现代物流设施与规划课程设计.docx
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现代物流设施与规划课程设计
液压转向器厂的平面布置设计
一 、基本要素分析.........................................................................................................................4
二 、物流分析.................................................................................................................................4
1 首先分析物流路径，统计物流量........................................................................................5
2 物流强度汇总和分析..........................................................................................................11
三、作业单位非物流相关分析.....................................................................................................13
四、作业单位综合相互关系表.....................................................................................................14
（1）综合关系计算表...........................................................................................................14
（2）综合相互关系表...........................................................................................................17
（3）综合接近程度计算表...................................................................................................17
五、作业单位位置相关图.............................................................................................................18
六、作业单位面积相关图.............................................................................................................19
（1）作业单位面积相关图...................................................................................................19
（2）绘制工厂总平面布置图...............................................................................................20
七、方案评价.................................................................................................................................28
2
课题分析
课题：
现有一叉车修理厂，占地面积 16000 平方米,厂区东西长 200 米，南北宽 80m。
该厂有 300 名工人，计划改建成年产 6000 套液压转向器的生产厂并完成工厂总平面布置设
计。
该液压转向器厂共有 22 种零件，其中 13 种自制，9 种外购。
因此，在计算物流量时，
需要对 13 中自制零件作工艺过程图，9 个外购件则放入半成品库，等待自制件完成后一起
进入组装站组装成成品放入成品库。
制作 13 种自制零件，需要用到原材料库，铸造车间，热处理车间，机加工车间，精密
车间等作业单位。
而要完成成品生产，则还需要有标准件、半成品库，组装车间，性能试
验室，成品库等作业单位。
为了对工厂进行有效管理和对设备的进行定期维护，需要设置
办公服务楼和设备维修车间等作业单位。
所以该厂总共有 11 个作业单位，因此接下来的工
作是根据物流和非物流等影响因素设置 11 个作业单位的位置分布及厂区总体布置。
具体来说，分析物流因素需要用到工艺流程图来分析各种零件流经各个作业单位的物
流量，从而再用从至表来统计个作业单位的总物流量，根据从至表再对物流强度汇总，得
出物流强度等级，作业单位的物流相关图。
分析非物流因素需要考虑到节约搬运成本、管理维修方便、噪声及灰尘等环境污染问
题等。
在本课题中本人假设的是工厂设在我国东南沿海的厦门，沿海的海洋性气候及季风，
沿海的大风及它的风向都会对工厂的布置的产生影响。
最后，根据物流和非物流因素，得出作业单位综合相互关系表，从而得到综合接近程
度，据此，画出作业单位位置相关图及作业单位面积相关图。
之后，根据上面的基础，画
出总平面布置图，设计三套，根据加权因素法，得出最优方案。
3
一 、基本要素分析
根据课题所给的数据，对液压转向器厂的 13 种自制零件作 P-Q 图分析，从而判断出生
产设备的布置形式，现作 P-Q 分析图 如下：
Ｐ－Ｑ分析图
45,000.0000
40,000.0000
35,000.0000
30,000.0000
25,000.0000
20,000.0000
15,000.0000
10,000.0000
5,000.0000
0.0000
制造业设备布置形式基本上分为：
产品原则布置，工艺原则布置，成组原则布置，固
定工位是式布置等。
产品原则布置的特点是：
品种少，数量大；工艺原则布置的特点是：
品种多，数量少；成组原则布置的特点是：
品种多，数量中等；固定工位式布置的特点是：
品种少，数量极少。
从图上看出零件种类比较多，数量中等，符合工艺原则布置的特征，
所以选用成组原则布置
二 、物流分析
在满足生产工艺流程的前提下，减少物料搬运工作量是工厂布置设计中最为重要的木
目标之一。
因此，在实现工厂布置之前必须就生产系统各作业单位之间的物流状态作深入
分析。
4
1 首先分析物流路径，统计物流量
（1）作工艺流程图如下
（注明：
1 代表原材料库，2 代表铸造车间，3 代表热处理车间，4 代表机加工车间，
5 代表精密车间，6 代表标准件，半成品库，7 代表组装车间，8 代表性能试验室，9 代表
成品库，10 代表办公服务楼，11 代表设备维修车间。
）
连接块组件（单位：
KG）
单件重量：
0.0931
机加工车间利用率：
55%
机加工后产生废料：
0.1693-0.0931=0.0762
前盖（单位：
KG）
单件重量：
0.9031
铸造利用率:
60%
产生废料：
0.7922
机加工利用率：
80%
产生废料：
0.23765
精密车间用率：
95%
产生废料：
0.0475
5
挡环（单位：
KG）
单件重量：
0.0331
机加工利用率：
40%
产生废料：
0.0497
滑环（单位：
KG）
单件重量：
0.0331
机加工利用率：
40%
产生废料：
0.0497
6
联动器（单位：
KG）
单件重量：
0.2731
精加工利用率：
99%
产生废料：
（0.2731/0.99）-0.2759=0.0028
机加工利用率：
40%
产生废料：
（0.2759/0.4）-0.2759=0.4139
阀体（单位：
KG）
单件重量：
7.0031
精加工利用率 90%
产生废料：
（7.0031/0.9）-7.0031=0.7781
机加工利用率：
70%
产生废料：
（7.7812/0.7）-7.7812=3.3348
铸造利用率：
60%
产生废料：
（11.1160/0.6）-11.1160=7.4107
阀芯（单位：
KG）
单件重量：
0.6031
精加工利用率;99%
产生废料：
（0.6031/0.99）-0.6031=0.0061
机加工利用率：
70%
产生废料：
（0.6092/0.7）-0.6092=0.2611
7
阀套（单位：
KG）
单件重量;0.5631
机加工利用率：
80%
产生废料：
0.5631/0.8-0.5631=0.1408
隔盘（单位：
KG）
单件重量：
0.3231
机加工利用率：
80%
产生废料：
0.4039-0.3231=0.0808
限位柱（单位：
KG）
单件重量：
0.0131
精加工利用率;99%
产生废料：
（0.0131/0.99）-0.0131=0.0001
机加工利用率;70%
产生废料：
（0.0132/0.7）-0.0132=0.0057
8
定子（单位：
KG）
单件重量：
1.2031
精加工利用率：
99%
产生废料：
（1.2031/0.99）-1.2031=0.0122
机加工废料：
（1.2153/0.5）-1.2153=1.2153
转子（单位：
KG）
单件重量：
0.6031
精加工利用率：
99%
产生废料：
（0.6031/0.99）-0.6031=0.0061
机加工利用率：
70%
产生废料：
（0.6092/0.7）-0.6092=0.2611
后盖（单位：
KG）
单件重量：
0.8033
机加工利用率：
80%
产生废料：
0.8033/0.8-0.8033=0.2008
9
11
（2）为了对各作业单位之间的物料移动方向和物流量作统计，作从至表如下所示：
表 2-1 物流从至表
2 物流强度汇总和分析
（1）将上述工艺过程图或从至表进行分析汇总，对各物流路线物流量汇总计算，得如下所
示的物流强度汇总表：
图 2-1 物流强速
汇总图
（2）物流强度等级划分
对全年物流量从高到低排序 根据物流路线比例 A 级占 10%，E20%，I30%，O%40，且承
担物流量比例分别为 40%，30%，20%，10%，得出如下等级分布：
图 2-2 物流强度等级图
（3）为了能够简单明了地表示所有作业单位之间的物流关系，作出如下的物流相关图：
图 2-3 物流相关图
三、作业单位非物流相关分析
物流分析是工厂布置的重要依据，但是非物流因素的影响也占了很大的比例。
在本课
13
题中本人假设的是工厂设在我国东南沿海的厦门，沿海的海洋性气候及季风等非物流因素
都须考虑在内。
因为液压转向器的工序流程中涉及热处理，所以需要考虑工作流程的连续
性因素，为了节约搬运成本需要考虑物料搬运的因素，以及管理维修方便等问题。
最重要
的是要考虑到沿海的大风及它的风向对工厂的影响，所以要考虑噪声及灰尘等环境污染问
题。
综合考虑列出影响液压转向器生产厂的布局的非物流影响因素如下表所示：
表 3-1 非物流影响因素表
经过缜密的思考得出液压转向器生产厂作业单位非物流相互关系如下表所示：
14
表 3-2 非物流相互关系表
四、作业单位综合相互关系表
（1）综合关系计算表
如前所述，液压转向器的工序流程中涉及热处理，所以需要考虑工作流程的连续性因
素，为了节约搬运成本需要考虑物料搬运的因素，以及管理维修方便等问题。
最重要的是
要考虑到沿海的大风及它的风向对工厂的影响，所以要考虑噪声及灰尘等环境污染问题，
因此物流与非物流的因素对工厂布置的影响地位相当。
所以取物流和非物流的加权值 m:
n 为 1：
1 得综合相互关系表如下：
（分值分布如下：
A4 分 E 3 分 I 2 分 O 1 分U 0 分 X -1 分）
取作业单位对之间的物流与非物流的权值为 1，将物流与非物流的分值相加等到综合
的分值，当分值为 7-8 时，综合等级为 A，当分值为 4-6 时，综合等级为 E，当分值为 2-3
时，综合等级为 I，当分值为 1 时，综合等级为 O，当分值为 0 时，综合等级为 U。
如下表
所示：
15
表 4-1 作业单位综合相互关系表
（1）
16
表 4-3 作业单位综合综合关系计算表
（2）
17
（2）综合相互关系表
经过上面综合关系计算表的计算统计，得如下的液压转向器生产厂综合相互关系表：
表 4-3 作业单位综合相互关系表
（3）综合
接近程度
计算表
将上面的综合相互关系表转化成综合接近程度计算表如下所示：
18
（分值分布如下：
A4 分 E3 分 I2 分 O1 分U 0 分 X -1 分）表 4 综合接近程度计
算
五、作业单位位置相关图
在本课题中，针对液压转向器厂，绘制作业单位位置相关图步骤如下：
第一步是处理关系密切程度为 A 的作业单位对。
从上面的综合接近程度计算表看出 A
级关系的作业单位对只有一个 7-8，按分数排序将 7 排在作业单位位置相关图的中心位置。
第二步，处理相互关系为 E 级的作业单位对有 1-2，1-4，2-3，2-4，3-4，3-5，4-
5，5-6，6-7，8-9。
涉及到的作业单位按综合接近程度排序为：
4，5，
1，3，6，7，8，2，11。
首先处理与 8 有关系的 5，1，3，2。
依此方法处理剩余作业单位。
经过调整，最终结
果如下图所示：
19
图 5 作业单位位置相关图
六、作业单位面积相关图
（1）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。
按课题要求原材料库占地面积 20*30，铸造车间 12*24，热处理车间
12*12，机加工车间 18*36，精密车间 12*36，半成品库 12*24，组装车间 12*36，性能试验
室 12*12，成品库 12*12，办公服务楼 80*60，设备维修车间 12*24（单位：
米），用 CAD 绘
图软件按一定的比例，画出结果图如下：
20
图 6 作业单位面积相关图
（2）绘制工厂总平面布置图
按课题要求，液压转向器厂的总占地面积为 16000 平方米，长 200 米，宽 80 米。
而原
材料库占地面积 20*30，铸造车间 12*24，热处理车间 12*12，机加工车间 18*36，精密车
间 12*36，半成品库 12*24，组装车间 12*36，性能试验室 12*12，成品库 12*12，办公服
务楼 80*60，设备维修车间 12*24（单位：
米），总和才 7704 平方米，剩余 8296 平方米。
所以，要合理的设置和利用剩余的面积。
本人按照作业单位面积相关图设置了三套总平面
布置的方案，现将三套方案的设计思路陈述如下：
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方案一：
总图设为三排，第一排除去车间 1、2 和办公楼 10 的长度还剩 78 米，用作为
两块绿地和 4 条道路，绿地长度分别为 27 米，道路宽为 6 米。
第二排除去车间
4、6、7、8 及办公楼 10 的长度还剩 72 米，用作为 2 块绿地和 6 条道路，绿地长度为 18
米，道路宽度为 6 米。
第一排除 2 号车间外，宽度都为 20，所以第一排的宽度基本上看做
是 20 米，第二排 7 号车间宽度为 36 米，所以为了让道路整齐，将 4、6、8 号车间及绿地
的宽度看做 36，不足 36 米的，如 4 号、6 号、8 号车间，补上绿地，让它与 7 号车间平齐。
第三排，减掉 3、5、11、9 这 4 个车间的长度还剩 116 米，为了满足作业单位位置相关图
要求，需要把 9 号作业单位靠近 8 号作业单位，所以，116 还需减掉办公楼的 80 米，剩 36
米，用作为一块绿地和 4 条道路，绿地宽 12 米，道路宽 6 米。
剩余在东面的地面设置一个
停车场。
把大门设在该位置。
方案二，在方案一的基础上，将第一排靠近办公楼 10 的绿化带减少 3 米，原来的道路
就增加为 6 米，用作主干道，并在路口开一个门。
将方案一里 4、6、8 号作业单位下方的
绿地平均到作业单位南北两面。
方案三，总图仍按三排设置，第一排设置两块长 20.5 米，宽 20 米的绿地，道路按
《厂矿道路设计规范》枝干道标准 6 米，并且道路与车间之间还留有 1 米的绿化备有地。
第二排也设置了两块绿地一块长 16.5 米，宽 24 米，另一块长 3.5 米，宽 29 米。
第二排有
很多车间，车间与车间的路宽也是按照《厂矿道路设计规范》标准设置的 3 米，外加道路
两边各一米的备用地。
第三排车间与车间的道路仍设为 3 米，并且道路与车间之间也留有
1 米备用地。
考虑到厦门沿海的风向问题，在第三排的东面增设了一块绿地，所以东南和
西北向都有了绿地防风，防噪。
在围墙与车间及绿化带之间设置了一圈 3 米宽的消防通道。
在办公楼西南角切出一块 13*13 米的地面，为主干道流出空地。
将这 13*13 的办公楼地盘
移到办公楼南面，切成 13*6 和 13*7 的两块地盘。
并且在这两块地盘上开出两个门，作为
办公楼的南面大门。
最后，用 CAD 绘图软件按一定的比例，画出结果图如下：
22
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液压转向器厂总片面布局图方案三
图图例说明
道路
消防通道或备用
比例尺：
液压转向器厂平面布置图方案三
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七、方案评价
现在已经得出了三套可行方案，下一步要做的就是对这三套方案进行评价，一般的评
价方法有两种：
加权因素法和费用比较法。
在这里我选用的是加权因素法。
在该课题中，
针对厦门的气候条件及地理人文环境以及液压转向器生产的专业知识，选用了 8 个有重要
影响的因素，并赋予了不同的权重，权重大小为 1—8。
再就给定因素对每个方案进行评级，
共分为五级，用 A、E、I、O、U 表示，对应的分数如下：
A4 分，E3 分，I2 分，O1 分，U0
分。
如下表所示：
表 7-1 评价等级与分值
将个评价因素的权重乘以各方案的等级对应的分数就得到了各方案对应的分数，最后
将分别三个方案对应的 8 中因素的分数相加，得出综合得分，结果如下表所示：
表 7-2 加权因素计算表
方案三 128 分大于方案一和方案二，所以，方案三为最优的方案
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从设计思路上也可以对三个方案做一下简单的比较：
方案一与方案二相比绿地更集中，
车间之间有更高的物流效率，如方案一里 1 号和 4、6、7、8 号车间之间的运输距离比方案
二相同车间的距离要短，但方案一只有一个大门，不能很好的疏通人员和车辆的流动；方
案三是在方案二的基础上在围墙与车间之间增设了一圈 3 米宽的消防通道，以及按照《厂
矿道路设计规范》把主干道设为 9 米宽，枝干道 6 米宽，车间之间 3 米宽，并且道路与建
筑物之间留两侧各一米的备用地，更为重要的在厂区东南角设了一块绿地，防公路外的噪
声也可缓解季风带来的污染等环境问题。
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