设施规划课程设计Word下载.docx
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根据产品的制造步骤来布置各组成部分。
多适用于少品种,大批量的生产方式。
优点:
布置符合工艺工程,物流顺畅;
上下工序衔接,搬运少,存放量少;
可做到专业化,生产计划简单,易于控制。
缺点:
设备故障将引起整个生产线中断;
产品设计变化将引起布置的重大调整;
投资大,且生产线速度取决于最慢的机器。
②工艺原则布置(ProcessLayout):
是将同类人员与设备布置在一个地方的布置形式。
多适用于多品种、小批量的生产方式。
机器利用率高,减少设备数量;
设备和人员的柔性程度提高,更改产品品种和数量方便。
流程较长,搬运路线不确定,费用高;
生产计划与控制较复杂;
生产周期长,库存量大。
③定位布置(FixedLayout):
根据体积或重量把产品保留在一个位置上,设备、人员、材料都围绕产品而转。
多适用于大型设备的制造过程。
物料移动少;
可提高作业连续性和质量;
高度柔性,可适应产品和产量的变化。
人员和设备移动增加;
设备重复配备;
对工人技能要求高;
增加面积和工序间的储存。
④成组原则布置(GroupLayout):
一种实施成组加工的布置形式,介于工艺原则布置与产品原则布置之间,适应于中小批量生产。
产品成组,设备利用率较高;
流程通顺,搬运距离短,搬运量少;
有利于扩大工人的作业技能;
兼有产品原则布置和工艺原则布置的优点。
缺点:
需要较高的生产控制水平以平衡各单元之间的生产流程;
如果单元之间流程不平衡,需要中间存储,增加了物料搬运;
班组成员需要掌握所有的作业技能;
兼有产品原则布置和工艺原则布置的缺点。
在产品-产量的分析过程中,将P(产品)、Q(产量)的关系绘制成P-Q曲线(如图2-1),按产量递减的顺序排列产品。
通过对产品-产量分析,定义车间布置的形式。
图2-1P-Q曲线
表2-2生产类型划分
产品类型
年产量(件)
大量生产
成批生产
单件生产
大批
中批
小批
重型零件
中型零件
轻型零件
>
1000
5000
50000
300~1000
500~5000
5000~50000
100~300
200~500
5~100
10~200
100~500
<
5
10
100
在图2-1中,在J区的产品,产量小,或单件生产,适合于用工艺原则布置;
M区的产品,产量大,适合于用产品原则布置;
在M区与J区之间的产品,生产类型属于成批生产,适合于用成组原则布置。
乐融电器的主要产品有HS-01B外壳(日生产量1900件),HS-05外壳(日生产量1700件)。
HS-01B外壳,HS-05外壳的生产工艺相似,只是所需要的部分设备的部分机械不同,均需以下流程,如图2-2。
图2-2注塑生产工艺过程图
根据以上分析,外壳的生产类型属于成批生产,并且适合采用设备混合布置原则,同时虽然产品种类较多,但各种产品的生产工艺过程相似,所以注塑车间设施布置采用产品原则布置。
3.注塑车间设施布置
由于企业厂房是租赁的居民式厂房,所有辅助设施位置已定,因此主要讨论车间内部各单位相对位置的设计。
3.1.注塑车间的作业单位划分
通过对外壳的工艺过程分析以及外壳物料的要求,确定车间内所需要的作业单位。
表3-1作业单位一览表
序号
1
2
3
4
5
6
7
作业单位名称
模具准备区
物料准备区
原料加工区
注塑成型区
废料处理区
成品堆放区
出货区
3.2.各作业单位的面积确定
由于模具生产的特殊性,其主要设备为注塑成型机,其他辅助设备使用率不高,注塑成型机采用型号为HXF-128塑料注射成型机。
由于数据的缺乏,注塑机的数量以现有的数量(3台)为准进行分析计算。
在此,需要着重指出的是:
①由于模具属于重中型器件,重的多达500KG,所以不能叠放在一起,亦不能平铺放置,否则用叉车搬运很不方便,造成时间的浪费,所以采用旋转式货架或层式货架,提高面积的利用率的同时方便管理。
②该公司的货箱是由下单企业所提供的,具体过程是下单企业提供空箱,乐融将完成的产品装进空箱,再送还给下单企业。
且箱子数目较少,最多时为40个。
所以,为管理方便,将空箱和装满产品的箱一起存放在成品堆放区。
为便于取放,箱子的层数按3层计。
③原材料的叠放采用交叉叠放的形式,为存取方便,叠8层。
表3-2设备与面积需求一览表
作业单位细分
设备名称
设备数量
占地面积
辅助面积
模具堆放区
5.4
叉车停放区
手动液压推高车
0.88
模具起吊区
小计
8
原料堆放区
GH系列塑料干燥/混色两用机
0.6
HXF-128塑料注射成型机
20.16
17.28
世金塑料粉碎机
1.6
空箱堆放区
3.5
满箱堆放区
42.52
41.28
3.3.各作业单位间的相互关系
各作业单位之间的物流量和密切程度决定了各作业单位间的关系。
3.3.1.物流量分析
物流量是指在生产过程中的各个必要的生产工序之间物料移动的数量与强度。
常用的物流量分析方法有:
①工艺过程图:
由于在大批量生产中,品种很少,工艺流程图是用标准符号绘制的,因此能直接地反映出车间的生产情况。
此时,当物流分析时,只需在流程图上标注工序间的物料流量,就能够清楚地表明生产过程中的车间的物料运送状况。
②多种产品工艺过程表:
当品种多且产量较大的时候,将每一种产品的生产工艺列到一张表上,形成了多个工艺流程表。
为了在布置上尽可能减少倒流,达到物料顺序移动,调整图表上的工序顺序,使的具有最大物料流量的工序靠近,不断地调整,直至获得最优的工序顺序。
③成组方法:
当产品生产类型为中、小批量生产,而且产品品种比较多时,通常采用成组方法进行物料流量分析。
按工艺顺序的相似性进行分组,然后对每一组产品采用多种产品工艺过程表来表示各类产品的生产工艺过程,再作进一步的物料流量分析,得到最优的工序顺序。
④从至表:
当产品种类,以及零件、物料数量很多,但是产量较小时,可以用一个方阵图来表示每个作业单位之间的物料流动方向。
方阵的行是物料移动的源,称为从;
列是物料移动的目的地,称为至;
行列交叉点表示从源到目的地的物流量。
在以上四种方法中,最常用的是从至表。
根据产品的工艺及物料要求,进行分析得到产品物料搬运量,见表3-3,以及从至表,见表3-4。
表3-3生产作业单位相对重要性一览表
产品
日移动量(KG)
搬运难易程度
相对重要性
HS-01B外壳
原材料
150
0.3
0.45
混料
0.5
0.75
模具装夹
100
成品堆放
138
0.8
1.104
废料处理
12
0.4
0.048
HS-05外壳
480
4.8
从而得出从至表(表3-4)
表3-4从至表
3.3.2.作业单位相互关系表
作业单位间相互关系程度是根据物流量的计算、经验值或与相关人员进行讨论,然后进行判定的。
为了对作业单位间相互关系程度进行判定,首先制订一套相互关系基准,见表3-5
表3-5作业单位相互关系基准
字母
关系密切程度的依据
密切程度
系数值
A
使用相同的人员、公共设施和管理方式
绝对必要
E
搬运物料的数量、形状以及安全
特别重要
I
物料搬运的数量
重要
O
共用相同设备
一般
U
接触联系不多
不重要
X
外观和震动
不能接近
-1
根据产品的工艺流程,从至表以及各作业单位间的密切程度,得到作业单位之间的相互关系图,如图3-1。
图3-1作业单位相互关系图
由图可知,除去作业单元内部的工作组属于绝对必要之外,属于“绝对必要”(A)的有1对,属于“特别重要”(E)的有2对,属于“一般”(O)的有2对,属于“重要”(I)的有2对,属于“不重要”(U)的有17对。
本文的重点是讨论车间生产区域的设施布置,因此,不讨论工厂的非物流关系。
如果是工厂整体布置规划,则应整体考虑作业单位间的物流以及非物流因素,然后确定加权值,计算作业单位间的整体相互关系,并建立作业单位间的相互关系表。
3.3.3.作业单位位置相关图
在活动关系图之后,另一分析活动相关性的图表就是活动相关线图,其目的是将各活动的相关性连结成一整体,以较具体的形象予以表示,是整体考虑设施全体活动相关位置关系的基本图示。
图3-2作业单位位置相关图
3.3.4.作业单位面积相关图
将各作业单位的占地面积与几何形状结合到作业单位位置相关图上,就得到了作业单位面积相关图。
图3-3作业单位面积相关图
3.4.车间布局方案
一、约束条件:
1)厂房为居民住宅,面积已定,基础设施区和厂房门户朝向已定。
2)工厂在生产的同时,还必须保证生活所需,如车辆必须停在厂区之内等。
如图。
图3-4车间现有布置图
二、提出车间布局方案
结合车间的现有结构,提出新的规划方案,如图所示。
图3-5方案一布置图
图3-6方案二布置图
4.方案的评价择优
工厂布置过程是一个多目标优化设计过程,某个可行的布置方案可能在某一目标因素方面是非常优越的,而在另一目标因素方面可能并不突出,其它布置方案可能正好相反。
也就是说,各种布置方案各有优、缺点,需要进行综合评价,从中选出最优的布置方案。
本案中采用加权因素法。
加权因素法就是把布置设计的目标分解成若干个因素,并对每个因素的相对重要性评定一个优先级(加权值),然后,分别就每个因素评价各个方案的相对优劣等级,最后加权求和,求出各方案的得分,得分最高的方案就是最佳方案。
具体评价如表所示。
表4-1加权因素法评价过程
准则
权重%
对方案评分
加权得分
方案一
方案二
物流效率与方便性
30
1.2
空间利用率
15
工作环境安全与舒适性
20
管理方便性
10
布置方案可扩展性
25
总和
100%
2.95
3.25
根据计算结果可知,方案二优于方案一,因此选择方案一。
5.新旧方案对比
新旧方案布置图如图所示。
图5-1规划后布置图
图5-2规划前布置图
将改进后的布局和改进前的布局比较,我们不难得出以下几点改进之处:
1改变了车间乱摆乱放的现象,面积利用率得到了提高。
笔者实习的车间现场布置很混乱,物品的堆放没有一个明确的概念,往往是哪有空往哪摆,造成道路堵塞,物料运送不便,且可能存在安全隐患。
在对现场进行重新布置后,使得现场布置有序,面积利用率提高了20%左右,同时物料运输更加快捷方便。
2物流路程缩短。
对于25KG原材料而言,原先的物流路程需要48M,改进后的路程缩短至35M,而路程的缩短,意味着搬运浪费的减少,从而使得生产效率得到了提高。
3场地可扩展性增加。
对工厂东侧的场地进行了规划,对原料堆放区和辅助加工区进行了压缩,使得厂区留有大片空余面积,为今后业务的扩展做了充足的准备。
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