液压转向器厂总平面设施布置设计slp报告大学论文.doc

《设施规划与物流分析》
大作业报告

题 目： 液压转向器厂总平面设施布置设计
班 级：
学 号：
学生姓名：
指导教师：
成 绩：

日期： 年 月 日

目录
一、任务书 1
1、目的与要求 1
2、主要内容 1
3、写作规范 2
二、原始给定资料 3
1、液压转向器的结构及有关参数 3
2、作业单位的划分 4
3、转向器生产工艺过程 5
4、自然气象条件 8
三、设计正文 9
1、产品分析 9
2、生产工艺过程分析 9
2.1计算物流量 10
2.2各个自制零部件工艺过程图 11
2.3绘制产品总工艺过程图 14
3、物流分析 16
3.1多项产品程序图 16
3.2物流强度汇总表 17
3.3从至表 19
3.4物流强度分析表 20
3.5物流相关图 20
4、作业单位相互关系分析 22
5、作业单位物流相关表与非物流相互关系表加权合并 24
5.1各单位作业对综合关系 25
5.2作业单位综合接近程度 28
6、绘制作业单位位置相关图。 29
7、绘制作业单位面积相关图。 31
8、做出初步设施布置并评价选优 32
9、列出评价标准并依次选出最好方案 36
9.1单指标评价 36
9.1-1流量--距离分析评价 36
9.1-2 F-D图 38
9.1-3物流简图分析 40
9.2综合评价 42
9.2-1点评估法 42
四、 参考文献 45

一、任务书
（一） 目的与要求
设计性作业是设施规划与物流分析课程设计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：
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） 主要内容
针对给定的工厂实例，要求学生小组合作下，独立完成整个设计过程。具体进行下列工作：
1. 产品分析，产品-产量分析，确定生产类型。
2. 生产工艺过程分析，绘制工艺过程图。
3. 进行物流分析，得到物流相关表。
4. 进行作业单位相互关系分析，得到作业单位相互关系表。
5. 将作业单位物流相关表与非物流相互关系表加权合并，求出作业单位综合相互关系表。
6. 绘制作业单位位置相关图。
7. 绘制作业单位面积相关图。
8. 参考实际工厂的情况，列出影响布置的修正因素与实际限制条件。
9. 产生三套布置方案。
10. 布置方案的自我评价，从物流效率、工艺流程要求及生产变化的适应性等方面对各方案进行评价比较，得出最佳方案。
11. 编写设计报告阶段。要求学生应编写出详细的设计报告书。
12. 汇报阶段。汇报答辩是为了检查学生是否达到了课程学习的基本要求和目的。

43

（三）写作规范
目 录（小三 宋体 加粗 居中）

1 课程设计的目的与要求（小三 宋体 加粗）
1.1 ------------（标题小四 宋体 ）
正文为宋体，五号字 行间距为21
1.2------------
……
2 设计正文（小三 宋体 加粗）
2.1 ------------（标题小四 宋体 ）
正文为宋体，五号字 行间距为21
2.2 ------------
……
3 课程设计总结（小三 宋体 加粗）
正文为宋体，五号字 行间距为21
......
4 参考文献（小三 宋体 加粗）
[1] 作者1, 作者2. 书名. 出版单位, 版本. 出版日期

附录（设计流程图、程序、表格、数据等）（小三 宋体 加粗）
正文为宋体，五号字 行间距为21

二、原始给定资料
当地现有一叉车修理厂，位于一条交叉公路边上。占地面积为16000㎡，厂区南北长为200m，东西宽为80m.该厂职工人数300人，计划改建成年产60000套液压转向器的生产厂。

1、液压转向器的结构及有关参数
液压转向器的基本结构由22个零件构成，每个零件的名称、 材料、单件重量及年需求量见表1。

表1 零件明细表
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
60000套
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
连杆块组件

√

20
60000

0.09

2
前盖

√

HT250
60000

0.90

3
X型密封圈

√
橡胶
62000

0.04

4
挡环

√

20
60000

5
滑环

√

20
60000

0.03

6
弹簧片

√
65Mn
420000

0.01

7
拔销

√
65Mn
62000

0.02

8
联动轴

√

45
60000

0.27

9
阀体

√

HT250
60000

7.00

10
阀芯

√

45
60000

0.60

11
阀套

√

20
60000

0.56

12
隔盘

√

20
60000

0.32

13
限位柱

√

45
60000

0.01

14
定子

√

40Cr
60000

1.20

15
转子

√

45
60000

0.60

16
后盖

√

20
60000

0.80

17
螺栓

√
45
360000

0.02

18
O型密封圈

√
橡胶
210000

0.01

19
限位螺栓

√
45
60000

0.02

20
油塞

√
橡胶
280000

0.01

21
标牌

√
铝
60000

0.01

22
护盖

√
塑料
66000

0.01

编制（日期）

审核（日期）

2、作业单位的划分
根据液压转向器结构及工艺的特点，液压转向器厂设立如表2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、产品性能试验、生产管理与服务等各项生产任务。
表2 作业单位建筑汇总表
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
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
零件检验车间
零件性能试验
12×12

7
标准件、半成品库
储存外购件、半成品
12×24

8
组装车间
组装转向器
12×36

9
性能试验室
转向器性能试验
12×12

10
成品库
成品储存
12×12

11
办公、服务楼
办公室、食堂等
80×60

12
设备维修车间
机床维修
12×24

3、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～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 生产出的零件经车间检验合格后，送入半成品库暂存。定期订购的标准件和外协件均放在半成品库。
（3）组装 所有零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进行性能试验，试验合格的成品送入成品库，试验不合格的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 所有合格的液压转向器存放在成品库待出厂。

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）
年产总重（kg）
连接块
1
20
0.09
60000
5400
序号
作业单位名称
工作内容
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）
年产总重（kg）
前 盖
2
HT250
0.90
60000
54000
序号
作业单位名称
工作内容
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）
年产总重（kg）
挡 环
4
20
0.03
60000
1800
序号
作业单位名称
工作内容
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）
年产总重（kg）
滑 环
6
20
0.03
60000
1800
序号
作业单位名称
工作内容
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）
年产总重（kg）
联动轴
8
45
0.27
60000
16200
序号
作业单位名称
工作内容
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）
年产总重（kg）
阀 体
9
HT250
7.00
60000
420000
序号
作业单位名称
工作内容
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）
年产总重（kg）
阀 芯
10
45
0.60
60000
36000
序号
作业单位名称
工作内容
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）
年产总重（kg）
阀 套
11
20
0.56
60000
33600
序号
作业单位名称
工作内容
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）
年产总重（kg）
隔 盘
12
20
0.32
60000
19200
序号
作业单位名称
工作内容
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）
年产总重（kg）
限位柱
13
45
0.01
60000
600
序号
作业单位名称
工作内容
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
精磨
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）
年产总重（kg）
定 子
14
40Cr
1.2
60000
72000
序号
作业单位名称
工作内容
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）
年产总重（kg）
转 子
15
45
0.60
60000
36000
序号
作业单位名称
工作内容
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、钻、铣
70
4
热处理车间
淬质

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）
年产总重（kg）
后 盖
16
20
0.80
60000
48000
序号
作业单位名称
工作内容
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

4、自然气象条件
自然气象等条件按南京的条件加以考虑

三、设计正文
1、产品分析
该公司生产的产品为液压转向器，年产60000套液压转向器。该液压转向器共22个零件，其中自制13个，外购9个。液压转向器的装配图及自制件的工艺流程、物流量均已知。要求根据所给信息，以成本最小为原则，对该公司的十二个厂房位置进行设计。
该公司生产的液压转向器产品自制零件多，适合按照工艺原则布置。
工艺布置——即按生产工艺的特点来组织生产单位，在一个单位（如车间）集中同种类型的设备及工人。
优点：
1.设备利用率高，个别设备出现问题，影响不大
2.工人固定于一种设备，有利于专业技术的提高
3.可以比较容易适应不同类型产品，柔性较大
缺点：
1.产品（半成品）、原材料运输路线长
2.产品在加工过程中停放、等待时间长，延长了生产周期
3.各生产单位之间协作、往来频繁，管理较困难
缺点克服：
1.运输路线从后面的工艺图来看，13种自制品的路线并不复杂，其次后面的方案设计也可进一步优化。
2.生产周期需要企业在制定生产计划时进行优化。
3.首先从1中路线的优化降低管理困难，其次对于物流量大的加强管理。

2、生产工艺过程分析
对液压转向器的工艺流程进行分析，绘制工艺流程图。工艺流程图可以直观的体现出液压转向器的生产工艺流程，方便之后根据工艺流程对工厂布局进行设计。
2.1计算物流量
在了解整个产品的工艺过程之前，需要知道产品全年的总物流量及在各个工序上产生的废品量。物流量及废品量是对工艺流程进行分析及设计厂房的很重要的依据。

表16 全年物流量

产品
名称

毛重/kg
废料/kg
铸造废料
机加工废料
精加工废料
全年总质量
连接块
0.09/0.55=0.1636

0.1636*0.45=0.0736

0.0736*60000=4418.1828
前 盖
0.90/(0.6*0.8*0.95)=1.9737
1.9737*0.4=0.7895
1.9737*0.6*0.2=0.2368
1.9737*06*0.8*0.05=0.0474
1.0737*60000=64422
挡 环
0.03/0.4=0.075

0.075*0.6=0.045

0.045*60000=2700
滑 环
0.03/0.4=0.075

0.075*0.6=0.045

0.045*60000=2700
联动轴
0.27/(0.4*0.99)=0.6818

0.6818*0.6=0.4091
0.6818*0.4*0.01=0.0027
0.4118*60000=247080
阀 体
7.00/(0.6*0.7*0.9)=18.5185
18.5185*0.4=7.4074
18.5185*0.6*0.3=3.3333
18.5185*0.6*0.7*0.10=0.7777
11.5185*60000=691110
阀 芯
0.60/(0.7*0.99)=0.8658

0.8658*0.3=0.2597
0.8658*0.7*0.01=0.0061
0.2658*60000=15945.636
阀 套
0.56/0.80=0.7

0.7*0.2=0.14

0.14*60000=8400
隔 盘
0.32/0.8=0.4

0.4*0.2=0.08

0.08*60000=4800
限位柱
0.01/(0.7*0.99)=0.0144

0.0144*0.3=0.0043
0.0144*0.7*0.01=0.0001
0.0044*60000=264
定 子
1.2/(0.5*0.99)=2.4242

2.4242*0.5=1.2121
2.4242*0.5*0.01=0.0121
1.2242*60000=73453.2726
转 子
0.6/(0.7*0.99)=0.8658

0.8658*0.3=0.2597
0.8658*0.7*0.01=0.0061
0.2658*60000=15948
后 盖
0.8/0.8=1

1*0.2=0.2

0.2*60000=12000
2.2各个自制零部件工艺过程图
在了解整个液压转向器的工艺过程之前，首先要对各个自制件的工艺流程进行了解并且为其绘制工艺流程图。

连接块 前盖 挡环
1
7
2
6
4
5
1
7
4
6
1
7
4
6
原材料 原材料 原材料

0.1636 1.9737 0.075

0.7895
0.0736
0.045
废料
废料 1.1842 废料

0.2368
0.9474
废料

0.047

废料

滑环 联动轴 阀体
1
7
2
6
4
5
1
7
6
4
5
1
7
4
6
原材料 原材料 原材料

0.075 0.6818 18.5185

7.4074

11.1111
0.045
0.4091

废料

废料 0.2727 废料

3.3333

废料
7.7778
0.0027

废料

0.7777

废料

阀芯 阀套 隔盘 限位柱
1
7
4
6
3
5
1
7
4
6
1
7
4
6
1
7
6
4
3
5
原材料 原材料 原材料 原材料

0.8658 0.7 0.4 0.0144

0.0043
0.08
0.14
0.2597

0.0101 废料
0.08 0.0043
0.6061 废料 废料 废料

0.0001

0.0061

废料 废料

定子 转子 后盖
1
7
6
5
3
3
4
1
7
6
5
3
3
4
1
7
4
6
原材料 原材料 原材料

2.4242 0.8658 1

0.2

废料

1.2121 0.2597
1.2121 0.6061
废料 废料

0.0121 0.0061
废料 废料

图-3 自制零部件工艺过程图(单位：kg)

2.3绘制产品总工艺过程图
对整体的液压转向器工艺流程绘制工艺流程图。

图-4 液压转向器总工艺流程图 (单位：kg)
备注：

1
原材料库
2
铸造车间
3
热处理车间
4
机加工车间
5
精密车间
6
零件检验车间
7
标准件、半成品库
8
组装车间
9
性能试验室
10
成品库
3、物流分析
3.1多项产品程序图
作业
零件编号
10
13
14
15
1

①

③

④

⑤

⑥

⑦

⑧

⑨

⑩

①

③

④

⑤

⑥

⑦

⑧

⑨

⑩

①

③ ③

④

⑤

⑥

⑦

⑧

⑨

⑩

①

③ ③

④

⑤

⑥

⑦

⑧

⑨

⑩
2
3
4
5
6
7
8
9
10
步数
10
10
11
11
为了能够更加清楚的了解零件的加工路线，绘制初始的多项产品程序图并且对当前的效率进行评价。对以上十三个自制零件的工艺流程图分析可知，只有四个自制零件的工艺流程图存在反复路线，见表17。
改进前

理想步数（10-1）*13=117
总步数 （10-1）*9+10+10+11+11=123
效率评价 117/123=95.122%

改进后

作业
零件编号
10
13
14
15
1

①

④

③

⑤

⑥

⑦

⑧

⑨

⑩

①

④

③

⑤

⑥

⑦

⑧

⑨

⑩

①

④

③ ③

⑤

⑥

⑦

⑧

⑨

⑩

①

④

③ ③

⑤

⑥

⑦

⑧

⑨

⑩

2
4
3
5
6
7
8
9
10
步数
9
9
11
11

理想步数（10-1）*13=117
总步数 （10-1）*9+9+9+11+11=121
效率评价 117/121=96.694%

3.2物流强度汇总表
根据产品总的工艺过程图，统计各作业单位之间的物流强度。统计的结果填入物流强度汇总表。

表18 物流强度汇总表
序号
作业单位对
物流量（kg）
单位间物流强度(kg)
年总物流强度(kg)
1
1-2
1.9737+18.5185
20.4922
1229532
2
1-3
2.4242+0.8658
3.29
197400
3
1-4
0.1636+0.075+0.075+0.7+0.4+1+0.6818+0.8658+0.0144
3.9756
238536
4
4-6
0.09+0.03+0.03+0.56+0.32+0.8
1.83
109800
5
2-4
1.1842+11.1111
12.2953
737718
6
3-4
0.6061+0.0101+2.4242+1.2121+0.8658+0.6061
5.7244
343464
7
4-5
0.9474+0.2727+7.7778
8.9979
539874
8
3-5
0.6061+0.0101+1.2121+0.6061
2.4344
146064
9
5-6
0.9004+0.27+7.0001+0.6+0.01+1.2+0.6
10.5805
634830