液压转向器厂总平面布置设计.doc

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1、湖南科技大学能源与安全工程学院07级工业工程系设施规划与物流设计设计题目： 液压转向器厂总平面布置设计 学生姓名： 谢 海 红 学 号： 0701040230 指导老师： 张红波 程晓娟 日 期： 2010年6月30日 目 录1、绪论31.1课程设计的目的41.2 课程设计题目和要求52 、设计产品名称53 、原始给定条件53.1 液压转向器结构及有关参数53.2 作业单位划分63.3 液压转向器厂生产工艺过程74、产品产量分析105、产品工艺过程分析105.1 计算物流量105.2 各零件的工艺过程图115.3 绘制总产品工艺过程图125.4 绘制产品初始工艺过程表126、 物流分析136.

2、1 绘制从至表136.2 绘制物流强度汇总表136.3划分物流等级146.4 绘制作业单位物流相关图157、 作业单位非物流关系分析158、 作业单位相互关系分析178.1 选取加权值178.2 综合相互关系计算188.3 划分关系密切级199 、工厂总平面布置209.1 综合接近程度219.2 作业单位位置相关图229.3作业单位面积相关图249.4 作业单位面积相关图调整2410 、方案的评价与选择(加权因素法)24液压转向器厂平面布置设计【摘要】：在现代工厂设施布置设计中，物流分析是主要内容。系统布置设计（SLP）是最具代表性的以物流分析为主的系统设计方法。SLP是一种逻辑性强、条理清晰

3、的布置设计方法。本设计就是通过运用SLP中的物流强度分析，作业单位相互关系、作业单位综合相互关系图、作业单位位置、面积相关图、等对液压转向器厂总平面进行布置设计。最终根据加权因素比较法选出最优方案。【关键词】：设施规划 物流分析 系统布置设计（SLP） 相关图 加权因素 1、绪论设施规划与物流分析是工业工程专业的一门主干专业课。 设施规划是工业工程学科中公认的重要研究领域和分支之一。设施规划特别是其中的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，其目标是通过对工厂个组成部分相互关系的分析，进行合理布置，得到高效运行的生产系统，获得最佳的经济效益和社会效益。工厂布置设计是一项多因素

4、、多目标的系统优化设计课题。学习和掌握工厂布置设计方法最有效的手段就是直接参与设计工作。由于社会需要的多样性，生产不同产品工厂的模式必然存在着差异，这就给工厂布置设计带来了难题。系统布置设计（SLP）方法提供了一种以作业单位物流与非物流的相互关系分析为主线的规划设计方法，采用一套表达力极强的的图例符号和简明表格，通过一套条理清晰的设计程序进行工厂布置设计。它不是一种严密的设计理论，而是一套实践性非常强的设计模式和规范的设计程序，并且为设施设计人员与生产管理人员广泛采用，效果良好。随着现代系统优化技术的发展和计算机辅助设计技术的应用，工厂布置设计已广泛地采用计算机辅助设计进行设施规划与布置。由于

5、影响设施布置的因素错综复杂，并且因素之间存在着相互影响、相互制约，大多数因素具有不确定性，因此，在设施布置设计中常将物流分析作为其主要内容，大多数计算机辅助设计布置设计软件也都以物流为主线，采用定量分析和定性分析结合的方法分析布置方案，并将定性分析转化为定量分析，以充分发挥计算机擅长于分析问题的优点。作为现代设施设计人员与生产管理人员，掌握与应用计算机辅助设施布置设计的方法和程序已成为必然要求。SLP的分析模式和方法原始资料：P、Q、R、S、T及作业单位 1物流 2作业单位相互关系 3相互关系图解 4所需面积 5可用面积 6面积相关图解 7修正因素 8实际条件限制 9评价 方案Y 方案X 方案

6、Z 选出的最佳布置方案 在SLP程序中，首先必须明确给出基本要素产品P、产量Q、生产工艺过程R、辅助服务部分S和时间安排T等原始资料；然后针对某些以生产流程为主的工厂，用物理强度等级及物流相关图来分析物流，同时利用量化的关系密级来分析非物流作业单位间的相互关系；再根据物流相关图与作业单位相互关系图，绘制作业单位位置相关图，计算占地面积后绘制单位面积相关图；再根据其他因素进行调整修正，对面积图进行调整，得出数个有价值的可行工厂布置方案，最后进行技术非中等因素评价，选出的到布置方案图。1.1课程设计的目的物流工程课程设计是物流工程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

7、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）通过应用和掌握课程设计CAD软件，培养学生综合运用所学专业知识分析和解决实际技术问题的能力，树立系统的实际思路。（4）通过课程设计，培养学生学会如何编写有关技术文件。1.2课程设计题目和要求1.2.1 设计题目：液压转向器厂总平面布置设计。1.2.2 设计要求：根据给定的原始条件，进行系统分析，完成工厂总平面布置设计。（1）工厂物流分析；（2）工厂

8、作用单位相互关系分析；（3）绘制作用单位位置相关图；（4）绘制作用单位面积相关图；（5）工厂总平面布置图多套；（6）评价最优，选出最佳平面布置图；（7）编写设计说明书。2、设计产品名称液压转向器厂总平面布置设计。3、原始给定条件当地现有一叉车修理厂，占地面积为16000,厂区南北长为200m，东西宽为80m，所处地理位置如图3-1所示，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。3.1液压转向器结构及相关参数表3-1 零件明细表工厂名称：液压转向器第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

9、求量零件图号形状尺寸单件重量（kg）说明1连接块组件2066000.092前盖HT25060000.093X型密封圈橡胶70000.044挡环2066000.035滑环2060000.036弹簧片65Mn420000.017拔销65Mn70000.028联动轴4566000.279阀体HT25066007.0010阀芯4566000.611阀套2066000.5612隔盘2066000.3213限位柱4566000.0114定子40Cr66001.2015转子4566000.6016后盖2066000.8017螺栓45400000.0218O型密封圈橡胶240000.0119限位螺栓45660

10、00.0220油堵塑料320000.0121标牌铝66000.01 22护盖塑料72000.01编制（日期）审核（日期）3.2作业单位划分表3-2作业单位建筑物汇总表序作业单位名称用途建筑面积结构型式备注1原材料库储存钢材，铸锭2030露天2铸造车间铸造1224室内3热处理车间热处理1212室内4机加工车间车，铣，钻削1836室内5精密车间精镗，磨削1236室内6标准件，关成品库储存外购件，半成品1224室内7组装车间组装转向器1236室内8性能试验室转向器性能检验1212室内9成品库成品储存1212室内10办公，服务楼办公室，食堂等8060室内11设备维修车间机床维修1224室内3.3液压转

11、向器厂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，总的工艺过程分为零组件制作与外购，半成品暂存，组装，性能测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、异型件采用外购和外协获得，入厂后由半成品库保存，其他零件有本厂自制，其工艺过程分别见表3-3至表3-15。(2) 标准件、外购件与半成品暂存，生产出的零、组件经车间内检验合格后送入半成品库暂存。定期订购的标准间和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) 性能试验，所有组装出的液压转向器均需进行性能试验，合格的成品送入成品库，不合格的返回组装车间进行

12、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待出厂。表3-3 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）计划年产量年产总量（kg）连接块组件1200.096600594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653半成品库暂存表3-4 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）计划年产量年产总量（kg）前盖2HT2500.9066005940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663机加工车间粗铣，镗，钻804精

13、密车间精镗555半成品库暂存表3-5 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）计划年产量年产总量（kg）挡环4200.036000180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3-6 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）计划年产量年产总量（kg）滑环5200.036000180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3-7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）计划年产量年产总量（kg）联动轴8450.2766001782序

14、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503精密车间精磨994半成品库暂存表3-8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）计划年产量年产总量（kg）阀体9HT2507.00600042000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603机加工车间粗铣，镗，724精密车间精镗905半成品库暂存表3-9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）计划年产量年产总量（kg）阀芯10450.666003960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723

15、热处理车间热处理4精密车间精磨995半成品库暂存表3-10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）计划年产量年产总量（kg）阀套11200.5666003696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803半成品库暂存表3-11 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）计划年产量年产总量（kg）隔盘12200.3266002112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803半成品库暂存表3-12 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）计划年产量年产总量（kg）限

16、位柱13450.01660066序号7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2机加工车间车，钻，插，铣703热处理车间调质4精密车间研磨995半成品库暂存表3-13 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）计划年产量年产总量（kg）定子1440Gr1.266007920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503热处理车间热处理4精密车间精磨995半成品库暂存 表3-14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）计划年产量年产总量（kg）转子15450.6066003960序号作业

17、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2机加工车间车，铣，钻703热处理车间淬火4精密车间研磨995半成品库暂存表3-15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）计划年产量年产总量（kg）后盖16200.8066005280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803半成品库暂存4、产品产量分析液压转向器厂自制零件计划年产量为6000件，单件大批量生产模式，可以归结为中批量生产方式。5、产品工艺过程分析5.1计算物流量表5-1 零件物流量计算产品名称毛重（kg） 废料（kg）铸造废料机加工废料精加工废料全年废

18、料总质量连接块组件0.090.65=0.1380.138-0.09=0.0480.0486600=316.8前盖0.90.660.80.55=3.0993.0990.34=1.0542.0450.2=0.4091.6360.45=0.736（3.099-0.9）6600=14513.4挡环0.030.4=0.0750.0750.6=0.0450.0456000=270滑环0.030.4=0.0750.0750.6=0.0450.0456000=270联动轴0.270.50.99=0.5450.5450.5=0.2730.2730.01=0.00273(0.545-0.27) 6600=1815

19、阀体7.00.90.720.6=18.00418.0040.4=7.20210.8020.28=3.0257.7770.1=0.777(18.004-7.0) 6000=66024阀芯0.60.990.72=0.8420.8420.28=0.2360.6060.01=0.00606(0.842-0.6)6600=1597.2阀套0.560.8=0.70.7-0.56=0.140.146600=924隔盘0320.8=0.40.4-0.32=0.080.086600=528限位柱0.010.990.7=0.01440.01440.3=0.00430.01010.01=0.000101(0.014

20、4-0.01) 6600=29.04定子1.20.990.5=2.4242.4240.5=1.2121.2120.01=0.012(2.424-1.2)6600=8078.4转子0.600.990.7=0.8660.8660.3=0.260.260.01=0.00606(0.866-0.6)6600=1755.6后盖0.80.8=11-0.8=0.20.26600=13205.2、各零件工业过程图5.3 绘制总产品工艺过程图(用年产量)5.4 绘制产品初始工艺过程表零件12458910111213141516原材料库 铸造车间 热处理车间 机加工车间 精密车间 标准件、半成品库 6、物流分析6

21、.1 绘制从至表(表6-1)1234567891011合计原材料库铸造车间热处理车间机加工车间精密车间标准件半成品库组装车间性能实验室成品库办公楼维修车间原材料库1284792171424925175118铸造车间7831578315热处理车间120001594727947机加工车间16067592671204287376精密车间6562865628标准件半成品库7895878958组装车间7895878958能实验室15791.67895894749成品库办公楼维修车间6.2绘制物流强度汇总表表6-2 液压转向器厂物流强度汇总表序号作业单位对物流强度11-212847921-32171431

22、-42492542-47831553-41200063-51594774-31606784-55926794-612042105-665628116-778958127-878958138-9789586.3划分物流强度等级表6-3 物流强度分析表序号作业单位对物流强度物流强度等级12345678910111213 1-27-86-78-92-45-64-51-41-34-33-54-63-4- AE E E E I I O O O O O O 其中表中未出现的作业单位对不存在固定的物流，因此物流强度等级为U级物流分析包括确定物料移动的顺序和移动量两个方面。如果通过工艺流程分析能够正确的安排各

23、工序的或作业单位之间的相互关系（前后顺序），那么各条线路上的物料移动量就是反映工序或作业单位之间相互关系密切程度的基本衡量标准。由于直接分析大量物流数据比较困难，而且也无必要，SLP中将物流强度化成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，对应着超高物流强度、特高物流强度、较大物流强度、一般物流强度和可忽略搬运5种等级，应按物流路线比例或承担的物流量比例来确定。可参考如下表： 表6-3-1 物流强度等级比例划分表物流强度等级符号物流线路比例（%） 承担的物流量比例（%）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

24、可忽略搬运U6.4绘制作业单位物流相关图7、作业单位非物流关系分析在制造企业或工厂中，当物流状况对生产有很大影响时，物流分析就是工厂布置的重要依据，但是也不能忽视非物流因素的影响，尤其是当物流对生产影响不大或没有固定的物流时，工厂布置就不能仅依赖于物流分析，而应考虑非物流因素对设施布置的影响。 不同的企业作业单位的设置是不一样的，作业单位间的相互关系的影响因素也是不一样的。作业单位间相互关系密切程度的典型影响因素一般可以考虑以下方面： 1、物流 2、工艺流程 3、作业性质相似 4、使用相同的设备 5、使用同一场所 6、使用相同的文件档案 7、使用相同的公用设施 8、使用同一组人员 9、工作联系

25、频繁程度 10、监督和管理方便 11、噪声、振动、烟尘、易燃易爆危险品的影响 12、服务的频繁和紧急程度据缪瑟在SLP中建议，每个项目中重点考虑的因素不应该超过810个。 确定了作业单位相互关系密切程度的影响因素以后，就可以给出各作业单位间关系密切程度等级，在SLP中作业单位间相互关系密切程度等级划分为A、E、I、O、U、X。其具体的含义如下表7-1所示表7-1 作业单位相互关系等级符号含义说明比例（%）符号含义说明比例（%）A绝对重要25O一般密切程度1025E特别重要310U不重要4580I重要515X负的密切程度不希望接近根据液压转向器厂的具体情况我们选择如下表7-2所示的作业单位相互关

26、系影响因素。并在此基础上作出非物流的各作业单位相互关系图。表7-2 作业单位相互关系影响因素编码 关系密切程度的理由编码 关系密切程度的理由1 工作流程的连续性5 安全与污染2 生产服务6 共用设备及辅助动力3 物料搬运7 振动4 管理方便9 人员联系非物流的各作业单位相互关系图8、作业单位相互关系分析8.1 选取加权值m:n在大多数工厂中，各作业单位之间既有物流联系也有非物流的联系，两作业单位之间的相互关系应包括物流关系与非物流关系，因此在SLP中，要将作业单位间物流的相互关系与非物流的相互关系进行合并，求出合成的相互关系综合相互关系，然后从各作业单位间的综合相互关系出发，实现各作业单位的合

27、理布置。一般，按照下列步骤求得作业单位综合相互关系表：(1)进行物流分析，求得作业单位物流相关表。(2)确定作业单位间非物流相互关系影响因素及等级，求得作业单位相互关系表。(3)确定物流与非物流相互关系的相对重要性。一般，物流与非物流相互关系的相对重要性比值mn不应超过1331。当比值小于13时，说明物流对生产的影响非常小，工厂布置时只需考虑非物流的相互关系；当比值大于31时，说明物流关系占主导地位，工厂布置时只需考虑物流相互关系的影响。实际工作中，根据物流与非物流相互关系的相对重要性，取mn=31，21，11，12，13。mn称为加权值。(4) 量化物流强度等级和非物流的密切程度等级。一般取

28、A=4、E=3、I=2、O=1、U=0、X=-1。(5) 计算量化的作业单位综合相互关系。设任意两个作业单位分别为Ai和Aj，其物流相互关系等级为MRij，非物流的相互关系密切程度等级为NRij，则作业单位Ai与Aj之间的综合相互关系密切程度TRij为 TRijmMRij+nNRij(6) 综合相系关系等级划分。TRij是一个量值，需要经过等级划分，才能建立与物流相关表相似的、符号化的作业单位综合相互关系表。综合相互关系的等级划分为A、E、I、O、U、X，各级对TRij值逐渐递减，且各级别的作业单位对数应符合一定的比例。需要说明的是，将物流与非物流相互关系进行合并时，应该注意X级关系密级的处理

29、，任何一级物流密级与X级非物流关系密级合并时，不应超过O级。对于某些极不希望靠近的作业单位之间的相互关系，可以定为XX级。划分等级见下表8-1 表8-1 综合相互关系等级及划分比例 关系等级符号作业单位对比例（%）关系等级符号作业单位对比例（%）绝对必要靠近A13一般O515特别重要靠近E25不重要U2085重要I38不希望靠近X8.2 综合相互关系计算(表) 表8-2液压器厂作业单位综合相互关系计算序号作业单位对关系密切程度综合关系物流关系（加权值：1）非物流关系（加权值：1）分值等级等级分数等级分数112A4E37A213O1I23314O1O12I415U0U00U516U0E33I61

30、7U0U00U718U0U00U819U0U00U9110U0U00U10111U0U00U1123U0O11O1224E3E36E1325U0U00U1426U0O11O1527U0U00U1628U0U00U1729U0U00U18210U0X-1-1X19211UOU00U2034O1E34I2135O1O13I2236U0U00U2337U0U00U2438U0U00U2539U0U00U26310U0X-1 -1X27311U0U00U2845 I2E35E2946O1E34I3047U0I22I3148U0U00U3249U0U00U33410U0X-1-1X34411U0011O

31、3556I2E35E3657U0U00U3758U0U00U3859U0U00U39510U0O11O40511U0U00U4167E3I25E4268U0O114369U0U00U44610U0U00U45611U0U00U4678E3A47A4779U0011O48710U0U00U49711U0U00U5089E3E36E51810U0U00U52811U0U00U53910U0U00U54911U0I22I551011U0U00U8.3 划分关系密切级(表)进一步统计各级作业单位对综合相互关系比例如下表8-3表 8-3 综合相互关系等级的划分总分关系等级作业单位对百分比（%）7A23.

32、635-6E59.092-4I814.541O610.900U3156.36-1X35.45总计551009、工厂总平面布置设施布置的原则1. 工厂总平面布置设计原则（1） 要符合生产工艺要求工厂布置要求符合生产工艺要求，使生产工艺运输路线通畅，连续和便捷，尽量避免主要工艺路线交叉往返。为此需要采用物流分析方法，求得合理的布置。（2） 要满足防火，防爆，防震和防噪声安全生产时工厂布局首先要考虑的问题，在某些危险生产部门之间应留出适当的防火，防爆间距。振动会影响精密作业车间的生产，因此精密车间必须远离震源或采用必要的隔振措施。如机械厂的精细加工车间及计量部门应远离锻造车间或冲压车间。噪声不仅影响工作，而且还会摧残人的身体健康，因此，在工厂总平面布置时要考虑防噪声问题，二可以采取使人员多的部门远离噪声源等方法。