物流与设施规划课程设计.docx
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物流与设施规划课程设计
中北大学
课程设计说明书
学生姓名：
学号：
学院:
机械工程与自动化学院
专业：
工业工程
题目：
液压转向器厂总平面布置设计
指导教师:
侯世旺职称:
讲师
李梦群职称：
讲师
2012年1月3日
一、课设概述
1。
1课程设计题目描述
现有一处旧厂房,占地面积16000m2，厂区南北长200m，东西宽80m。
所处地理位置如图1所示，现欲其改建成液压转向器的生产厂，需要完成工厂的总平面布置。
要求：
生产中等型号液压转向器，计划产量为10000.
1.2课程设计的目的
设施规划与物流分析课程设计是设施规划与物流分析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:
图1待建液压转向器厂厂区图
（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,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技术问题的能力.
二、基本要素分析
2。
1液压转向器结构及参数
液压转向器的基本结构如图2所示，由22个零、组件构成，中型液压转向器的零、组件的名称、材料、单件重量列于表1中.
图2液压转向器结构
表2—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
序
号
零件名称
自制
外购
材料
单位成品
消耗量
单件重量（kg）
备注
中型号
1
连接块组件
√
20钢
1
0.07
2
前盖
√
HT250
1
0.6
3
X型密封圈
√
橡胶
1
0。
03
4
挡环
√
20钢
1
0。
02
5
滑环
√
20钢
1
0。
02
6
弹簧片
√
65Mn
7
0。
01
7
拔销
√
65Mn
1
0.02
8
联动轴
√
45钢
1
0。
2
9
阀体
√
HT250
1
5
10
阀芯
√
45钢
1
0.4
11
阀套
√
20钢
1
0。
4
12
隔盘
√
20钢
1
0。
25
13
限位柱
√
45钢
1
0.01
14
定子
√
40Cr
1
1
15
转子
√
45钢
1
0。
50
16
后盖
√
20钢
1
0.60
17
螺栓
√
45钢
6
0。
15
18
O型密封圈
√
橡胶
3
0.01
19
限位螺栓
√
45钢
1
0.15
20
油堵
√
塑料
5
0.01
21
标牌
√
铝
1
0.01
22
护盖
√
塑料
1.1
0.01
表2—2生产类型划分
产品类型
年产量（件）
大量生产
成批生产
单件生产
大批
中批
小批
重型零件
〉1000
300~1000
100~300
5～100
<5
中型零件
>5000
500～5000
200~500
10~200
<10
轻型零件
>50000
5000～50000
500～5000
100~500
<100
由表2—1可以看出，该厂的自制零件均为轻型零件，且计划产量皆为10000件，由表2-2可以看出是属于成批生产中的大批生产。
由于本次课程设计考虑的是加工单一品种的产品，故无需进行P-Q分析。
2。
2作业单位划分
根据液压转向器机构及工艺特点，液压转向器厂设立11个作业单位，（如表2—3所示），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—3作业单位建筑物汇总表
序号
作业单位名称
用途
建筑面积（m2）
结构形式
备注
1
原材料库
存储钢材、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
存储外购件、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
2。
3液压转向器的工艺过程
液压转向器结构比较简单,生产工艺过程也不复杂，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、铝制标牌等都采用外购、外协方法获得,入厂后由半成品库保存。
其他零件由本厂自制，工艺过程分别见表2—4至表2-16。
（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）性能试验所有组装出的液压转向器均需要进行性能试验，试验合格的产品送入成品库，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）产品储存所有合格的液压转向器存放在成品库待出厂。
表2-4连接块组件加工工艺过程表
产品名称
件号
材料
单重（kg）
计划年产量（套）
年产总重（kg）
连接块组件
1
20钢
0.07
10000
700
序号
作业单位名称
工序内容
工序材料利用率（%）
重量
1
原材料库
备料
1273
2
机加工车间
车、镗、压装
55
700
3
半成品库
暂存
700
表2-5前盖加工工艺过程表
产品名称
件号
材料
单重（kg）
计划年产量（套）
年产总重（kg）
前盖
2
HT250
0.6
10000
6000
序号
作业单位名称
工序内容
工序材料利用率（％）
重量
1
原材料库
准备铸锭
13178
2
铸造车间
铸造
60
7895
3
机加工车间
精铣、镗、钻
80
6316
4
精密车间
精镗
95
6000
5
半成品库
暂存
6000
表2-6挡环加工工艺过程表
产品名称
件号
材料
单重（kg）
计划年产量（套）
年产总重（kg）
挡环
4
20钢
0。
02
10000
200
序号
作业单位名称
工序内容
工序材料利用率（％）
重量
1
原材料库
备料
500
2
机加工车间
车削
40
200
3
半成品库
暂存
200
表2-7滑环加工工艺过程表
产品名称
件号
材料
单重（kg）
计划年产量（套）
年产总重（kg）
滑环
5
20钢
0。
02
10000
200
序号
作业单位名称
工序内容
工序材料利用率（％）
重量
1
原材料库
备料
500
2
机加工车间
车削
40
200
3
半成品库
暂存
200
表2—8联动器加工工艺过程表
产品名称
件号
材料
单重（kg）
计划年产量（套）
年产总重（kg）
联动轴
8
45钢
0。
2
10000
2000
序号
作业单位名称
工序内容
工序材料利用率（%）
重量
1
原材料库
备料
5053
2
机加工车间
车、铣
40
2021
3
精密车间
精磨
99
2000
4
半成品库
暂存
2000
表2—9阀体加工工艺过程表
产品名称
件号
材料
单重（kg）
计划年产量（套）
年产总重（kg）
阀体
9
HT250
5
10000
50000
序号
作业单位名称
工序内容
工序材料利用率（%）
重量
1
原材料库
准备铸锭
132277
2
铸造车间
铸造
60
79366
3
机加工车间
精铣、镗
70
55556
4
精密车间
精镗
90
50000
5
半成品库
暂存
50000
表2—10阀芯加工工艺过程表
产品名称
件号
材料
单重（kg）
计划年产量（套）
年产总重（kg）
阀芯
10
45钢
0。
4
10000
4000
序号
作业单位名称
工序内容
工序材料利用率（％）
重量
1
原材料库
备料
4041
2
机加工车间
精车、钻、铣
4041
3
热处理
热处理
4041
4
精密车间
精磨
99
4000
5
半成品库
暂存
4000
表2-11阀套零件加工工艺过程表
产品名称
件号
材料
单重（kg）
计划年产量（套）
年产总重（kg）
阀套
11
20钢
0。
4
10000
4000
序号
作业单位名称
工序内容
工序材料利用率（％）
重量
1
原材料库
备料
5000
2
机加工车间
车削
80
4000
3
半成品库
暂存
4000
表2-12隔盘加工工艺过程表
产品名称
件号
材料
单重（kg）
计划年产量（套）
年产总重（kg）
隔盘
12
20钢
0.25
10000
2500
序号
作业单位名称
工序内容
工序材料利用率（%）
重量
1
原材料库
备料
3125
2
机加工车间
铣、钻
80
2500
3
半成品库
暂存
2500
表2-13限位柱加工工艺过程表
产品名称
件号
材料
单重（kg）
计划年产量（套）
年产总重（kg）
限位柱
13
45钢
0.01
10000
100
序号
作业单位名称
工序内容
工序材料利用率（％）
重量
1
原材料库
备料
146
2
机加工车间
车、镗
70
102
3
热处理车间
热处理
102
4
精密车间
端磨
99
100
5
半成品库
暂存
100
表2—14定子加工工艺过程表
产品名称
件号
材料
单重（kg）
计划年产量（套）
年产总重（kg）
定子
14
40Cr
1
10000
10000
序号
作业单位名称
工序内容
工序材料利用率（％）
重量
1
原材料库
备料
20204
2
热处理车间
退火
20204
3
机加工车间
车、钻、插、铣
50
10102
4
热处理车间
调质
10102
5
精密车间
研磨
99
10000
6
半成品库
暂存
10000
表2-15转子加工工艺过程表
产品名称
件号
材料
单重（kg）
计划年产量（套）
年产总重（kg）
转子
15
45钢
0。
5
10000
5000
序号
作业单位名称
工序内容
工序材料利用率（％）
重量
1
原材料库
备料
7938
2
热处理车间
正火
7938
3
机加工车间
车、铣、钻
70
5556
4
热处理车间
淬火
5556
5
精密车间
研磨
90
5000
6
半成品库
暂存
5000
表2—16后盖加工工艺过程表
产品名称
件号
材料
单重（kg）
计划年产量（套）
年产总重（kg）
后盖
16
20钢
0。
6
10000
6000
序号
作业单位名称
工序内容
工序材料利用率（％）
重量
1
原材料库
备料
7500
2
机加工车间
车、钻
80
6000
3
半成品库
暂存
6000
三、物流分析
3.1概述
（1）绘制各零、组件工艺过程图据资料统计分析，产品制造费用的20%-50%是用作物料搬运的，而物料搬运工作量直接与工厂布置情况有关,有效的布置大约能减少搬运费用的30％左右。
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做深入的分析。
3。
2产品工艺过程分析
表3-1物料形态表示符号
符号
行动类别
主要结果
〇
□
▽
加工
运输
检验
停滞
储存
生产或完成
移动
签定
干扰
保存
滑块
连接块
图3-1连接块工艺过程图
废料
图3—2前盖工艺过程图
图3-3挡环工艺过程图图3—4滑环工艺过程图
图3—4联动轴工艺过程图
图3—5阀体工艺流程图
图3-7阀套工艺流程图
图3-6阀芯工艺流程图
图3—8隔盘工艺流程图图3-9限位柱工艺流程图
图3-10定子工艺流程图图3—11转子工艺流程图
图3—12后盖工艺流程图
（2）绘制产品总工艺过程图
将液压转向器所有工艺过程汇总在一张图中，得到液压转向器总工艺过程图如图3—13所示.
图3—13产品总工艺过程图单位（t）
液压转向器总的生产过程可分为零件加工阶段→总装阶段→性能实验阶段，所有零件、组件在组装车间集中组装.上图清楚地表示出液压转向器生产的全过程以及各工序和各作业单位之间的物流情况，为进一步进行深入的物流分析奠定了基础。
3。
3物流强度分析
（1）。
绘制物流强度从至表
表3—2物流强度从至表（单位：
t）
to
from
1
2
3
4
5
6
7
8
9
合计
1。
原材料库
145。
455
28。
142
27.138
200。
735
2.铸造车间
87.261
87.261
3。
热处理车间
28。
142
19。
801
47。
943
4。
机加工车间
19。
801
63.893
13。
6
97。
294
5。
精密车间
77。
1
77。
1
6.半成品库
103。
41
103。
41
7.组装车间
124。
092
124。
092
8。
性能实验室
20。
682
103。
41
124。
092
9.成品库
0
合计
145。
455
47.943
142。
541
83。
694
90.7
124.092
124.092
103。
41
861。
927
（2）。
绘制物流强度分析划分表
表3—3物流强度分析划分表
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
较高物流强度
I
30
20
一般物流强度
O
40
10
可忽略搬运
U
（3）绘制物流强度汇总表
根据产品的工艺过程和物流从至表，统计个单位之间的物流强度，并将物流强度汇总到物流强度汇总表3—4中，并在表3—4中根据AEIOU等级进行了等级划分.
表3—4物流强度汇总表
序号
路线
物流强度
序号
作业单位对
强度
等级
1
1→2
145。
455
1
1→2
145。
455
A
2
7→8
124。
092
2
7→8
144。
774
E
3
6→7
103.41
3
6→7
103.41
E
4
8→9
103.41
4
8→9
103.41
I
5
2→4
87.261
5
2→4
87。
261
I
6
5→6
77.1
6
5→6
77。
1
I
7
4→5
63.893
7
4→5
63。
893
I
8
3→4
28.142
8
3→4
28.142
O
9
1→3
28。
142
9
1→3
28。
142
O
10
1→4
27。
138
10
1→4
27.138
O
11
8→7
20.682
11
3→5
19.801
O
12
3→5
19。
801
12
4→6
13。
6
O
13
4→3
19.801
14
4→6
13。
6
（4）绘制物流强度分析图
根据物流强度汇总表得到物流强度分析图,如图3—15所示：
图3—14物流强度分析图
利用excel作出的物流强度分析表的截图:
图3—15excel截图
3.4作业单位物流相关图
（1）。
绘制作业单位物流相关表
表3-5作业单位物流相关表
作业单位名称（或序号）
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
1.原材料库
U
A
O
O
U
U
U
U
U
U
U
2。
铸造车间
A
U
U
I
U
U
U
U
U
U
U
3.热处理车间
O
U
U
O
O
U
U
U
U
U
U
4。
机加工车间
O
I
O
U
I
O
U
U
U
U
U
5。
精密车间
U
U
O
I
U
I
U
U
U
U
U
6.半成品库
U
U
U
O
I
U
E
U
U
U
U
7。
组装车间
U
U
U
U
U
E
U
E
U
U
U
8。
性能实验室
U
U
U
U
U
U
E
U
I
U
U
9.成品库
U
U
U
U
U
U
U
I
U
U
U
10.办公、服务楼
U
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
U
U
（2）绘制作业单位物流相关图
根据以上分析,绘制作业单位物流相关图，如图3-16所示.
图3—16作业单位物流相关表
四、非物流分析
4.1基本思路
根据经验确定作业单位非物流相互关系密切程度后，利用与物流相关表相同的表格形式，建立非物流相互关系表。
通常可以从以下几个方面加以考虑：
（1）工作流程
（2）作业性质（3）使用设备情况
（4）使用场地情况（5）监督和管理（6）安全、卫生
（7）联系频繁程度（8）噪声、振动（9）公用设施相同
（10）文件信息往来情况
4。
2确定作业单位相互关系等级
表4—1作业单位相互关系等级
符号
含义
量化值
比例（%）
线条数
A
绝对重要
4
2～5
4条
E
特别重要
3
3～10
3条
I
重要
2
5~15
2条
O
一般重要
1
10~25
1条
U
不重要
0
45～80
无
X
不希望接近
—1
酌情而定
1条折线
4.3列出作业单位相互关系密切理由
针对液压转向器生产特点,制定各作业单位间相互关系密切程度理由如表4—2所示。
表4-2作业单位相互关系密切理由
序号
理由
序号
理由
1
工作流程的连续性
5
安全及污染
2
生产服务
6
振动、噪声、烟尘
3
物料搬运
7
人员联系
4
管理方便
8
信息传递
4。
4建立非物流作业单位相互关系表
根据上述的几个表的内容得到非物流作业单位相互关系表如表4-3所示.
图3-17非物流作业单位相互关系表
五、综合分析
5。
1综合分析概述
当作业单位数目为N时,总的作业单位对数P＝N（N－1）／2；对于本厂N=11，P=55，共有91个作业单位对91个作业相互关系。
量化物流强度等级和非物流的密切程度等级，加权求和，并划分关系密级，综合相互关系的的等级划分为A、E、I、O、U、X各级别量值逐渐递减，且各级别对应的单位对数应符合一定的比例,下表给出了综合相互关系等级计划分比例:
表5-1作业单位相互关系等级划分比例
符号
含义
说明
比例（％）
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
5。
2绘制综合物流相关等级表
物流与非物流的加权值设定为m:
n=2:
1。
综合相互关系密切程度数量值TRij=m•MRij+n•NRij
表5—2综合物流相关等级表
单位对序号
作业单位对
关系密切程度
综合关系
物流关系（权值2）
非物流关系（权值1）
等级
分值
等级
分值
分值
等级
1
1—2
A
4
A
4
12
A
2
1—3
O
1
I
2
4
I
3
1—4
O
1
I
2
4
I
4
1-5
U
0
U
0
0
U
5
1—6
U
0
U
0
0
U
6
1—7
U
0
U
0
0
U
7
1—8
U
0
U
0
0
U
8
1—9
U
0
U
0
0
U
9
1-10
U
0
U
0
0
U
10
1-11
U
0
U
0
0
U
11
2—3
U
0
U
0
0
U
12
2-4
I
2
E
3
7
E
13
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