转向器厂(液压)总平面布置设计.doc

设施规划与物流分析设计一、课程说明1、1课程设计得目得设施规划与物流分析课程设计就是设施规划与物流分析课程得重要实践性教学环节，就是综合运用所学专业知识,完成工厂布置设计工作而进行得一次基本训练。其目得就是： 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,进行调研分析得方法。、 通过对某工厂布置设计得实际操作，熟悉系统布置设计方法中得各种图例符号与表格,掌握系统布置设计方法得规范设计程序。、 通过课程设计,培养学生学会如何编写有关技术文件。、 通过课程设计,初步树立正确得设计思想,培养学生运用所学专业知识分析与解决实际技术问题得能力。1、2设计题目液压转向器厂总平面布置设计。1、3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A图样得坐标纸一张4. 作业单位面积相关图,相当于4图样得坐标纸一张。5. 液压转向器厂总平面布置图三套，4图样三张。6. 机加工布置图,相当于A4图样得坐标纸一张.7. 评价择优,选出最佳总平面布置图。、4原始给定条件当地现有一叉车修理厂,占地面积为160mm。厂区南北长00。东西宽为80m，所处地理位置如图,该厂职工人数30人,计划改建成年产600套液压转向器得生产厂,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得基本结构有22个零、组件构成,每个零、组件得名称、材料、单件重量及年需求量如表12工厂名称:液压转向器厂共1页产品名称液压转向器产品代号计划年产量6000（套)第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连接块组件6000、092前盖H56000、903X型密封圈橡胶62000、04挡环200000、03滑环2060000、06弹簧片6Mn420、01拔销65n62000、2联动轴4600、79网体506000、0010阀芯4000、611阀套20000、5612隔盘06000、21限位柱0000、01定子40Cr6001、205转子46000、16后盖260000、80螺栓436000、28O型密封圈橡胶2000、19限位螺栓560000、020油堵塑料28000、21标牌铝600、0122护盖塑料6000、1编制（日期）审核(日期）1-2 零件明细表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所示11个 作业单位,分别承担原材料存储、备料、热处理、加工与装配、产品性能检验、生产管理与服务等各项生产任务. 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结构型式备注1原材料库储存钢材、铸锭0露天2铸造车间铸造1243热处理车间热处理24机加工车间车、铣、钻削18365精密车间精镗、磨削12366标准件、半成品库储存外构件、半成品2247组装车间组装转向器1268性能试验室转向器性能检验1229成品库成品储存2121办公、服务楼办公室、食堂等6011设备维修车间机床维修224表13 作业单位建筑物汇总表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,总得工艺过程可分为零、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。(）零、组件制作与外购 液压转向器上得标准件、异形件如塑料护盖、铝制标牌等都就是采用外购、外协得方法获得,入厂后有半成品库保存。其她零件由本厂自制,其工艺过程如1至16表。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 生产出得零、组件经车间检验合格后,送入半成品库暂存。定期订购得标准件与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)性能检验 所有组装出得液压转向器均需进行性能试验,试验不合格得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带出厂.下面表格就是液压转向器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（k）连接块组件120钢0、96000540序号作业单位名称工序内容工序材料利用率(%)1原材料库备料机加工车间车、镗、压装53半成品库暂存表14 连接块组件产品名称件号材料单重（kg)计划年产量(套)年产总重(k)前盖2HT2500、9060000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63机加工车间精铣、镗、钻80精密车间精镗55半成品库暂存 表15 前盖产品名称件号材料单重(kg）计划年产量(套)年产总重（kg)挡环20钢、3600180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403半成品库暂存表16 挡环产品名称件号材料单重(kg）计划年产量(套）年产总重(kg)滑环520钢、0000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03半成品库暂存表-7 滑环产品名称件号材料单重(g)计划年产量(套)年产总重（kg)联动器85钢、200120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03精密车间精磨994半成品库暂存表18 联动器产品名称件号材料单重(kg）计划年产量（套)年产总重(kg）阀体9HT207、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03机加工车间精铣、镗704精密车间精镗05半成品库暂存表9 阀体产品名称件号材料单重(k)计划年产量(套）年产总重(kg)阀芯1045钢0、600360序号作业单位名称工序内容工序材料利用率(%)1原材料库备料机加工车间精车、钻、铣70热处理热处理4精密车间精磨95半成品库暂存表1-0 阀芯产品名称件号材料单重（k）计划年产量（套)年产总重（g）阀套1钢0、566000330序号作业单位名称工序内容工序材料利用率（）1原材料库备料机加工车间车削03半成品库暂存表1-11 阀套产品名称件号材料单重()计划年产量(套）年产总重(k)隔盘1220钢0、36000920序 号作业单位名称工序内容工序材料利用率(）1原材料库备料机加工车间铣、钻83半成品库暂存表1-12 隔盘产品名称件号材料单重（k)计划年产量(套)年产总重（kg)限位柱1345钢、0160060序号作业单位名称工序内容工序材料利用率(%）原材料库备料2机加工车间车、镗03热处理车间热处理精密车间端磨995半成品库暂存表3 限位柱产品名称件号材料单重（g)计划年产量(套)年产总重(kg)定子101、060200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04热处理车间调质5精密车间研磨996半成品库暂存表114 定子产品名称件号材料单重(kg)计划年产量（套)年产总重(g）转子154钢0、660003600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74热处理车间淬火5精密车间研磨9半成品库暂存表11 轴子产品名称件号材料单重(k）计划年产量(套)年产总重（kg）后盖1620钢0、806000480序 号作业单位名称工序内容工序材料利用率（%)原材料库备料2机加工车间车、钻80半成品库暂存表1-16 后盖二、基本要素分析 2、产品P-产量分析企业生产得产品品种得多少及每种产品产量得高低,决定了工厂得生产类型，进而影响着工厂设备得布置形式。 机械制造业设备布置得基本形式按产品在制造过程中得位置就是否变化分为产品移动式与产品固定式两大类。产品移动式布置又可分为产品原则布置、工艺原则布置及成组布置形式。每一种设备布置形式各有特点,分别适合不同得生产类型。（1） 产品原则布置产品原则布置也称为流水线布置或对象原则布置当产品品种很少而生产数量又很大时，应按产品得加工工艺过程顺序配置设备,形成流水线，这就是大量生产中典型得设备布置形式.由于产品原则布置就是按产品得加工、装配工艺过程顺序配置各道工序所需设备、人员及物料,因此能最大限度得满足固定品种产品得生产过程对空间与时间得客观要求,生产效率非常高，单件产品生产成本低，但生产适应性即柔性差，适合于少品种大量生产.（2） 工艺原则布置工艺原则布置也称为机群式布置。这种布置形式得特点就就是把同种类型得设备与人员集中布置在一个地方,如车床工段、铣床工段、刨床工段及磨床工段,就就是分别把车床、铣床、刨床与磨床集中布置在一个地方。这中布置方式便于调整设备与人员,容易适应产品得变化，生产系统得柔性大大增加。但就是，当工件需要多种设备进行加工时，就不得不往返于各工序之间,增加了产品搬运次数与搬运距离，常常带来物料交叉搬运与逆向流动得问题，这种布置形式通常适用于单件生产.（3） 成组原则布置成组原则布置又称为混合原则布置。在生产品种较多、每种产品得产量又就是中等程度得情况下，将工件按其外形与加工工艺得相似性进行编码分组,同组零件用相近得工艺过程进行加工.同时,将设备成组布置,即把使用频率高得机器群按工艺过程顺序组合布置成成组制造单元,整个生产系统由数个成组制造单元构成。这种布置方式既有流水线得生产效率,又有机群式布置得柔性,可以提高设备开动率、减少物流量及加工时间。成组原则布置适用于多品种、中小批量得生产类型。现代成组原则布置包括柔性制造单元与柔性制造系统两种形式。（4） 固定工位式布置产品固定工位式布置适用于大型设备如飞机、轮船得制造过程。产品固定在一个固定位置上,所需设备、人员、物料均围绕产品布置,这种布置方式在一般场合很少使用综上所述,产品品种得多少,产量得高低直接决定了设备布置得形式，图21直观得反映了产品产量与设备布置形式得关系。因此,只有对产品产量进行深入得分析，才能恰当得设备布置方式.图21根据对液压转向器厂得基本要素得分析,该厂生产得零件品种比较多,而且产量也不少，介于这两种情况，得出该厂应采用产品工艺原则布置方式。三、物流分析3、1概述据资料统计分析，产品制造费用得-50就是用作物料搬运,而物料搬运工作量直接与工厂布置情况有关，有效得布置大约能减少搬运费用得30左右。工厂布置得优劣不仅直接影响着整个生产系统得运转，而且通过对物料搬运成本得影响，成为决定产品生产成本高低得关键因素之一。也就就是说,在满足生产工艺流程得前提下,减少物料搬运工作量就是工厂布置设计最为重要得目标之一。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得物流状态作出深入得分析。3、物流分析内容与方法物流分析包括确定物料在生产过程中每个必要得工序之间移动得最有效顺序及其移动得强度得数量,一个有效得工艺流程就是指物料在工艺过程中按顺序一直不断得向前一定直到完成，中间没有过多得迂回或倒流。当物流移动就是工艺过程得主要部分时,物流分析就就是工厂布置设计得核心问题。针对不同得生产类型，应采用不同得物流分析方法。（1)工艺过程图 在大批量生产中,产品品种很少，用标准符号绘制得工艺过程图直观得反映出工厂生产得详细情况,此时,进行物流分析只需在工艺过程图上注明各道工序之间得物流量,就可以清楚得表现出工厂生产过程中物料搬运情况.另外,对于某些规模比较小得工厂,不论产量如何,只要产品比较单一,都可以用工艺过程图进行物流分析。()多种产品工艺过程表 在多品种且批量较大得情况下,如产品品种为十种左右,将各产品得生产工艺流程汇总在一张表上，就形成了多种产品工艺过程表,在这张表上各产品工艺路线并列绘出,可以反映出各个产品得物流途径.（）成组方法当产品品种达到数十种时，若生产类型为中小批量生产,进行物流分析时就有必要采用成组方法,按产品结构与工艺过程得相似性进行归类分组,然后对每一类产品采用工艺过程图进行物流分析;或者采用多种产品工艺过程表表示各组产品得生产工艺过程，再做进一步得物流分析。(4)从至表 当产品品种很多、产量很小,且零件、物料数量又很大得时候，可以用一张方阵图表示各作业单位之间得物流移动方向与物流量。表中,方阵得行表示物流移动得源，称为从；列表示物料移动得目得地，称为至;行列交叉点标明由源到目得地得物流量,这就就是从至表，从中可瞧出各作业单位之间得物流状况。如上所述，不同得分析方法应用于不同得生产类型,其目得就是为了工作方便，在物流分析时,应根据具体情况选择恰当得分析情况。3、物流强度根据前面得定义,物流分析包括确定物料移动得顺序与移动量两个方面。如果通过工艺流程分析能够正确得确定各工序或作业单位之间得相互关系(前后顺序)。那么各条路线上得物料移动量就就是反映工序或作业单位之间相互密切程度得基本衡量标准。我们把一定时间周期内得物流移动量成为物流强度。对于相似得物料,可以用重量、体积、托盘或货箱作为计量单位.当比较不同性质得物料搬运状况时,各种物料得物流强度大小应酌情考虑物料搬运得困难程度。3、4工艺过程图任何物料在加工过程中进行移动时，有五种基本形式。（1)操作 处于成形、处理、装配、拆卸等操作过程中。(2）运输 处于移动或运输中。（）检验 处于计数、试验、校验或检验中.()停滞 等待其她操作完成。（5）存储 处于存储中。图3-1 物料形态表示符号 下面分析给定得工艺过程表,由于各个部件得年需求量就是固定得,也就就是说液压转向器得生产呈理想状态(零库存生产），所以全年得物流量就没有必要给出。工艺过程表计算出各个工序加工前后单件重量及废料重量如下表32所示： 各个零件原料重量与成品重量对比表产品名称件号材料原料重量(kg）材料利用率(%）成品重量（kg）废料（k)连接块组件1200、4550、090、74前盖HT501、7345、0、91、07 挡环4200、540、3、045滑环52、07400、030、04联动器4、6833、6、70、3 阀体T25018、51837、871、518阀芯1450、86669、0、266阀套100、780、560、1隔盘2200、80、32、8 限位柱13450、01449、30、010、04 定子440C2、4249、21、224转子15、6669、3、60、2后盖16201、0080、80、2表3-下面根据液压转向器厂各零、组件得工艺过程表绘制各零、组件得工艺过程图。 图3-3 各零、组件工艺流程图为了表示所有产品得生产过程，就需要为每一种产品绘制一份工艺过程图，但就是当产品较多时,各自独立得工艺过程难以用来研究各种产品生产过程之间得相关部分，这时就需要把工艺过程图汇总成多种工艺过程图。图3-4 总得工艺流程图3.5 从至表根据各零、组件得工艺流程图绘制相关得从至表如下。 表 从至表3.6 物流强度分析物流分析包括确定物料移动得顺序与移动动量两个方面。L中物流强度化成5个等级,分别用符号，,I,O，表示，其物流强度逐渐减小，如下表所示 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A1040特高物流强度E203较大物流强度302一般物流强度O4010可忽略搬运U 表3-6 从至表绘制完成之后,在进行物流强度得相关分析。 表3-7 物流强度分析表表3-8 原始物流相关表 表39作业单位物流相关表四、 作业单位相互关系分析下面进行非物流方面得分析。 作业单位相互关系密切程度得典型影响因素一般可以考虑一下方面：（1） 物流（2） 工艺流程（3） 作业性质相似（4） 使用相同得设备（5） 使用同一场所（6） 使用相同得文件档案（7） 使用相同得公用设施（8） 使用同一组人员（9） 工作联系频繁程度（10） 监督与管理方便（11） 噪声、振动、烟尘、易燃易爆危险品得影响（12） 服务得频率与紧急程度根据液压转向器厂得具体情况我们选择如下表所示得作业单位相互关系影响因素。并在此基础上作出非物流得各作业单位相互关系图。 表41 表42从而制定非物流相互关系表、 表43 作业单位非物流相互关系表五. 作业单位间物流与非物流相互关系合并根据液压转向器厂物流与非物流关系得重要程度,将加权值定为1:1,取4，=3,I2,=1,U=0,X-1，通过综合相互关系密切程度数值计算公式，计算出各作业单位对得综合作业关系分值与等级。如下表。 表5-1 作业单位综合相互关系计算表表5-2 作业单位综合相互关系表六、绘制作业单位位置相关图、。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作业单位代号13478911A/3I2/0I/2U0U/0U/0/I22U/0I/I/2U/0U/0U/0/1O/13E/3U/E/3O/1U/0U/00U0/-1U/04I/22E/3E/3/1I2O1U02U5U/0I/2O/E/I2U/0U/0U0U/0U0/2/0U0O/I/2E/3U/0U/0/27U/U/0I/2U/3A4U2I2U/0U/0O1U/0U/0A4/O/1U/0/0U/0U0U0U/U/0U/A/4O/1I/0/0X/XI/2U/0I/2O/O/I/I/2O/1U/0U0/I2I/2U0I/2/2综合接近程度1061排序20835114 表-1 液压转向器厂综合接近程度排序表注：上表中A=4,E=3,I=2,=1，U0,X1,然后对表中得作业单位综合接近程度进行计算并排序。6、2绘制作业单位位置相关图关系等级表示方式如表所示规定关系程度为A级得作业单位对之间距离为一个单位距离长度,E级为两个单位距离长度,依次类推通过综合接近排序表,制定作业单位位置相关图如下:七。绘制作业单位面积相关图根据作业单位位置相关图,选择适当厂区大小比例，从而得到作业单位面积相关图如下：八 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,确定物料搬运方法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. 根据厂外公路情况,设定数个厂门位置,形成多种布置方案6. 设置厂前区位置，合理改变办公与服务楼外形7. 考虑风向特别就是盛行风向对作业单位相对位置得影响,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。三套方案可见CAD打印版。九 评价择优首先对场址选择涉及得非经济因素赋以不同得权重，权重大小为0;再对各因素就每个备选场址进行评级,共分为五级,用五个元音字母A、E、I、O、U表示;各个级别分别对应不同得分数，A=4分、E=分、=2分、=1分、U=分;最后将某因素得权重乘以其对应级别得分数,得到该因素所得分数，将各因素所得分数相加,分数最高者为最佳场址方案.编码考虑因素相关内容权重各方案等级及分数一二三物流效率各种物料，文件信息,人员按照流程得流动效率.8(2)(2）A(32）2存储效率物料库存得工作效率6I（2）E（18)E(18)3 场地利用率包括建筑面积、通道面积及立体空间得利用程度5I(10)I(10)（2）安全管理方案就是否符合有关安全规范I(8)I（)(8)5辅助部门得综合效率各个系统之间得协调4(8)(）E（2）6物料运输效率物料运入、运出得搬运路线、方法等等。7(1)E（1)（2)7环境得优良程度周边得绿化等等3I（6）E(9）(12)8工作环境及员工满意程度方案得场地、空间、噪声等对员工得影响E（12）(12）E(12）941141通过以上八个因素得比较可知,方案三得加权与为13为最高,所以方案三为最佳方案。但实际中需要根据实际情况进行必要得调整,或者重新附加因素进行进一步得评价与优化。对于一个真正得设计考虑得因素不仅仅有这些，还要考虑更多得更专业得因素,跟当地得法律法规,地理条件都有很大得关系.在以后得实施过程中还要具体得做好分析。十 机加工车间布置根据各个零件加工工艺过程表中机加工车床得加工用途可知；机加工车间得加工有粗车、车、镗、压装、粗铣、钻、铣、插、检查共9个加工步骤。画从至表得机加工车间从至表粗车车镗压装粗铣钻铣插检查权重与罚点与粗车、63、63车0、100、102、080、87、35、9712、45镗、09、09、92、77、012、06844、8压装0、00、45、09、4粗铣7、931、7、931、2钻、0、1、22、42、6、864、4210、86铣0、91、40、92、84插1、22、1、2、4检查权重与0、094、422、67、9、226、1罚点31、0、91、547、2、458、5107、05表101效率=26、1/10、054、4%从至表中镗-检查得罚点数最大,工序应调整。做初始多种产品工艺过程表:初始多种产品工艺过程表工序阀体定子前盖后盖转子阀芯阀套序号名称流程流程流程流程流程流程流程1粗车1112车镗11压装5粗铣2-26钻111127铣1-118插-1检查42（1)=4、2*24、5、4*0=、8*2=9、814、8、64=14、43、3613、36 、98表工序隔盘联动器连接块挡环滑环限位柱序号名称流程流程流程流程流程粗车12车121镗214压装1粗铣6钻17铣11插检查1、9*001、62*=3、20、545=2、7、18*、8、81=0、80、62=0、12W 1、9表1经过进一步试探,做最佳顺序多品种工艺过程表工序阀体定子前盖后盖转子阀芯阀套序号名称流程流程流程流程流程流程1粗铣11车11113粗车14铣1镗126钻12222检验8插29压装2*2=847、2*1、2、4*5274、83=14、43、*4=14、43、60=0、6*1=3、36 159、84表1-4工序隔盘联动器连接块挡环滑环限位柱序号名称流程流程流程流程流程1粗铣2车11111粗车4铣115镗16钻27检验8插9压装21、923=、761、6223、54*0=00、110、80、81=、1、6*=、2W 19、8表10-5继续做从至表:从至表粗铣车粗车铣镗钻检验插压装权重与罚点与粗铣7、91、67、931、6车、871、740、10、2、080、62、13、93、14粗车、80、6、8铣0、91、2、076、2、998、05镗0、90、97、014、20、090、3615、8钻0、6、4、622、621、22、4、427、42检验插1、2、1、29、6压装0、090、360、90、3权重与2、68、422、11、20、0928、罚点13、7431、12、5426、1、4、3687、2表106根据以上从至表与初始工艺过程表作机加工车间布置图,做CAD打印版.十一 总结通过三个星期得课程设计,不仅让我更加巩固与加深了物流设施规划与设计得专业知识,而且还培养我自己动手能力与设计创新能力,很好地开拓了思维.物流设施规划与设计就是工业工程专业一门重要得主干专业课程。设施规划特别就是其中得工厂设计着重研究工厂总平面布置,车间布置及物料搬运等内容,其目标就是通过对工厂各组成部分相互关系得分析,进行合理布置，得到