《设施规划与物流分析》课程设计任务书0609.docx
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《设施规划与物流分析》课程设计任务书0609
《设施规划与物流分析》课程设计任务书
（工业工程专业试用）
中国矿业大学矿业工程学院
工业工程系
2012年6月12日
目录
第一章课程设计任务书1
一、课程设计题目1
二、课程设计目的1
三、课程设计内容与要求1
四、原始给定条件1
第二章课程设计步骤10
一、基本要素分析10
二、物流分析10
三、作业单位相互关系分析11
四、作业单位间物流与非物流相互关系合并11
五、绘制作业单位位置相关图11
六、绘制作业单位面积相关图12
七、绘制工厂总平面布置可行方案图12
八、评价择优13
第三节制图标准与设计说明书格式13
一、图幅标准13
二、图样比例14
三、标题栏与明细表格式14
四、规范图例14
五、设计说明书组成17
六、附录18
第一章课程设计任务书
一、课程设计题目
液压转向器厂总平面布置设计。
二、课程设计目的
《设施规划与物流分析》是工业工程专业的主干专业课程，是工业工程学科的重要研究领域和分支之一。
设施规划与设计着重研究设施总平面布置、车间布置及物料搬运等内容，目标是通过对设施的各组成部分的相互关系分析，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。
《设施规划与物流分析》课程设计是本课程的重要时间教学环节，要求学生综合运用所学专业知识，完成规定的工业实施布置设计的一次基本训练。
其目的是：
1、能正确运用工业工程基本原理及有关知识，学会对工业设施进行系统分析；
2、通过对工程设施布置的实际设计，掌握系统布置设计方法的规范程序；
3、通过课程设计，培养学生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，培养学生运用所学专业知识分析和解决实际问题的能力。
三、课程设计内容与要求
《液压转向器厂总平面布置设计》内容与要求如下：
1、液压转向器厂物流分析。
2、液压转向器厂作业单位相互关系分析。
3、作业单位位置相关图，相当于A3图样的坐标纸1张。
4、作业单位面积相关图，相当于A3图样的坐标纸1张。
5、液压转向器厂总平面布置图三个方案，A3图样三张。
6、评价择优，选出最佳总平面布置图。
7、编写设计说明书，工作量不少于12000字。
四、原始给定条件
建一叉车厂，占地面积为18000m2，厂区南北长为200m，东西宽为90m，所处地理位置如图1所示。
该厂职工人数300人，计划改建成年产量6500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，有22个零、组件构成，每个零、组件的名称、材料、单间重量及年需求量均列于表1中。
图2液压转向器结构
2、作业单位划分
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所示12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。
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、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3至表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。
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
产品代号
计划年产量
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
6500
0.09
2
前盖
√
HT250
6500
0.90
3
X型密封圈
√
橡胶
6700
0.04
4
挡环
√
20
6500
0.03
5
滑环
√
20
6500
0.03
6
弹簧片
√
65Mn
45500
0.01
7
拔销
√
65Mn
6700
0.02
8
联动轴
√
45
6500
0.27
9
阀体
√
HT250
6500
7.00
10
阀芯
√
45
6500
0.6
11
阀套
√
20
6500
0.56
12
隔盘
√
20
6500
0.32
13
限位柱
√
45
6500
0.01
14
定子
√
40Cr
6500
1.20
15
转子
√
45
6500
0.60
16
后盖
√
20
6500
0.80
17
螺栓
√
45
39000
0.02
18
O型密封圈
√
橡胶
23000
0.01
19
限位螺栓
√
45
6500
0.02
20
油堵
√
塑料
29000
0.01
21
标牌
√
铝
6500
0.01
22
护盖
√
塑料
7000
0.01
编制（日期）
审核（日期）
（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。
4、自然气象条件
自然气象等条件按学生所在地的条件加以考虑。
表2作业单位建筑物汇总表
序号
作业单位名称
用途
建筑长×宽/m
结构型式
备注
1
原材料库
储存钢材、铸锭
20×30
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
牢、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
12
废料堆存区
堆存加工产生的废料
12×12
露天/每个月处理1次
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）
年产总量（Kg）
连接块组件
1
20
0.09
6500
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
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）
年产总量（Kg）
前盖
2
HT250
0.90
6500
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
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）
年产总量（Kg）
挡环
4
20
0.03
6500
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）
年产总量（Kg）
滑环
5
HT250
0.03
6500
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）
年产总量（Kg）
联动器
8
45
0.27
6500
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
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）
年产总量（Kg）
滑环
9
HT250
7.00
6500
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
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）
年产总量（Kg）
阀芯
10
45
0.6
6500
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
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）
年产总量（Kg）
阀套
11
20
0.56
6500
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）
年产总量（Kg）
隔盘
12
20
0.32
6500
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）
年产总量（Kg）
限位柱
13
45
0.01
6500
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
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）
年产总量（Kg）
定子
14
40Cr
1.20
6500
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
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）
年产总量（Kg）
转子
15
45
0.60
6500
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
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）
年产总量（Kg）
后盖
16
20
0.80
6500
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
第二章课程设计步骤
良好的设计程序是工厂总平面布置设计成功的关键，为保证设计质量、减少设计中的反复，可以参考下述步骤进行液压转向器厂总平面布置设计。
一、基本要素分析
在本课程设计任务书及给定原始条件中，已经给出了待布置设计的液压转向器厂的产品、产量、工艺工程、作业单位划分情况及时间安排等基本要素。
在此，重要的是要清楚地了解产品的组成及各个零件的制作工艺路线，为进一步的物流分析做好准备。
二、物流分析
物流分析是机械制造厂平面布置的基础，只有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。
1、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，图右下角要标注时间与重要单位。
（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，图右下角要标注时间与重要单位。
2、物流分析
（1）根据产品总的工艺过程图，进行当量物流量的分析，可结合背景进行初步设定搬运的设备和搬运单元，然后对物流系统中的主要物料进行分类研究，最后进行当量物流量的折算分析，具体折算方法可以为反推法、当量系数法或玛格数法。
把当量物流量填入规范的从至表中，并标注当量物流量单位。
（2）统计各作业单位之间的物流强度。
当存在逆向物流时，物流强度等于正、逆物流强度之和，统计的结果填入物流强度汇总表。
（3）将各作业单位的物流强度按大小排序，自大到小填入物流强度分析表，根据物流强度分布比例划分物流强度等级，划分的标准要给出。
（4）填写作业单位物流相关表。
三、作业单位相互关系分析-非物流
按下列步骤进行作业单位相互关系分析：
（1）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。
（2）明确各作业单位间的重要联系，包括工艺流程、物流方面联系和加工性质相似性、生产管理、人员等方面联系。
（3）明确存在环境污染的作业单位对其它作业单位的影响。
（4）整理出作业单位相互关系影响因素，约8到10条。
（5）确定各个作业单位之间影响相互关系的因素，并初步确定相互关系等级。
（6）调整相互关系等级比例，将最后的作业单位之间的相互关系填入作业单位相互关系表，划分的标准要给出。
四、作业单位间物流与非物流相互关系合并
（1）通过产品特点分析，明确物流对生产的影响大小，确定出物流与非物流相互关系相对重要性（加权值）。
（2）利用作业单位间综合相互关系表，量化物流与非物流相互关系等级，计算合并后的综合相互关系分数。
（3）统计各段分数作业单位的比例，划分综合相互关系等级，划分的标准要给出。
（4）填写作业单位综合相互关系表。
五、绘制作业单位位置相关图
1、综合接近程度计算
利用综合接近程度排序表，量化综合相互关系等级，并计算出各作业单位综合接近程度，按综合接近程度分数由高到低排序。
2、绘制作业单位位置相关图
按A、E、I、O、U、X级顺序，处理各级作业单位对之间的相互位置，同级作业单位按综合接近程度分数的高低顺序，安排各作业单位的位置，作业单位不同级别的距离可自己指定，并在说明书进行说明。
注：
所绘的图形内作业单位相对距离要尽量通过实际距离、连线数目和连线长度来反映出来。
六、绘制作业单位面积相关图
（1）按待布置工厂构成的复杂程度，选择图幅大小，工厂越复杂图幅越大。
（2）按图样大小与厂区大小比例选择绘图比例，绘图比例一般取为
图样长度：
厂区长度/2或图样宽度：
厂区宽度/2中的较小值，并圆整成标准值。
（3）将作业单位位置相关图放大到面积相关图图样上，放大时应使位置相关图居中布置，并在各作业单位之间留有尽量大的空间。
（4）按综合接近程度高低顺序，将各作业单位面积汇入面积相关图中，若预留空间足够，则可适当调整。
注：
要有指北针及风玫瑰图等信息。
七、绘制工厂总平面布置可行方案图
考虑修正因素与实际条件限制因素，修改调整面积相关图。
包括如下因素：
（1）厂区占地面积大小。
（2）根据产品特点，确定物流搬运方法，如采用托盘搬用产品并用电瓶车来实现车间的运输。
（3）确定厂内外运输方式，一般采用汽车。
（4）根据厂区地理条件选择道路形式及其技术参数，包括主、次干道路宽度、弯道半径、交叉路口转弯半径等。
（5）根据场外公路情况，设定数个厂门位置，形成多种布置方案。
（6）设置厂前区位置，合理改变办公、服务楼外形。
（7）考虑风向，特别是盛行风向对作业单位相对位置的影响，避免烟尘、异味等空气污染影响人身健康。
（8）考虑建筑物朝向、间距、防火、防噪声等因素。
考虑上述各种因素，整理出三套可行布置方案，按制图标准绘制成工厂总平面布置方案图。
要有指北针、风玫瑰图、必要的图例及相关信息说明列表。
八、评价择优
（1）选择方案评价因素，如物料搬运效率及方便性、扩建可能性、生产管理的方便性、防止污染、安全生产、辅助服务方便性等（具体评价因素可按自己的考虑再添加）。
（2）确定各因素的相对重要性（权值）。
（3）评比各方案的优劣等级。
（4）计算各方案的得分，得分最高的为最佳方案。
第三节制图标准与设计说明书格式
一、图幅标准
绘制工厂平面布置图时，应采用标准图幅，如图3-1及表3.1所示。
图3-1图样幅面
表3.1图样幅面尺寸单位：
mm
幅面代号
A0
A1
A2
A3
L
1180
841
594
420
B
841
594
420
297
c
10
10
10
6
a
25
25
25
25
二、图样比例
绘制工厂总平面布置图一般采用缩小比例，如1:
100，1:
200，1:
500，1:
1000，1:
2000，1:
5000等。
三、标题栏与明细表格式
工厂总平面布置图标题栏与明细表格式参见表3.2。
表3.2平面布置图标题栏与明细表
序号
作业单位名称
用途
建筑面积（m2）
结构形式
备注
工程名称
图
号
设计
年月日
工程项目
图样内容
比例
绘图
年月日
阶段
审核
年月日
第张
共张
四、规范图例
在工厂总平面布置图中，采用多种规范图例表示工厂的各组成部分。
常用的规范图例参见表3.3。
表3.3总图设计图例
名称
图例
说明
新设计的建筑物
1.比例小于1:
2000时，可以不画出入口。
2.需要时可以在右角上以点数（或数字表示层数
3.⑤表示建筑编号
新设计的有铁路引入的建筑物
车间内铁路按实际长度画出
原有的建筑物
在设计中拟利用者，均应编号说明或在图上注明
计划扩建的预留地或建筑物
用细虚线表示
拆除的建筑物
转运站及通廊
应注明转运站及通廊编号
地下建筑物或构筑物
用粗虚线表示
散装物料露天堆场
其他材料露天堆场或露天作业场
铺砌场地
当铺砌场地面积较大的，可局部表示
敞篷或敞廊
露天桥式吊车
龙门吊车
贮罐或水塔
烟囱
必要时可注明烟囱高度和用虚线表示烟囱基础
围墙及大门
上图表示砖石、混凝土及金属材料围墙
下图表示镀锌铁丝网、篱笆等围墙
台阶
箭头表示下坡
排水明沟
1．上图用于比例较大的图面中，下图用于比例较小的图面中
有盖的排水沟
2.6表示6%，为沟底纵坡度，40.00表示变坡点间距离，箭头表示流水方向
新设计的道路
1.R为道路弯转半径，150.00表示路面中心标高，6表示6%，为纵坡度，101.00表示变坡点间距离
2.图中斜线为道路断面示意，根据实际需要绘制
3.箭头表示流水方向
4.上图一般用于厂内道路
下图一般用于矿区道路
原有道路
计划的道路
人行道
桥梁
上图表示公路段
下图表示铁路段
新设计的标准轨距铁路
窄轨铁路与其相同。
若画在同一张图上则线条应较准轨稍细
原有的标准轨距铁路
计划扩建的标准轨距铁路
轨道衡
粗线表示铁路
汽车衡
站台
左侧表示坡道，右侧表示台阶，使用时按实际情况绘制
草地
树丛
五、设计说明书组成
设计说明书是整个设计工作的总结，是设计成果的书面表述和重要组成部分。
设计说明书应由封面、设计任务书、评语、正文目录、正文及参考文献等构成。
（1）封面：
封面应注明课程设计说明书名称、学生姓名、指导教师姓名等内容。
（2）设计任务书：
设计任务书应给出设计题目、设计内容与要求等。
（3）评语：
在学生完成设计任务后，由指导教师根据学生完成设计情况写出适当的评语并签名，供存档用。
（4）正文目录：
按章、节列出正文目录。
（5）正文：
正文应包括整个设计过程的主要内容，及包括所有设计步骤、表格及必要的简图，要求计算准确、条理清楚，系统性、逻辑性强。
（6）参考文献：
说明书最后应列出设计过程中参考书籍、资料及论文等。
参考文献内容一般按以下次序列出，即序号、作译者姓名、书名（或文章名）、版次（第一版省略）、出版地、出版社（或杂
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