液压转向器厂区布置(工业工程).doc

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河 北 联 合 大 学
机 械 工 程 学 院
课程设计说明书
课程名称： 设施规划与物流分析
设计题目： 液压转向器厂区布置
专 业 ： 工业工程
班 级 ： 09 工程（2)
姓 名 ：
指导教师 ： 刘伟民 孟丽丽
2013 年 1 月 2 日
- 1 -
论坛精神，分享创新
课程设计任务书
一、设计题目
液压转向器总平面布置设计
二、设计内容与要求
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A3图样的坐标纸1张.
4、作业单位面积相关图,相当于A3图样的坐标纸1张.
5、液压转向器厂总平面布置图三套路，A3图样三张。
6、评价择优，选出最佳总平面布置图.
三、原始给定条件
当地现有一叉车修理厂，占地面积为16000m2,厂区南北长为200m,东西宽为80m，所处地理位置如图1所示。该厂职工人数300人，计划改建成年产量6000套液压转向器的生产厂，需要完成工厂总平面布置设计
公 路
公 路

图—1待建液压转向器长厂区图
目录
一、基本要素分析 — 3 —
1.液压转向器有关参数 - 3 —
2。作业单位划分 — 5 -
3。液压转向器生产工艺过程 — 5 —
二、物流分析 — 11 -
1。产品工艺过程分析 — 11 -
2。物流分析 — 15 -
三、作业单位相互关系分析 — 18 —
四、作业单位间物流与非物流相互关系合并 - 20 —
五、绘制作业单位位置相关图 — 24 —
七、绘制工厂总平面布置可行方案图 - 26 -
八、方案的评价、择优 - 30 —
九、机加工车间布置 - 31 —
1作业单位最佳顺序的确定 — 31 -
2.工艺流程布置 — 2 —
参考资料 — 2 -
一、基本要素分析
1。液压转向器有关参数
液压转向器的基本结构如图2所示，有22个零、组件构成，每个零、组件的名称、材料、单间重量及年需求量均列于表1—1中。
图—2液压转向器结构
表1-1零件明细表
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
6000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
连接块组件

√

20
6000

0.09

2
前盖

√

HT250
6000

0。90

3
X型密封圈

√
橡胶
6200

0。04

4
挡环

√

20
6000

0。03

5
滑环

√

20
6000

0.03

6
弹簧片

√
65Mn
42000

0.01

7
拔销

√
65Mn
6200

0.02

8
联动轴

√

45
6000

0。27

9
阀体

√

HT250
6000

7。00

10
阀芯

√

45
6000

0.6

11
阀套

√

20
6000

0。56

12
隔盘

√

20
6000

0.32

13
限位柱

√

45
6000

0。01

14
定子

√

40Cr
6000

1。20

15
转子

√

45
6000

0。60

16
后盖

√

20
6000

0。80

17
螺栓

√
45
36000

0。02

18
O型密封圈

√
橡胶
21000

0.01

19
限位螺栓

√
45
6000

0.02

20
油堵

√
塑料
28000

0。01

21
标牌

√
铝
6000

0。01

22
护盖

√
塑料
6600

0。01

编制（日期）
审核

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1—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)
结构型式
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
牢、铣、钻削
18×36

5
精密车间
精镗、磨削
12×36

6
标准件、半成品库
储存外购件、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

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。
3.1 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至表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。
3.2 标准件、外购件与半成品暂存
生产的零、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。
3.3 组装
所有零、组件在组装车间集中组装成液压转向器成品
液压转向器零件加工工艺过程表
表 1-3
产品名称
件 号
材 料
单件重量（Kg）
计划年产量（套）
年产总量（Kg)
连接块组件
1
20
0.09
6000

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、镗、压装
55
3
半成品库
暂存

表 1—4
产品名称
件 号
材 料
单件重量(Kg）
计划年产量（套)
年产总量（Kg）
前 盖
2
HT250
0。90
6000

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
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1—5
产品名称
件 号
材 料
单件重量（Kg）
计划年产量（套）
年产总量（Kg）
挡 环
4
20
0。03
6000

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
40
3
半成品库
暂存

表1-6
产品名称
件 号
材 料
单件重量(Kg)
计划年产量（套）
年产总量（Kg）
滑 环
5
HT250
0。03
6000

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
40
3
半成品库
暂存

表1—7
产品名称
件 号
材 料
单件重量（Kg）
计划年产量（套）
年产总量（Kg）
联动器
8
45
0。27
6000

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
40
3
精密车间
精磨
99
4
半成品库
暂存

表1—8
产品名称
件 号
材 料
单件重量（Kg）
计划年产量（套）
年产总量（Kg）
滑 环
9
HT250
7。00
6000

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
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1—9
产品名称
件 号
材 料
单件重量（Kg)
计划年产量(套）
年产总量（Kg）
阀 芯
10
45
0。6
6000

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
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1-10
产品名称
件 号
材 料
单件重量(Kg）
计划年产量(套）
年产总量（Kg）
阀 套
11
20
0.56
6000

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
80
3
半成品库
暂存

表1-11
产品名称
件 号
材 料
单件重量（Kg）
计划年产量（套）
年产总量（Kg）
隔 盘
12
20
0。32
6000

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
铣、钻
80
3
半成品库
暂存

表1-12
产品名称
件 号
材 料
单件重量(Kg)
计划年产量（套）
年产总量（Kg）
限位柱
13
45
0。01
6000

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、镗
70
3
热处理车间
热处理

4
精密车间
端磨
99
5
半成品库
暂存

表1-13
产品名称
件 号
材 料
单件重量（Kg)
计划年产量（套)
年产总量（Kg）
定 子
14
40Cr
1。20
6000

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
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1-14
产品名称
件 号
材 料
单件重量(Kg）
计划年产量(套）
年产总量（Kg）
转 子
15
45
0。60
6000

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
70
4
热处理车间
淬火

5
精密车间
研磨
99
6
半成品库
暂存

表1-15
产品名称
件 号
材 料
单件重量（Kg）
计划年产量(套)
年产总量(Kg）
后 盖
16
20
0。80
6000

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、钻
80
3
半成品库
暂存

二、物流分析
1.产品工艺过程分析
1.1分析给定的工艺过程表，通过对产品加工、组装、检验等各加工阶段及各工艺过程路线的分析,计算每个工艺过程的各工序中加工前工件单件重量及产生的废料重量，并折算成全年重量。
1。2 各自制件、组件工艺过程图
1.3工艺过程图总图
2。物流分析
2。1根据液压转向器总工艺过程图统计各作业单位间的物流强度.结果汇入表 2-1
序号
作业单位对
（路线）kg
年总物流强度/kg
1
1-2
122598
2
1—3
15588
3
1—4
23858
4
2—4
73776
5
3—4
34348
6
3-5
14605
7
4—5
53994
8
4-6
10980
9
5-6
63480
10
6-7
76768
11
7—8
107475
12
8—9
76768
表2-1物流强度汇总表
2.2 将各作业单位对的物流强度按从小到大排序，并根据物流强度分布比例划分物流强度等级。将结果填入表2—2
表 2-2物流强度等级划分表
总分
关系密级
作业单位对数
百分比（％）
7-8
5-6
3—4
2
0—1
—1
A
E
I
O
U
X
2
3
4
12
31
3
3.6
5.5
7.3
21。8
56.3
5.5
总 计
55
100
表2—3物流强度分析表
序号
路
线
物流强度（10000kg)
0 5 10 15

等
级
1
1—2

A
2
7—8

A
3
6—7

E
4
8—9

E
5
2—4

E
6
5—6

I
7
4—5

I
8
3-4

I
9
1-4

O
10
1—3

O
11
3-5

O
12
4—6

O
2。3填写作业单位相关表，如表2-3
表2—3作业单位物流相关表
三、作业单位相互关系分析
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
表3—1液压转向器厂作业单位间相互关系密集理由
编码
理由
1
2
3
4
5
6
7
8
工作流程的连续性
生产服务
物料搬运
管理方便
安全及污染
公用设备及辅助动力源
振动
人员联系
表 3-2非物流作业单位相互关系表
四、作业单位间物流与非物流相互关系合并
表 4—1作业单位间综合相互关系计算表
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
分数
等级
分数
分数
等级
1
1-2
A
4
A
4
8
A
2
1-3
O
1
O
1
2
O
3
1—4
O
1
O
1
2
O
4
1—5
U
0
I
2
2
O
5
1—6
U
0
O
1
1
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
I
2
2
O
12
2—4
E
2
E
3
5
E
13
2—5
U
0
O
1
1
U
14
2—6
U
0
U
0
0
U
15
2—7
U
0
U
0
0
U
16
2—8
U
0
U
0
0
U
17
2—9
U
0
U
0
0
U
18
2—10
U
0
X
-1
—1
X
19
2—11
U
0
O
1
1
U
20
3—4
I
2
I
2
4
O
21
3—5
O
1
I
2
3
O
22
3—6
U
0
O
1
1
U
23
3—7
U
0
O
1
1
U
24
3-8
U
0
U
0
0
U
25
3—9
U
0
U
0
0
U
26
3—10
U
0
X
—1
-1
X
27
3-11
U
0
O
1
1
O
28
4—5
I
2
A
4
6
E
29
4-6
O
1
E
3
4
I
30
4-7
U
0
I
2
2
O
31
4-8
U
0
I
2
2
O
32
4—9
U
0
U
0
0
U
33
4-10
U
0
O
1
1
U
34
4-11
U
0
I
2
2
O
35
5—6
I
2
E
3
5
E
36
5—7
U
0
O
1
1
U
37
5—8
U
0
U
0
0
U
38
5—9
U
0
U
0
0
U
39
5—10
U
0
U
0
0
U
40
5-11
U
0
I
2
2
O
41
6—7
E
3
A
4
7
E
42
6—8
U
0
U
0
0
U
43
6—9
U
0
U
0
0
U
44
6-10
U
0
O
1
1
U
45
6—11
U
0
U
0
0
U
46
7—8
A
4
A
4
8
A
47
7—9
U
0
I
2
2
I
48
7—10
U
0
O
1
1
U
49
7—11
U
0
O
1
1
U
50
8—9
E
3
U
0
3
I
51
8—10
U
0
U
0
O
U
52
8—11
U
0
O
1
1
U
53
9—10
U
0
I
2
2
O
54
9—11
U
0
U
0
0
U
55
10—11
U
0
O
1
1
U
表 4—2综合相互关系等级与划分比例
等级
符号
作业单位比例
绝对必要靠近
特别重要靠近
重要
一般
不重要
不希望靠近
A
E
I
O
U
X
1~3
2~5
3～8
5~15
20~85
0～10
表 4-3综合相互关系密级等级划分
总分
关系密级
作业单位对数
百分比（%)
7-8
5-6
3—4
2
0-1
—1
A
E
I
O
U
X
2
3
4
12
31
3
3.6
5。5
7.3
21.8
56.3
5。5
总 计
55
100
表 4-4 作业单位综合相互关系表
五、绘制作业单位位置相关图
1.计算各作业对间综合接近程度,并将结果汇入表5-1
表5-1 综合接近程度排序表
作业单位代号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
1
—
A/4
O/1
O/1
O/1
U/0
U/0
U/0
U/0
U/0
O/1
2
A/4
-
O/1
E/3
U/0
U/0
U/0
U/0
U/0
X/-1
U/0
3
O/1
O/1
—
O/1
O/1
U/0
U/0
U/0
U/0
X/-1
O/1
4
O/1
E/3
O/1
-
E/3
I/2
O/1
O/1
U/0
U/0
O/1
5
O/1
U/0
O/1
E/3
—
E/3
U/0
U/0
U/0
U/0
O/1
6
U/0
U/0
U/0
I/2
E/3
-
E/3
U/0
U/0
U/0
U/0
7
U/0
U/0
U/0
O/1
U/0
E/3
-
A/4
I/2
U/0
U/0
8
U/0
U
U/0
O/1
U/0
U/0
A/4
-
I/2
U
U/0
9
U/0
U/0
U/0
U/0
U/0
U/0
I/2
I/2
—
O/1
U/0
10
U/0
X/—1
X/-1
U/0
U/0
U/0
U/0
U
O/1
—
U/0
11
O/1
U/0
O/1
O/1
O/1
U/0
U/0
U/0
U/0
U/0
-
综合接近程度
8
7
4
13
9
8
10
7
5
-1
4
排序
5
6
10
1
3
4
2
7
8
11
9
2.绘制作业单位位置相关图
表5—2作业单位工作性质符号
作业单位名称
加工装配 储存 检验测试 建筑
符号

表 5—3关系密级表示方式
元音字母
系数值
线条
密集程度等级
A
4

绝对必要
E
3

特别重要
I
2

重要
O
1

一般
U
0

不重要
X
—1

不希望
（1） 从作业单位综合相互关系表取出密级为A级的作业单位对，有1—2、7-8，设计4个作业单位
（2） 按照综合接近相关程度的高低依次布置好7、8、1、2的位置
（3） 按照上面的步骤依次布置其余的作业单位。
（4） 调整重绘,结果如下图
5
7
2
4
3

11
10
1
9
6
8
图 5-1 作业单位位置相关图

六、绘制作业单位面积位置相关图
依照表1—2和图 5—1绘制作业单位面积相关图，如图5—2
5
7
2
4
3

11
10
1
9
6
8

图 5-2 作业单位面积相关图

七、绘制工厂总平面布置可行方案图
依照图5-2绘制工厂总平面布置方案图
方案一

序号
作业单位
序号
作业单位
1
原材料库
7
组装车间
2
铸造车间
8
性能试验室
3
热加工车间
9
成品库
4
机加工车间
10
办公室、食堂
5
精密车间
11
设备维修车间
6
半成品库

方案二

序号
作业单位
序号
作业单位
1
原材料库
7
组装车间
2
铸造车间
8
性能试验室
3
热加工车间
9
成品库
4
机加工车间
10
办公室、食堂
5
精密车间
11
设备维修车间
6
半成品库

方案三

序号
作业单位
序号
作业单位
1
原材料库
7
组装车间
2
铸造车间
8
性能试验室
3
热加工车间
9
成品库
4
机加工车间
10
办公室、食堂
5
精密车间
11
设备维修车间
6
半成品库

八、方案的评价、择优
将方案的评价结果汇入表8—1
表 8-1 方案评价加权得分计算表
序号
因 素
权重
方案1
方案2
方案3
评分
加权
得分
评分
加权
得分
评分
加权
得分
1
物流效率
6
3
18
4
24
5
30
2
空间利用率
5
5
25
4
20
4
20
3
辅助服务部门综合效率
4
3
12
3
12
4
16
4
安全与舒适性
5
3
15
3
9
4
12
5
管理方便性
2
4
8
4
8
4
8
6
可扩建性
1
3
3
3
3
5
5
总 分
81
76
91
有上表可知，方案三得分最高，方案三为最优方案。
九、机加工车间布置
1作业单位最佳顺序的确定
通过上面的分析可知,13种零件包含了车、铣、钻、镗、插、压装、检验等七个机加工工序。
1. 由上面分析得出各个零件的物流强度(由于所有自制件数量一致，故分析时取每件的重量）
2. 注意到阀体的单件重量远远大于其他零件的重量，且大于其他零件单件重量之和，故优先考虑阀体的工艺排序.前两位为铣、镗。
3. 取第三道工序。物流量最大的为车，故第三道工序为车。
4. 依次取其他几道工序，分别为钻、插、压装.
5. 最后一道工序为检验。
至此，得到初始多种产品工艺过程表.考虑各产品的各工序之间的物流状况，取得不同的加权值D。经求和，得到物流顺流程度。如表9—1
尝试调整工艺顺序，计算得到物流顺流程度为经验证，物流顺流程度不在增加，故已得到最佳顺序的多种产品工艺表。如表9—2

名称
序号
阀体
表 9-1初始多种产品工艺过程表
定子
前盖
后盖
阀芯
转子
阀套
隔盘
联动器
连接块组件
挡圈
滑块
限位柱
流 程
1
2
3
4
5
6
7

铣
镗
车
钻
插
压装
检验

3
2
1

4
2
3
1
5

3
1
2

2
1
3

3
1
2
4

1
3
2

1
2

3
2
1

3
2
1

2
1
3

1
2

1
2

3
2
1

3
3
3
3
1
—1
1
2
-1
0
1
1
0

7.0
1.2
0.9
0.8
0.6
0.6
0。56
0。32
0。27
0.09
0。03
0.03
0。01

21
3.6
2.7
2.4
0.6
—0。6
0.56
0。64
—0。27
0
0
0。03
0
W
30.66kg

名称
序号
阀体
表 9-2初始多种产品工艺过程表
定子
前盖
后盖
阀芯
转子
阀套
隔盘
联动器
连接块组件
挡圈
滑块
限位柱
流 程
1
2
3
4
5
6
7

车
钻
插
铣
镗
压装
检验

3
2
1

5
4
3
2
1

1
2
3

1
2
3

2
1
4
3

4
2
3
1

1
2

2
3
1

3
2
1

2
1
3

3
2
1

1
2

3
1
2

3
7
3
3
4
0
1
3
2
0
2
1
2
kg
7.0
1.2
0.9
0.8
0。6
0。6
0.56
0。32
0。27
0.09
0.03
0.03
0。01

21.0
8。4
2.7
2.4
2。4
0
0.56
0。96
0.54
0
0。06
0.03
0.02
W
39。07kg

- 2 -
2.工艺流程布置
考虑到机加工与相邻车间关系，采用L型布局.如图 9—1所示
零件移动方向
铣

半产品暂存

原材料暂存
镗
车
钻
插
压装
检验

图 9-1 机加工车间布置图
参考资料
[1］程国全 柴继峰 物流设施规划与设计 中国物资出版社
［2]缪瑟 系统布置设计 机械工业出版社,1986。8
［3]程国全 设施规划与物流分析课程设计指导书 机械工业出版社，1995。8