设施规划与物流分析课程设计报告

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1、XXXX大学本科课程设计XXXXXXXXXXXXXX课程设计报告学生姓名落叶院系名称专业名称班 级学 号指导教师完成时间目录一：工厂概述11.原始给定条件12. 液压转向器结构及有关参数13. 作业单位划分24. 液压转向器生产工艺过程35. 自然气象条件7二：工艺过程分析71. P-Q分析72. 零件工艺过程图83. 综合工艺过程图11三：作业单位物流相互关系分析121. 从至表122. 作业单位物流等级划分123. 作业单位物流相关图14四：作业单位非物流相互关系分析141. 密切程度理由142. 密切程度代码143. 作业单位非物流相关图15五：作业单位综合相互关系分析151. 确定相对

2、重要性152. 作业单位综合相互关系163. 综合相互关系等级划分174. 作业单位综合相互关系图17六：作业单位位置相关分析181. 作业单位综合接近程度182. 作业单位位置相关图18七：作业单位面积相关分析201. 绘制作业单位面积相关图20八：工厂总平面布置可行方案211. 修正因素212.实际条件限制213.可行方案21九：方案的评价与选择251. 评价结构模型252. 评价指标权重计算253. 布置方案评价25十：设计结果报告与设计总结26教师评语与成绩26一：工厂概述1.原始给定条件现有一叉车修理厂，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、2-1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 工厂总平面布置设计图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2-2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2-1中。表1 液压转向器所需零件参数表工厂名称：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2060000.092前盖HT25060000.903X型密封圈橡胶62000.044挡环2060000.035

4、滑环2060000.036弹簧片65Mn420000.017拔销65Mn62000.028联动轴4560000.279网体HT25060007.0010阀芯4560000.611阀套2060000.5612隔盘2060000.3213限位柱4560000.0114定子40Cr60001.2015转子4560000.6016后盖2060000.8017螺栓45360000.0218O型密封圈橡胶210000.0119限位螺栓4560000.0220油堵塑料280000.0121标牌铝60000.0122护盖塑料66000.01编制（日期）审核（日期）3. 作业单位划分根据液压转向器结构及工艺特点

5、，液压转向器厂设立如表2-2所示11个工作单位，分别承担自制件存储、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 作业单位划分表序号作业单位名称用途建筑面积m2结构型式备注1自制件库储存钢材、铸锭2030露天2铸造车间铸造12243热处理车间热处理12124机加工车间车、铣、钻削18365精密车间精镗、磨削12366标准件、半成品库储存外构件、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12244. 液压转向器生产工艺过程由于液压转向器结构比较简单

6、，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，性能实验与成品储存等阶段。（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2-3至表2-15。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。表3 连接块组件生产工艺过程产品名称件号材料单件重量(kg)计划年产量(套)年总产量(kg)连接块组件1

7、200.096000序号作业单位名称工序内容工序材料利用率(%)1自制件库备料2机加工车间车、镗、压装553半成品库暂存456表4 前盖生产工艺过程产品名称件号材料单件重量(kg)计划年产量(套)年总产量(kg)前盖2HT2500.906000序号作业单位名称工序内容工序材料利用率(%)1自制件库准备铸锭2铸造车间铸造603机加工车间粗镗、钻804精密车间精镗955半成品库暂存6表5 挡环生产工艺过程产品名称件号材料单件重量(kg)计划年产量(套)年总产量(kg)挡环4200.036000序号作业单位名称工序内容工序材料利用率(%)1自制件库备料2机加工车间车削403半成品库暂存456表6 滑

8、环生产工艺过程产品名称件号材料单件重量(kg)计划年产量(套)年总产量(kg)滑环5200.036000序号作业单位名称工序内容工序材料利用率(%)1自制件库备料2机加工车间车削403半成品库暂存456表7 联动器生产工艺过程产品名称件号材料单件重量(kg)计划年产量(套)年总产量(kg)联动器8450.276000序号作业单位名称工序内容工序材料利用率(%)1自制件库备料2机加工车间车、铣403精密车间精磨994半成品库暂存56表8 阀体生产工艺过程产品名称件号材料单件重量(kg)计划年产量(套)年总产量(kg)阀体9HT2507.006000序号作业单位名称工序内容工序材料利用率(%)1自

9、制件库准备铸锭2铸造车间铸造603机加工车间粗铣、镗704精密车间精镗905半成品库暂存6表9 阀芯生产工艺过程产品名称件号材料单件重量(kg)计划年产量(套)年总产量(kg)阀芯10450.66000序号作业单位名称工序内容工序材料利用率(%)1自制件库备料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6表10 阀套生产工艺过程产品名称件号材料单件重量(kg)计划年产量(套)年总产量(kg)阀套11200.566000序号作业单位名称工序内容工序材料利用率(%)1自制件库备料2机加工车间车削803半成品库暂存456表11 隔盘生产工艺过程产品名称件号材料单件重

10、量(kg)计划年产量(套)年总产量(kg)隔盘12200.326000序号作业单位名称工序内容工序材料利用率(%)1自制件库备料2机加工车间铣、钻803半成品库暂存456表12 限位柱生产工艺过程产品名称件号材料单件重量(kg)计划年产量(套)年总产量(kg)限位柱13450.016000序号作业单位名称工序内容工序材料利用率(%)1自制件库备料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6表13 定子生产工艺过程产品名称件号材料单件重量(kg)计划年产量(套)年总产量(kg)定子1440Cr1.206000序号作业单位名称工序内容工序材料利用率(%)1自制件库备料2

11、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14 转子生产工艺过程产品名称件号材料单件重量(kg)计划年产量(套)年总产量(kg)转子15450.606000序号作业单位名称工序内容工序材料利用率(%)1自制件库备料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 后盖生产工艺过程产品名称件号材料单件重量(kg)计划年产量(套)年总产量(kg)后盖16200.806000序号作业单位名称工序内容工序材料利用率(%)1自制件库备料2机加工车间车、钻803半成品库暂存4565. 自然气象条件自然气象等

12、条件按学校附近条件加以考虑。二：工艺过程分析1. P-Q分析根据表2的液压转向器所需零件参数以及表3至表15的自制零件生产工艺过程可将每个零件的生产过程所需原料列出，见下表16。（注表中数据是由当前车间运往下一车间的原料重量）。表16 物料转运表（单位：kg）车间序号123456零件编号自制件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1连接块组件9825402前盖118427105568454003X型密封圈2484挡环4501805滑环4501806弹簧片4207拔销1248联动轴4091163616209网体11111166667466674200010阀芯5195363636

13、36360011阀套4200336012隔盘2400192013限位柱8761616014定子14546218197273720015转子519588313636360016后盖6000480017螺栓72018O型密封圈21019限位螺栓12020油堵28021标牌6022护盖662. 零件工艺过程图工艺过程图是一个零件从到达工厂到被装配到其它零件所进行的所有的工艺流程，图中主要用符号标示所进行的作业，所用符号及其意义如表17所示，表18是各个自制零件的加工工艺流程图。表17 流程图符号及其意义符 号表示的意义加工检查搬运等待或暂存表18 自制零件的加工工艺流程图（单位：kg）3. 综合工艺

14、过程图根据表18中自制零件的加工工艺流程图，可绘制综合工艺流程图。其中：图中的自制件1包括定子和转子，自制件2包括阀芯和限位柱，自制件3包括前盖和网体，自制件4包括联动轴，自制件5包括连接块组件、挡环、滑环、阀套、隔盘和后盖，外购包括X型密封圈、弹簧片、拔销、螺栓、O型密封圈、限位螺栓、油堵、标牌和护盖。图2 综合工艺流程图（单位：kg）三：作业单位物流相互关系分析1. 从至表根据以上的工艺过程图，做出从至表，如表19所示。表19 物流分析-从至表（单位：kg）车间序号123456789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标准件、半成品库组装车间性能试验室成品库1原材料库1

15、2295319741238552铸造车间737723热处理车间19741146064机加工车间53987109805精密车间14606634806标准件、半成品库767087组装车间767088性能试验室767089成品库2. 作业单位物流等级划分由于直接分析大量物流数据比较困难，而且也无必要，运用SLP方法将物流强度划分为五个等级，分别用A、E、I、O、U表示，详见下表20。表20 物流强度等级划分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A1040特高物流强度E2030较大物流强度I3020一般物流强度O4010可忽略搬运U00根据表弟19中各个作业对的物流强度数

16、据，汇总得到下表21。再由表20的物流强度划分依据划分物流强度等级，得到表22。表21 物流强度汇总表序号作业单位对物流强度（kg）相对重要性（权重）11-21229535521-319741931-4238551142-4737723353-4343471563-514606674-5539872484-610980595-66348028106-77670834117-87670834128-97670834表22 物流强度划分等级表序号作业单位对（路线）物流强度物流强度等级11-2A26-7E37-8E48-9E52-4E65-6I74-5I83-4I91-4O101-3O113-5O1

17、24-6O3. 作业单位物流相关图图3 作业单位物流相关图四：作业单位非物流相互关系分析1. 密切程度理由针对该工厂，选择如表23所示的作业单位相互关系密切理由，在此基础上建立如图4所示的作业单位非物流相关图。表23 作业单位相互关系密切理由编号12345理由物料搬运工艺流程连续性管理方便噪声和污染人员联系2. 密切程度代码SLP方法将非物流强度划分为六个等级，分别用A、E、I、O、U、X表示，分别对应绝对必要、特别重要、重要、一般、不重要、不希望靠近。详见下表24。表24 密切程度代码密切程度代码AEIOUX含义绝对必要特别重要重要一般不重要不希望靠近3. 作业单位非物流相关图图4 作业单位

18、非物流相关图五：作业单位综合相互关系分析在大多数工厂中，各作业单位之间既有物流关系也有非物流的关系，两作业单位之间的|相互关系应包括物流关系与非物流关系，因此，在SLP中，要将作业单位间物流的相互关系与非物流的相互关系进行合并，求出合成的相互关系-综合相互关系。然后，从各作业单位之间的综合相互关系出发，实现各作业单位的合理布置。一般按照下列步骤求得作业单位综合相关图。1. 确定相对重要性确定物流与非物流相互关系的相对重要性。一般，物流与非物流相互关系的相对重性比值m:n应为1:33:1。当比值小于1:3时，说明物流对生产的影响非常小，工厂布置只需考虑非物流的相互关系;当比值大于3:1时，说明物

19、流关系占主导地位，工厂布置时需考虑物流相互关系的影响。在本工厂的实际考虑下，将物流与非物流相互关系的相对重要性取为1:1。2. 作业单位综合相互关系量化物流与非物流密切程度等级，取A=4，E=3，I=2，O=1，X=-1。计算量化的作业单位综合相互关系，设任意两个作业单位分别为Ai和Aj，其物流相互关系等级为MRij，非物流的相互关系密切程度等级为NRij，则作业单位Ai与Aj之间的综合相互关系密切程度TRij为TRijmMRij+nNRij综合相系关系等级划分。TRij是一个量值，需要经过等级划分，才能建立与物流相关表相似的、符号化的作业单位综合相互关系表。综合相互关系的等级划分为A、E、I

20、、O、U、X，各级对TRij值逐渐递减，且各级别的作业单位对数应符合一定的比例。表25 作业单位之间综合相互关系计算表作业单位对关系等级综合关系物流关系 加权值：1非物流关系 加权值：1等级分数等级分数分数等级1-2A4A48A1-3O1I23I1-4O1I23I1-6U0O11O1-10U0E33I2-4E3E36E2-10U0X-1-1X3-4I2I24I3-5O1O12O3-10U0X-1-1X4-5I2I24I4-6O1O12O5-6I2I24I6-7E3E36E6-10U0I22O7-8E3E36E8-9E3E36E9-10U0I22O10-11U0I22O注：物流与非物流关系都定级

21、为U的作业单位对未在表中列出3. 综合相互关系等级划分表26 综合相互关系等级划分总分符号作业单位对数百分比（%）8-7A11.82 6-5E47.27 4-3I610.91 2-1O59.09 0U3767.27 -1X23.64 4. 作业单位综合相互关系图图5 作业单位综合相关图六：作业单位位置相关分析1. 作业单位综合接近程度表27 作业单位综合接近程度作业单位代号1234567891011综合接近程度排序192264348410155768376586694910110111112. 作业单位位置相关图在SLP中，工厂总平面布置并不直接去考虑各作业单位的占地面积和几何形状，而是从各作

22、业单位间相互关系密切程度出发，安排各作业单位之间的相对位置，关系密级高的作业单位之间距离近，关系密级低的作业单位之间距离远，由此形成作业单位位置相关图。综合接近程度分数越高，说明该作业单位越应该靠近布置图的中心；分数越低，说明该作业单位越应该处于布置图的边缘。因此，布置设计应当按综合接近程度分数高低顺序进行，即按综合接近程度分数高低顺序为作业单位排序。图6 作业单位位置相关图七：作业单位面积相关分析1. 绘制作业单位面积相关图将各作业单位的占地面积与空间几何形状结合到作业单位位置相关图上，就得到了作业单位面积相关图。在这个过程中，首先需要确定各作业单位建筑物的实际占地面积与外形(空间几何形状)

23、。按综合接近程度分数大小顺序，由大到小依次把各作业单位布置到图上绘图时，以作业单位符号为中心，绘制作业单位建筑物外形。作业单位建筑物一般都是矩形的，可以通过外形旋转角度，获得不同的布置方案，当预留空间不足时，需要调整作业单位位置，但必须保证调整后的位置符合作业单位位置相关图的要求。图7 作业单位位置相关图八：工厂总平面布置可行方案作业单位面积相关图是直接从位置相关图演化而来的，只能代表一个理论上的、理想的布置方案，必须通过调整才能得到可行的布置方案。因此，从前述工厂总平面布置设计原则出发，考虑除5个基本要素以外的其它因素对布置方案的影响，这些因素可以分为修正因素与实际条件限制因素两类。1. 修

24、正因素（1）物料航运方法 物料搬运方法对布置方案的影响主要包括搬运设备种类特点、搬运系统基本模式以及运输单元（箱、盘等）。在面积相关图上，反映出作业单位之间的直线距离，而由于道路位置、建筑物的规范形式的限制，实际搬运系统并不总能按直线距离进行，物料搬运系统有三种基本型：为直线道路的直接型、按规定道路搬运的渠道型以及采用集中分配区的中心型系统。（2）建筑特征 作业单位的建筑物应采用定型设计，即应保证道路的直线性与整齐性、建筑物的整齐规范以及公用管线的条理性。（3）道路 厂区内的道路不但承担着物料运输的任务，还起着分隔作业单位、防火、隔振等作用。厂内道路的布置应满足如下基本要求：1）道路布置应适应

25、工艺流程需要，满足物料搬运要求，力求短捷、安全、联系方便。2）道路系统应适应公用管线、绿化等要求。3）满足生产、安全、卫生、防火及其它特殊要求。4）避免货运线路与人流线路交叉，避免公路与铁路交叉。5）厂内道路系统一般应采用正交和环形布置，交叉路口和转弯处的视距不应小球30m。为了便于与外界联系，常把所有职能管理部门包括生活服务部门集中起来，布置在厂门周围，形成厂前区。而厂门应尽可能便于厂内外运输道路的衔接。此外，建筑的美学因素、人员、公共管线、建筑物外形的改变、管理等方面都会对布置方案产生影响。2.实际条件限制前述修正因素是布置设计中应考虑的事项，而对设计有约束作用的现有条件则称为实际条件限制

26、因素，包括给定厂区面积、成本费用、现有建筑物等条件的利用及政策法规等多方面的限制。3.可行方案通过考虑多种方面因素的影响与限制，形成众多的布置方案，抛弃所有不切实际的想法，保留以下3个可行布置方案供选择。如图8-10。图8 工厂总平面布置可行方案一图9 工厂总平面布置可行方案二图10 工厂总平面布置可行方案三九：方案的评价与选择通过对作业单位面积相关图的调整，已经取得了数个可行方案，应该对每个方案进行评价，选择出最佳方案，做为最终的工厂总平面布置方案。1. 评价结构模型工厂布置过程是一个多目标优化设计过程，某个可行的布置方案可能在某目标因素方面是非常优越的，而在另一目标因素方面可能并不突出，其

27、它布置方案可能正好相反。也就是说，各种布置方案各有优、缺点，需要进行综合评价，从中选出最优的布置方案。加权因素法就是把布置设计的目标分解成若干个因素，并对每个因素的相对重要性评定一个优先级(加权值)，然后，分别就每个因素评价各个方案的相对优劣等级，最后加权求和，求出各方案的得分，得分最高的方案就是最佳方案。2. 评价指标权重计算列出所有对于选择布置方案有重要影响的因素。一般应该考虑的因素有：物流效率与方便性、空间利用率、辅助服务部门的综合效率、工作环境安全与舒适性、管理的方便性、布置方案的可扩展性、产品质量及其它相关因素。用fi表示第i个因素，其中，I=1,2， 。评出每个因素之间的相对重要性

28、加权值i其中，i=1,2，。本案例中采用AHP方法确定六项因素权重，经过一致性检验后获得以下权重。表28 评价指标权重表评价指标权重物流效率与方便性0.23布置方案的可扩展性0.16辅助服务部门的综合效率0.20工作环境安全与舒适性0.19管理的方便性0.12空间利用率0.10总计1.003. 布置方案评价由于布置方案优劣得分难以准确给出，且没有必要给出准确得分，因此，通过优劣等级评定给出某个方案在某项因素方面的优劣分数。等级可以分为非常优秀、很优秀、优秀、一般和基本可行5个等级，并规定等级符号分别取A(4)，E(3)、I(2)、O(1)、U(0)，括号中的数字为各等级相对分数。表29 布置方

29、案评价表序号评价指标权重方案一方案二方案三1物流效率与方便性0.2330.6940.9230.692布置方案的可扩展性0.1630.4830.4830.483辅助服务部门的综合效率0.2020.4030.6040.804工作环境安全与舒适性0.1930.5740.7630.575管理的方便性0.1230.3630.3640.486空间利用率0.1040.4040.4030.30总计1.002.903.523.32所以本次设计的最终布置图为方案二（图9）。十：设计结果报告与设计总结液压转向器厂的总平面布置是液压转向器厂设施布置和设计的核心。其目的就是使液压转向器厂的各个部分在有限的空间内各得其所

30、，协调-致，不仅要确定各作业区域的位置，而且也要确定各个服务部门、各种通道的位置，还应保留必要的空地以满足消防、绿化和可持续发展的需要。本次设计充分利用了SLP的设计思路，对液压转向器厂的布置进行设计与规划。在设计中，重温SLP的布置过程，使理论与实践相结合，让我们更熟练、更精确地把握SLP的布置流程。因此这次课程设计也是收获很多。首先，我们了解了撰写课程设计报告的流程，知道了制作物流工程课程报告的注意点及着重点。然后学到了怎样进行物流分析和非物流分析，了解到进行工厂设施规划时不能片面地分析问题，要全面地系统地考虑问题，同时认识到物流因素和非物流因素对工厂设施规划的重要影响。最后切实体会到所学的设施规划与设计在进行工厂设施布置中的运用。本次实验包含知识广泛且有意义，是一次受益匪浅的学习。教师评语与成绩