物流工程课程设计.docx
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物流工程课程设计
一、设计任务
1、设计题目：
某生产车间布置设计
2、课程设计内容
（1）项目介绍
针对目前市场对于工具箱的热烈欢迎，某公司欲新建一生产车间，从事某两种型号工具箱的生产。
由于该两种型号的工具箱除在尺寸上有差别之外，在制造工艺上都是相同的，所以我们将其简化为一种工具箱的生产，因为目前欲采用单天生产的模式，即一天生产一种工具箱。
则经简化处理之后可得出两种工具箱的年设计生产能力为100，000个。
欲采用单班工作制，一天工作8个小时，全年生产按260个工作日计算。
由于该生产属少品种大批量生产，考虑到产品原则生产方式高效率低成本的优势，所以准备采用基于产品原则的生产方式进行生产。
并且考虑到某些零部件加工的成本问题，决定向外购买，这些零部件包括铆钉、锁扣、提手压盖、提手、隔盘支架、合页、内折页。
（2）工厂详细参数
公司对于新车间的用地规定为不超过35米×80米，采用联合厂房。
要求办公室面积不少于120平方米，原材料进货口和产成品出货口位于不同的方向，以便减少进出货的干扰。
由于工具箱由三大部件组成，分别为箱体、箱盖和中间隔盘。
箱体和箱盖靠中间合页焊接在一起，并且用内折页铆接。
中间隔盘直接放在箱体的隔盘支架上。
因此，根据加工工艺要求需要设置专门的加工区，包括箱体加工区、箱盖加工区、中间隔盘加工区（隔盘加工区或隔盘区），由于需要很多的原材料包括大块钢板和其它一些外购件，为便于管理设置原料库和中间材料库。
对于其它作业单位则根据实际的生产要求进行布置。
（3）作业单位划分
根据其生产要求，为保证生产的连续性，控制生产成本，达到高的经济效益和员工关怀度，现将其作业单位划分为以下几个部分，如表1所示。
表1作业单位划分表
1、原料库
2、中间材料库
3、箱体加工区
4、箱盖加工区
5、隔盘加工区
6、装配区
7、包装区
8、成品库
9、工具室
10、办公室
11、更衣室
12、配电室
其中：
原料库负责原材料的入库和存放购进的大件原材料，主要为钢板，其中划出一块区域专供存放废料；中间材料库存放外购小件如提手、铆钉、锁扣、隔盘支架、油漆等；箱体加工区为箱体加工场所，有剪板机、冲床、弧焊机、油漆喷机等加工机械；箱盖加工区为箱盖加工场所，有剪板机、冲床、弧焊机、油漆喷机等加工机械；隔盘加工区为中间隔盘隔盘加工场所，有剪板机、冲床、弧焊机、油漆喷机等加工机械；装配区完成工具箱总装的任务，靠自动传输装置传送带来进行物料从上一工位到下一工位的传送；包装区负责成品的检验包装，包装内容为产品和说明书；成品库用来存放下线后等待销售出库的产品，并且负责产品的出库作业；工具室用来存放各种修理工具如扳手、标准件等；办公室为车间行政人员办公的场所；更衣室内设置卫生间；配电室放置配电设备。
二、产品—产量分析
生产的产品的多少及每种产品产量的高低决定了工厂车间的生产类型，进而影响着工厂设备的布置形式，根据已知条件可知，该布置设计的工具箱生产车间的产品品种单一，产量较大，其年产量为100000，属于大批量生产，适合按产品原则布置，宜采用流水线组织形式。
三、产品工艺过程分析
根据各零件的加工工艺流程图绘制工艺过程图，如图3-1、3-2、3-3、3-4所示
其中图3-1中序号分别为：
1—切料至宽，2—切料至长，3—冲制铆接孔，4—冲压成型，5—切料至宽，6—切料至长，7—冲压成型，8—焊接，9—焊接，10—喷漆。
图3-2中序号分别为：
1—切料至宽，2—切料至长，3—冲制铆接孔，4—冲压成型，5—切料至长，6—切料至宽，7—冲制铆接孔，8—冲压成型，9—焊接，10—喷漆。
图3-3中序号分别为：
1—切料至宽，2—切料至长，3—切料至宽，4—切料至长，5—冲压成型，6—焊接，7—切料至宽，8—切料至长，9—冲压成型，10—焊接，11—喷漆。
图3-4中序号分别为：
1—铆接提手，2—铆接上锁扣，3—铆接下锁扣，4—焊接，5—铆接，7—包装，8—成品库。
图3-1箱体工艺过程图图3-2箱体工艺过程图图3-3箱体工艺过程图
图3-4总工艺流程图
四、物流强度分析
（一）计算物流量
年产量为100,000个工具箱，年工作日为260天，则每天需要生产100,000/260=385个工具箱，每天的运量（托盘）说明如下：
1块平板可以单独加工4个箱体或8个箱盖或12个中间隔盘。
1个托盘可以装载4个箱体或8个箱盖或6个隔盘或4块平板或4个工具箱。
1桶油漆可以油漆20个箱体或25个箱盖或30个隔盘。
1个托盘可以装载6桶油漆。
由于各加工区的焊条运量不大，所以直接在每天早晨上班时由当班车间主任到中间材料库取出。
关于废料的处理，在原料库专门划出一块区域专供存放废料。
所有废料都需要运至原料库等待处理。
所以，在用托盘将所用材料运至个加工区后，转而将废料运走。
1-3运量为24。
每天加工385套工具箱，需要箱体385个，1块平板可以加工4个箱体，需要385/4=97块平板，1个托盘可以装载4个平板，需要97/4=24个托盘，所以24=（385/4）/4；1-4运量为12。
每天加工箱盖385个，需要平板385/8=49块，需要49/4=12个托盘装载；1-5运量为8。
每天加工隔盘385个，需要平板385/12=32块，需要用32/4=8个托盘装载；2-3运量为5。
其中，需要油漆385/20=20桶，则用20/6=4个托盘来装载，另外隔盘支架1托盘；2-4运量为3。
其中需要油漆385/25=16桶，用16/6=3个托盘装载；2-5运量为3。
其中需要油漆385/30=13桶，用13/6=3个托盘装载；2-6运量为5。
其中合页1托盘，内折页和铆钉1托盘，需要铆钉、下锁扣1托盘，铆钉、上锁扣、提手压盖1托盘，提手1托盘；3-1运量为28。
每天运送24托盘的原材料，则产生24托盘的废料，另外会产生20/6=4托盘的空油漆桶，所以为28托盘。
3-6运量为97。
需要托盘385/4=97个来装载；4-1运量为15。
其中产生12托盘的废料，3托盘的空油漆桶；4-6运量为49。
需要385/8=49个托盘来装载；5-1运量为11。
其中产生8托盘的废料，3托盘的空油漆桶；5-6运量为65。
需要386/6=65个托盘装载；6-7运量为97。
需要托盘385/4=97个来装载；7-8运量为97。
需要托盘385/4=97。
包装完成的成品直接送入成品库。
（二）绘制从至表
根据工具箱的工艺过程图绘制出工具箱厂的物料运量从至表，如表4-1所示
表4-1工具箱厂运量从至表
至
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
从
1原料库
24
12
8
2中间材料库
5
3
3
5
3箱体加工区
28
97
4箱盖加工区
15
49
5隔盘加工区
11
65
6装配区
97
7包装区
97
8成品库
9工具室
10办公室
11更衣室
12配电室
（三）绘制物流强度汇总表
根据产品的工艺过程和物流运量从至表，统计各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中，如4-2所示
表4-2物流强度汇总表
序号
路线
物流强度
序号
路线
物流强度
1
78
97
9
14
12
2
36
97
10
51
11
3
67
97
11
15
8
4
56
65
12
23
5
5
46
49
13
26
5
6
31
28
14
24
3
7
13
24
15
25
3
8
41
15
（四）划分物流强度等级
将同一作业单位对的物流强度合并，然后按物流强度从大到小排序，再按作业单位对物流的强度划分等级，物流强度等级划分采用A、E、I、O、U等级划分，U级代表那些无物流量的作业单位对。
如表4-3，表中未出现的作业单位之间不存在固定的物流，因此物流强度等级为U级。
表4-3物流强度分析表
作业单位对
物流强度（按作业单位对合并后）
0102030405060708090100
等级
7—8
97
A
3—6
97
A
6—7
97
A
5—6
65
E
1—3
52
E
6—4
49
E
1—4
27
I
1—5
19
I
2—3
5
O
2—6
5
O
2—4
3
O
2—5
3
O
（五）绘制物流强度相关图
根据以上分析，绘制物流强度相关图，如下图4-1所示
图4-1物流强度相关图
五、作业单位非物流相互关系分析
针对工具箱的生产特点，制定各单位间相互关系密切程度理由，如表5-1所示，根据各单位间相互关系密切程度按A、E、I、O、U、X等级评定，其评定标准按表5-2所示。
在此基础上建立非物流相关关系图，如图5-1所示。
表5-1评定关系等级理由
编号
理由
编号
理由
1
工作流程的连续性
5
安全
2
生产服务
6
作业性质相似
3
物料搬运
7
振动、噪音
4
管理方便
8
人员联系
表5-2作业单位相互关系等级
符号
A
E
I
O
U
X
意义
绝对重要
特别重要
重要
一般
不重要
不要靠近
量化值
4
3
2
1
0
-1
比例（%）
2-5
3-10
5-15
10-25
45-80
根据需要
图5-1作业单位非物流相关关系图
六、作业单位综合相关关系分析
由图4-1和图5-1可知，工具箱厂生产车间作业单位之间物流关系与非物流关系不一致，为了确定各作业单位之间综合相互关系密切程度，需要将两图合并后再进行分析判断，其合并过程如下：
1、选取加权值
加权值的大小反应工厂布置时考虑因素的侧重点，对于该工具箱厂来说，物流因素（m）不明显大于非物流因素（n），因此取加权值m:
n=1:
1
2、综合相互关系的计算
根据该厂各作业单位之间的物流关系与非物流关系等级的高低进行量化，并取加权求和，求出综合相互关系如表6-1所示
当作业单位数为12时，总作业单位对数N=12*（12-1）/2=66，式中N为作业单位对数。
因此表6-1中有66个作业单位对，即有66个相互关系。
序号
作业单位对
关系
综合关系
物流关系，加权值1
非物流关系，加权值1
分数
等级
分数
等级
分数
等级
1
1—2
0
U
3
E
3
I
2
1—3
3
E
3
E
6
E
3
1—4
2
I
3
E
5
I
4
1—5
2
I
2
I
4
I
5
1—6
0
U
0
U
0
U
6
1—7
0
U
0
U
0
U
7
1—8
0
U
-1
X
-1
X
8
1—9
0
U
0
U
0
U
9
1—10
0
U
2
I
2
O
10
1—11
0
U
0
U
0
U
11
1—12
0
U
0
U
0
U
12
2—3
1
O
2
I
3
I
13
2—4
1
O
2
I
3
I
14
2—5
1
O
2
I
3
I
15
2—6
1
O
2
I
3
I
16
2—7
0
U
0
U
0
U
17
2—8
0
U
0
U
0
U
18
2—9
0
U
0
U
0
U
19
2—10
0
U
2
I
2
O
20
2—11
0
U
0
U
0
U
21
2—12
0
U
0
U
0
U
22
3—4
0
U
2
I
2
O
23
3—5
0
U
2
I
2
O
24
3—6
4
A
3
E
7
E
25
3—7
0
U
0
U
0
U
26
3—8
0
U
0
U
0
U
27
3—9
0
U
2
I
2
O
28
3—10
0
U
-1
X
-1
X
29
3—11
0
U
1
O
1
U
30
3—12
0
U
0
U
0
U
31
4—5
0
U
2
I
2
O
32
4—6
3
E
3
E
6
E
33
4—7
0
U
0
U
0
U
34
4—8
0
U
0
U
0
U
35
4—9
0
U
2
I
2
O
36
4—10
0
U
-1
X
-1
X
37
4—11
0
U
1
O
1
U
38
4—12
0
U
0
U
0
U
39
5—6
3
E
3
E
6
E
40
5—7
0
U
0
U
0
U
41
5—8
0
U
0
U
0
U
42
5—9
0
U
2
I
2
O
43
5—10
0
U
-1
X
-1
X
44
5—11
0
U
1
O
1
U
45
5—12
0
U
0
U
0
U
46
6—7
4
A
4
A
8
A
47
6—8
0
U
0
U
0
U
48
6—9
0
U
1
O
1
U
49
6—10
0
U
1
O
1
U
50
6—11
0
U
1
O
1
U
51
6—12
0
U
0
U
0
U
52
7—8
4
A
4
A
8
A
53
7—9
0
U
1
O
1
U
54
7—10
0
U
1
O
1
U
55
7—11
0
U
1
O
1
U
56
7—12
0
U
0
U
0
U
57
8—9
0
U
1
O
1
U
58
8—10
0
U
2
I
2
O
59
8—11
0
U
1
O
1
U
60
8—12
0
U
0
U
0
U
61
9—10
0
U
1
O
1
U
62
9—11
0
U
0
U
0
U
63
9—12
0
U
0
U
0
U
64
10—11
0
U
0
U
0
U
65
10—12
0
U
0
U
0
U
66
11—12
0
U
0
U
0
U
表6-1综合相互关系表
3、划分作业关系等级
在表中综合关系分数取值范围为-1~8，按分数排列得出各分数段所占比例如表6-2，在此基础上与表6-3中推荐的综合等级关系密度程度划分比例进行对比。
若等级相差太大，则需对表6-1中作业单位对之间的关系密切程度作适当调整，使各等级比例与表6-3中推荐比例尽量接近。
表6-2综合相互关系密切程度等级划分
总分
关系等级
作业单位对数
百分比%
8
A
2
3%
6-7
E
4
6%
3-5
I
6
9.1%
1-2
0
10
15.2%
0
U
40
60.6%
-1
X
4
6.1%
表6-3综合相互关系密切程度等级与比例划分
符号
A
E
I
O
U
X
意义
绝对重要
特别重要
重要
一般
不重要
不要靠近
量化值
4
3
2
1
0
-1
比例（%）
1-3
2-5
3-8
5-15
20-85
根据需要
4、建立作业单位间综合相互关系表
将表6-1中的综合相互关系总分转化为密级等级，绘制成作业单位综合相互关系图，如图6-1所示
图6-1作业单位综合相互关系图
七、影响布置的修正因素及实际限制
工厂生产车间的布置要考虑多方面的因素，包括工作环境的安全与舒适，管理的方便性，空间利用率，外部交通条件，作业单位面积及建筑物外形，物流效率及方便性，对周围环境的影响，信息的传递，生产变化的适应性，工艺流程的要求等。
八、工厂总平面布置
1、绘制关系工作表
根据作业单位综合相互关系图做出关系工作表，如表7-1所示
表7-1关系工作表
作业单位
A
E
I
O
U
X
1
3
2,4,5
10
6,7,9,11，12
8
2
1,3,4,5,6
10
7,8,9,11,12
3
1,6
2
4,5,9
7,8,11,12
10
4
6
1,2
3,5,9
7,8,11,12
10
5
6
1,2
3,4,9
7,8,11,12
10
6
7
3,4,5
2
1,8,9,10,11,12
7
6,8
1,2,3,4,5,9,10，11,12
8
7
10
2,3,4,5,6,9,11,12
1
9
3,4,5
1,2,6,7,8,10,11,12
10
1,2,8
6,7,9,11,12
3,4,5,
11
1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,12
12
1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11
2、作业单位位置相互图
根据关系工作表绘制无面积拼块图，如图7-1所示
4
5
9
12
3
6
7
8
1
2
11
10
（a）
10
11
4
9
1
6
7
8
2
3
5
12
（b）
1
4
5
2
3
6
7
8
12
9
11
10
（c）
图7-1无面积拼块图
3、方案的评价与选择
从工艺流程要求上来看，方案a、b、c都满足要求，但方案c中原料库1离箱体加工区3，箱盖加工区4，隔盘加工区5距离较近，且它们之间的物流量也较大，因此物流效率要高于方案a和b。
方案c中生产区和非生产区是分离的，作业性质相似的作业单位安排在一起更便于管理，综合考虑方案c更为合理。
4、面积图
由于新车间的用地规定为不超过35米*80米，以6米*6米=36平方米为基本单元格，则总共有65个单元格，各作业单位的面积及单元格数按各作业单位面积需要设定的大小如表7-2所示，可以算出，总需求为2160平方米，圆整为2400平方米。
表7-2各作业单位面积需求
代号
名称
面积
单元格数
代号
名称
面积
单元格数
1
原料库
260
8
7
包装区
120
4
2
中间材料库
140
4
8
成品库
420
12
3
箱体加工区
280
8
9
工具室
30
1
4
箱盖加工区
280
8
10
办公室
150
4
5
隔盘加工区
280
8
11
更衣室
36
1
6
装配区
200
6
12
配电室
20
1
根据图7-1c的无面积拼块图拼出的面积拼块图有多种拼块方式，如图7-2所示需要的面积常受到实际可能或其他因素的限制，因此必须对所需面积进行适当调整，使之可行，即既符合建筑物的整体外形，又符合各作业单位面积的需要，经修正后块状布置图如7-3所示
图7-2格子状布置图
需要的面积常受到实际可能或其他因素的限制，因此必须对所需面积进行适当调整，使之可行，即既符合建筑物的整体外形，又符合各作业单位面积的需要，经修正后块状布置图如7-3所示，最终工具箱厂的生产车间布置图见附录
图7-3修正后块状布置图
九、设计小结
课程设计是我们专业课程知识综合应用的实践训练，是我们迈向社会，从事职业工作前一个必不少的过程．每一次的课程设计都有着丰富的收获，这次也不例外。
两周的课程设计很快就结束了，但做的过程中的教训和收获却是巨大的。
刚开始拿到设计任务书时感觉这次的课程设计很简单，一开始做的还比较顺利，慢慢的就做不下去了，以前上课的时候有些问题没怎么注意，到课程设计的时候才显露出来。
这次的任务是生产车间的布置，以前上课的时候只知道生产设施布置有固定式布置、产品原则布置、工艺原则布置，但对它们之间的区别却不是很清楚，这设计过程中对这三种布置形式又做了深入了解，弄清楚了其中的优缺点。
对于物流关系，我还是比较熟悉的，毕竟上课的时候用的比较多，但对于非物流关系，一开始看到时还真无法下手，结果还是看完书后才发现原来如此简单，幸亏有这次课程设计，不然很多知识都会因为自己的疏忽而漏掉。
同时对tompkins关系表技术有了更多的认识，对厂房布置时考虑的因素也有了更深的了解，以前总以为产厂房的布置很简单，现在才知道要想把设施布置的合理的确不是件容易的事，需要综合考虑各方面的因素，尽管自己想出了很多套布置方案，但感觉都不可能尽善尽美。
在课程设计的过程中虽然忙点，但过的很充实，遇到问题跟同学们讨论，在讨论的过程中各自发现自己的错误，共同进步，学到了很多东西，同时也让自己发现自己的一些错误认识，这对自己来说比什么都重要，也许没有这样的讨论很多问题自己很难会发现。
通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。
此次课程设计，学到了很多课内学不到的东西，比如独立思考解决问题，出现差错的随机应变，都有所提高，为自己以后在工作中也都能扛的起并高质量的完成项目打下基础。
十、参考文献
（1）伊俊敏《物流工程》，北京：
电子工业出版社，2009.1
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