工业工程厂区布局综合课程设计.docx

H:精品资料建筑精品网原稿ok（删除公文）建筑精品网5未上传百度工业工程综合课程设计报告题目: S195油泵生产厂规划设计学 期: - -1专 业: 工业工程班 级: 工业141小组成员及成绩学号姓名出勤得分组长评分答辩评分报告评分总成绩指导教师: 完成日期: 9月15日任务安排及评阅意见学号姓名任务分工组长评分平时成绩物流分析、 综合关系分析、 厂区布局、 时间研究、 节拍计算、 装配线设计、 面积计算、 方案评价、 CAD绘图、 文档编辑9道路设计布局、 厂区布局、 成品库布局、 时间平衡、 面积计算、 方案评价、 CAD绘图、 PPT制作8产品结构图、 工艺过程图、 作业位置相关图、 装配图的分析绘制、 道路设计布局、 文档编辑8托盘的设计、 装配线作业平面的设计、 成品仓库设计、 CAD绘图、 面积计算、 PPT制作8评阅意见: 课程设计成果评分课程设计答辩评分指导教师签字年 月 日目 录任务安排及评阅意见II第一部分 S195油泵生产厂总平面布置设计1（一）基本要素分析1（二）P-Q分析3（三）产品工艺过程分析5（四）物流分析9（五）非物流相互关系分析15（六）作业单位综合相互关系分析16（七）作业单位位置相关关系分析19（八）绘制作业单位面积相互关系图20（九）厂内道路设计33（十）绘制工厂总平面布置图34（十一）工厂总平面布置图方案评价36第二部分 S195油泵装配车间的平面布置设计38（一）基本要素和P-Q分析38（二）绘制装配工艺程序图38（三）装配单元及其时间研究38（四）S195油泵装配流水线组织设计41（五）确定上料运输方案53（七）装配车间人员计算54（八）绘制装配车间平面布置图55（九）装配车间平面布置图方案评价56第三部分 S195油泵厂成品库的设计58（一）设计仓库58（二）通道设计59（三）仓库面积规划60（四）仓库内部布局63（五）成品库平面布置图方案评价65附录1 托盘设计67附录2 泵体尺寸72总结73参考文献74第一部分 S195油泵生产厂总平面布置设计( 一) 基本要素分析1、 分析S195油泵产品结构, 绘制产品结构树。图1-1产品结构树图2、 编制S195油泵产品零部件明细表。表1-1产品零部件明细表产品名称S195喷油泵产品重量/g914.40计划年产量(单位/万)192序号零件名称零件代号自制外购总计划需求量单件重量/g1泵体1100自制192670.002柱塞弹簧1310自制19221.743弹簧下座1320自制1927.584出油阀弹簧1420自制1921.585推杆体1710自制19231.376定位螺钉1820自制3843.107柱塞挡板1220外购1927.588出油阀垫片1610外购1921.429进油嘴1510外购19219.0610进油嘴挡圈1520外购1920.6111进油嘴垫圈1530外购3840.2212出油阀紧座1411外购19248.6113出油阀螺帽1412外购1920.7514柱塞1211外购19224.8315柱塞套1212外购19239.0016出油阀1621外购1922.7217出油阀底座1622外购19211.4518推杆体大圈1720外购1928.5319推杆体小圈1730外购1923.7220推杆体轴1740外购1926.3721弹簧垫圈1810外购1920.7322平垫圈1830外购1920.11( 二) P-Q分析1、 进行产品产量分析, 确定生产类型。表1-2不同行业产品类型参考表产品类型零件重量( kg) 轻型零件中型零件重型零件电子行业30.0机床行业50.0重型机械200.0零件重量小于1kg, 属于轻型零件。表1-3生产类型划分参考表生产类型零件生产纲领( 件/年) 重型零件中型零件轻型零件单件生产5101000500050000属于轻型零件, 年需求生产量19 0件, 采用大量生产类型。在进行PQ分析的过程中, 将PQ关系绘制成PQ曲线。2、 根据P-Q分析与布置类型的关系, 决定工厂总平面布置类型。表1-3零件年产量表零件名称定位螺钉泵体柱塞弹簧弹簧下座出油阀弹簧推杆体产品产量( 单位/万) 384192192192192192图1-2产品产量统计图图1-3P-Q分析图产品产量大而产品的数量少, 有图1-3可知, 应采用产品原则布置。( 三) 产品工艺过程分析、 分析给定的工艺卡。经过对自制件加工工艺过程、 产品装配过程的分析, 计算每个工艺过程阶段中加工前工件重量及产生的废料重量。本课程设计中假设: 所有自制件的毛坯在加工为零件后, 重量损失10%。零件质量损失是在机加工过程中车床、 铣床的机加工切削导致, 机加工过程中具体的零件质量损失如下表1-5所示。表1-4各零件物料重量表序号零件名称毛坯重量/g零件重量/g废料重量/g1泵体744.45 670.00 74.45 2柱塞弹簧24.16 21.74 2.42 3弹簧下座8.42 7.58 0.84 4出油阀弹簧1.76 1.58 0.18 5推杆体34.86 31.37 3.49 6定位螺钉3.44 3.10 0.34 表1-5零件加工质量损失表零件名称加工过程损失重量/g剩余重量泵体毛坯-744.45机加工74.45670零件-670柱塞弹簧毛坯-24.16机加工222.16热处理022.16机加工0.4221.74热处理021.74机加工021.74零件-21.74出油阀弹簧毛坯-1.76机加工0.181.58热处理01.58机加工01.58零件-1.58弹簧下座毛坯-8.42机加工0.847.58热处理7.58零件-7.58定位螺钉毛坯-3.44机加工0.343.1零件-3.1推杆体毛坯-34.86机加工331.86热处理031.86机加工0.4931.37零件-31.372、 绘制产品工艺程序图。依据各自制零件工艺卡, 结合S195油泵的装配过程, 绘制S195油泵整体工艺程序图。图1-4S195泵体整体工艺程序图3、 绘制S195油泵初始的多种产品工艺过程表。表1-6产品工艺过程表( 改进前) 4、 经过调整作业单位排列顺序, 对初始产品工艺过程表进行改进, 以减少物流倒流的情况, 绘制改进后的多产品工艺过程表。表1-7产品工艺过程表( 改进后) ( 四) 物流分析1、 根据多产品工艺过程图及各作业单位之间的物流量, 绘制物流量从至表。物流强度计算以零件的运输次数计算, 设计规定托盘的大小, 盛放零件的数量, 运输批量, 以此计算年运输次数, 托盘设计见附录1托盘设计。表1-8自制件年运输次数表自制件流程年需求量/件托盘零件数/件运输批量/盒年运输次数/次出油阀弹簧毛坯库19 050020192机加工车间19 010040480热处理车间19 010040480机加工车间19 010040480半成品库19 010040480装配车间-弹簧下座毛坯库48000502048机加工车间19 05004096热处理车间19 05004096半成品库19 05004096装配车间-推杆体毛坯库76800402096机加工车间19 05040960热处理车间19 05040960机加工车间19 05040960半成品库19 05040960装配车间-油泵体毛坯库19 010209600机加工车间19 010209600半成品库19 010209600装配车间-柱塞弹簧毛坯库19 025020384机加工车间19 05040960热处理车间19 05040960机加工车间19 05040960热处理车间19 05040960机加工车间19 05040960半成品库19 05040960装配车间-定位螺栓毛坯库1280002002032机加工车间384000050040192半成品库384000050040192装配车间-表1-9外购件年运输次数表外购件流程年需求量托盘零件数/件运输批量/盒年运输次数/次出油阀紧座外购件库19 05040960装配车间-柱塞套外购件库19 05040960装配车间-进油嘴垫圈外购件库384000010004096装配车间-弹簧垫圈外购件库19 010004048装配车间-平垫圈外购件库19 010004048装配车间-其它外购件(共11种)外购件库19 05004096装配车间-表1-10成品年运输次数表成品流程年需求量托盘零件数/件运输批量/盒年运输次数/次S195油泵装配车间19 010209600成品库-表1-11出油阀弹簧物流量从至表表1-12出油阀弹簧物流量从至表表1-13推杆体物流量从至表表1-14有泵体物流量从至表表1-15柱塞弹簧物流量从至表表1-16定位螺钉物流量从至表表1-17外购件物流量从至表表1-18成品物流量从至表2、 根据各作业单位之间的物流量绘制物流强度汇总表。表1-19物流量汇总从至表表1-20物流强度汇总表序号作业单元对物流强度11210352223681632412192434965461228865631687679600物流强度指一定时间周期内的物料移动量。对于相似的物料能够用重量、 体积或货箱作为计量单位。3、 根据物流强度汇总表及物流强度等级划分依据, 划分各作业单位之间的物流强度等级。表1-21物流强度等级表作业单元对物流强度/kg百分比累计百分比物流强度等级461228822.54%22.54%A241219222.37%44.91%A121035218.99%63.90%E67960017.61%81.51%I23681612.50%94.01%O5631685.81%99.82%O34960.18%100.00%U4、 根据从至表及其物流强度等级, 绘制作业单位间物流相互关系图。图1-5物流相互关系图( 五) 非物流相互关系分析1、 根据S195油泵生产特点, 编制密切程度理由表。表1-22密切程度理由表油泵厂作业单位非物流相互关系理由编号理由1工作流程的连续性2生产服务3物料搬运4管理方便5安全污染6共用设备及辅助动力源7人员联系8振动2、 根据非物流作业单位相互关系等级划分表, 及各作业单位之间的密切程度, 确定密切程度等级, 并绘制非物流作业单位相互关系图。图1-6非物流相互关系图( 六) 作业单位综合相互关系分析1、 确定物流与非物流的相对重要性。比较物流和非物流关系的影响程度, 由于产品为油泵, 工厂是物流关系占主导的, 物流关系在工厂的相互关系中更重要。2、 量化物流强度等级和非物流的密切程度等级一般物流与非物流相对重要性比m:n不超过1:33:1, 当比值小于1:3时, 物流影响小, 工厂布置只考虑非物流相关关系, 当比值大于3:1时, 非物流影响小, 工厂布置只考虑物流因素。这里称m:n为加权值。本题中选取物流与非物流相互关系的相对比重为1:3。3、 计算量化后的所有作业单位之间的综合相互关系。量化物流强度等级和非物流的密切程度等级。一般A=4、 E=3、 I=2、 O=1、 U=0、 X=-1。见表1-24综合关系计算表14、 综合相关关系等级划分见表1-25综合关系计算表2表1-24作业单位等级划分百分比等级百分比/%A3.64E1.82I5.45O20U67.27X1.82表1-24综合关系计算表1表1-25综合关系计算表25、 经调整建立综合相关关系图。图1-7综合相互关系图( 七) 作业单位位置相关关系分析在作业单位综合相关关系分析完成后, 绘制作业单位位置相关图。表1-26综合接近程度计算表图1-8作业单位位置相关图( 八) 绘制作业单位面积相互关系图1、 计算各个车间等作业单位的面积。( 1) 机加工车间和热处理车间面积计算a加工批量的确定: 若单件毛坯可加工多个零件, 以单件毛坯产量为标准批量, 若单件毛坯生产单个零件, 则标准批量以保证每批零件的加工时间在两个小时左右为准。b设备面积计算标准( 参考) 表1-27机器设备与设施布局尺寸标准间距/m设备类型小型中型大型加工设备间距=0.7=1=2设备与墙、 柱间距=0.7=0.8=0.9操作空间=0.6=0.7=1.1表1-28机器设备与设施布局设计尺寸表单向过道宽度/m0.76操作区域宽度/m0.6设备间距/m0.7零件堆放面积/m20.25c工厂工作制度: 每年的工作天数为300天, 采用每日两班制的工作制度, 每班次的工作时间为8小时。d工厂年产量: 年需求量为1900000件, 废品率约为1%, 实际年产量为19 0件。表1-29设备加工总时间计算表表1-30设备数量计算及尺寸表表1-31设备面积计算表( 计算总面积参考表1-28) 由表1-30可知机加工车间和热处理车间设备的面积, 将机加工车间的设备面积相加得到机加工车间设备面积为8092m2, 热处理车间设备面积为230m2。( 2) 仓库面积计算a货架设计参考第三部分成品库货架的设计, 仓库统一采用自动化立体仓库设计, 仓库使用的货架尺寸相同。b仓库通道布局设计参考表1-28。表1-32货架类型表货架类型货架高/cm层数/层层高/cm货架宽/cm货架长/cm单元列宽/cm单元数量1450153050200407524501530802004075345030155020040150表1-33自制件货架相关计算表表1-34外购件货架相关计算表表1-35成品货架相关计算表表1-36仓库货架面积相关计算表( 3) 设备维修车间及工装库面积计算a设备维修车间面积计算表1-37维修车间面积计算表设备数量/台1481故障率/%1单台设备维修人数2人均设备维修车间面积/m210维修车间面积/m2296.2b工装库面积计算工装库主要存放托盘, 工装夹具等设备, 主要以托盘的存放为主, 因此用托盘的占地面积来计算工装库的面积, 工装库的设计容量与其它仓库设计容量的托盘使用量相等, 按照托盘的占地面积来估算工装库的面积, 并对计算的结果进行适当的宽放。表1-38自制件托盘使用量计算表自制件仓库类型仓库设计容量/盒单个盒高/m盒高/m出油阀弹簧毛坯库900.065.4半成品库1920.0611.52弹簧下座毛坯库230.061.38半成品库390.062.34推杆体毛坯库450.062.7半成品库3840.0623.04油泵体毛坯库44800.12537.6半成品库19200.12230.4柱塞弹簧毛坯库1800.0610.8半成品库3840.0623.04定位螺栓毛坯库150.060.9半成品库770.064.62表1-39外购件托盘使用量计算表外购件仓库类型仓库设计容量/件单个盒高/m盒高/m出油阀紧座外购件库8960.0653.76柱塞套外购件库8960.0653.76进油嘴垫圈外购件库900.065.4弹簧垫圈外购件库450.062.7平垫圈外购件库450.062.7其它外购件(共11种)外购件库9860.0659.16表1-40成品托盘使用量计算表成品仓库类型仓库设计容量/件单个盒高/m盒高/mS195油泵成品库44800.12537.6表1-41工装库面积计算表总盒高1568.82堆积高度/m2.4堆数653.68 底面积/m20.3工装库面积/m2196.10 ( 4) 服务楼和办公楼面积计算表1-42人员计算表设施工作性质工作班次/班次单班人数单班总人数总人数工厂总人数机加工车间操作工人(一人两机)270873314661922管理222辅助23热处理车间操作工人26568136管理22辅助21装配车间操作工人2162244管理22辅助24维修车间操作工人2151734管理21辅助21工装库操作工人24612管理21辅助21成品库操作工人24612管理21辅助21毛坯库操作工人26816管理21辅助21半成品库操作工人2248管理21辅助21外购件库操作工人2248管理21辅助21服务楼操作工人2202346管理21辅助22办公楼职工26070140管理28辅助22表1-43服务楼面积计算表服务人数人均服务面积/m2总面积/m2层数占地面积/m2服务楼1922119222961表1-44办公楼面积计算表办公楼办公室办公人数人均办公面积/m2办公面积/m2总面积层数占地面积/m212067208702435会议室数量单个面积/m2会议室面积/m2350150( 4) 装配车间面积计算 方案一的暂存区零件数量的最大容量为一天两班次的使用量。表1-45装配车间设备面积计算表( 方案A) 传送带宽度/m0.25传送带长度/m22工作台最大宽度/m0.6设备面积/m231.9包装区域面积/m29暂存区面积/m262.5办公休息室面积/m231.5运输设备占地面积/m25总设备面积/m2139.9实际面积参考第二部分装配车间布局。 方案二的暂存区零件数量的最大容量为一班次的使用量。表1-46装配车间设备面积计算表( 方案B) 传送带宽度/m0.4传送带长度/m21工作台最大宽度/m0.6设备面积/m250.4包装区域面积/m211暂存区面积/m241.5办公休息室面积/m238.5运输设备占地面积/m25总设备面积/m2146.4表1-47厂区设备面积汇总表厂区设施计算设备面积/m2毛坯库190.5机加工车间8092.35 热处理车间230.49 半成品库99外购件库54装配车间145.9成品库180工装库196.1设备维修车间296.2办公室(两层)435服务楼(两层)961设施总面积10880.54 2、 作业单位面积的调整修正因素: ( a) 场址条件或周围情况( b) 搬运方法( c) 仓库设施( d) 建筑特征 如建筑立面、 柱网、 门窗形式、 高度、 地面负荷等。( e) 公用及辅助部门 要考虑公用管线、 维修部门所需要的面积, 包括机器设备、 自动化控制设备、 通道等的面积。( f) 人员的需要表1-48作业单位面积表厂区设施调整后总面积/m2毛坯库265机加工车间8495热处理车间270半成品库137.5外购件库87.5装配车间262.5成品库287.5工装库300设备维修车间450办公室(两层)600服务楼(两层)1000设施总面积121553、 绘制作业单位面积相关关系图图1-9作业单位面积相关关系图( 九) 厂内道路设计根据给定的厂区面积, 合理布置各厂房位置, 设计场内道路。表1-49厂区道路设计标准表路面宽度/m主干道9.0m次干道7.0m人行道1.5m注1: 主干道生产区主要入口通往主厂房或办公楼的入厂主要道路; 注2: 次干道连接各生产区的道路及主厂房四周之环行道路。( 十) 绘制工厂总平面布置图绘图必须按照制图要求, 设置比例, 标注单位名称和作业单位尺寸大小, 各作业单位之间的距离等。布局的设计要考虑到设施的功能, 运输的方便, 管理的便利的, 道路设计参考表1-49厂区设计标准, 位置关系参考图1-8位置相关图, 厂区的设施面积经过计算得到, 并进行适当的调整。方案A总厂区规划面积为200m*200m, 共40000平方米。实际厂区设施使用面积使用面积为12063平方米, 道路和绿化面积为11637平方米, 发展备用地面积为11600平方米。方案A工厂总平面布置图如图1-10所示。图1-10工厂总平面布局图1方案B总厂区规划面积为200m*200m, 共40000平方米。实际厂区设施使用面积使用面积为12155平方米, 道路和绿化面积为10670平方米, 发展备用地面积为17175平方米。方案B工厂总平面布置图如图1-11所示。图1-11工厂总平面布局图2( 十一) 工厂总平面布置图方案评价表1-50评价因素表采用加权因数法对设计的两个方案进行评价。表1-51重要程度计算表1表1-52重要程度计算表21ABWiW0iA1 1/20.71 0.33 B211.41 0.67 2.12 2ABWiW0iA1 1/30.58 0.25 B311.73 0.75 2.31 3ABWiW0iA1 1/30.58 0.25 B311.73 0.75 2.31 4ABWiW0iA111.00 0.50 B111.00 0.50 2.00 5ABWiW0iA1 1/20.71 0.33 B211.41 0.67 2.12 6ABWiW0iA111.00 0.50 B111.00 0.50 2.00 7ABWiW0iA111.00 0.50 B111.00 0.50 2.00 8ABWiW0iA1 1/20.71 0.33 B211.41 0.67 2.12 表1-53方案总重要程度计算表 由表1-53得, 总重要程度CACB,因此选择B方案。第二部分 S195油泵装配车间的平面布置设计( 一) 基本要素和P-Q分析同第二部分基本要素分析和产品产量分析。( 二) 绘制装配工艺程序图图2-1泵体装配工艺流程图( 三) 装配单元及其时间研究根据装配工艺程序图, 详细划分装配作业单元, 并研究每一个装配单位的时间, 绘制装配单位网络图。表2-1评比系数计算表表2-2作业标准时间研究表图2-2装配单位网络图( 四) S195油泵装配流水线组织设计1、 确定流水线节拍根据产品装配的工艺过程要求, 确定装配车间的工作班制( 一年计划期制度工作时间) , 估计时间有效利用系数和产品废品率, 计算在一年计划期内的有效工作时间e, 然后计算油泵装配流水线节拍r, 计算公式为: e一年计划期内有效工作时间; N一年计划期内产品产量, 包括计划产量和预计废品量; Fo计划期制度工作时间; 时间有效利用系数, 考虑了设备检修、 设备调整、 更换工具的时间, 以及工人班内休息的时间, 一般取0.90.96。表2-3流水线节拍计算表作业单元标准时间/s115.66217.45313.34414.90512.98616.14717.47814.64总和122.58工作制2班制年计划产量N/个19 0年工作天数300效率0.95每日生产时间/s57600年有效工作时间F0/s17280000生产节拍r/s8.552、 确定流水线运输批量运输批量与运输方式、 产品体积重量等有关。如果计算出来的节拍数值很小, 同时零件的体积、 重量也很小, 采用人工运输时不适于按件运输, 则能够实行成批运输。这时顺序出产的两批制品的时间间隔称为节奏或运输批节拍, 它等于节拍与运输批量的乘积。节奏运输批量( 件/批) 表2-4流水线运输批量( 人工) 的参考值表零件在一道工序上的平均劳动量( 分) 单件重量( kg) 0.10.20.51.02.05.010运输批量( 件) 1.01005020105211.02.0502020105212.05.020201052215.010.0101052211根据分析流水线节拍可实现单件运输, 因此流水线的设计不采用成批运输方式, 采用流水线单件运输方式。3、 装配线工序同期化( 时间平衡) 装配线工序同期化就是经过各种可能的技术组织措施, 调整或压缩各工序的单件时间定额, 使它们等于流水线节拍或与节拍成整倍数比关系。装配工序同期化的措施有: 分解与合并工序; 合理调配力量。例如, 采取相邻工序的工人协作; 把熟练的工人调到高负荷工序; 配备一名或几名工人沿流水线巡逻, 去协助高负荷工序的工人完成任务等; 采用高效率的工具, 改变装配工艺方法, 减少装配工时。常见的平衡方法有分支定界法、 启发式算法、 位置加权法等, 详细内容查看相关资料。根据标准时间的分析, 参考表2-5标准时间, 作业2的标准时间为2.04倍的节拍, 工作地数为3, 造成时间的浪费, 作业3的标准时间为1.56倍的节拍, 工作地数为2, 对于作业3来说时间充裕, 可将作业2和作业3合并; 工作7和工作8的关系与作业2和作业3类似, 可将工作7和工作8合并。表2-5装配线工序时间平衡表作业单元12345678标准时间/s15.66 17.45 13.34 14.90 12.98 16.14 17.47 14.64 生产节拍r/s8.558.558.558.558.558.558.558.55节拍数1.83 2.04 1.56 1.74 1.52 1.89 2.04 1.71 工序合并1.83 3.60 1.74 1.52 1.89 3.76 合并后标准时间/s15.66 30.78 14.90 12.98 16.14 32.11 4、 确定流水线工作地数, 计算工作地负荷率每到工序的工作地数应该等于工序时间与流水线节拍之比。流水线第i工序所需工作地数; 流水线第i工序单件工时定额。计算出的工作地需要量若为整数, 就能够确定该工序的工作地数; 若不为整数, 则采用工作地数应取接近于计算数的整数, 一般。若, 则工序在加工每件制品之后发生间断( ) , 其数值为: 表明工作地负荷程度的指标为工作地负荷系数( ) , 其计算公式为: 工序数为m的流水线的总工作地负荷系数( ) 为: 工作地负荷系数决定了流水线作业的连续程度。一般根据它来决定流水线是连续的还是间断的。当值在0.75以下, 宜组织间断流水线, 若大多数工序的时间定额超过流水线节拍, 可考虑采用两条或多条加工同一对象的流水线, 对每条流水线来讲, 出产节拍相应地加大。式中: 每条流水线的节拍; 加工同一对象的流水线数。表2-6工作地数及工作地负荷计算表作业单元12345678标准时间T/s15.66 17.45 13.34 14.90 12.98 16.14 17.47 14.64 生产节拍r/s8.558.558.558.558.558.558.558.55工作地数S1.83 2.04 1.56 1.74 1.52 1.89 2.04 1.71 工序合并Si1.83 3.60 1.74 1.52 1.89 3.76 合并后标准时间ti/s15.66 30.78 14.90 12.98 16.14 32.11 工作地数取整Sei2 4 2 2 2 4 间断时间tei/s0.72 0.85 1.10 2.06 0.48 0.52 工作地负荷系数Ki0.92 0.90 0.87 0.76 0.9