有螺线规划法、简化布置规划法及运输行程图等。
其优点在于将摆样法与数学模型法结合起来，但在实践上现在较少应用。
4.系统布置设计SLP（SystematicLayautPlanning）法。
它是关于工厂布局等五个子系统提出的一套统一化系统化的规划设计方法，也是当前工厂布局设计应用最为广泛的一种方法。
SLP法是1961年美国专家缪斯提出的关于工厂布置方法的经典理论，是一种条理性实践性强、条理清楚的布置设计方法，提供一种以作业单位物流与非物流的相互关系分析为主线的规划师设计方法，采用一套表道理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施设计。
他是一套设计模式和规范的设计程序，且为设施设计人员与生产管理人员广泛采用，不仅适合于各种规模种类的工厂之新建、扩建或改建中对设施或设备的不知或调整，也适合制造业中对办公室、实验室、仓库等的布置设计，同时也可用于医院、商店等服务业的布置设计。
1.2.SLP法的阶段结构：
系统布置设计是一种逻辑性很强、条理清楚的布置设计方法，它分为确定位置、总体规划、详细布置和安装四个阶段，在总体区划和详细布置两个阶段采用相同的SLP设计程序。
阶段Ⅰ：
确定位置
在这个阶段中，要首先明确拟建工厂的产品及其计划生产能力，参考同类工厂确定拟建工厂的规模，从待选的新地区或旧有厂房中确定出可供利用的厂址。
阶段Ⅱ：
总体区划
总体区划又叫区域划分，就是在己确定的厂址上规划出一个总体布局。
在这个阶段，应首先明确各生产车间、职能管理部门、辅助服务部门及仓储部门等作业单位的工作任务与功能，确定其总体占地面积及外形尺寸，在确定了各作业单位之间的相互关系后，把基本物流模式和区域划分结合起来进行布置。
阶段Ⅲ：
详细布置
详细布置一般是指一个作业单位内部机器及设备的布置。
在这个阶段，要根据每台设备、生产单元及公用、服务单元的相互关系确定出各自的位置。
阶段Ⅳ：
安装实施
在完成详细布置设计以后，经上级批准后，可以进行施工设计，需绘制大量的详细施工安装图和编制搬迁、施工安装计划。
必须按计划进行土建施工、机器、设备及辅助装置的搬迁、安装施工工作。
1.3SLP的地位与作用
于1961年美国的缪斯提出的SLP理论工厂不知方法的经典理论，是一种条理性实践性强、条理清楚的布置设计方法，提供一种以作业单位物流与非物流的相互关系分析为主线的规划师设计方法，采用一套表道理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施设计。
他是一套设计模式和规范的设计程序，且为设施设计人员与生产管理人员广泛采用，不仅适合于各种规模种类的工厂之新建、扩建或改建中对设施或设备的不知或调整，也适合制造业中对办公室、实验室、仓库等的布置设计，同时也可用于医院、商店等服务业的布置设计。
SLP分为确定位置、总体规划、详细布置和安装四个阶段，在总体区划和详细布置两个阶段采用相同的SLP设计程序。
2.SLP的分析模式和方法（图）
在SLP程序中，首先必须明确给出基本要素——产品P、产量Q、生产工艺过程R、辅助服务部分S和时间安排T等原始资料；然后针对某些以生产流程为主的工厂，用物理强度等级及物流相关图来分析物流，同时利用量化的关系密级来分析非物流作业单位间的相互关系；再根据物流相关图与作业单位相互关系图，绘制作业单位位置相关图，计算占地面积后绘制单位面积相关图；再根据其他因素进行调整修正，对面积图进行调整，得出数个有价值的可行工厂布置方案，最后进行技术非中等因素评价，选出的到布置方案图。
2．课程设计要求
2.1课程设计的目的
物流工程课程设计是物流工程课程的重要实践性教学环节，是综合运用所学专业知识，完成工厂布置设计工作而进行的一次基本训练。
其目的是：
（1）能正确运用工业工程基本原理及有关专业知识，学会由产品入手对工厂生产系统进行调研分析的方法。
（2）通过对某工厂布置设计的实际操作，熟悉系统布置设计方法中的各种图
例符号和表格，掌握系统布置设计方法的规范设计程序。
（3）通过课程设计，学会如何编写有关技术文件
（4）通过课程设计，初步树立正确的设计思想，培养运用所学专业知识分析和解实际技术问题的能力。
2.2课程设计题目和要求
1.2.1设计题目：
液压转向器厂总平面布置设计。
1.2.2设计要求：
（1）工厂物流分析。
（2）工厂作用单位相互关系分析。
（3）绘制作用单位位置相关图。
（4）绘制作用单位面积相关图。
（5）工厂总平面布置图多套。
（6）评价最优，选出最佳平面布置图。
（7）编写设计说明书。
3.设计产品名称液：
压转向器厂总平面布置设计。
4、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3—1，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3-1待建液压转向器厂厂区图
4.1液压转向器结构及有关参数
表4-1零件明细表
工厂名称：
液压转向器
第1页
产品名称
液压转向器
产品代号
计划年产量
6600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
6600
0.09
2
前盖
√
HT250
6000
0.90
3
X型密封圈
√
橡胶
7000
0.04
4
挡环
√
20
6600
0.03
5
滑环
√
20
6000
0.03
6
弹簧片
√
65Mn
42000
0.01
7
拔销
√
65Mn
7000
0.02
8
联动轴
√
45
6600
0.27
9
阀体
√
HT250
6600
7.00
10
阀芯
√
45
6600
0.6
11
阀套
√
20
6600
0.56
12
隔盘
√
20
6600
0.32
13
限位柱
√
45
6600
0.01
14
定子
√
40Cr
6600
1.20
15
转子
√
45
6600
0.60
16
后盖
√
20
6600
0.80
17
螺栓
√
45
40000
0.02
18
O型密封圈
√
橡胶
24000
0.01
19
限位螺栓
√
45
6600
0.02
20
油堵
√
塑料
32000
0.01
21
标牌
√
铝
6600
0.01
22
护盖
√
塑料
7200
0.01
编制（日期）
审核（日期）
表4-2作业单位建筑物汇总表
序
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
室内
3
热处理车间
热处理
12×12
室内
4
机加工车间
车，铣，钻削
18×36
室内
5
精密车间
精镗，磨削
12×36
室内
6
标准件，关成品库
储存外购件，半成品
12×24
室内
7
组装车间
组装转向器
12×36
室内
8
性能试验室
转向器性能检验
12×12
室内
9
成品库
成品储存
12×12
室内
10
办公，服务楼
办公室，食堂等
80×60
室内
11
设备维修车间
机床维修
12×24
室内
4.3液压转向器厂生产工艺过程
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，总的工艺过程分为零组件制作与外购，半成品暂存，组装，性能测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、异型件采用外购和外协获得，入厂后由半成品库保存，其他零件有本厂自制，其工艺过程分别见表3-3至表3-15。
（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。
定期订购的标准间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，合格的成品送入成品库，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4-3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
年产总量（kg）
连接块组件
1
20
0.09
6600
594
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
65
3
半成品库
暂存
表4-4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
年产总量（kg）
前盖
2
HT250
0.9
6600
5940
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
66
3
机加工车间
粗铣，镗，钻
80
4
精密车间
精镗
55
5
半成品库
暂存
表4-5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
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4-6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
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
表4-7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
年产总量（kg）
联动轴
8
45
0.27
6600
1782
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
50
3
精密车间
精磨
99
4
半成品库
暂存
表4-8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
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，
72
4
精密车间
精镗
90
5
半成品库
暂存
表4-9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
年产总量（kg）
阀芯
10
45
0.6
6600
3960
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
72
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4-10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
年产总量（kg）
阀套
11
20
0.56
6600
3696
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4-11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
年产总量（kg）
隔盘
12
20
0.32
6600
2112
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4-12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
年产总量（kg）
限位柱
13
45
0.01
6600
66
序号7
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
2
机加工车间
车，钻，插，铣
70
3
热处理车间
调质
4
精密车间
研磨
99
5
半成品库
暂存
表4-13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
年产总量（kg）
定子
14
40Gr
1.2
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
机加工车间
粗车，钻，铣
50
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4-14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
年产总量（kg）
转子
15
45
0.60
6600
3960
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
2
机加工车间
车，铣，钻
70
3
热处理车间
淬火
4
精密车间
研磨
99
5
半成品库
暂存
表4-15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
年产总量（kg）
后盖
16
20
0.80
6600
5280
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
5、产品产量分析
液压转向器厂自制零件计划年产量为6600件，单件大批量生产模式，可以归结为中批量生产方式。
6、产品工艺过程分析
6.1计算物流量
表6-1零件物流量计算
产品
名称
毛重（kg）
废料（kg）
铸造废料
机加工废料
精加工废料
全年废料总质量
连接块组件
0.09/0.65
=0.138
0.138-0.09
=0.048
0.048*6600
=316.8
前盖
0.9/0.66/0.8/0.55
=3.099
3.099*0.34
=1.054
3.099*0.2
=0.620
3.099*0.45
=1.395
（3.099-0.9）*6600=14513.4
挡环
0.03/0.4=0.075
0.075*0.6
=0.045
0.045*6000=270
滑环
0.03/0.4=0.075
0.075*0.6
=0.045
0.045*6000=270
联动轴
0.27/0.5/0.99
=0.545
0.545*0.5
=0.273
0.272*0.01
=0.00272
（0.545-0.27）*6600
=1815
阀体
7.0/0.9/0.72/0.6
=18.004
18.004*0.4
=7.202
10.802*0.28=3.0
25
7.777*0.1
=0.778
（18.004-7.0）*6000
=66024
阀芯
0.6/0.99/0.72
=0.842
0.842*0.28=0.236
0.606*0.01
=0.00606
（0.842-0.6）*6600
=1597.2
阀套
0.56/0.8=0.7
0.7-0.56=0.14
0.14*6600=924
隔盘
0．32/0.8=0.4
0.4-0.32=0.08
0.08*6600=528
限位柱
0.01/0.99/0.7
=0.0144
0.0144*0.3
=0.0043
0.0101*0.01
=0.000101
（0.0144-0.01）
*6600=29.04
定子
1.2/0.99/0.5
=2.424
2.424*0.5
=1.212
1.212*0.01
=0.012
（2.424-1.2）*6600
=8078.4
转子
0.60/0.99/0.7
=0.866
0.866*0.3=0.26
0.606*0.01
=0.00606
（0.866-0.6）*6600
=1755.6
后盖
0.8/0.8=1
1-0.8=0.2
0.2*6600=1320
6.2
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