液壓轉向器廠總平面設施布置設計第1頁，共67頁，2023年，2月20日，星期一1.原始給定資料

當地現有一叉車修理廠，位于一條交叉公路邊上。占地面積為16000㎡，廠區南北長為200m，東西寬為80m.該廠職工人數300人，計劃改建成年產60000套液壓轉向器的生產廠。第2頁，共67頁，2023年，2月20日，星期一

2.液壓轉向器的結構及有關參數

液壓轉向器的基本結構由22個零件構成，裝配圖見圖3-2所示，每個零件的名稱、材料、單件重量及年需求量見表1。第3頁，共67頁，2023年，2月20日，星期一第4頁，共67頁，2023年，2月20日，星期一3.轉向器生產工藝過程轉向器生產工藝過程由于液壓轉向器結構比較簡單，因此其生產工藝過程也很簡單，總的工藝過程可分為零件制作與外購，半成品暫存，組裝，性能試驗與成品存儲等階段。（1）零件制作與外購液壓轉向器上的標準件、異形件如塑料護蓋、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。其它十三個零件由本廠自制，其工藝過程分別見表3～表15。表中各工序加工前工件重量為：該工序加工后工件重量÷該工序材料利用率。第5頁，共67頁，2023年，2月20日，星期一（2）標準件、外購件與半成品暫存生產出的零件經車間檢驗合格后，送入半成品庫暫存。定期訂購的標準件和外協件均放在半成品庫。（3）組裝所有零件在組裝車間集中組裝成液壓轉向器成品。（4）性能試驗所有組裝出的液壓轉向器均需進行性能試驗，試驗合格的成品送入成品庫，試驗不合格的的返回組裝車間進行修復。一次組裝合格率估計值為80%，二次組裝合格率為100%。（5）成品存儲所有合格的液壓轉向器存放在成品庫待出廠。第6頁，共67頁，2023年，2月20日，星期一4.自然氣象條件在氣候區劃上，南京屬于北亞熱帶濕潤氣候。南京處于西風環流控制下，季風顯著，四季分明，冬季受歐亞大陸氣團影響較深，天氣晴朗、寒冷、干燥。夏季受歐亞大陸低壓區影響，天氣炎熱，雨水充沛。春秋兩季是冬、夏交替過程中的季節，多以干燥涼爽天氣為主。南京的主導風向為東北西南向，夏季以東南風為主。第7頁，共67頁，2023年，2月20日，星期一分析過程第8頁，共67頁，2023年，2月20日，星期一1基本要素分析產品分析該公司生產的產品為液壓轉向器，年產60000套液壓轉向器。該液壓轉向器共22個零件，其中自制13個，外購9個。液壓轉向器的裝配圖及自制件的工藝流程、物流量均已知。要求根據所給信息，以成本最小為原則，對該公司的十二個廠房位置進行設計。該公司生產的液壓轉向器產品自制零件種類（13）較多，生產數量適中，適合按照工藝布置原則。第9頁，共67頁，2023年，2月20日，星期一工藝布置工藝布置——即按生產工藝的特點來組織生產單位，在一個單位（如車間）集中同種類型的設備及工人。優點：設備利用率高，個別設備出現問題，影響不大工人固定于一種設備，有利于專業技術的提高可以比較容易適應不同類型產品，柔性較大缺點：

產品（半成品）、原材料運輸路線長產品在加工過程中停放、等待時間長，延長了生產周期各生產單位之間協作、往來頻繁，管理較困難第10頁，共67頁，2023年，2月20日，星期一根據液壓轉向器結構及工藝的特點，液壓轉向器廠設立如表2所示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。2作業單位的劃分序號作業單位名稱用途建筑面積2)結構形式備注1原材料庫儲存鋼材、鑄錠20

露天2鑄造車間鑄造12

3熱處理車間熱處理12

4機加工車間車、銑、鉆削18

5精密車間精鏜、磨削12

6零件檢驗車間零件性能試驗12×12

7標準件、半成品庫儲存外購件、半成品12

8組裝車間組裝轉向器12

9性能試驗室轉向器性能試驗12

10成品庫成品儲存12

11辦公、服務樓辦公室、食堂等80

12設備維修車間機床維修12

第11頁，共67頁，2023年，2月20日，星期一對液壓轉向器的工藝流程進行分析，繪制工藝流程圖。工藝流程圖可以直觀的體現出液壓轉向器的生產工藝流程，方便之后根據工藝流程對工廠布局進行設計。1、計算物流量

在了解整個產品的工藝過程之前，需要知道產品全年的總物流量及在各個工序上產生的廢品量。物流量及廢品量是對工藝流程進行分析及設計廠房的很重要的依據。2、各個自制零部件工藝過程圖在了解整個液壓轉向器的工藝過程之前，首先要對各個自制件的工藝流程進行了解并且為其繪制工藝流程圖。3、繪制產品總工藝過程圖對整體的液壓轉向器工藝流程繪制工藝流程圖。3生產工藝過程分析第12頁，共67頁，2023年，2月20日，星期一全年物流量

產品名稱

毛重/kg廢料/kg鑄造廢料機加工廢料精加工廢料全年總質量連接塊0.09/0.55=0.1636

0.1636*0.45=0.0736

0.0736*60000=4418.1828前蓋0.90/(0.6*0.8*0.95)=1.97371.9737*0.4=0.78951.9737*0.6*0.2=0.23681.9737*06*0.8*0.05=0.04741.0737*60000=64422擋環0.03/0.4=0.075

0.075*0.6=0.045

0.045*60000=2700滑環0.03/0.4=0.075

0.075*0.6=0.045

0.045*60000=2700聯動軸0.27/(0.4*0.99)=0.6818

0.6818*0.6=0.40910.6818*0.4*0.01=0.00270.4118*60000=247080閥體7.00/(0.6*0.7*0.9)=18.518518.5185*0.4=7.407418.5185*0.6*0.3=3.333318.5185*0.6*0.7*0.10=0.777711.5185*60000=691110閥芯0.60/(0.7*0.99)=0.8658

0.8658*0.3=0.25970.8658*0.7*0.01=0.00610.2658*60000=15945.636閥套0.56/0.80=0.7

0.7*0.2=0.14

0.14*60000=8400隔盤0.32/0.8=0.4

0.4*0.2=0.08

0.08*60000=4800限位柱0.01/(0.7*0.99)=0.0144

0.0144*0.3=0.00430.0144*0.7*0.01=0.00010.0044*60000=264定子1.2/(0.5*0.99)=2.4242

2.4242*0.5=1.21212.4242*0.5*0.01=0.01211.2242*60000=73453.2726轉子0.6/(0.7*0.99)=0.8658

0.8658*0.3=0.25970.8658*0.7*0.01=0.00610.2658*60000=15948后蓋0.8/0.8=1

1*0.2=0.2

0.2*60000=12000第13頁，共67頁，2023年，2月20日，星期一單個構件程序流程圖第14頁，共67頁，2023年，2月20日，星期一第15頁，共67頁，2023年，2月20日，星期一第16頁，共67頁，2023年，2月20日，星期一第17頁，共67頁，2023年，2月20日，星期一產品總工藝過程圖1原材料庫2鑄造車間3熱處理車間4機加工車間5精密車間6零件檢驗車間7標準件、半成品庫8組裝車間9性能試驗室10成品庫第18頁，共67頁，2023年，2月20日，星期一4物流分析（1）多項產品程序圖

為了能夠更加清楚的了解零件的加工路線，繪制初始的多項產品程序圖并且對當前的效率進行評價。對以上十三個自制零件的工藝流程圖分析可知，只有4個自制零件的工藝流程圖存在反復路線，其余9個位順序路線。第19頁，共67頁，2023年，2月20日，星期一理想步數（10-1）*13=117總步數（10-1）*9+10+10+11+11=123效率評價117/123=95.122%改進前第20頁，共67頁，2023年，2月20日，星期一改進后理想步數（10-1）*13=117總步數（10-1）*9+9+9+11+11=121效率評價117/121=96.694%第21頁，共67頁，2023年，2月20日，星期一序號作業單位對物流量（kg）單位間物流強度(kg)年總物流強度(kg)11-21.9737+18.518520.4922122953221-3

2.4242+0.86583.2919740031-40.1636+0.075+0.075+0.7+0.4+1+0.6818+0.8658+0.01443.975623853644-60.09+0.03+0.03+0.56+0.32+0.81.8310980052-41.1842+11.111112.295373771863-40.6061+0.0101+2.4242+1.2121+0.8658+0.60615.724434346474-50.9474+0.2727+7.77788.997953987483-50.6061+0.0101+1.2121+0.60612.434414606495-60.9004+0.27+7.0001+0.6+0.01+1.2+0.610.5805634830106-712.4112.41744600117-812.784712.7847767080128-912.7847+12.7847*20%*217.89861073916139-1012.784712.7847767080（2）物流強度匯總表第22頁，共67頁，2023年，2月20日，星期一物流強度等級劃分表第23頁，共67頁，2023年，2月20日，星期一（3）從至表在之前的產品分析中，已經對物流量進行了計算。由于在各個零件生產過程中有損耗，所以同一條生產工藝上的物流量在改變。所以越往后的生產中物流量是減小的，但是由于損耗不是很大，物流量的變化也不會很明顯。根據所給作業單位數據及各個單位對應的編號做從至表。從從至表中可看出有物流關系的廠房，物流流動的從至關系。其中有物流關系的作業對為1-2,1-3,1-4,2-4,3-4,4-5,4-6，5-6,3-5,6-7,7-8，8-9,9-10，共13個作業單位對。第24頁，共67頁，2023年，2月20日，星期一從至表第25頁，共67頁，2023年，2月20日，星期一物流對流量表第26頁，共67頁，2023年，2月20日，星期一（4）物流強度分析表第27頁，共67頁，2023年，2月20日，星期一（5）物流相關圖1234567891011121

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物流原始相關表第28頁，共67頁，2023年，2月20日，星期一作業單位物流相關圖第29頁，共67頁，2023年，2月20日，星期一5作業單位相互關系分析根據液壓轉向器結構及工藝特點，液壓轉向器廠的作業單位的劃分有原材料庫、鑄造車間、熱處理車間、機加工車間、精密車間、零件檢驗車間、標準件半成品庫、組裝車間、性能試驗室、成品庫、辦公服務樓和設備維修車間。（1）明確各作業單位特點，包括各工作內容、工作性質、有無振動、噪聲、煙塵及異味等環境污染。第30頁，共67頁，2023年，2月20日，星期一各作業單位特點第31頁，共67頁，2023年，2月20日，星期一自然氣象條件的影響在氣候區劃上，南京屬于北亞熱帶濕潤氣候。南京處于西風環流控制下，季風顯著，四季分明，冬季受歐亞大陸氣團影響較深，天氣晴朗、寒冷、干燥。夏季受歐亞大陸低壓區影響，天氣炎熱，雨水充沛。春秋兩季是冬、夏交替過程中的季節，多以干燥涼爽天氣為主。南京的主導風向為東北西南向，夏季以東南風為主。由于作業單位中的熱處理車間、鑄造車間會產生粉塵，而精密車間和和辦公服務樓是要求遠離粉塵的。所以在這里需考慮的自然氣象條件主要為東南風，要求辦公服務樓和精密車間不能位于鑄造車間和熱處理的西北方向，并且鑄造車間和熱處理車間盡量靠的近一些。另外，在該廠空地處多種植樹木，以保持空氣中一定的適度，減少粉塵的紛飛。第32頁，共67頁，2023年，2月20日，星期一（2）作業單位相互關系理由從物流，工作流程，作業性質相似，使用相同設備，使用同一場地等一系列因素整理出影響作業單位相互關系的主要因素，并給出理由編碼

編號 理由 編號 理由1 工作流程的連續性 5 安全及污染2 生產服務 6 共用設備及輔助動力源3 物料搬運 7 振動4 管理方便 8 人員聯系第33頁，共67頁，2023年，2月20日，星期一（3）作業單位相互關系等級確定各作業單位對之間影響相互關系的因素，并初步確定相互關系等級作業單位相互關系等級劃分比例相互關系密切程度等級 符號 作業單位對比例(%) 絕對必要靠近 A 2～5 特別重要靠近 E 3～10 重要 I 5～15 一般 O 10～25不重要 U 45～80不希望靠近 X 酌情而定第34頁，共67頁，2023年，2月20日，星期一(4)作業單位相互關系第35頁，共67頁，2023年，2月20日，星期一6作業單位物流相關表與非物流相互關系表加權合并(1)各單位作業對綜合關系采用簡單加權的方法確定物流和非物流相互關系的重要性，該廠以產品生產為主，工藝加工較多，所以物料搬運較多，則可說明物流相互關系較為重要，因此確定物流和非物流相互關系比例為2:1。分別將物流強度等級和非物流的密切程度等級量化，賦予A＝4，E＝3，I＝2，O＝1，U＝0，X＝－l，取值區間(-1，12)A:11-12E:9-10I:6-8O:3-5U:0-2X:-1得到作業單位綜合相互關系如下表所示：第36頁，共67頁，2023年，2月20日，星期一綜合物流相關等級表單位對序號作業單位對關系密切程度綜合關系

物流關系（權值2）非物流關系（權值1）

等級分值等級分值分值等級11—2A4I210E21—3O1I24O31—4O1I24O41—5U0U00U51—6U0U00U61—7U0U22U71—8U0U00U81—9U0U00U91—10U0U00U101—11U0U11U111—12U0O11U122—3U0U00U132—4E3E39E142—5U0X-1-1X152—6U0U00U162—7U0U00U172—8U0U00U182—9U0X-1-1X192—10U0O11U202—11U0O11U212—12U0O11U223—4O1E35O233—5O1X-11U243—6U0U00U第37頁，共67頁，2023年，2月20日，星期一253—7U0O11U263—8U0O11U273—9U0U00U283—10U0U00U293—11U0O11U303—12U0O11U314—5I2X-13O324—6O1A45O334—7U0E330344—8U0E330354—9U0U00U364—10U0U00U374—11U0O11U384—12U0O11U395—6I2A48I405—7U0U00U415—8U0U00U425—9U0U00U435—10U0U00U445—11U0O11U455—12U0X-1-1X466—7E3A410E476—8U0O11U486—9U0O11U496—10U0U00U506—11U0U00U516—12U0O11U第38頁，共67頁，2023年，2月20日，星期一527—8E3A410E537—9U0U00U547—10U0U00U557—11U0I22U567—12U0I22U578—9A4A412A588—10U0U00U598—11U0I22U608—12U0E33O619—10E3A410E629—11U0E33O639—12U0O11U6410—11U0E33O6510—12U0U00U6611-12U0X-1-1X第39頁，共67頁，2023年，2月20日，星期一綜合物流相關等級與比例劃分表總分關系等級作業單位對數百分比（%）11，12A11.5159，10E57.5756，7，8I11.5153，4，5O1015.150，1，2U4568.175-1X46.060合計66100第40頁，共67頁，2023年，2月20日，星期一作業單位綜合相互關系表1234567891011121

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第41頁，共67頁，2023年，2月20日，星期一(2)作業單位綜合接近程度

作業單位綜合接近程度排序表

1234567891011121

E/3O/1O/1U/0U/0U/0U/0U/0U/0U/0U/02E/3

U/0E/3X/-1U/0U/0U/0X/-1U/0U/0U/03O/1U/0

O/1U/0U/0U/0U/0U/0U/0U/0U/04O/1E/3O/1

O/1O/1O/1O/1U/0U/0U/0U/05U/0X/-1U/0O/1

I/2U/0U/0U/0U/0U/0X/-16U/0U/0U/0O/1I/2

E/3U/0U/0U/0U/0U/07U/0U/0U/0O/1U/0E/3

E/3U/0U/0U/0U/08U/0U/0U/0O/1U/0U/0E/3

A/4U/0U/0O/19U/0X/-1U/0U/0U/0U/0U/0A/4

E/3O/1U/010U/0U/0U/0U/0U/0U/0U/0U/0E/3

O/1U/011U/0U/0U/0U/0U/0U/0U/0U/0O/1O/1

X/-112U/0U/0U/0U/0X/-1U/0U/0O/1U/0U/0X/-1

總和54291679741-1排序679100531371012第42頁，共67頁，2023年，2月20日，星期一備注：序號作業單位名稱1原材料庫2鑄造車間3熱處理車間4機加工車間5精密車間6零件檢驗車間7標準件、半成品庫8組裝車間9性能試驗室10成品庫11辦公、服務樓12設備維修車間第43頁，共67頁，2023年，2月20日，星期一7繪制作業單位位置相關圖關系等級表示方式表規定關系程度為A級的作業單位對之間距離為一個單位距離長度，E級為兩個單位距離長度，依次類推；（其中表示儲存區表示加工區表示辦公區表示檢驗區）第44頁，共67頁，2023年，2月20日，星期一作業單位位置相關圖第45頁，共67頁，2023年，2月20日，星期一8繪制作業單位面積相關圖根據給定的各作業單位的面積并按照1:1000的比例，由作業單位位置相關圖，以及初始的工藝布局和南京的自然氣候條件我們可以作出作業單位面積相關圖，把各作業單位占地面積附加到作業單位位置相關圖上，就形成了作業單位面積相關圖。如下圖所示：第46頁，共67頁，2023年，2月20日，星期一第47頁，共67頁，2023年，2月20日，星期一9做出初步設施布置參考實際工廠的情況，列出影響布置的修正因素與實際限制條件如下所示:1工作流程的連續性 5 安全及污染2生產服務 6共用設備及輔助動力源3物料搬運 7 振動4管理方便 8 人員聯系根據以上的綜合分析結果，對該工廠進行設計，設計過程中考慮了各個作業單位之間的綜合關系。其中包括一定要緊密相連的等級很高的作業單元，同時也要兼顧不能靠近的廠房。所給材料中，辦公區所占區域最大。故除了設計出辦公樓外，也設計了一些供員工休息鍛煉的場地，豐富員工的生活。由于工廠面積較大，除了各個作業單元外還有許多空地。為了將工廠的土地充分利用，在設計時加入了人工湖，草坪，樹林等區域，可以提高工廠的綠化程度并且可以起到清除噪音，粉塵等效果。第48頁，共67頁，2023年，2月20日，星期一方案一平面圖比例尺：1:1000注：該方案中的作業單元面積按照比例尺繪制，各個作業單元之間的道路，較寬的道路為10米，較窄的為5米。有“+”的區域為綠化帶。第49頁，共67頁，2023年，2月20日，星期一方案二平面圖比例尺：1:1000注：該方案中的作業單元面積按照比例尺繪制，各個作業單元之間的道路，較寬的為10米，較窄的為5米。有“+”的區域為綠化帶。第50頁，共67頁，2023年，2月20日，星期一方案三平面圖比例尺：1:1000注：該方案中的作業單元面積按照比例尺繪制，各個作業單元之間的道路為5米。有“+”的區域為綠化帶。第51頁，共67頁，2023年，2月20日，星期一評價與選擇第52頁，共67頁，2023年，2月20日，星期一單指標評價1、流量--距離分析評價

從流量距離角度分析知方案三的物流量及距離乘積和最小，其次是方案二，方案一的最大。從該方面考慮首選方案三。第53頁，共67頁，2023年，2月20日，星期一方案一物流--距離表

搬運工作總量S=1229532*5+197400*10+238536*22.4+737718*5+343464*10+146064*10+539874*32+109800*10+634830*34+744600*11.2+767080*5+1073916*5+767080*5=78770304第54頁，共67頁，2023年，2月20日，星期一方案二物流--距離表S=1229532*5+197400*18+238536*7.1+737718*5+343464*10+146064*10+539874*10+109800*10+634830*38+744600*5+767080*5+1073916*5+767080*5=67361996第55頁，共67頁，2023年，2月20日，星期一方案三物流--距離表S=1229532*5+197400*18+238536*5+737718*5+343464*5+146064*5+539874*5+109800*5+634830*12.1+744600*5+767080*5+1073916*5+767080*5=42156763第56頁，共67頁，2023年，2月20日，星期一2、F-D圖從F-D圖的分析來看，方案三最優，其次是方案二，最后為方案一。第57頁，共67頁，2023年，2月20日，星期一方案一的F-D圖根據方案一的F-D圖可以看出，其中的有兩個流量最大的在第四區域，，顯然不是很合理。但是在一三區域的最多，總體來說比較合理。

第58頁，共67頁，2023年，2月20日，星期一方案二的F-D圖根據方案二的F-D圖可以看出，其中的有一個流量最大的在第四區域，顯然不是很合理