物流设施与规划课程设计.docx
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物流设施与规划课程设计
物流设施与规划课程设计
学 院：
*****************
班 级：
*******
姓 名：
*******
学 号：
********
指导老师：
****
完成日期：
******
目录：
一．概述……………………………………………………………………3
二．基本要素分析…………………………………………………………3
2.1．柴油机机油泵结构及有关参数………………………………………3
2.2．作业单位划分…………………………………………………………4
2.3．柴油机机油泵生产工艺过程…………………………………………4
三．物流分析………………………………………………………………5
3.1产品工艺过程分析………………………………………………………5
3.2物流强度等级的划分…………………………………………………8
四．作业单位非物流相关分析……………………………………………12
4.1．整理主因，给出理由编码……………………………………………12
4.2．确定相互关系等级……………………………………………………12
4.3．作业相互关系表………………………………………………………13
五．作业单位综合相关分析………………………………………………14
5.1．综合物流相关等级表…………………………………………………14
5.2.作业单位综合等级的划分……………………………………………18
六．作业单位位置相关图分析……………………………………………20
6.1综合接近程度排序………………………………………………………21
6.2绘制作业单位位置相关图……………………………………………21
七．作业单位面积相关分析………………………………………………23
八．工厂总平面布置可行方案……………………………………………24
九．评价方案并择优………………………………………………………26
9.1.计算权重…………………………………………………………………26
9.2方案评定…………………………………………………………………26
十．总结………………………………………………………………………27
一、概述
现有一加工平口钳的加工厂，厂区占地面积待定。
工厂生产几种不同的平口钳，计划建成年产60000件平口钳的生产厂，其中一种编号为1000的平口钳年需求量为42000件，约占工厂年产量的70％，根据要求需要完成工厂总平面布置设计。
平口钳又名机用虎钳，是一种通用夹具，常用于安装小型工件。
它是铣床、钻床的随机附件。
将其固定在机床工作台上，用来夹持工件进行切削加工。
它主要由活动钳口、钳口板、丝杠、螺母、固定钳身、固定螺钉、垫圈等组成。
丝杠固定在固定钳身上，用扳手转动丝杠，通过丝杠螺母带动活动钳身做直线移动。
螺母与活动钳口用螺钉连接成整体，因此，当丝杠做直线运动时，活动钳口就会沿固定钳身移动，从而形成对工件的加紧与松开。
被夹工件的尺寸不得超过70毫米。
二、基本要素分析
2.1．平口钳结构及有关参数
平口钳零件共有10种，最终我的任务是完成7种自制件和总外购件，平口钳的产品结构图2.1
图2.1产品结构图
每个零、组件的名称、材料、单件重量及年需求量如下表2.1所示：
单位质量计算：
取∏=3.14
1.垫圈：
7.85g/cm³{∏（35/2）²×5-∏（26/2）²×5}/1000=0.0169kg
2.丝杠：
7.85g/cm³{∏（26/2）²×40+∏（29/2）²×5+∏（32/2）²×5+∏（25/2）²×37+∏（17/2）²×136+∏（18/2）²×18+∏（12/2）²×27}/1000=0.6687kg
3.固定钳身：
7.8g/cm³{2×（90×120×35-50×24×40-15×24×30）+∏（20）²×20+70×15×20-∏（15）²×20-2∏（13/2）²×20+37×71×120-9×28×120-∏（18/2）²×18-∏（25/2）²×34}/1000=7.2448kg
4.钳口板：
7.85g/cm³{100×28×10-2∏（7/2）²×10}/1000=0.2138kg
5.活动钳身：
7.8g/cm³{∏（50）²×17/2+∏（30）²×10/2+10×10×∏×30×2-∏（10）²×∏×30×2/4+18×36×100+9×8×100-∏（36/2）²×12-∏（28/2）²×24-2∏（6/2）²×13}/1000=1.0077kg
6.固定螺钉：
7.85g/cm³{∏（35/2）²×12+∏（8/2）²×4+∏（12/2）²×12}/1000=0.1028kg
7.螺母1250：
7.85g/cm³{35×33×50+21×10×50+∏（28/2）²×24-∏（20.5/2）²×50-∏（12/2）²×22}/1000=0.4779kg
8.螺母M12:
查表每1000个重16.32kg
9.垫圈12：
查表每1000个重15kg
10.螺钉M16\18：
查表每1000个重20kg
表2.1零件明细表
工厂名称：
平口钳加工厂
共1页
产品名称
平口钳
产品代号
10000
计划年产量
420000件
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
垫圈
1130
√
Q235A
50000
0.0169
2
丝杠
1140
√
45
50000
0.6687
3
固定钳身
1150
√
HT150
50000
7.2448
4
钳口板
1170
（1230）
√
45
100000
0.2138
5
活动钳口
1210
√
HT150
50000
1.0077
6
固定螺钉
1230
√
20
50000
0.1028
7
螺母
1250
√
20
50000
0.4779
8
螺母
1110
√
50000
0.0163
9
垫圈
1120
√
50000
0.015
10
螺钉
1160
（1220）
√
200000
0.02
编制（日期）
审核（日期）
2.2．作业单位划分，如下表所示
厂区面积：
根据客户信息输入如项目数量、年产量、生产节拍、供货方式等确认厂区面积基本需求，再根据物流方式、生产方式、功能区域面积、办公区域大小、辅助用房占地、厂区道路及绿化面积来对布局优化，最终提出实际厂区面积使用需求
基本条件，工厂年产量为42000件，设一个月20天工作日，每天工作一个班次，一年十二个月，一个月为一个生产周期。
考虑到人的因素，环境因素，每个面积再宽放40％
原材料库：
42000/12*0.7=5000件
原材料规格
序号
代码
名称
规格
数量/批
备注
1
1131
Q235A圆钢
直径35mm*3000mm
18根
露天
2
1141
45圆钢
直径35mm*3001mm
556根
露天
3
1161
45板钢
2000mm*750mm*12mm
12块
露天
4
1241
20圆钢
直径40mm*3001mm
59根
露天
5
1110
螺母
M12
10000
室内
6
1120
垫圈
12
5000
室内
7
1150
螺钉
M16*18
20000
室内
8
1151（1211）
灰铸铁
50cm*50cm*30cm
63块
露天
设材料至多堆6层
所以，露天场地最少需要30×30=900m²
铸造车间：
车间需要设备：
1.混砂机（盘径1200mm） 2.落砂机（长/宽4100×2100mm²） 3.抛丸机（工作圆筒直径1000mm） 4.造芯机（长/宽1410×750mm²） 5.造型机（长/宽1060×850mm²） 6.浇注机（长/宽1410×850mm²）
查表得通道面积占10～20％，取20％
（3.14×0.6²+4.1×2.1+3.14×0.5²+1.41×0.75+1.06×0.85+1.41×0.85）×1.2=16.5m²
设备各9台，总面积为16.5m²×9×1.4=207.9m²，取整为208m²
机加工车间：
车床（长/宽2418×1000mm²）：
每件车24.43min,需要24.43×5000/20×8×60=13台车床；
铣床（长/宽1212×1200mm²）：
每件车16.08min,需要16.08×5000/20×8×60=9台车床；
钻床（长/宽1840×760mm²）：
每件车7.5min,需要7.5×5000/20×8×60=4台车床；
刨床（长/宽1400×930mm²）：
每件车16.8min,需要16.8×5000/20×8×60=9台车床；
砂轮切割机（长/宽2400×800mm²）：
每件车2.6min,需要2.6×5000/20×8×60=2台车床。
查表得通道面积占10～20％，取20％
（2.418×1×13+1.212×1.2×9+1.84×0.76×4+1.4×0.93×9+2.4×0.8×2）×1.2×1.4=110.3m²，取整111m²
机加工物流过程复杂，所以要有足够的空间，我们去一个加权值3
所以面积为333m²
标准件、半成品库：
查表得通道面积占10～20％，取15％
标准件库：
场地7.2×7.2×1.15=60m²×1.4=84m²
查表得通道面积占10～20％，取20％
半成品库：
（0.28×0.28×1.2×6000/6）×1.4=132m²
所以面积216m²
装配车间:
钳工台（长/宽1200×1000mm²）：
每件车18min,需要18×5000/20×8×60=10台
查表得通道面积占10～20％，取20％
1.2×1×10×1.2×1.4=20.16m²取整得21m²
装配物流过程复杂，所以要有足够的空间，我们去一个加权值8
所以面积168m²
检验室:
取200m²
成品库:
取200m²
办公室、服务楼:
取4800m²
设备维修车间:
取200m²
调试返修车间:
取100m²
表2.2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
储存钢材、铸锭
900
露天
2
铸造车间
铸造
208
3
机加工车间
车、铣、钻、滚齿
333
4
标准件、半成品库
储存外购件、半成品
216
5
装配车间
装平口钳
168
6
性能测试室
测密封、测功率
200
7
成品库
成品储存
200
8
办公室、服务楼
办公室、食堂等
4800
9
设备维修车间
机床维修
200
10
调试返修车间
调试及返修
100
工厂总面积：
查表得通道面积占30～40％，取40％
绿化面积占30％以上，取30％
所以，工厂的总面积为7325×1.4×1.3=13331.5m²，取整13332m²
2.3平口钳的生产工艺过程
1】固定钳身:
整个加工过程为：
铸件——粗铣——扩孔——车螺纹。
2】活动钳身：
整个加工过程为：
铸件——扩孔——钻孔——车螺纹。
3】丝杠：
整个加工过程为：
棒料——车——铣平面——铣螺纹——车螺纹。
4】螺母：
整个加工过程为：
棒料——车——刨——钻——车螺纹。
5】钳口板：
整个加工过程为：
板料——铣——钻——车螺纹。
6】固定螺钉：
整个加工过程为：
棒料——车——车螺纹——钻。
7】垫圈：
整个加工过程为：
棒料——切割——钻。
三、物流分析
物流相关分析是机械制造厂平面布置的基础，主要从以下步骤来进行分析：
3.1产品工艺过程分析
对每道工序进行工序分析、计算每道工序产生的废料，最终体现在每个零件的工序过程图中。
材料利用率：
1.垫圈：
{∏（35/2）²×5-∏（26/2）²×5}/∏（35/2）²×5=44.82％
2.丝杠：
{∏（26/2）²×40+∏（29/2）²×5+∏（32/2）²×5+∏（25/2）²×37+∏（17/2）²×136+∏（18/2）²×18+∏（12/2）²×27}/∏（32/2）²×280=37.85％
3.固定钳身：
7.8g/cm³{2×（90×120×35-50×24×40-15×24×30）+∏（20）²×20+70×15×20-∏（15）²×20-2∏（13/2）²×20+37×71×120-9×28×120-∏（18/2）²×18-∏（25/2）²×34}/1000=7.2448kg
7.8g/cm³{2×（3×3×3.14-2.5×2.5×3.14）+∏（12.5）²×34+∏（9）²×18+24×100×2×2+15×35×4×1+36×35×2×1}/1000*1000+7.2448kg=7.56kg
所以机加工的工序材料利用率=7.2448/7.5574=95%
4.钳口板：
{100×28×10-2∏（7/2）²×10}/100×28×10=97.25％
5.活动钳身：
7.8g/cm³{∏（50）²×17/2+∏（30）²×10/2+10×10×∏×30×2-∏（10）²×∏×30×2/4+18×36×100+9×8×100-∏（36/2）²×12-∏（28/2）²×24-2∏（6/2）²×13}/1000=1.0077kg
7.8g/cm³{∏（4）²×12+∏
（1）²×24+9×100×2+100×28×2+∏（3）²×13+（∏（3）²-∏（2.5）²）×10}/1000*1000+1.0077kg=1.0742kg
所以机加工的工序材料利用率=1.0077/1.0742=93%
6.固定螺钉：
{∏（35/2）²×12+∏（8/2）²×4+∏（12/2）²×12}/∏（35/2）²×28=48.64％
7.螺母1250：
{35×33×50+21×10×50+∏（28/2）²×24-∏（20.5/2）²×50-∏（12/2）²×22}/∏（60/2）²×60=37.77％
1.固定钳身加工工艺
产品名称
编号
材料
单件质量/kg
计划年产量
年产总质量
固定钳身
1150
HT150
7.2448
42000
304.2816t
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
铸造车间
铸造
80
3
机加工车间
铣，扩孔，车螺纹
95
4
半成品库
暂存
2.活动钳身加工工艺
产品名称
编号
材料
单件质量/kg
计划年产量
年产总质量
活动钳口
1210
HT150
1.0077
42000
42.3234t
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
铸造车间
铸造
80
3
机加工车间
铣，扩孔，钻孔，车螺纹
93
4
半成品库
暂存
3.丝杠加工工艺
产品名称
编号
材料
单件质量/kg
计划年产量
年产总质量
丝杠
1140
45
0.6687
42000
28.0854t
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
3
机加工车间
车，铣
37.85
4
半成品库
暂存
4.钳口板加工工艺
产品名称
编号
材料
单件质量/kg
计划年产量
年产总质量
钳口板
1170（1230）
45
0.2138
84000
17.9592t
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
3
机加工车间
铣，钻孔，车螺纹
97.25
4
半成品库
暂存
5螺母加工工艺
产品名称
编号
材料
单件质量/kg
计划年产量
年产总质量
螺母
1250
20
0.4779
42000
20.0718t
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
3
机加工车间
车，铣，钻，车螺纹
37.77
4
半成品库
暂存
6.固定螺钉加工工艺
产品名称
编号
材料
单件质量/kg
计划年产量
年产总质量
固定螺钉
1230
20
0.1028
42000
4.3176t
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
3
机加工车间
铣，扩孔，钻孔，车螺纹
48.64
4
半成品库
暂存
7.垫圈加工工艺
产品名称
编号
材料
单件质量/kg
计划年产量
年产总质量
垫圈
1130
Q235A
0.0169
42000
0.7098t
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
3
机加工车间
铣，扩孔，钻孔，车螺纹
44.82
4
半成品库
暂存
3.1.2各个自制零部件工艺过程图
产品名称
毛重/kg
废料/kg
铸造废料
机加工废料
全年总质量
垫圈
0.0169/0.4482=0.0377
0.0377-0.0169=0.0208
873.6
丝杠
0.6687/0.3785=1.7667
1.7667-0.6687=1.098
46116
固定钳身
7.2448/0.8×0.95=9.5326
9.5326×0.2=1.90652
9.5326×0.8×0.05=0.3813
96088.44
钳口板
0.2138/0.9725=0.2192
0.2192-0.2138=0.0054
226.8
活动钳口
1.0077/0.8×0.93=1.3544
1.3544×0.2=0.2709
1.3544×0.8×0.07=0.0758
14561.4
固定螺钉
0.1028/0.4864=0.2113
0.2113-0.1028=0.1085
4557
螺母
0.4779/0.3777=1.2653
1.2653-0.4779=0.7874
33070.8
3.1.2各个自制零部件工艺过程图（单位：
kg）
1.活动钳口2钳口板
3.固定钳身4.丝杠
5.固定螺钉6.螺母
7.垫圈
3.1．3产品总的工艺过程图
综合以上的各零件工序过程图，按照零件的装配顺序，得到柴油机机油泵的产品工艺过程图如下。
第一次总装合格率为80％，第二次100％
平口钳生产工艺过程图
单位：
t
根据平口钳的生产工艺过程图，做从至表3.1.3（单位：
t）
从
至
1原材料库
2铸造车间
3机加工车间
4标准件、半成品库
5装配车间
6检验
7成品库
8办公室、服务楼
9设备维修车间
10调试返修车间
合计
1原材料库
457.25
104.44
561.69
2铸造车间
365.80
365.80
3机加工车间
423.05
423.05
4标准件、半成品库
423.05
423.05
5装配车间
423.05
423.05
6检验
423.05
84.61
507.66
7成品库
8办公室、服务楼
9设备维修车间
10调试返修车间
84.61
合计
457.25
470.24
423.05
423.05
507.66
423.05
84.61
2788.91
3.2物流强度等级的划分
根据生产工艺过程图，统计出各作业单位对的物流强度，然后按照从大到小排序。
然后根据下表3.2.1物流强度等级划分表划分物流强度等级，共A、E、I、O、U五个等级。
表3.2.1物流强度等级划分表
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
较大物流强度
I
30
20
一般物流强度
O
40
10
可忽略搬运
U
3.2．1根据平口钳生产工艺过程图，统计出各作业单位对的物流强度，得出下表3.2.2
物流强度汇总表
序号
作业单位
物流强度/t
1
1-2
457.25
2
1-3
104.44
3
2-3
365.80
4
3-4
423.05
5
4-5
423.05
6
5-6
423.05
7
6-7
423.05
8
6-10
84.61
9
10-6
84.61
3.2.2物流强度分析表
结合表3.2.1和表3.2.2，完成物流强度分析表表3.2.3如下
序号
作业单位对（路线）
物流强度
物流强度等级
1
1-2
A
2
3-4
E
3
4-5
E
4
5-6
E
5
6-7
E
6
2-3
I
7
1-3
O
8
6-10
O
9
10-6
O
3．2．3作业单位物流相关表
作业单位对划分完物流等级之后，就可以得出第一个钻石图——表3.2.4作业单位的物流相关表：
表3.2.4作业单位物流相关表
四、作业单位非物流相关分析
根据平口钳厂结构及工艺特点，厂的作业单位的划分有原材料库、铸造车间、机加工车间、准件半成品库、装配车间、检验室、成品库、办公服务楼、设备维修车间和调试返修车间。
4.1确定主要因素。
从物流，工作流程，作业性质相似，使用相同设备，使用同一场地等一系列因素整理出影响作业单位相互关系的主要因素，并给出理由编码，如表4.1所示：
4.2确定各作业单位对之间影响相互关系的因素，并初步确定相互关
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