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设施规划与物流分析课程设计说明书题目：洛阳富迪波纹管厂的物流设施规划与设计学生姓名及学号指导教师及职称 专 业 工业工程班 级 2013级2班 2015年10月 29日目录前言- 3 -1 洛阳富迪波纹管厂简介- 5 -1.1 地理位置介绍- 6 -1.2 自然条件- 6 -2 基本要素分析- 7 -2.1 产品产量分析- 7 -2.2 作业单位S的划分- 9 -2.3 工艺流程分析- 11 -3 作业单位物流相互关系的分析- 13 -3.1 工艺过程图- 13 -3.2 编制从至表- 17 -3.3 物流分析和物流相关表- 19 -3.3.1 物流强度汇总表- 19 -3.3.2 物流强度等级- 21 -3.3.3 物流强度分析表- 21 -3.3.4 物流相关表- 22 -4 作业单位的非物流相互关系分析- 23 -4.1 非物流影响因素- 24 -4.2 非物流关系等级划分- 24 -4.3 作业单位非物流相关表- 24 -5 作业单位综合相互关系- 25 -5.1 综合相互关系的等级划分- 26 -5.2 作业单位对之间的综合相互关系- 27 -5.3 综合相互关系的量化和计算- 28 -5.4 作业单位综合相互关系表- 29 -6 作业单位位置相关图- 29 -6.1作业单位的综合接近程度- 30 -6.2 绘制作业单位位置相关图- 31 -7 作业单位面积相关图- 32 -7.1 数量估算- 33 -7.2 空间估算- 33 -7.3 绘制作业单位面积相关图- 34 -8 总平面布置图- 35 -8.1 总体布置的分析- 36 -8.1.1 修正因素- 36 -8.1.2 实际条件限制因素- 36 -8.2 绘制工厂总平面布置图- 36 -9 物流图- 37 -9.1 绘制物流图- 38 -9.2 物流距离基准曲线- 39 -10 物料搬运系统设计SHA- 40 -10.1 物料搬运系统分析方法- 41 -10.2 搬运系统设计要素- 41 -11 各项移动的分析- 41 -11.1 各项移动的分析搬运- 41 -11.2 搬运活动一览表- 41 -12 物料搬运方法的选择- 42 -12.1 搬运路线系统- 42 -12.2 物料搬运设备- 42 -12.3 运输单元- 43 -13 搬运系统方案汇总表- 43 -14 方案的修正与评价- 44 -14.1 方案的修正- 44 -14.2 各项需求的计算- 44 -14.3 方案的评价- 44 -总结- 45 -前言 设施规划与设计从“工厂设计”发展而来，是指在企业经营策略的指导之下，针对企业个体中的生产或转换活动，从投入到产出的全部过程中，将人员、物料以及所需的相关设备设施等做最有效的组合与规划，并与其他相关设施协调，以期获得安全、效率与经济的操作，满足企业现有经营需求，同时更进一步能对企业长期发展产生更积极的影响和效益。重点探讨各类工业设施、服务设施的规划与设计概念、理论及方法。在现代社会需求正朝着多样化方向发展，产品的更新换代周期迅速缩短，市场竞争日趋激烈，每个都面临着严重的挑战。加快产品投放市场的速度，提高产品质量，降低产品生产成本，缩短作业时间，是关系企业兴衰存亡的大问题。设施规划是以企业系统的空间静态结构为研究对象，从企业的动态结构出发，探讨企业系统布置设计和系统物料搬运分析的主要方案，使企业的人力、财力、物力和物流、人流、信息流得到最合理、最经济、最有效的配置和安排。本文通过对洛阳富迪波纹管厂的基本要素、物流、作业单位相互关系进行分析，利用SLP方法进行系统化布置设计，绘制出作业单位综合相互关系表、作业单位面积相关图，通过分析整理得到布置方案,系统化布置设计程序为：同时利用SHA方法进行系统化搬运设计，物料搬运的基本内容是物料、移动和方法，通过对物料的分析、各项移动的分析，将各项移动表现为图表化，进一步对物料方案进行设计和选择，最终确定物料搬运系统。搬运系统分析的程序就是建立在这三项基本内容的基础上的，其设计程序为：1 洛阳富迪波纹管厂简介1.1 地理位置介绍富迪波纹管厂始建于1985年，属小型加工厂，主要生产各种型号的金属波纹管膨胀节。该厂原位于洛阳市南村，现为了适应市场经营的需要，与前往洛阳市涧西区西苑路南侧一块空地上。新厂址南北230米，东西宽195米，总占地面积为44850平方米。该厂北侧为西苑路，南侧为联盟路，西边与青岛路相邻，东侧为中船重工集团公司七二五研究所。交通运输便利，该厂的位置示意图如图1-1所示：图1-1 富迪波纹管厂共有生产车间5个，职能科室5个，各种建筑物总平面积原为16059.44平方米。现因该厂办至市内与汽车运输公司及火车站相距不远，与原有的车库现已取消。现各种建筑物占地面积为15656.56平方米。该厂现有人员160人，管理人员36名。牵制此处后，水，电能源由洛阳市能源部门统一供给。生产用气体主要是氧气 。由本厂目行供给。污水处理由专用管道与洛阳市污水管相连统一处理。1.2 自然条件富迪波纹管厂地处河南省洛阳市，其后属于温带季风气候，四季分明，较为干燥。每年夏季盛行东北风。平均气温27度，冬季盛行西风，平均气温4.5度。风向如图1-2所示：图1-22 基本要素分析2.1 产品产量分析富迪波纹管厂主要生产各种型号的金属波纹管膨胀，主要用于石化行业和城市供热管线的连接，起到对管线各种变形的补偿作用。该厂的主要产品有：轴向型膨胀节，铰链型膨胀节和复式拉杆型膨胀节四种。每一种产品的生产纲领为： 1.轴向型膨胀节 800套/年 2.外压轴向型膨胀节 400套/年 3.铰链型膨胀节 400套/年 4.复式拉杆型膨胀节 650套/(1) 由这四种产品的生产纲领可知，轴向型计划年产量800套；外压轴向型计划年产量400套；铰链型计划年产量400套；复式拉杆型计划年产量650套。由此可做出PQ曲线。如图2-1所示： 图2-1由图2-1可知，该厂的产品属多品种，中小批量生产。因此该厂的生产设备布置采取了按工艺专业化进行布置的方式，即按生产工艺的特点划分生产单位，把同种类型的机器设备和同类人员布置在一个生产单位内，如车床工段、铣床工段、刨床工段与磨床工段就是分别把车床、铣床、刨床和磨床各自集中布置在一个地方。这种布置形式设备利用率高加工灵活有利于适应产品的变化。 (2)代表产品 1)为了我们分析方便，可用折合纲领的办法。从该厂四种主要产品中选取一种代表产品来分析其生产工艺过程。根据代表产品的选定原则，因为轴向型膨胀节的计划年产量大，为800套/年，所以选轴向型膨胀节为代表产品，该产品的零部件明细表见表2-1，产品结构见图2-2。表2-1 轴向型膨胀节零件明细表工厂名称富迪波纹管厂产品名称轴向型膨胀节计划年产量800套序号零件名称材料总计划需求量单件重量（kg）备注1端管20#16000.3自制2凸耳Q23532000.1外购3导流筒3048000.2自制4波纹管3048000.3自制5装运杆Q23516000.3自制6螺母Q23564000.0125外购7护环30416000.2外购8法兰Q23516002.61外购 图2-22)求出轴向型膨胀节折合年产量。过程见表2-2、表2-3、表2-4。表2-2 四种膨胀节的计划年产量及重量表产品名称型号规格年产量（套）单台重量轴向型膨胀节RZ1650A8009外压轴向型膨胀节RW16125C400138铰链型膨胀节RJ16100A40018复式拉杆型膨胀节RF16125C65066 表2-3 成批性折合系数n/nx0.51.02.04.07.010.00.971.01.121.221.311.37表2-4 三种被代表产品的折合重量产品型号重量折合系数批量折合系数复杂性系数总系数折合产量n/nxRW16125C6.172800/4001.121.037.122848RJ16100A1.587800/4001.121.011.80720RF16125C3.775800/6501.031.023.972581合计6149因此，折合纲领=800+6149=6949套/年，这样，我们就可按年产量6949套的轴向型膨胀节来分析该厂的物流路线。2.2 作业单位S的划分富迪波纹管厂最早是单件，多品种的生产，后来随着生产技术水平的不断提高，产品已不断正规化，形成了目前这种多品种，中小批量的生产，该厂现有生产车间5个，职能科室5个，概况如下：(1) 结构车间：主要进行碳钢结构件的下料，焊接工作，现共有焊接机12台，卷板机和剪板机各一台，厂房为钢筋结构，占地面积为26M66.9M =1739.4M (2) 机加工车间：主要进行金属膨胀节中个零部件的焊接坡口加工，刨边及钻孔等工作。共有车床8台，钻床3台，刨床2台，采用机群式布置，车间内物流模式为U型，占地面积为21.75 M48 M+12.5 M18.35=1273.38 M (3) 总装车间：主要进行膨胀节的最后装配及组焊工作，共有焊机15台，占地面积为21.69M66.9M =1451M (4) 自动焊车间：主要进行波纹无件的下料和导流茼的下料及卷焊工作。共有卷板机和剪板机各一台，各种型号焊机五台，占地面积为12.46M54.58M =680.07M (5) 元件车间：主要负责波纹元件的压力成型，剪边烘干等工作，有水压机一台，电热烘干箱一台，占地面积为30.9M54.58M =1686.5M 五个职能科室为厂办公室，技术科，生产科，检验科和保障科。其中生产科管理原料库，半成品库，成品库3个辅助单位；检验科下设试压间和探伤间两个作业单位；保障科除负责采购原料，外构件外，还负责管理维修中心。各作业单位建筑物汇总表见表2-5。表2-5序号作业单位名称用 途建筑面积建筑结构备注1原 材 料 库储存各种原材料2329.03混 合露天2半 成 品 库储存外购件，外协件，待装件2329.03混 合3成 品 库储存成品1974.9 混 合4结 构 车 间碳钢原料卷焊，细焊1739.4钢 筋5机加工车间零件车坡口，刨边，钻孔等1273.38钢 筋6探 伤 间无损焊缝检测734.95钢 筋7试 压 间水压试验692.56钢 筋8总 装 车 间成品装配，细焊，油漆1451钢 筋9自动焊车间波纹元件导流筒下料卷焊680.07钢 筋10元 件 车 间元件成型，剪边，烘干1686.5钢 筋11维 修 车 间全厂设备的保养维修290.25混 合12办 公 楼各职能科室656.49硅 木2.3 工艺流程分析由上节产品调查可知，我们选定了轴向型膨胀节作为代表产品进行分析。该型产品的生产工艺过程可分为原材料，外购件（外协件）的采购，定制，存储，自制件的加工，零部件的装配，成品的检验和入库等。原材料储存在原材料库。外购（外协）件，标准件等储存在半成品库中。各自之间的生产工艺过程如下：表2-6、表2-7、表2-8、表2-9。 - 16 -零件名称件号材料单件重量（kg）端管，凸耳1.220#，Q2350.3+0.1序号作业单位工序内容1原材料库备料2结构车间下料.卷焊3结构车间组焊4机加工车间车坡口，尺寸检验表2-6 端管、凸耳的加工过程零件名称件号材料单件重量（kg）导流筒33040.2序号作业单位工序内容1原材料库备料2自动焊车间下料.卷焊.检验3半成品库暂存 表2-7 导流筒的加工过程 零件名称件号材料单位重量(kg)波纹管43040.3序号作业单位工序内容1原材料库备料2自动焊车间下料3机加工车间钻孔4自动焊车间卷焊5探伤间焊缝无损检验6元件车间成型,剪边,烘干,检验7半成品库暂存 表2-8 波纹管的加工过程 表 九表2-9 装运杆的加工过程零件名称件号材料单件重量（ kg）装运杆5Q2350.3序号作业单位工序内容1原材料库备料2结构车间下料3机加工车间机加工,检验4半成品库暂存3 作业单位物流相互关系的分析 3.1 工艺过程图(1) 端管、凸耳的工艺过程图（单位：kg）（2）导流管的工艺过程图（单位：kg）(3) 波纹管的工艺过程图（单位：kg） （4）装运杆的工艺过程图（单位：kg） (5) 轴向型膨胀节的工艺过程图（单位：kg）3.2 编制从至表步骤： 以一定的顺序按行排列各起始作业单位，以相同的顺序按列排列各终止作业单位； 在行、列相交的方格中记录从起始作业单位到终止作业单位的各种物料搬运量的总和，有时也可同时注明物料种类代号。 依据工艺过程图进行作业单位的物流相互关系分析过程如下： 至 从原材料库半成品库成品库结构车间机加工车间探伤间试压间总装车间自动焊车间元件车间维修车间办公楼原材料库1.750.69半成品库0.46.92成品库结构车间1.95机加工车间0.61.00.3探伤间0.33试压间9.0总装车间9.17.82自动焊车间0.20.350.33元件车间0.3维修车间办公楼3.3 物流分析和物流相关表3.3.1 物流强度汇总表物流强度表(1)序号作业单位对物流强度1-1.752-0.693-0.44-6.925-1.956-0.67-1.08-0.39-0.3310-9.011-9.112-7.8213-0.214-0.3515-0.3316-0.3物流强度汇总表（2）序号作业单位对物流强度1-1.752-0.693-0.44-6.925-1.956-0.67-1.08-0.659-0.3310-16.8211-9.112-0.213-0.3314-0.33.3.2 物流强度等级由于直接分析大量物流数据比较困难且没有必要。SLP中将物流强度转化为五个等级，分别用符号A、E、I、O、U来表示，其物流强度逐渐减少。物流强度等级符号物流路线比例(%)承担的物流量比例(%)超高物流强度A1040特高物流强度E2030较大物流强度I3020一般物流强度O4010可忽略搬运U003.3.3 物流强度分析表物流强度分析表（按承担物流量来划分）序号作业单位对物流强度物流强度等级1 - 16.82A2-9.1I3-6.92O4-1.95U5-1.75U6-1.0U7-0.69U8-0.65U9-0.6U10-0.4U11-0.33U12-0.33U13-0.3U14-0.2U3.3.4 物流相关表编制作业单位的原始物流相关表 至 从原材料库半成品库成品库结构车间机加工车间探伤间试压间总装车间自动焊车间元件车间维修车间办公楼原材料库UUUUUUUUUUU半成品库UUUOUUOUUUU成品库UUUUUUIUUUU结构车间OUUIUUUUUUU机加工车间UOUIUUUOUUU探伤间UUUUUUUUUUU试压间UUUUUUAUUUU总装车间UOIUUUAUUUU自动焊车间OUUUOUUUUUU元件车间UUUUUUUUUUU维修车间UUUUUUUUUUU办公楼UUUUUUUUUUU序号作业单位1U原材料库 2UUU半成品库3UUUUU成品库4UUUUUUU结构车间 5UUUUUUUUUUUUIO机加工车间6UUUUUUUUUUU探伤间7UUUUUUUUA试压间8UUUUUUU总装车间9UUUUU自动焊车间10UUU元件车间11U维修车间12办公楼4 作业单位的非物流相互关系分析 当物流状况对企业的生产有重大影响时，物流分析是工厂布置的重要依据，但是也不能忽略费非物流因素的影响，尤其是当物流对生产影响不大或没有固定的物流时，工厂布置就不能依赖于物流分析了，而应当考虑其他因素对各作业单位相互关系的影响。4.1 非物流影响因素（1）工艺过程（2）作业过程相似（3）使用相同的设备（4）使用同一场所（5）使用相同的文件档案（6）使用相同的公用设施（7）使用同一组人员（8）工作联系频繁程度（9）监督和管理方便（10）噪音、振动、烟尘、易燃易爆危险品的影响（11）服务的频繁和紧急程度4.2 非物流关系等级划分确定影响因素以后，就可以给出各作业单位间的非物流相互关系密切非物流相互关系密切程度等级。SLP中作业单位间的程度等级划分为A、E、I、O、U、X，其含义及比例如下表：符号含义比例A绝对重要25%E特别重要310%I重要515%O一般密切程度1025%U不重要4580%X不希望接近4.3 作业单位非物流相关表制定作业单位非物流相互关系等级理由编码相互关系等级的理由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共用设备及辅助动力源7震动8人员联系9无直接关系或间接关系5 作业单位综合相互关系5.1 综合相互关系的等级划分 在大多数工厂中，各作业单位之间既有物流联系也有非物流联系，两作业单位之间的相互关系应包括物流关系与非物流关系，因此 SLP 中，要将作业单位间的物流相互关系与非物流相互关系进行合并，求出合成的相互关系综合相互关系。然后，由各作业单位间综合相互关系出发，实现各作业单位的合理布置。1. 求得作业单位物流相互关系表。2. 求得作业单位非物流相互关系表。 3. 确定物流 m 与非物流 n 相互关系的相对重要性：一般地 m：n不应超过 1：3或3：1，当比值大于3：1时，说明物流关系占主导地位，工厂布置时只需考虑物流相互关系的影响。 4. 量化物流强度等级和非物流的相互关系等级。 如A=4，E=3，I=2，O=1，U=0，X=-1。5. 计算量化的作业单位综合相互关系等级值。设两作业单位分别为 Ai 和Aj（ij），其量化的物流相互关系等级为MRij，量化的非物流相互关系等级为NRij，则作业单位 Ai 和 Aj 之间的综合相互关系数量值为： TRij=m MRij + n NR 6. 综合相互关系等级划分。TRij 是一个量值，需要经过等级划分才能将其符号化。综合相互关系的等级划分为A、E、I、O、U、X，各级别 TRij 值逐渐递减，且各级别对应的作业单位对数应符合一定的比例。 关系等级符号作业单位对比例（%）绝对必要靠近A13特别重要靠近E25重要I38一般O515不重要U2085不希望接近X0107. 调整作业单位对之间的综合相互关系。 将物流与非物流相互关系进行合并时，应注意 X 级关系的处理：任何一级物流相互关系与 X 级非物流相互关系合并时都不应超过 O 级。5.2 作业单位对之间的综合相互关系序号作业单位对物流关系非物流关系综合关系等级分值等级分值分值等级112U0A44E213U0U00U314U0U00U415U0U00U516U0U00U617U0U00U718U0U00U819U0U00U9110U0U00U10111U0U00U11112U0U00U1223U0A44E1324U0U00U1425U0I22O1526U0U00U1627U0U00U1728O1E34E1829U0U00U19210U0I22O20211U0U00U21212U0I22O2234U0I22O2335U0I22O2436U0U00U2537U0E33I2638I2I24E2739U0U00U28310U0U00U29311U0U00U30312U0U00U3145U0I22O3246U0U00U3347U0U00U3448U0U00U3549U0U00U36410U0U00U37411U0I22O38412U0U00U3956U0U00U4057U0I22O4158U0U00U4259U0X00U43510U0U00U44511U0X00U45512U0U00U4667U0U00U4768U0U00U4869U0U00U49610U0U00U50611U0U00U51612U0U00U5278A4A40U5379U0I22O54710U0U00U55711U0I22O56712U0U00U5789U0U00U58810U0U00U59811U0U00U60812U0U00U61910U0U00U62911U0U00U639112U0U00U641011U0U00U651012U0U00U661112U0U00U5.3 综合相互关系的量化和计算综合相互关系的量化值06，分值为6的为A级；分值为4的为E级；分值为3的为级；分值为2的为O级；分值为01的为U级。分值关系等级作业单位对数百分比6A00%4E46.1%3I11.5%2O1015%01U5177.4%合计15100%5.4 作业单位综合相互关系表序号作业单位1E原材料库 2EUU半成品库3OOUUU成品库4OUOUUUU结构车间 5UUUOUUUIUOUUUEE机加工车间6UUUUUUUUOUU探伤间7OUUUUOUUU试压间8UOUUUUU总装车间9UUUUU自动焊车间10UUU元件车间11U维修车间12办公楼6 作业单位位置相关图 在SLP中，设施布置并不直接去考虑各作业单位的占地面积和几何形状，而是从作业单位间相互关系密切程度出发，安排各作业单位之间的相对位置，关系密切等级高的作业单位之间距离近，等级低的距离远，由此形成作业单位的位置相关图。6.1作业单位的综合接近程度某一作业单位的综合接近程度等于该作业单位与其它所有作业单位之间量化后的综合相互关系等级值的总和。（1）把作业单位综合相互关系表变成右上角三角矩阵和左下角三角矩阵表格对称的方阵表格。（2）量化综合相互关系等级。 （3）按行或列累加量化后的综合相互关系等级值。作业单位123456789101112原材料库半成品库成品库结构车间机加工车间探伤间试压间总装车间自动焊车间元件车间维修车间办公楼1原材料库EUUUUUUUUUU2半成品库EEUOUUEUOUO3成品库UEOOUIEUUUU4结构车间UUOOUUUUUOU5机加工车间UOOOUOUUUUU6探伤间UUUUUUUUUUU7试压间UUIUOUUOUOU8总装车间UEEUUUUUUUU9自动焊车间UUUUUUOUUUU10元件车间UOUUUUUUUUU11维修车间UUUOUUOUUUU12办公楼UOUUUUUUUUU综合接近成度312103405611216.2 绘制作业单位位置相关图1. 从作业单位综合相互关系表出发，求出各作业单位的综合接近程度，并按其高低将作业单位排列；2. 选择单位距离长度，并规定：相互关系等级为A级的作业单位对之间的距离为一个单位距离长度；依次类推。3. 处理 A 级的作业单位对：（1）从作业单位综合相互关系表中，取出相互关系等级为 A 级的作业单位对，并将所涉及到的作业单位按综合接近程度分值高低排列，得到作业单位序列A1，A2，An，其下标为综合接近程度排序序号，且有 1n；2）将作业单位 Ai 布置在图中，并处理 Ai 与图中已布置作业单位之间的关系（如已布置在图中则省略此步）； （3）并将同 Ai 组成 A 级关系的作业单位布置到图中，并随时处理待布置与已布置作业单位之间的关系； （4）按A1，An 依次顺序把这些作业单位布置到图中。 4. 处理 E 级的作业单位对：（1）从作业单位综合相互关系表中，取出相互关系等级为 E 级的作业单位对，并将所涉及到的作业单位按综合接近程度分值高低排列，得到作业单位序列E1，E2，Em，其下标为综合接近程度排序序号，且有 10。 由上式可知，一个良好的布置方案的各作业单位之间的物料搬运量与搬运路线距离应成双曲形曲线函数关系，如下图所示。该曲线称为布置方案的物流-距离基准曲线。f 。543 。2 。1 。 。 。 。 。 30 60 120 150 180 210 240 d10 物料搬运系统设计SHA10.1 物料搬运系统分析方法物料搬运（Material Handling ）是生产领域中承上启下的重要环节。在生产领域中各环节的前后或同一环节的不同活动之间都有装卸搬运活动的发生。中等批量的生产车间里，零件在机床上的时间仅占生产时间的5%，而95%的时间消耗在原材料、工具、零件的搬运、等待上。物料搬运是指在同一场所范围内进行的、