液压转向器厂总平面设施布置设计讲解

1、液压转向器厂总平面设 施布置设计 1.原始给定资料原始给定资料 m 当地现有一叉车修理厂，位于一条交叉公路边上。占 地面积为16000，厂区南北长为200m，东西宽为 80m.该厂职工人数300人，计划改建成年产60000套液 压转向器的生产厂。 2.液压转向器的结构及有关参数液压转向器的结构及有关参数 m m 液压转向器的基本结构由22个零件构成， 装配图见图3-2所示，每个零件的名称、 材料、单件重量及年需求量见表1。 3.转向器生产工艺过程转向器生产工艺过程 m转向器生产工艺过程 m 由于液压转向器结构比较简单，因此其生产工艺 过程也很简单，总的工艺过程可分为零件制作与外购， 半成品暂存

2、，组装，性能试验与成品存储等阶段。 m（1）零件制作与外购 m 液压转向器上的标准件、异形件如塑料护盖、铝 制标牌等都是采用外购、外协的方法获得，入厂后由 半成品库保存。 m 其它十三个零件由本厂自制，其工艺过程分别见 表3表15。 m 表中各工序加工前工件重量为：该工序加工后工 件重量该工序材料利用率。 m（2）标准件、外购件与半成品暂存 m 生产出的零件经车间检验合格后，送入半成品库 暂存。定期订购的标准件和外协件均放在半成品库。 m（3）组装 m 所有零件在组装车间集中组装成液压转向器成品。 m（4）性能试验 m 所有组装出的液压转向器均需进行性能试验，试 验合格的成品送入成品库，试验不

3、合格的的返回组装 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%。 m（5）成品存储 m 所有合格的液压转向器存放在成品库待出厂。 4.自然气象条件自然气象条件 m 在气候区划上，南京属于北亚热带湿润气 候。南京处于西风环流控制下，季风显著，四 季分明，冬季受欧亚大陆气团影响较深，天气 晴朗、寒冷、干燥。夏季受欧亚大陆低压区影 响，天气炎热，雨水充沛。春秋两季是冬、夏 交替过程中的季节，多以干燥凉爽天气为主。 南京的主导风向为东北西南向，夏季以东南风 为主。 分析过程 1 基本要素分析基本要素分析 m产品分析 m该公司生产的产品为液压转向器，年产60000套液压转向器。

4、该 液压转向器共22个零件，其中自制13个，外购9个。液压转向器 的装配图及自制件的工艺流程、物流量均已知。要求根据所给信 息，以成本最小为原则，对该公司的十二个厂房位置进行设计。 m 该公司生产的液压转向器产品自制零件种类（13）较多，生产数 量适中，适合按照工艺布置工艺布置原则。 工艺布置工艺布置 m工 艺 布 置工 艺 布 置 即 按 生 产 工 艺 的 特 点 来 组 织 生 m产单位，在一个单位（如车间）集中同种类型的设备及 m工人。 优点：优点： 设备利用率高，个别设备出现问题，影响不大设备利用率高，个别设备出现问题，影响不大 工人固定于一种设备，有利于专业技术的提高工人固定于一种

5、设备，有利于专业技术的提高 可以比较容易适应不同类型产品，柔性较大可以比较容易适应不同类型产品，柔性较大 缺点：缺点： 产品（半成品）、原材料运输路线长产品（半成品）、原材料运输路线长 产品在加工过程中停放、等待时间长，延长了生产周期产品在加工过程中停放、等待时间长，延长了生产周期 各生产单位之间协作、往来频繁，管理较困难各生产单位之间协作、往来频繁，管理较困难 根据液压转向器结构及工艺的特点，液压转向器厂设立如表2所示 12个作业单位，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。 2 作业单位的划分作业单位的划分 序号作业单位名称用途建筑面积2

6、)结构形式备注 1原材料库储存钢材、铸锭20 露天 2铸造车间铸造12 3热处理车间热处理12 4机加工车间车、铣、钻削18 5精密车间精镗、磨削12 6零件检验车间零件性能试验1212 7标准件、半成品库储存外购件、半成品12 8组装车间组装转向器12 9性能试验室转向器性能试验12 10成品库成品储存12 11办公、服务楼办公室、食堂等80 12设备维修车间机床维修12 m对液压转向器的工艺流程进行分析，绘制工艺流程图。工艺流程 图可以直观的体现出液压转向器的生产工艺流程，方便之后根据 工艺流程对工厂布局进行设计。 m1、计算物流量 m在了解整个产品的工艺过程之前，需要知道产品全年的总物流

7、量 及在各个工序上产生的废品量。物流量及废品量是对工艺流程进 行分析及设计厂房的很重要的依据。 m2、各个自制零部件工艺过程图 m在了解整个液压转向器的工艺过程之前，首先要对各个自制件的 工艺流程进行了解并且为其绘制工艺流程图。 m3、绘制产品总工艺过程图 m对整体的液压转向器工艺流程绘制工艺流程图。 3 生产工艺过程分析生产工艺过程分析 全年物流量全年物流量 产品名称产品名称 毛重毛重/kg/kg 废料废料/kg/kg 铸造废料铸造废料机加工废料机加工废料精加工废料精加工废料全年总质量全年总质量 连接块0.09/0.55=0.1636 0.1636*0.45=0.073 6 0.0736*6

8、0000=4418.1 828 前 盖 0.90/(0.6*0.8*0.95) =1.9737 1.9737*0.4=0.789 5 1.9737*0.6*0.2=0. 2368 1.9737*06*0.8*0.0 5=0.0474 1.0737*60000=64422 挡 环0.03/0.4=0.075 0.075*0.6=0.045 0.045*60000=2700 滑 环0.03/0.4=0.075 0.075*0.6=0.045 0.045*60000=2700 联动轴 0.27/(0.4*0.99)=0.6 818 0.6818*0.6=0.40910.6818*0.4*0.01=0

9、. 0027 0.4118*60000=247080 阀 体 7.00/(0.6*0.7*0.9)= 18.5185 18.5185*0.4=7.40 74 18.5185*0.6*0.3=3. 3333 18.5185*0.6*0.7*0. 10=0.7777 11.5185*60000=69111 0 阀 芯 0.60/(0.7*0.99)=0.8 658 0.8658*0.3=0.25970.8658*0.7*0.01=0. 0061 0.2658*60000=15945. 636 阀 套0.56/0.80=0.7 0.7*0.2=0.14 0.14*60000=8400 隔 盘0.32

10、/0.8=0.4 0.4*0.2=0.08 0.08*60000=4800 限位柱 0.01/(0.7*0.99)=0.0 144 0.0144*0.3=0.00430.0144*0.7*0.01=0. 0001 0.0044*60000=264 定 子 1.2/(0.5*0.99)=2.42 42 2.4242*0.5=1.21212.4242*0.5*0.01=0. 0121 1.2242*60000=73453. 2726 转 子 0.6/(0.7*0.99)=0.86 58 0.8658*0.3=0.25970.8658*0.7*0.01=0. 0061 0.2658*60000=15

11、948 后 盖0.8/0.8=1 1*0.2=0.2 0.2*60000=12000 单个构件程序流程图单个构件程序流程图 产品总工艺过程图产品总工艺过程图 1原材料库 2铸造车间 3热处理车间 4机加工车间 5精密车间 6零件检验车间 7标准件、半成品 库 8组装车间 9性能试验室 10成品库 4 物流分析物流分析 m（1）多项产品程序图）多项产品程序图 m m为了能够更加清楚的了解零件的加工路线，绘制初始的多项产品 程序图并且对当前的效率进行评价。对以上十三个自制零件的工 艺流程图分析可知，只有4个自制零件的工艺流程图存在反复路 线，其余9个位顺序路线。 理想步数（10-1）*13=117

12、 总步数 （10-1） *9+10+10+11+11=123 效率评价 117/123=95.122% 改进前改进前 改进后改进后 理想步数（10-1） *13=117 总步数 （10-1） *9+9+9+11+11=121 效率评价 117/121=96.694% 序号序号 作业单位作业单位 对对 物流量（物流量（kgkg）单位间物流强度单位间物流强度(kg)(kg)年总物流强度年总物流强度(kg)(kg) 11-21.9737+18.518520.49221229532 21-3 2.4242+0.86583.29197400 31-4 0.1636+0.075+0.075+0.7+0.4

13、 +1+0.6818+0.8658+0.0144 3.9756238536 44-6 0.09+0.03+0.03+0.56+0.32+0. 8 1.83109800 52-41.1842+11.111112.2953737718 63-4 0.6061+0.0101+2.4242+1.212 1+0.8658+0.6061 5.7244343464 74-50.9474+0.2727+7.77788.9979539874 83-5 0.6061+0.0101+1.2121+0.606 1 2.4344146064 95-6 0.9004+0.27+7.0001+0.6+0.0 1+1.2+0

14、.6 10.5805634830 106-712.4112.41744600 117-812.784712.7847767080 128-912.7847+12.7847*20%*217.89861073916 139-1012.784712.7847767080 （2）物流强度汇总表）物流强度汇总表 物流强度等级划分表物流强度等级划分表 物流强度等级 符号 物流路线比例（%） 承担物流量比例（%） 超高物流强度 A（4） 10 40 特高物流强度 E（3） 20 30 较大物流强度 I（2） 30 20 一般物流强度 O（1） 40 10 可忽略搬运 U（0） （3）从至表）从至表 m在之前

15、的产品分析中，已经对物流量进行了计算。由于在各个零 件生产过程中有损耗，所以同一条生产工艺上的物流量在改变。 所以越往后的生产中物流量是减小的，但是由于损耗不是很大， 物流量的变化也不会很明显。 m根据所给作业单位数据及各个单位对应的编号做从至表。从从至 表中可看出有物流关系的厂房，物流流动的从至关系。其中有物 流关系的作业对为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 个作业单位对。 从至表从至表 物流对流量表物流对流量表 （4）物流强度分析表）物流强度分析表 （5）物流相关图）物流相关图 1 12 23 34 45 5

16、6 67 78 89 9101011111212 1 1 A AO OO OU UU UU UU UU UU UU UU U 2 2 U UE EU UU UU UU UU UU UU UU U 3 3 O OO OU UU UU UU UU UU UU U 4 4 I IO OU UU UU UU UU UU U 5 5 I IU UU UU UU UU UU U 6 6 E EU UU UU UU UU U 7 7 E EU UU UU UU U 8 8 A AU UU UU U 9 9 E EU UU U 1010 U UU U 1111 U U 1212 物流原始相关表 作业单位物流相

17、关图作业单位物流相关图 5作业单位相互关系分析作业单位相互关系分析 m根据液压转向器结构及工艺特点，液压转向器厂的作业单位的划 分有原材料库、铸造车间、热处理车间、机加工车间、精密车间、 零件检验车间、标准件半成品库、组装车间、性能试验室、成品 库、办公服务楼和设备维修车间。 m（1）明确各作业单位特点，包括各工作内容、工作性质、有无 振动、噪声、烟尘及异味等环境污染。 各作业单位特点各作业单位特点 m自然气象条件的影响 m 在气候区划上，南京属于北亚热带湿润气候。南京处于西风环 流控制下，季风显著，四季分明，冬季受欧亚大陆气团影响较深， 天气晴朗、寒冷、干燥。夏季受欧亚大陆低压区影响，天气炎

18、热， 雨水充沛。春秋两季是冬、夏交替过程中的季节，多以干燥凉爽 天气为主。南京的主导风向为东北西南向，夏季以东南风为主。 m由于作业单位中的热处理车间、铸造车间会产生粉尘，而精密车 间和和办公服务楼是要求远离粉尘的。所以在这里需考虑的自然 气象条件主要为东南风，要求办公服务楼和精密车间不能位于铸 造车间和热处理的西北方向，并且铸造车间和热处理车间尽量靠 的近一些。另外，在该厂空地处多种植树木，以保持空气中一定 的适度，减少粉尘的纷飞。 （2）作业单位相互关系理由 m从物流，工作流程，作业性质相似，使用相同设备，使用同一场 地等一系列因素整理出影响作业单位相互关系的主要因素，并给 出理由编码 编

19、号 理由 编号 理由 m1工作流程的连续性5安全及污染 m2生产服务6共用设备及辅助动力源 m3物料搬运7振动 m4管理方便8人员联系 （3）作业单位相互关系等级 m 确定各作业单位对之间影响相互关系的因素，并初步确定相互关 系等级 m作业单位相互关系等级划分比例 m相互关系密切程度等级符号作业单位对比例(%) m 绝对必要靠近 A 25 m 特别重要靠近 E 310 m 重要 I 515 m 一般 O 1025 m 不重要 U 4580 m 不希望靠近 X 酌情而定 (4)作业单位相互关系 6作业单位物流相关表与非物流相互关系表加权合并作业单位物流相关表与非物流相互关系表加权合并 m(1)各

20、单位作业对综合关系 m 采用简单加权的方法确定物流和非物流相互关系的重要性，该 厂以产品生产为主，工艺加工较多，所以物料搬运较多，则可说 明物流相互关系较为重要，因此确定物流和非物流相互关系比例 为2:1。 m 分别将物流强度等级和非物流的密切程度等级量化，赋予A 4，E3，I2，O1，U0，Xl，取值区间(-1，12) A:11-12 E:9-10 I:6-8 O:3-5 U:0-2 X:-1 m 得到作业单位综合相互关系如下表所示： 综合物流相关等级表综合物流相关等级表 单位对序 号 作业单位对关系密切程度综合关系 物流关系（权值2）非物流关系（权值1） 等级分值等级分值分值等级 112A

21、4I210E 213O1I24O 314O1I24O 415U0U00U 516U0U00U 617U0U22U 718U0U00U 819U0U00U 9110U0U00U 10111U0U11U 11112U0O11U 1223U0U00U 1324E3E39E 1425U0X-1-1X 1526U0U00U 1627U0U00U 1728U0U00U 1829U0X-1-1X 19210U0O11U 20211U0O11U 21212U0O11U 2234O1E35O 2335O1X-11U 2436U0U00U 2537U0O11U 2638U0O11U 27 39U0U00U 283

22、10U0U00U 29311U0O11U 30312U0O11U 3145I2X-13O 32 46O1A45O 3347U0E330 3448U0E330 3549U0U00U 36410U0U00U 37 411U0O11U 38412U0O11U 39 56I2A48I 4057U0U00U 4158U0U00U 4259U0U00U 43510U0U00U 44 511U0O11U 45512U0X-1-1X 4667E3A410E 4768U0O11U 4869U0O11U 49 610U0U00U 50611U0U00U 51612U0O11U 52 78E3A410E 53 79

23、U0U00U 54 710U0U00U 55 711U0I22U 56 712U0I22U 57 89A4A412A 58 810U0U00U 59 811U0I22U 60 812U0E33O 61 910E3A410E 62 911U0E33O 63 912U0O11U 64 1011U0E33O 65 1012U0U00U 66 11-12U0X-1-1X 综合物流相关等级与比例划分表综合物流相关等级与比例划分表 总分关系等级作业单位对数百分比（%） 11，12A11.515 9，10E57.575 6，7，8I11.515 3，4，5O1015.15 0，1，2U4568.175 -1

24、X46.060 合 计66100 作业单位综合相互关系表作业单位综合相互关系表 123456789101112 1 EOOUUUUUUUU 2 UEXUUUXUUU 3 OUUUUUUUU 4 OOOOUUUU 5 IUUUUUX 6 EUUUUU 7 EUUUU 8 AUUO 9 EOU 10 OU 11 X 12 (2)作业单位综合接近程度 作业单位综合接近程度排序表 123456789101112 1 E/3O/1O/1U/0U/0U/0U/0U/0U/0U/0U/0 2E/3 U/0E/3X/-1U/0U/0U/0X/-1U/0U/0U/0 3O/1U/0 O/1U/0U/0U/0U/

25、0U/0U/0U/0U/0 4O/1E/3O/1 O/1O/1O/1O/1U/0U/0U/0U/0 5U/0X/-1U/0 O/1 I/2U/0U/0U/0U/0U/0X/-1 6U/0U/0U/0O/1I/2 E/3U/0U/0U/0U/0U/0 7U/0U/0U/0O/1U/0E/3 E/3U/0U/0U/0U/0 8U/0U/0U/0O/1U/0U/0E/3 A/4U/0U/0O/1 9U/0X/-1U/0U/0U/0U/0U/0A/4 E/3O/1U/0 10U/0U/0U/0U/0U/0U/0U/0U/0E/3 O/1U/0 11U/0U/0U/0U/0U/0U/0U/0U/0O/1

26、O/1 X/-1 12U/0U/0U/0U/0X/-1U/0U/0O/1U/0U/0X/-1 总和54291679741-1 排序679100531371012 m备注： 序号作业单位名称 1原材料库 2铸造车间 3热处理车间 4机加工车间 5精密车间 6零件检验车间 7标准件、半成品库 8组装车间 9性能试验室 10成品库 11办公、服务楼 12设备维修车间 7绘制作业单位位置相关图绘制作业单位位置相关图 关系等级表示方式表 规定关系程度为A级的作业单位对之间距离为一个单位距离长度，E级 为两个单位距离长度，依次类推； （其中 表示储存区 表示加工区 表示办公区 表示检 验区） 作业单位位置

27、相关图 8绘制作业单位面积相关图绘制作业单位面积相关图 m根据给定的各作业单位的面积并按照1:1000的 比例，由作业单位位置相关图，以及初始的工 艺布局和南京的自然气候条件我们可以作出作 业单位面积相关图，把各作业单位占地面积附 加到作业单位位置相关图上，就形成了作业单 位面积相关图。如下图所示： 9做出初步设施布置做出初步设施布置 参考实际工厂的情况，列出影响布置的修正因素与实际限制条件 如下所示: 1 工作流程的连续性 5 安全及污染 2 生产服务 6 共用设备及辅助动力源 3 物料搬运 7 振动 4 管理方便 8 人员联系 根据以上的综合分析结果，对该工厂进行设计，设计过程中 考虑了各

28、个作业单位之间的综合关系。其中包括一定要紧密相连 的等级很高的作业单元，同时也要兼顾不能靠近的厂房。所给材 料中，办公区所占区域最大。故除了设计出办公楼外，也设计了 一些供员工休息锻炼的场地，丰富员工的生活。由于工厂面积较 大，除了各个作业单元外还有许多空地。为了将工厂的土地充分 利用，在设计时加入了人工湖，草坪，树林等区域，可以提高工 厂的绿化程度并且可以起到清除噪音，粉尘等效果。 方案一平面图方案一平面图 比例尺：比例尺：1:1000 注：该方案中的作业单元面积按照比 例尺绘制，各个作业单元之间的道路， 较宽的道路为10米，较窄的为5米。 有“+”的区域为绿化带。 方案二平面图方案二平面图

29、 比例尺：比例尺：1:1000 注：该方案中的作业单元面积按照 比例尺绘制，各个作业单元之间的 道路，较宽的为10米，较窄的为5 米。有“+”的区域为绿化带。 方案三平面图方案三平面图 比例尺：比例尺：1:1000 注：该方案中的作业单元面积按照比 例尺绘制，各个作业单元之间的道路 为5米。有“+”的区域为绿化带。 评价与选择 单指标评价单指标评价 m1、流量、流量-距离分析评价距离分析评价 m m 从流量距离角度分析知方案三的物流量及距离乘 积和最小，其次是方案二，方案一的最大。从该方面 考虑首选方案三。 方案一物流方案一物流-距离表距离表 搬运工作总量 S=1229532*5+197400

30、*10+238536*22.4+737718*5+343464*10+146064*1 0+539874*32+109800*10+634830*34+744600*11.2+767080*5+1073916*5 +767080*5=78770304 ij n i n j ij dfS 11 方案二物流方案二物流-距离表距离表 S=1229532*5+197400*18+238536*7.1+737718*5+343464*10 +146064*10+539874*10+109800*10+634830*38+744600*5+7 67080*5+1073916*5+767080*5=6736

31、1996 方案三物流方案三物流-距离表距离表 S=1229532*5+197400*18+238536*5+737718*5+343464*5+146064*5+539 874*5+109800*5+634830*12.1+744600*5+767080*5+1073916*5+767080* 5=42156763 2、F-D图图 m 从F-D图的分析来看，方案三最优，其次是方案二，最后为方 案一。 方案一的方案一的F-D图图 根据方案一的F-D图可以看出，其中的有两个流量 最大的在第四区域，显然不是很合理。但是在一 三区域的最多，总体来说比较合理。 方案二的方案二的F-D图图 根据方案二的F

32、-D图可以看出，其中的有一个流量最大 的在第四区域，显然不是很合理。但是其他都在一区域， 总体来说比较合理。 方案三的方案三的F-D图图 方案三的F-D图看起来很合理，所有的作业单位组都 在一区域。 m3、物流简图分析、物流简图分析 方案三在物流布置这方面为最优方案，其次方 案二、方案一。 方案一的物流简图方案一的物流简图 由图可见方案一的整体物 流布局比较混乱，而且有 两个大物流所走路程比较 远，所以在物流路线这方 面方案一不是很好。 方案二的物流简图方案二的物流简图 从图可知该方案二的物流 设计较为整齐，只是从精 密车间到零件检验车间跨 度有些大，其他的都很整 齐，清晰。 方案三的物流简图方案三的物流简图 通过对方案三的物流简 图分析，物流量较大的 作业单位之间的距