设施规划与物流分析设计一、课程说明1、1课程设计的目的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的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的一次基本训练。
其目的就是: 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与表格,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与解决实际技术问题的能力。
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A4图样的坐标纸一张。
4.作业单位面积相关图,相当于A4图样的坐标纸一张。
5.液压转向器厂总平面布置图三套,A4图样三张。
6.机加工布置图,相当于A4图样的坐标纸一张。
7.评价择优,选出最佳总平面布置图。
1、4原始给定条件当地现有一叉车修理厂,占地面积为16000m×m。
厂区南北长200m。
东西宽为80m,所处地理位置如图,该厂职工人数300人,计划改建成年产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1-1 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的基本结构有22个零、组件构成,每个零、组件的名称、材料、单件重量及年需求量如表1-21-2零件明细表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1-3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。
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。
(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、铝制标牌等都就是采用外购、外协的方法获得,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1-4至1-16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的零、组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的液压转向器均需进行性能试验,试验不合格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)成品存储所有合格液压转向器存放在成品库带出厂。
表1-4 连接块组件表1-10 阀芯表1-11 阀套表1-12 隔盘表1-13 限位柱二、基本要素分析2、1产品P-产量Q分析企业生产的产品品种的多少及每种产品产量的高低,决定了工厂的生产类型,进而影响着工厂设备的布置形式。
机械制造业设备布置的基本形式按产品在制造过程中的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,分别适合不同的生产类型。
（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,应按产品的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的设备布置形式。
由于产品原则布置就是按产品的加工、装配工艺过程顺序配置各道工序所需设备、人员及物料,因此能最大限度的满足固定品种产品的生产过程对空间与时间的客观要求,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。
这种布置形式的特点就就是把同种类型的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,容易适应产品的变化,生产系统的柔性大大增加。
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的问题,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、每种产品的产量又就是中等程度的情况下,将工件按其外形与加工工艺的相似性进行编码分组,同组零件用相近的工艺过程进行加工。
同时,将设备成组布置,即把使用频率高的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的生产效率,又有机群式布置的柔性,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、中小批量的生产类型。
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、轮船的制造过程。
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,产品品种的多少,产量的高低直接决定了设备布置的形式,图2-1直观的反映了产品-产量与设备布置形式的关系。
因此,只有对产品-产量进行深入的分析,才能恰当的设备布置方式。
图2-1根据对液压转向器厂的基本要素的分析,该厂生产的零件品种比较多,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,产品制造费用的20%-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,有效的布置大约能减少搬运费用的30%左右。
工厂布置的优劣不仅直接影响着整个生产系统的运转,而且通过对物料搬运成本的影响,成为决定产品生产成本高低的关键因素之一。
也就就是说,在满足生产工艺流程的前提下,减少物料搬运工作量就是工厂布置设计最为重要的目标之一。
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的物流状态作出深入的分析。
3、2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的工序之间移动的最有效顺序及其移动的强度的数量,一个有效的工艺流程就是指物料在工艺过程中按顺序一直不断的向前一定直到完成,中间没有过多的迂回或倒流。
当物流移动就是工艺过程的主要部分时,物流分析就就是工厂布置设计的核心问题。
针对不同的生产类型,应采用不同的物流分析方法。
(1)工艺过程图在大批量生产中,产品品种很少,用标准符号绘制的工艺过程图直观的反映出工厂生产的详细情况,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的物流量,就可以清楚的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的工厂,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。
(2)多种产品工艺过程表在多品种且批量较大的情况下,如产品品种为十种左右,将各产品的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的物流途径。
(3)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的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的生产工艺过程,再做进一步的物流分析。
(4)从至表当产品品种很多、产量很小,且零件、物料数量又很大的时候,可以用一张方阵图表示各作业单位之间的物流移动方向与物流量。
表中,方阵的行表示物流移动的源,称为从;列表示物料移动的目的地,称为至;行列交叉点标明由源到目的地的物流量,这就就是从至表,从中可瞧出各作业单位之间的物流状况。
如上所述,不同的分析方法应用于不同的生产类型,其目的就是为了工作方便,在物流分析时,应根据具体情况选择恰当的分析情况。
3、3物流强度根据前面的定义,物流分析包括确定物料移动的顺序与移动量两个方面。
如果通过工艺流程分析能够正确的确定各工序或作业单位之间的相互关系(前后顺序)。
那么各条路线上的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的基本衡量标准。
我们把一定时间周期内的物流移动量成为物流强度。
对于相似的物料,可以用重量、体积、托盘或货箱作为计量单位。
当比较不同性质的物料搬运状况时,各种物料的物流强度大小应酌情考虑物料搬运的困难程度。
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。
(3)检验处于计数、试验、校验或检验中。
(4)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的工艺过程表,由于各个部件的年需求量就是固定的,也就就是说液压转向器的生产呈理想状态(零库存生产),所以全年的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3—2所示: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(kg) 连接块组件 1 20 0、164 55 0、09 0、074前盖 2 HT250 1、973 45、6 0、9 1、073 挡环 4 20 0、075 40 0、03 0、045 滑环 5 20 0、075 40 0、03 0、045 联动器8 45 0、683 39、6 0、27 0、413 阀体9 HT250 18、518 37、8 7 11、518 阀芯10 45 0、866 69、3 0、6 0、266 阀套11 20 0、7 80 0、56 0、14 隔盘12 20 0、4 80 0、32 0、08 限位柱13 45 0、0144 69、3 0、01 0、0044 定子14 40Cr 2、424 49、5 1、2 1、224 转子15 45 0、866 69、3 0、6 0、266 后盖16 20 1、00 80 0、8 0、2下面根据液压转向器厂各零、组件的工艺过程表绘制各零、组件的工艺过程图。
图3-3 各零、组件工艺流程图为了表示所有产品的生产过程,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,各自独立的工艺过程难以用来研究各种产品生产过程之间的相关部分,这时就需要把工艺过程图汇总成多种工艺过程图。
图3-4 总的工艺流程图3.5从至表根据各零、组件的工艺流程图绘制相关的从至表如下。
表3-5 从至表3.6物流强度分析物流分析包括确定物料移动的顺序与移动动量两个方面。
SLP中物流强度化成5个等级,分别用符号A,E,I,O,U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 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表3-6从至表绘制完成之后,在进行物流强度的相关分析。