中部槽厂总平面布置设计.docx
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中部槽厂总平面布置设计
课程设计
题目:
中部槽厂总平面布置设计
院:
机械工程学院
专业:
工业工程班级:
1102学号:
学生姓名:
指导老师:
龚存宇、刘明伟
完成日期:
2013-12-02~2013-12-20
目录
一、设计产品名称·3
二、原始给定条件·3
三、产品——产量分析·6
四、产品工艺过程分析·6
五、物流分析·8
六、作业单位非物流相互关系分析·11
七、作业单位综合相互关系分析·12
八、工厂总平面布置·16
九、方案的评价与选择·23
十、设计体会和心得·24
十一、参考文献·24
十二、附录·25
一、设计产品名称
中部槽厂总平面的设施布置设计
二、原始给定条件
公司有地80000平方米,厂区南北为200米,东西宽400米,工厂预计需要工人350人,计划建成年产2400套中部槽的生产厂。
(一)、中部槽的结构及有关参数
中部槽是刮板式输送机的重要组成部分,见图1-1。
它由9个零件构成。
每个零件、组件的名称、单件重量及年需求量均列于表1-1中。
图2-1刮板式输送机的中部槽
表2-1中部槽零件表
工厂名称
中部槽厂
共1页
产品名称
1750×1000mm中部槽
产品代号
计划年产量2400套
第1页
序号
零件名称
自制
外购
毛坯类型
总计划需求量
单件重量(kg)
说明
1
挡板槽帮
√
铸件
2400
515
2
铲板槽帮
√
铸件
2400
465
3
齿轨座
√
铸件
7200
30
4
齿轨
√
铸件
7200
54
5
中板
√
结构件
2400
407
6
封底板
√
结构件
2400
325
7
弯板
√
结构件
2400
65
8
钢管
√
原材料
24000
0.15
9
哑铃销
√
锻件
7200
13
(二)、作业单位划分
根据中部槽的结构特点,设立如表2-2所示,分别承担原材料存储、备料、热处理、加工与装配、生产管理各项生产任务。
表2-2作业单位划分表
序号
作业单位名称
用途
建筑面积(m2)
备注
1
毛坯及半成品区
毛坯存放及半成品暂存
5300
露天
2
第一加工分厂
大型零件加工
7400
3
结构件分厂
结构件组、焊接
10000
4
锻造分厂
锻件毛坯生产
9000
5
热处理车间
零件热处理
3800
6
小件车间
小零件加工
2900
7
站台
整机铺设、组装
5000
露天
8
成品库
存储成品
5000
9
办公室
生产管理
700
(三)、生产工艺过程
中部槽的零件有9种,均为自制件,总的工艺过程可分为零件的采购、半成品暂存、制作、组装、成品储存等阶段。
1)零件的制作
制作的零件如下表所示,表中的利用率为加工后产品与加工前的比率。
2)组装
所有零件在站台集中组装成中部槽成品。
3)成品储存
所有合格的中部槽成品均存放在成品库房等待出厂。
表2-3自制件工艺过程表
产品名称
件号
材料
单件质量/kg
计划年产量
年产总质量
挡板槽帮
铲板槽帮
1
2
铸件
铸件
515
465
2400
2400
1236000
1116000
序号
作业单位名称
工序内容
工序材料利用率(%)
1
毛坯及半成品区
铸造毛坯
2
第一加工分厂
划线、铣焊接坡口及上下加工面
85
3
热处理车间
调质
4
第一加工分厂
铣凸凹头、哑铃销接触面、刀检加工链、道槽底
80
5
结构件分厂
点对、焊接、喷丸
6
站台
喷漆、铺设、组装
产品名称
件号
材料
单件质量/kg
计划年产量
年产总质量
齿槽座
齿轨
3
4
铸件
铸件
30
54
7200
7200
216000
388800
序号
作业单位名称
工序内容
工序材料利用率(%)
1
毛坯及半成品区
铸造毛坯
2
第一加工分厂
加工
90
3
热处理车间
调质
4
结构件分厂
喷丸、焊
5
站台
喷漆、铺设、组装
产品名称
件号
材料
单件质量/kg
计划年产量
年产总质量
中板
封底板
弯板
5
6
7
机构件
结构件
结构件
407
325
65
2400
2400
2400
976800
780000
156000
序号
作业单位名称
工序内容
工序材料利用率(%)
1
结构件分厂
下料、平整、煨弯
2
第一加工分厂
加工坡口、搭接口、过渡倒角
80
3
结构件分厂
点对、焊接、喷丸
4
站台
喷漆、铺设、组装
产品名称
件号
材料
单件质量/kg
计划年产量
年产总质量
钢管
8
原材料
0.15
24000
3600
序号
作业单位名称
工序内容
工序材料利用率(%)
1
锻造分厂
下料
2
小件车间
加工倒角、钻孔
90
3
结构件分厂
焊接
4
站台
喷漆、组装
产品名称
件号
材料
单件质量/kg
计划年产量
年产总质量kg
哑铃销
9
锻件
13
7200
93600
序号
作业单位名称
工序内容
工序材料利用率(%)
1
锻造分厂
铸造毛坯
2
热处理车间
调质
3
小件车间
加工圆角、钻孔
85
4
结构件分厂
喷丸
5
站台
喷漆、组装
三、产品—产量分析
生产的产品品种的多少及每种产品产量的高低,决定了工厂的生产类型,进而影响着工厂设备的布置形式。
根据以上已知条件可知,中部槽的重量为1874.15kg,待布置设计的中部槽厂产品品种单一,其年产量为2400套,钢管产量较大,属于大批量生产,站台组装、热处理车间适合于按产品原则布置,宜采用流水线的组织形式;而结构件分厂、第一加工分厂、锻造分厂需要加工的零件和种类较多,应按成组单元布置形式;小件车间只加工钢管、哑铃销两种轻型零件,钢管,适合于按工艺原则布置。
四、产品的工艺过程分析
(一)、计算物流量
通过对产品加工、组装、检验等各种加工阶段以及各工艺过程路线的分析,计算每个工艺过程各工艺加工前工件单件重量及产生的废料重量,并根据全年生产量计算全年物流量。
具体计算过程如表4-1所示。
表4-1各零件物流量计算
表4-1各零件物流量计算
产品名称
毛重/kg
废料/kg
第一加工分厂
(1)废料
第一加工分厂
(2)废料
小件加工
废料
全年总质量
挡板槽帮
515/(0.85*0.80)
=757.353
757.353*0.15
=113.603
757.353*0.85
*0.2=128.750
242.353*2400
=581647.2
铲板槽帮
465/(0.85*0.80)
=683.824
683.52*0.15
=102.574
683.52*0.85
*0.2=116.250
218.824*2400
=525177.6
齿轨座
30/0.90=33.333
33.333*0.10
=3.333
3.333*7200
=23999.76
齿轨
54/0.90=60.000
60.000*0.10
=6.000
6.000*7200
=43200
中板
407/0.80=508.75
508.75*0.20
=101.75
101.75*2400
=244200
封底板
325/0.80=406.25
406.25*0.20
=81.25
81.25*2400
=195000
弯板
65/0.80=81.25
81.25*0.20
=16.25
16.25*2400
=39000
钢管
0.15/0.90=0.1667
0.1667*0.10
=0.0167
0.0167*24000
=400.8
哑铃销
13/0.85=15.294
15.294*0.15
=2.294
2.294*7200
=16156.8
(二)、各零件的工艺过程图
根据各零件的加工工艺过程与物流量,绘制各零件的工艺过程如图1-1至图1-所示。
图中序号分别是:
1—毛坯及半成品区,2—第一加工分厂,3—结构件分厂,4—锻造分厂5—热处理车间,6—小件车间,7—站台。
(三)、制产品总工艺过程图
中部槽总的生产过程可分为零件加工阶段→总装阶段,所有零件、组件在站台集中组装。
将中部槽所有工艺过程汇总在一张图中,得到中部槽总工艺过程图如图4—10所示。
该图清楚地表示出中部槽生产全过程以及各工艺和各工作业单位之间的物流情况,为进一步深入的物流分析奠定了基础。
五、物流分析
(一)、制从至表
绘制中部槽工艺物流从至表,如表5—1所示。
(二)、制物流强度汇总表
根据产品的工艺过程和物流从至表5—2之中。
表5—1中部槽加工工艺从至表(单位:
t)
从至
从
1
2
3
4
5
6
7
8
合计
毛坯及半成品
第一加工分厂
结构件
分厂
锻造分厂
热处理车间
小件车间
站台
成品库
1
毛坯及半成品
4130.82
4130.82
2
第一加工分厂
4264.8
3544.8
7809.6
3
结构件分分厂
2391
4966.8
7357.8
4
锻造
分厂
110.1168
4.0008
114.118
5
热处理车间
2940
604.8
110.1168
3654.917
6
小件
车间
97.2
97.2
7
站台
4966.8
4966.8
8
成品
库
合计
9461.82
4966.8
3654.917
114.118
4966.8
4966.8
28131.255
绘制(日期)
审核(日期)
表5—2物流强度汇总表
序号
作业单位对
物流强度∕t
序号
作业单位对
物流强度∕t
1
1—2
4130.82
6
4—6
4.0008
2
2—3
6655.8
7
4—5
110.1168
3
2—5
6484.8
8
5—6
110.1168
4
3—7
4966.8
9
7—8
4966.8
5
5—3
604.8
10
6—3
97.2
(三)、分物流强度等级
将各作业单位对的物流强度按大小排序,自大到小填入物流强度分析表中,根据物流强分布划分物流强度等级。
作业单位对或成为物流路线的物流强度等级,应按物流路线比例或承担的物流量比例来确定。
针对中部槽的工艺过程图,利用表4—1中统计的物流量,按由大到小的顺序绘制物流强度分析表5—3未出现的作业单位之间不存在固定的物流,因此,物流强度等级U级,划分等级采用著名的A、E、I、O、U等级,一般A级占总作业单位对的10%,E级占20%,I级占30%,O级占40%,U级代表那些无物流量的作业单位对,一般可以忽略不计。
据以上原则,划分物流强度等级如下表所示:
表5-3物流强度等级分析
序号
作业单位对(路线)
物流强度(单位:
t)
10050010002000400050006000
物流强
度等级
1
2—3
A
2
2—5
E
3
3—7
E
4
7—8
E
5
1—2
I
6
5—3
I
7
4—5
O
8
5—6
O
9
6—3
O
10
4—6
O
(四)、制作业单位物流相关图
根据以上分析绘制作业单位物流相关图,如图5—1所示。
图5—1作业单位物流相关图
六、作业单位非物流相互关系分析
根据中部槽结构及工艺特点,中部槽厂的作业单位的划分有毛坯及半成品区,第一加工分区,结构件分厂,锻造分厂,热处理车间,小件车间,站台,成品库。
针对中部槽生产特点,制定个作业单位间相互关系密切程度理由如表6—1所示。
根据表6—1制定中部槽“基准相互关系”(见表6—2),在此基础上建立非物流作业单位相互关系图,如图6—1所示。
表6—1中部槽各作业单位关系密切程度理由
编号
理由
编号
理由
1
工作流程的连续性
5
安全及污染
2
生产服务
6
振动、噪声、烟尘
3
物料搬运
7
人员联系
4
管理方便
8
信息传递
表6—2基准相互关系
字母
一对作业单位
密切程度的理由
A
结构分厂与站台,站台与
成品区
较高配合的一对单位,物料的数量多,
运输大
E
第一加工分厂
与结构分厂
物料搬运的数量、形式,联系频繁
I
热处理车间与
结构分厂
搬运物料问题,服务频繁程度,信息传递,服务频率
O
热处理车间与小件车间
锻造分厂与小件车间
小件车间与结构分厂
信息传递
管理方便
U
毛坯及半成品区与第一加工分厂、热处理车间、锻造分厂、小件车间、结构分厂、站台、成品库、办公室
接触不多、不常联系
X
办公室与热处理车间
污染,干扰
图6—1作业单位非物流相关图
七、作业单位综合相互关系分析
从图5—1和图6—1可知,中部槽作业单位物流相关与非物流相互关系不一致。
为了确定各作业单位之间综合相互关系密切程度,需要将两表合并后在进行分析判断。
其合并过程如下:
1.选取加权值
加权值的大小反映工厂布置时考虑因素的侧重点,对于中部槽来说,物流因素(m)影响并不明显大于其他非物流因素(n)的影响,因此,取加权值m:
n=2:
1。
量化物流强度等级和非物流的密切程度等级。
一般。
取A=4,E=3,I=2,O=1,X=-1。
2.综合相互关系的计算
根据该厂各作业单位对之间物流与非物流关系等级的高低进行量化,并加权值之和,
求出综合相互关系如表7—3所示。
当作业单位数目为9时,总作业单位对数为:
P=9(9-1)∕2=36
式中,P为作业单位对数。
因此表7—1中将有36个作业单位对,即将有36个相互关系。
表7—1作业单位之间综合相互关系计算表
作业单位对
关系密级
综合
物流关系加权值:
2
非物流关系加权值:
1
关系
等级
分数
等级
分数
分数
等级
1—2
I
2
A
4
8
I
1—3
U
0
O
1
1
U
1—4
U
0
E
3
3
O
1—5
U
0
U
0
0
U
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
O
1
1
U
2—3
A
4
E
3
11
A
2—4
U
0
U
0
0
U
2—5
E
3
I
2
8
I
2—6
U
0
U
0
0
U
2—7
U
0
U
0
0
U
2—8
U
0
U
0
0
U
2—9
U
0
O
1
1
U
3—4
U
0
I
2
2
U
3—5
I
2
U
0
4
I
3—6
O
1
O
1
3
O
3—7
E
3
A
4
10
E
3—8
U
0
U
0
0
U
3—9
U
0
O
1
1
U
4—5
O
1
O
1
3
O
4—6
O
1
U
0
2
U
4—7
U
0
U
0
0
U
4—8
U
0
U
0
0
U
4—9
U
0
X
-1
-1
X
5—6
O
1
O
1
3
O
5—7
U
0
U
0
0
U
5—8
U
0
U
0
0
U
5—9
U
0
X
-1
-1
X
6—7
U
0
E
3
3
O
6—8
U
0
U
0
0
U
6—9
U
0
O
1
1
U
7—8
E
3
A
4
10
E
7—9
U
0
O
1
1
U
8—9
U
0
I
2
2
U
3.划分关系密级
在表7—1中,综合关系等级分数取值范围为-1~11,按分数排列得出各分数段所占比例如表7—2所示。
在此基础上与图7-1中推荐的综合相互关系密级程度划分比例进行对比,若各等级相差太大,则需要对表7—1中作业单位对之间的关系密级程度作适当的调整,使各等级比例与表7—3中推荐的比例尽量接近。
表7—2综合相互关系密级等级划分
总分
关系密级
作业单位对数
百分比(℅)
11
A
1
2.78
9~10
E
2
5.6
4~8
I
3
8.3
3
O
5
13.9
0~2
U
23
63.9
-1
X
2
5.6
表7—3综合相互关系密级与划分比例
关系等级
符号
作业单位对数比例(%)
绝对必要靠近
A
1—3
特别重要靠近
E
2—5
重要
I
3—8
一般
O
5—15
不重要
U
20—85
不希望靠近
X
0—10
4.建立作业单位单位综合相互关系表
将表7—1中的综合相互关系总分转化为关系密级等级,绘制成作业单位综合相互关系图,如图7—1所示。
图7—1作业单位综合相互关系图
八、工厂总平面布置
(一)、工作表及无面积拼块图
1、先将作业单位综合相互关系图7-1转化为关系工作表表8-2。
表8—1关系工作表
作业单位
A
E
I
O
U
X
1.毛坯及半成品
2
4
3,5,6,7,8,9
2.第一加工分厂
3
1,5
4,6,7,8,9
3.结构件分厂
2
7
5
6
1,4,8,9
4.锻造分厂
1,5
2,3,6,7,8
9
5.热处理车间
2,3
4,6
1,7,8
9
6.小件车间
3,5,7
1,2,4,8,9
7.站台
3,8
6
1,2,4,5,9
8.成品库
7
1,2,3,4,5,6,9
9.办公室
1,2,3,6,7,8
4,5
2、将每个作业单位制作出一个相同面积的拼块,得到以下拼块图8-1。
AE
毛坯及半成品
1
X=无
IO
24
3
AE
第一加工分厂
2
X=无
IO
1,5
27
AE
结构件分厂
3
X=无
IO
56
3
AE
锻造分厂
4
X=9
IO
1,5
AE
热处理车间
5
X=9
IO
2,34,6
5
AE
小件车间
6
X=无
IO
3,5,7
3,8
AE
站台
7
X=无
IO
6
7
AE
成品库
8
X=无
IO
AE
办公室
9
X=4,5
IO
图8-1无面积拼块图
(二)、将每个作业单位制作出一个相同面积的拼块,得到拼块图。
完成全部拼块后,可以裁下来进行布置摆放。
摆放时,先找出关系最重要的,即A最多的,若A级数量相同,再比较E的。
将此块放于中央位置。
摆放规则:
A级关系要边靠边放,E级关系至少角靠角,X级关系不能靠边也不能靠角。
如图8—2(A)、8—2(B)、8—2(C)所示。
8—2(C)
8—2(B)
8—2(A)
7
4
5
6
3
2
7
8
1
9
5
3
8
1
4
6
7
2
9
5
4
6
3
2
8
1
9
(三)、作业单位面积相关关系图的调整
根据中部槽的特点,考虑相关规定以及各方面的限制条件,得到中部槽厂平面布置方案如图8—3(A)、8—3(B)、8—3(C)所示。
比例1:
4000。
3
4
2
5
8
9
1
公路
7
6
公路
图8—3(A)
5
4
8
2
9
1
公路
3
7
6
公路
图8-3(B)
5
4
7
8
9
1
公路
3
2
6
公路
图8-3(C)
九、方案的评价与选择
运用加权因素法对中部槽厂进行评价,其评价过程和评价结果如表9-1如图所示。
表9-1
评价因素
A
B
C
相对重要性
等级
得分
等级
得分
等级
得分
物流效率与方便性
A
4
E
3
E
3
10
空间利用率
E
3
E
3
E
3
8
辅助服务部门的综合效率
I
2
I
2
I
2
9
工作环境安全与舒适
E
3
E
3
I
2
5
管理的方便性
I
2
I
2
I
2
8
布置方案的可扩展性
E
3
I
2
E
3
7
产品质量
E
3
E
3
E
3
7
外观
E
3
I
2
E
3
4
环境保护
I
2
I
2
I
2
9
维修
E
3
A
4
E
3
5
其它相关因素
I
2
I
2
I
2
3
综合得分
207
190
191
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