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物流工程课程设计要点

33
2020年4月19日
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目 录
一、 基本原理———系统布置设计SLP........................................................2
1.1 系统布置设计SLP的基本介绍...................................................................2
1.2 SLP基本要素与程序模式.............................................................................2
二、 基本要素............................................................................................................3
2.1 液压转向器结构及有关参数........................................................................3
2.2 作业单位划分................................................................................................4
2.3 液压转向器生产工艺过程............................................................................5
三、 物流分析............................................................................................................6
3.1产品工艺过程分析.........................................................................................6
3.2物流强度分析.................................................................................................9
四、 作业单位非物流相关分析..........................................................................13
五、 作业单位物流与非物流综合相关分析...................................................14
5.1 计算合并后的相互关系分数及划分综合等级...........................................14
5.2 作业单位综合相关图...................................................................................15
六、 作业单位无面积拼块图相关分析............................................................16
6.1 画关系工作表...............................................................................................16
6.2 画无面积拼块图...........................................................................................17
6.3 选择最优无面积拼块图...............................................................................17
七、 工厂总平面布置三种可行性方案图及最优布置................................18
八、 评价方案及择优.............................................................................................22
8.1 计算权重.......................................................................................................22
8.2 选择方案.......................................................................................................22
九、 总结....................................................................................................................23
参考文献.....................................................................................................................23
一、 基本原理———系统布置设计SLP
1.1系统布置设计SLP的基本介绍
SLP是一种条理性很强、物流分析和作业单位关系密切程度分析相结合、寻求合理布置的技术,不但适合各种规模或种类的工厂的新建、扩建或改建中对设施设备的布置或调整,也适合制造业中对办公室、实验室、仓库等的布置设计,同时也可用于医院、商店等服务业的布置设计。它分为确定位置,总体区划,详细布置,实施四个阶段。
1.2 SLP基本要素与程序模式
1.2.1 SLP基本要素
在缪瑟提出的系统布置设计SLP中,正把P、Q、R、S、T作为给定的基本要素,作为布置设计工作的基本出发点。PQRST详细的含义如下:
(1) P——Products指系统物料的种类
(2) Q——Quantity指数量
(3) R——Routing指路线
(4) S——Service指辅助生产与服务过程的部门
(5) T——Time指物料流动的时间
1.2.2 程序模式
系统布置设计SLP的程序模式如下
二、 基本要素
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80m,所处地理位置如图2-1所示。该厂职工人数300人,计划改建成年产量6000套液压转向器的生产厂,需要完成工厂总布置面积设计。
2.1液压转向器结构及有关参数
液压转向器的基本结构由22个零、组件构成,每个零、组件的名称、材料、单件重量列于表2-1中,如下表所示:

表2-1 零件明细表
工厂名称:液压转向器厂
共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
总计划需求量
零件图号
形状尺寸
单件重量(kg)
说明
1
连接块组件

20
6000

0.09

2
前盖

HT250
6000

0.90

3
X型密封圈

橡胶
6200

0.04

4
挡环

20
6000

0.03

5
滑环

20
6000

0.03

6
弹簧片

65Mn
4

0.01

7
拨销

65Mn
6000

0.02

8
联动轴

45
6000

0.27

9
阀体

HT250
6000

7.00

10
阀芯

45
6000

0.6

11
阀套

20
6000

0.50

12
隔盘

20
6000

0.32

13
限位柱

45
6000

0.01

14
定子

40Cr
6000

1.20

15
转子

45
6000

0.60

16
后盖

20
6000

0.80

17
螺栓

45
36000

0.02

18
O型密封圈

橡胶
21000

0.01

19
限位螺栓

45
6000

0.02

20
油堵

塑料
28000

0.01

21
标牌

铝
6000

0.01

22
护盖

塑料
6600

0.01

编制(日期)
审核(日期)

2.2作业单位划分
根据液压转向器机构及工艺特点,液压转向器厂设立11个作业单位,(如表2-2所示),分别承担原材料存储、备料、热处理、加工与装配、产品性能试验、生产管理与服务等各项生产任务。

表2 -2 作业单位建筑物汇总表
序号
作业单位名称
用途
建筑面积(m2)
结构形式
备注
1
原材料库
存储钢材、铸锭
20×30

露天
2
铸造车间
铸造
12×24

3
热处理车间
热处理
12×12

4
机加工车间
车、铣、钻削
18×36

5
精密车间
精镗、磨削
12×36

6
标准件、半成品库
存储外购件、半成品
12×24

7
组装车间
组装转向器
12×36

8
性能试验室
转向器性能检验
12×12

9
成品库
成品储存
12×12

10
办公服务楼
办公室、食堂等
80×60

11
设备维修车间
机床维修
12×24

2.3 液压转向器生产工艺过程
液压转向器结构比较简单,生产工艺过程也不复杂,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、铝制标牌等都采用外购、外协方法获得,入厂后由半成品库保存。
(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。
定期订购的标准件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要进行性能试验,试验合格的产品送入成品库,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) 产品储存 所有合格的液压转向器存放在成品库待出厂。

三、 物流分析
3.1产品工艺过程分析
3.1.1 分析给定的工艺过程表及物流量计算
经过对产品加工、组装、检验等各个加工阶段及各工艺过程路线的分析,每个工艺过程的各工序中加工前工件单件重量、产生的废料重量及折算成全年重量的计算结果如下表(表3-1):

产品名称

序号
单件产品加工前后重量/kg
废料重量/kg
加工后工件重量
加工前工件重量
铸造废料
机加工废料
精密加工废料
全年废料总重
连接块组件
1
0.09
0.164
—
0.074
—
444
前盖
2
0.90
1.973
0.789
0.237
0.047
6438
挡环
4
0.03
0.075
—
0.045
—
270
滑环
5
0.03
0.075
—
0.045
—
270
联动轴
8
0.27
0.683
—
0.410
0.003
2478
阀体
9
7.00
18.518
7.407
3.333
0.778
69108
阀芯
10
0.60
0.866
—
0.260
0.006
1596
阀套
11
0.56
0.700
—
0.140
—
840
隔盘
12
0.32
0.400
—
0.080
—
480
限位柱
13
0.01
0.014
—
0.0043
0.0001
26.4
定子
14
1.20
2.424
—
1.212
0.012
7344
转子
15
0.60
0.866
—
0.260
0.006
1596
后盖
16
0.80
1.000
—
0.200
—
1200
表3-1 工艺过程表及物流量统计

3.1.2 各个自制零件、组件工艺过程图
经过分析各零件的加工路线及结合上表画出的各个零件的工艺过程图如下所示(其中每个数字的单位为kg):

原材料 原材料 原材料

1
1
1

2
4
0.164 1.973 0.075
4
机加工 铸造 机加工
0.074 0.045
6
6
1.184 0.789
4
机加工
0.09 废料 0.947 废料 0.03 废料
5
精密加工 废料0.237
6
0.047
0.90
废料

图一 连接块组件 图二 前盖 图三 挡环

原材料 原材料 原材料

1
1
1

4
0.075 0.683 18.518
2
4
机加工 机加工 铸造
0.045 0.410 7.407
6
0.273 11.111
5
4
精密加工 机加工
废料 废料 废料
6
0.03 0.003 7.778
5
0.27 精密加工 3.333
废料 废料
6
7.00 0.778
废料
图四 滑环 图五 联动轴 图六 阀体

原材料 原材料 原材料

1
1
1

4
4
0.866 0.700 0.400
4
机加工 机加工 机加工
0.260 0.140 0.080
6
6

3
热处理
废料 废料 废料
0.606 0.56 0.32
5

精密加工
0.006
6

0.6
废料

图七 阀芯 图八 阀套 图九 隔盘

原材料 原材料 原材料

1
1
1

3
3
4
0.0144
机加工 热处理 热处理
0.0043
3
4
2.424 0.866
4
热处理 机加工 机加工
废料 1.212 0.260
0.0101
3
5
3
精密加工 热处理 热处理
0.0001 废料 废料
1.212 0.606
5
5
6
精密加工 精密加工
废料
0.01 0.012 0.006
6
6
1.20 0.60
废料 废料
图十 限位柱 图十一 定子 图十二 转子
原材料
1

4
1.000
机加工
0.200
0.80
6

废料
图十三 后盖

3.1.3 汇总形成产品的总的工艺过程图如附件(A2纸上的大图)
3.2物流强度分析
3.2.1 作业单位之间的物流强度汇总
根据产品总的工艺过程图及统计作业单位之间的物流强度,得到如下物流强度汇总表(表3-2):
表3-2 物流强度汇总表
序号
作业单位对
物流量
总计
1
1-2
(1.973+18.518)×6000
122946
2
1-3
(2.424+0.866)×6000
19740
3
1-4
(0.164+0.075+0.075+0.683+0.866+0.700+0.400+0.0144+1.000)×6000
23864.4
4
2-4
(1.184+11.111)×6000
73770
5
3-5
(0.606+0.0101+1.212+0.606)×6000
14604.6
6
3-4
(2.424+0.866)×6000
19740
7
4-3
(0.606+0.0101+1.212+0.606)×6000
14604.6
8
4-5
(0.947+0.273+7.778)×6000
53988
9
4-6
(0.009+0.03+0.03+0.56+0.32+0.80)×6000
10980
10
5-6
(0.90+0.27+7.00+0.6+0.01+1.20+0.60)×6000
63480
11
6-7
6000×(0.09+0.90+0.03+0.03+0.02+0.27+7.00+0.6+0.50+0.02+0.01 +1.20+0.60+0.80+0.02+0.01)+6200×0.04+4 ×0.01+36000×0.02+21000×0.01+28000×0.01+6600×0.01
74544
12
7-8
74544×20%×2+74544
104361.6
13
8-9
74544
74544

3.2.2 作业单位产品运量从至表
当产品品种很多、产量很少且零件和物料的数量有很大时,能够用一个矩阵图表来表示个作业单位之间的物料移动方向和物流量,这张表就叫从至表。而组成该转向器的零件种类很多,因此能够用表示物流的移动方向和物流量。绘制的从至表如下(表3-3):

表3-3 物流量从至表
至
从

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11
1. 原材料库

122946
19740
23864.4

2. 铸造车间

73770

3.热处理车间

19740
14604.6

4.机加工车间

14604.6

53988
10980

5. 精密车间

63480

6.标准件、半成品库

74544

7. 组装车间

104361.6

8.性能试验室

74544

9. 成品库

10.办公、服务楼

11.设备维修间

3.2.3 作业单位物流强度分析
表3-3计算出物流量从至表后要对她们进行分级,以便对作业单位之间的关系的关系密切程度比较。物流强度等级划分采用著名的A、E、I、O、U等级,一般A占总作业单位正确10%,E占20%,I占30%,O占40%,U级代表那些无物流量的作业单位对。
物流强度分析如下表所示(表3-4):
表3-4 物流强度分析表
序号
路线
物流强度

作业单位对
物流强度(按照作业单位合并后)
(单位:10kg)
0 30 60 90 120 150
等级
1
1-2
122946
1-2

122946
A
2
7-8
104361.6
7-8

104361.6
E
3
6-7
74544
6-7

74544

E
4
8-9
74544
8-9

74544

I
5
2-4
73770
2-4

73770

I
6
5-6
63480
5-6

63480

I
7
4-5
53988
4-5

53988

I
8
1-4
23864.4
3-4

34344.6

O
9
1-3
19740
1-4

23864.4

O
10
3-4
19740
1-3

19740

O
11
3-5
14604.6
3-5

14604.6

O
12
4-3
14604.6
4-6

10980

O
13
4-6
10980

3.2.4 作业单位物流相关图如下图:(物流相关图)

四、 作业单位非物流相关分析
物流分析所得到的是定量的相互关系,可是各作业单位之间还存在着其它的非物流关系,它们一般不能用定量的方法得到,而要用一些定性的方法。这时相关图每个菱形格子不但要表示两两之间的密切程度等级,还要加上评级的理由,定性给出密切程度等级是时,包括A、E、I、O、U和X6种。
根据液压转向器的的加工流程路线,加工它的作业单位如下: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-服务楼、设备维修间,共有11个作业单位。
1、根据各作业单位的特点,如工作内容、工作性质、有无振动、噪声、烟尘及异味等环境污染,并分析各作业单位之间的重要联系,包括工艺流程、物流方面联系和工作性质相似性、生产管理、人员等,以及作业单位的环境污染是否对其它的作业单位有影响。综合各种因素,分析出的作业相互关系影响因素如下理由表(表4-1):
表4-1 作业单位相互关系评级理由
编号
作业相互关系的理由
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
安全与污染
6
共用设备设施
7
振动
8
人员联系

2、根据作业单位相互关系等级的比例,对液压转向器的生产作业单位之间的相互关系分配如下图:(非物流相关图)

五、 作业单位物流与非物流综合相关分析
5.1 计算合并后的相互关系分数及划分综合等级
经过综合考虑生产液压转向器的物流和非物流的关系,确定物流与非物流的重要性比值m:n的值为2:1(即加权值为2:1),有了比值与两个相关图(物流与非物流相关图),然后用公式计算两个作业单位i和j之间的相关密切程度CR:
CR=mMR+nNR ;
根据下表计算出的总分数的大小顺序(即相关密切程度CR值)再来划分综合等级,下表中共有55个作业单位,同时各档比例按照课本表6-1控制,这里我用的各等级比例关系分别如下:A(3%);E(8%);I(12%);O(20%);U(52%);X(5%),它们分别与55相乘,最终划分的各级别个数分别为A(2);E(5);I(7);O(11);U(27);X(3);划分等级的过程与结果如下表(表5-1):

表5-1 计算相互关系分数及划分综合等级表
作业单位对
相互关系等级程度
综合等级
物流关系(加权值:2)
非物流关系(加权值:1)
等级
分数
等级
分数
总分数
等级
1-2
A
4
E
3
11
A
1-3
O
1
I
2
4
I
1-4
O
1
I
2
4
I
1-5
U
0
U
0
0
O
1-6
U
0
U
0
0
U
1-7
U
0
U
0
0
U
1-8
U
0
U
0
0
U
1-9
U
0
U
0
0
U
1-10
U
0
U
0
0
U
1-11
U
0
U
0
0
U
2-3
U
0
U
0
0
U
2-4
I
2
E
3
7
E
2-5
U
0
U
0
0
U
2-6
U
0
O
1
1
O
2-7
U
0
U
0
0
U
2-8
U
0
U
0
0
U
2-9
U
0
U
0
0
U
2-10
U
0
X
-1
-1
X
2-11
U
0
O
1
1
O
3-4
O
1
A
4
6
I
3-5
O
1
O
1
3
I
3-6
U
0
U
0
0
U
3-7
U
0
U
0
0
U
3-8
U
0
U
0
0
U
3-9
U
0
U
0
0
U
3-10
U
0
X
-1
-1
X
3-11
U
0
O
1
1
O
4-5
I
2
E
3
7
E
4-6
O
1
E
3
6
I
4-7
U
0
I
2
2
I
4-8
U
0
O
1
1
O
4-9
U
0
U
0
0
U
4-10
U
0
I
2
2
O
4-11
U
0
O
1
1
O
5-6
I
2
E
3
7
E
5-7
U
0
U
0
0
U
5-8
U
0
U
0
0
U
5-9
U
0
U
0
0
U
5-10
U
0
X
-1
-1
X
5-11
U
0
O
1
1
O
6-7
E
3
I
2
8
E
6-8
U
0
U
0
0
U
6-9
U
0
U
0
0
U
6-10
U
0
U
0
0
U
6-11
U
0
U
0
0
U
7-8
E
3
A
4
10
A
7-9
U
0
U
0
0
U
7-10
U
0
E
3
3
I
7-11
U
0
O
1
1
O
8-9
I
2
A
4
8
E
8-10
U
0
O
1
1
O
8-11
U
0
U
0
0
U
9-10
U
0
O
1
1
O
9-11
U
0
U
0
0
U
10-11
U
0
U
0
0
U

5.2 作业单位综合相关图
根据表5-1划分的综合等级结果,填写作业单位综合相互关系表如下图:

六、 作业单位无面积拼块图相关分析
6.1 画关系工作表
关系工作表示对相关图的进一步总结,它每一列出一个作业单位,AEIOUX个成一列,将与之形成AEIOUX各级关系的其它单位分列在各列之中,如一列中有多种关系,以逗号隔开。对于此种作业单位之间的关系做成的关系表如下表6-1所示,其中最重要的是A,E和X列。

表6-1 各作业单位关系工作表
作业单位
A
E
I
O
U
X
1.原材料库
2

3,4
5
6,7,8,9,10,11

2.铸造车间
1
4

6,11
3,5,7,8,9
10
3.热处理车间

1,4,5
11
2,6,7,8,9
10
4. 机加工车间

2,5
1,3,6,7
8,10,11
9

5.精密车间

4,6
3
1,11
2,7,8,9
10
6.标准件、半成品库

5,7
4
2
1,3,8,9,10,11

7.组装车间
8
6
4,10
11
1,2,3,5,9

8.性能试验室
7
9

4,10
1,2,3,5,6,11

9.成品库

8

10
1,2,3,4,5,6,7,11

10.办公、服务楼

7
4,8,9
1,6,11
2,3,5
11.设备维修间

2,3,4,5,7
1,6,8,9,10

6.2 画无面积拼块图
对每一个作业单位做一个同样大小的方块,成为无面积拼块。摆放时,先找出最重要的,即A最多的,若A级数量相同,再比较E的。
摆放规则是:A级关系要边靠边,E级关系至少角靠角,X级关系不能靠边也不能靠角。本例先将1与2,7与8之间边靠边摆放,然后考虑E级关系,在考虑X级关系,依次类推,直到摆放完为止,最终确定摆放关系。
最终形成的3中无面积拼块图方案如下图(图1、图2、图3):

图一 图二 图三

6.3 选择最优无面积拼块图
对以上三种无面积拼块图分别进行评分,方法是:如果A级没有靠近,则扣2分;X级边靠边也扣2分;A级的只角靠角,扣1分;X级角靠角,E级没有角靠角的也扣1分。
经过以上的评价方法,对以上三种方案评价,评价的结果都没有扣分。