1、設施規劃與物流分析課程設計學生：田博鑫學院：機械與運載工程學院專業班級：工業工程 1101 班指導教師：黃向明二O四年七月二十四日目錄1. 課程設計的目的物流工程課程設計是物流工程課程的重要實踐性教學環節，是綜合運用所學專業知 識，完成工廠布置設計工作而進行的一次基本訓練。其目的是：（1）能正確運用工業工程基本原理及有關專業知識，學會由產品入手對工廠生產系 統進行調研分析的方法。（2）通過對某工廠布置設計的實際操作，熟悉系統布置設計方法中的各種圖例符號 和表格，掌握系統布置設計方法和搬運系統設計的規范設計程序。（3）通過課程設計，培養學生學會如何編寫有關技術文件。（4）通過課程設計，初步樹立正

2、確的設計思想，培養學生運用所學專業知識分析和 解決實際技術問題的能力。2. 課程設計的內容物流工程課程設計的主要目標是培養學生如何分析、發現現有生產廠布置方面存在 的問題，并加以改善的工作能力，以及掌握完整的系統布置設計方法。為此，本課程設 計包括兩個階段：一是給定工廠總平面布置設計階段，二是工廠搬運系統設計。具體內 容與工作量要求如下：公司有地36000吊,廠區南北為300m廠區東西南120m該廠預計需要工人1000人, 計劃建成年產15萬套液壓轉向器的生產廠，需要完成工廠總平面布置設計及物料搬運系 統的設計。因提供面積比較少，需考慮采用聯合廠房的形式。（一）液壓轉向器的結構及有關參數液壓轉

3、向器的基本結構如圖1所示，由27個零件以及組件構成，每個零件、組件的 名稱、材料、單件重量及年需求量均列于表1中。表1液壓轉向器零件明細表工廠名稱：液壓轉向器廠產品名稱液壓轉向器產品代號：110計劃年產量/個150000序號零件名稱零件代號自制外購材料總計劃需求量/萬個零件 圖 號形狀單件重量/kg1連接V4515塊組件2前蓋VHT250153X形密圭寸圈V橡膠154擋環V20155滑環V45156彈簧片V65Mn907拔銷V65Mn158聯動器V45159閥體VHT250151010閥芯V451511閥套V201512隔盤V201513限位塊V451514定子V40Cr1515轉子V4515

4、16后蓋V201517螺栓V459018O密圭寸圈V橡膠9019限位螺栓V451520油堵V塑料6021標牌V鋁1522護蓋V塑料1523O橡膠密圭寸圈V橡膠1524螺釘V456025彈墊V65Mn6026O密圭寸圈50V橡膠1527鋼球8V4515（二）作業單位劃分根據液壓轉向器的結構及工藝特點，設立如表 2所示的12個作業單位，分別承擔原 材料存儲、備料、熱處理、加工與裝配、產品性能試驗、生產管理與服務等各項生產任 務。表2作業單位建筑的匯總表序號作業單位名稱用途建筑面積備注1原材料庫儲存鋼材、鑄錠4545露天2鑄造車間鑄造45303熱處理車間熱處理30304機加工車間車銑鉆削45605精

5、密車間精鏜、磨削45606標準件、半成品庫儲存外購件、半成品30607組裝車間組裝轉向器45608性能試驗室性能檢驗20309成品庫成品儲存304510辦公服務樓辦公食堂等806011設備維修車間機床維修203012油漆車間油漆儲存和轉向器油漆3045（三）液壓轉器生產工藝過程液壓轉向器結構比較簡單，因此，生產工藝過程也比較簡單，總的工藝過程可分為： 零、組件的制作與外購；半成品暫存、組裝；性能試驗、表面油漆處理與成品存儲等階 段。1 零件的制作與外購液壓轉向器上的標準件、異型件如塑料護蓋、鋁制標牌等都是采用外購、外協的方 法獲得，入廠后由半成品庫保存，其他零件由本廠自制，其工藝過程分別見表3

6、表15所示。表中各工序加工前工件重量 二該工序加工后工件的重量/該工序材料利用率。2 標準件、外購件與半成品暫存生產出的零、組件經檢驗合格后，送入半成品庫暫存。定期訂購的標準件和外協件均存放在半成品庫3組裝：所有零件、組成在組裝車間集中組裝成液壓轉向器成品。4性能測試：所有組裝出的液壓轉向器均需進行性能實驗，試驗合格的成品送入成 品庫，試驗不合格的返回組裝車間進行修復。一次組裝合格率估計值為85%二次組裝合 格率為100%5. 產品油漆：產品通過性能測試，對轉向器外體進行噴涂防銹漆和黑色面漆。6. 產品存儲：所有合格液壓轉向器存在成品庫等待出廠。表3連接塊組件加工工藝過程表產品名稱件號材料單件

7、重量/kg計劃產量/萬套年產總質量/kg連接塊組件1451515000序號作業單位名稱工序內容工序材料利用率（）1原材料庫備料2機加工車間車、鏜、鉆等653熱處理車間熱處理4精密車間精鏜955半產品庫暫存表4前蓋加工工藝過程表產品名稱件號材料單件重量/kg計劃產量/萬套年產總質量/kg前蓋2HT25015180000序號作業單位名稱工序內容工序材料利用率（）1原材料庫備料2鑄造車間鑄造653機加工車間車、鏜、鉆等904精密車間精鏜955半產品庫暫存表5擋環加工工藝過程表產品名稱件號材料單件重量/kg計劃產量/萬套年產總質量/kg擋環420156000序號作業單位名稱工序內容工序材料利用率（）1

8、原材料庫備料2機加工車間車、鏜、鉆等453熱處理車間發藍4半產品庫暫存表6滑環加工工藝過程表產品名稱件號材料單件重量/kg計劃產量/萬套年產總質量/kg滑環545156000序號作業單位名稱工序內容工序材料利用率（）1原材料庫備料2機加工車間車削753半產品庫暫存表7聯動器加工工藝過程表產品名稱件號材料單件重量/kg計劃產量/萬套年產總質量/kg聯動器8451548000序號作業單位名稱工序內容工序材料利用率（）1原材料庫備料2機加工車間車削、銑653熱處理車間淬火4精密車間精磨995半產品庫暫存表8閥體加工工藝過程表產品名稱件號材料單件重量/kg計劃產量/萬套年產總質量/kg閥體9HT250

9、10151500000序號作業單位名稱工序內容工序材料利用率（）1原材料庫備料2鑄造車間鑄造603機加工車間銑、鏜854精密車間精鏜955半產品庫暫存表9閥芯加工工藝過程表產品名稱件號材料單件重量/kg計劃產量/萬套年產總質量/kg閥芯104515120000序號作業單位名稱工序內容工序材料利用率（）1原材料庫備料2機加工車間粗車、鉆、銑753熱處理車間淬火4精密車間精磨985半產品庫暫存表10閥套加工工藝過程表產品名稱件號材料單件重量/kg計劃產量/萬套年產總質量/kg閥套112015105000序號作業單位名工序內容工序材料利用率（）稱1原材料庫備料2機加工車間車削853熱處理車間發藍4半

10、產品庫暫存表11隔盤加工工藝過程表產品名稱件號材料單件重量/kg計劃產量/萬套年產總質量/kg隔盤12201560000序號作業單位名工序內容工序材料利用率（）稱1原材料庫備料2機加工車間銑、鉆853熱處理車間發藍4半產品庫暫存表12限位柱加工工藝過程表產品名稱件號材料單件重量/kg計劃產量/萬套年產總質量/kg限位柱1345151500序號作業單位名稱工序內容工序材料利用率（）1原材料庫備料2機加工車間車、鏜803熱處理車間熱處理4精密車間端磨995半產品庫暫存表13定子加工工藝過程表產品名稱件號材料單件重量/kg計劃產量/萬套年產總質量/kg定子1440Cr15210000序號作業單位名稱

11、工序內容工序材料利用率（）1原材料庫備料2熱處理車間退火3機加工車間* 插654熱處理車間調質5精密車間研磨996半產品庫暫存表14轉子加工工藝過程表產品名稱件號材料單件重量/kg計劃產量/萬套年產總質量/kg轉子154515120000序號作業單位名稱工序內容工序材料利用率（）1原材料庫備料2熱處理車間正火3機加工車間車、鉆、銑754熱處理車間淬火5精密車間研磨996半產品庫暫存表15后蓋加工工藝過程表產品名稱件號材料單件重量/kg計劃產量/萬套年產總質量/kg后蓋162015150000序號作業單位名稱工序內容工序材料利用率（）1原材料庫備料2機加工車間車、鉆853半產品庫暫存工廠總平面布

12、置設計工廠布置的基本設計原則選擇工廠位置時應考慮的有經濟因素、政治因素、社會因素、自然因素、地理條件、 發展余地、三廢處理因素等。其中經濟因素主要包括運輸條件與費用、勞動力可獲性與 費用、能源的可獲性與費用、廠址條件和費用；政治因素包括郭嘉的穩定、法制、水手 等；社會因素包括居民的生活習慣、教育水平等；自然因素包括氣候條件和水資源狀況 等，并且盡量接近原材料產地和消費市場。為了達到上述的工廠布置目標，在根據當地規劃要求確定適當的廠址位置的前提下， 應根據下列原則進行工廠布置。1 、工廠總平面布置設計原則（1）滿足生產要求，工藝流程合理 工廠總體布局應滿足生產要求， 符合工藝過程， 減少物流量，

13、同時重視各部門之間的 - 關系密切程度。具體布置模式有兩種： 按功能劃分廠區，即將工廠的各部門按生產性質、衛生，防火與運輸要求的 相似性，將工廠劃分為若干功能區段。如中、大型機械工廠的廠區，可劃分為加工裝配 區，備料（熱加工）區，動力區、倉庫設施區及廠前區等。這種布置模式的優點是各區 域功能明確，相互干擾少，環境條件好，但是，這種布置模式難以完全滿足工藝流程和 物流合理化的要求。 采用系統布置設計模式，即按各部門之間物流與非物流相互關系的密切程度 進行系統布置，因此可以避免物料搬運的往返交叉，節省搬運時間與費用。（2）適應工廠內外運輸要求，線路短捷順直；工廠總平面布置要與工廠內部運輸方 式相適

14、應。根據生產產品產量特點，可以采用鐵路運輸、道路運輸、帶式運輸或管道運 輸等。根據選定的運輸方式，運輸設備及技術要求等，合理地確定運輸線路及與之有關 的部門的位置。廠內道路承擔著物料運輸，人流輸送，消防通行的任務，還具有劃分廠區的功能； 道路系統的布局對廠區綠化、美化，排水設施布置，工程管線鋪設，也有重大影響。工廠內部運輸方式，道路布局等應與廠外運輸方式相適應，這也是工廠總平面布置 應給予重視的問題。（3）合理用地 節約用地是我國的一項基本國策。工業企業建設中，在確保生產和 安全的前提下，應盡量合理地節約建設用地。在工廠總平面布置時可以采取如下措施： 根據運輸、防火、安全，衛生、綠化等要求，合

15、理確定通道寬度以及各部 門建筑物之間的距離，力求總體布局緊湊合理。 在滿足生產工藝要求的前提下，將聯系密切的生產廠房進行合并，建成聯合廠房。此外，可以采用多層建筑或適宜的建筑物外形 適當預留發展用地（4）充分注意防火、防爆、防振與防噪聲 安全生產是工廠布局首先要考慮的問題， 在某些危險部門之間應留出適當的防火、防爆間距。振動會影響精密作業車間的生產，因此精密車間必須遠離振源或采用必要的隔振措 施。如機械廠的精加工車間及計量部門應遠離鍛造車間或沖壓車間。噪聲不僅影響工作，而且還會摧殘人的身體健康。因此，在工廠總平面布置時要考 慮防噪聲問題，一是可以采取隔音措施，降低噪聲源發出的噪聲級；二是可以采

16、取使人 員多的部門遠離噪聲源的方法。（5）利用風象、朝向的自然條件，減小環境污染生產中產生的有害煙霧和粉塵會嚴重影響工作人員的身體健康，并會造成環境污染。進行工廠總平面布置前，必須了解 當地 全年各季節風向的分布和變化轉換規律，繪制成風象圖，找出全年占優勢的盛 行風向及最小風頻風向。如我國北方大部分地區春，夏季盛行東南風，秋，冬季盛行西 北風。散發有害煙霧或粉塵的車間，應分布在兩盛行風向間的最小頻風向的上風側。另外，建筑物的朝向也是工廠總平面布置時應注意的問題，特別是對日照、采光和 自然通風要求較高的建筑物，更應注意這個問題。（6）充分利用地形、地貌、地質條件。（7）考慮建筑群體的空間組織和造

17、型，注意美學效果。（8）考慮建筑施工的便利條件。上述設計原則涉及面非常廣， 往往存在相互矛盾的情況， 應結合具體條件分別考慮。2 、車間布置設計原則（1）確定設備布置形式 根據車間的生產綱領，分析產品產量關系，從而確定生 產類型是大量生產、成批生產還是單件生產，由此決定車間設備布置形式是采用流水線 式，成組單元式還是機群式。（2）滿足工藝流程要求 車間布置應保證工藝流程順暢，物料搬運方便，減少或避 免往返交叉物流現象。（3）實行定置管理，確保工作環境整潔，安全車間布置時，除對主要生產設備安排 。適當位置外，還需對其它所有組成部分包括在制品暫存地，廢品廢料存放地，檢 驗試驗用地、工人工作地，通道

18、及輔助部門如辦公室，生活衛生設施等安排出合理的位置，確保工作環境整潔及生產安全(4) 選擇適當的建筑形式 根據工藝流程要求及產品特點，配備適當等級的起重運 輸設備，進一步確定建筑物高度、跨度、柱距及形狀。(5) 采光、照明、通風，采暖、防塵、防噪聲。(6) 具備適當的柔性，適應生產的變化。產品分析產品品種的多少和產量的高低直接決定了企業生產類型以及設備的布置形式。企業可參考圖2-1來確定企業的生產類型。大批大量生產類型一般才去流水線布置形式，單間 小批量生產類型一般才去機群式布置形式，而多品種小批量生產類型則可以采取成組原 則布置形式。多低大高大批大量生產如：汽車、計算機單件小批生產女口：大型

19、水輪機圖2-1生產類型的選擇示意圖工藝過程分析工藝過程圖種類(1)單品種工藝過程圖將產品生產過程用符號通過豎線連接起來構成的圖形就稱之為該產品的工藝過程圖大批量生產過程中，由于產品品種少，可以用單品種工藝過程圖來繪制產品的工藝過程, 在進行物流分析時只需要在工藝過程圖上標注各道工序之間的物流量，就可以清楚地反 映工廠生產過程中的物料搬運情況。以閥體為例，閥體毛坯重量為，經過鑄造產生的廢 料為，經過機加工產生的廢料為，經過精加工產生的廢料為，產品凈重為1500t。表2-1閥體加工工藝過程表產品名稱件號材料單件重量/kg計劃產量/萬套年產總質量/kg閥體9HT25010151500000序號作業單

20、位名稱工序內容工序材料利用率()1原材料庫備料2鑄造車間鑄造603機加工車間銑、鏜854精密車間精鏜955半產品庫暫存(2)多品種工藝過程圖工藝過程圖可以用來詳細描述產品生產過程中各工序之間的關系，也可以用來描述全廠各部門之間的工藝流程。在描述全場各部門質檢產品工藝流程時，用操作符號表示加 工與裝配等生產車間，用儲存富豪表示倉儲部門，用檢驗符號表示檢驗、試車部門等。 在多品種且批量較大的情況下，如當產品品種為 10種左右時，將各種產品的生產工藝流 程并列排列繪制在一張圖中，就形成了多品種產品工藝過程圖。液壓轉向器工藝過程圖(1)計算零件物流量根據已知的原材料物流量，計算得出年物流量。結果如表所

21、示表 零件物流量(2) 液壓轉向器屬于單品種工藝過程圖，根據原材料進行計算，繪制，得出液壓轉向 器工藝過程圖，見附件 (工藝過程圖 )。物流分析物流分析物流分析是工廠平面布置的基礎，據統計資料分析，物料搬運費用占產品制造費用 的 20%50%，而物料搬運工作量直接與工廠布置情況有關。 有效的布置大約能減少搬運費 用的 30%左右。工廠布置的優劣不僅影響著整個生產系統的運轉， 而且影響物料搬運成本， 稱謂覺醒產品生產成本高低的關鍵因素之一。因此，在滿足生產工藝流程的前提下，減 少物料搬運工作是工廠布置設計中最為重要的目標之一。從至表當研究的產品、零件貨物料品種數量非常多時，用從至表研究物流狀況非

22、常方便。 從至表是一個方陣表格，以一定的順序按行排列無聊移動的其實作業單位，以相同的順 序按列排列無聊移動的終止作業單位，行、列相交的方格中記錄從起始作業單位到終止 作業單位的各種物料搬運量的總和，又是也可同時注明物料種類代號。當物料沿著作業單位排列順序正向移動時，即沒有倒流物流時，從至表中只是上三 角方陣有數據，這是一種理想狀態；當存在物流倒流現象時，物流倒流量出現在從至表 中的下三角方陣中。此時，從至表中任何兩個作業單位質檢的總物流量等于正向物流量 與逆向物流量之和。對液壓轉向器場的廠區作業單位建筑進行分析，得出物流從至表如表2-2 ：XXU “UUXU女0 -UXUUXUXUXU 7U&

23、gt;<XUXUXVXUXUUXUUXUXUUU-UXUXUXU><UUXUXUXUUXUU .X><UUUXU-U<U><U .UU ,E><EU2物流分析對從至表進行分析，得出表2-3表2-3物流強度分析表物流相關圖為了簡明地表示所有作業單位之間的物流相互關系，根據從至表的結構構造一種作業 單位之間物流相互關系表。將其進行變換，得物流相關圖 （表2-4）。表2-4作業單位物流相關圖作業單位名稱P原材料1鑄造車間2 *熱處理車間3-機加工車間4' -精密車間5半成品庫6_組裝車間7性能實驗室8J 成品庫9辦公服務10 口設備

24、維修車間11. 口油漆車間12>作業單位相互關系作業單位相互關系的決定因素當物流狀況對企業生產有重大影響時，物流分析就是進行工廠布置的重要依據，但 是也不能忽視非物流因素的影響， 尤其是當無流量對生產影響不大或沒有固定的物流時， 工廠布置就應該考慮其他因素對個作業單位相互關系的影響。作業單位相互關系的決定因素如表 2-5 所示。表 2-5 作業單位相互關系的決定因素非物流相關圖綜合考慮工作流程的連續性、生產服務、物料搬運、管理方便，保證安全及污染，避 免震動、噪聲、煙塵，使人員聯系密切，信息傳遞流暢，得出作業單位非物流相關圖如 下，見表 2-5 。作業單位名稱原材料1鑄造車間2熱處理車間

25、3 機加工車間4精密車間5 半成品庫6組裝車間7性能實驗室8成品庫9辦公服務10設備維修車間11油漆車間12作業單位綜合相互關系表綜合相互關系表把AEIOUX分別記作4, 3, 2, 1, 0, -1分，將物流關系與非物流關系按 2： 1的比例 關系進行加權計算，得出綜合相關表，見表 2-6。表2-6作業單位綜合相關圖按照上述關系劃分等級，得出作業單位綜合相關圖。見表2-7作業單位名稱原材料1鑄造車間2熱處理車間3機加工車間4精密車間5半成品庫6組裝車間7性能實驗室8成品庫9辦公服務10設備維修車間11油漆車間12UO關系工作表根據綜合相關圖，得出關系工作表如表2-8 o表2-8作業關系表作業單位無面積拼塊圖根據以上所得關系工作表，可得每一個工作單位的無面積拼塊圖。如圖2-2布置方案根據無面積拼塊圖，得出三套布置方案 ( 見，)。布置方案的評價從物流效率、 工藝流程要求及生產變化的適應性等方面對各方案進行評價比較， 得出 最佳方案。綜合分析，方案 2 布置的道路整齊，設施布置合理，滿足工藝流程要求， 并能適應生 產變化的要求。因此選用方案 2的工廠布置() 。機加工廠設施布置對機加工工廠的設備需求， 物料流動， 工廠面積進行