SLP在福州台钻厂装配车间设施布置中的应用

1、SLP在福州台钻厂装配车间设施布置中的应用 题 目：学 生：指导老师：系 别：专 业：班 级：时 间： 目 录 1 概 述 .- 2 -课程设计背景 .- 2 -课程设计的目的和意义 .- 2 - 2 系统设计方法及原理 .- 3 -法根本原理 .- 3 - 2.2 SLP法的原那么 .- 3 - 装配车间设施布置现状 .- 10 -根本要素分析 .- 10 -产品产量分析 .- 13 -绘制从至表 .- 13 -划分物流强度等级 .- 14 -绘制作业单位物流相关图 .- 15 -作业单位间非物流关系分析 .- 16 -作业单位间综合相互关系分析 .- 16 -作业单位位置相关图 .- 19

2、 -作业单位面积相关图 .- 21 -方案设计.- 22 -方案评价 .- 23 - 4 总 结 .- 24 - 参考资料 .- 26 - - 1 - 1 概 述课程设计背景 在本次课程设计过程中，我们以福州台钻厂为例进行该厂装配车间的总平面布置。 据了解，福州台钻厂创立于1958年，是福建工程学院的校办工厂，其前身是国家机械电子工业部台式钻床定点生产企业，国家渔业机械仪器行业定点企业，经过多年的开展以及福建工程学院雄厚的技术和科研支持，如今已成为具有上千万资产的小型企业，其出产的台钻床由于品质卓越、性能稳定连续屡次被评为部优产品，增氧机获得了农业部“农业机械推广许可证书。正因为福建工程学院科

3、研与技术的支持和台钻厂自身坚持质量第一的宗旨，福州台钻厂获得了多项国家专利，并被评为一级信用企业、福州工业利税“百强企业、福建省小型工业企业“百佳明星企业和出口创汇先进单位等。企业的主导产品销往全国各地，并远销欧美等地。 多年来，福州台钻厂以经营为主体，同时又承当学校学生的认知实习、课程设计以及毕业设计等教学实习任务。课程设计的目的和意义 在对福州台钻厂装配车间进行总平面布置中我们以物流分析和作业单位间相互关系分析等方面的知识为根底。在总布置中充分考虑了工作环境平安性、物流效率和搬运方便性、工艺流程的连续性、人员车辆分流、辅助部门效劳、管理方便性、布置方案的可扩展性和绿化及防污染等因素，最终布

4、置出一种较理想的方案，使企业在生产中物流、人员和信息的传递效率最正确高，降低生产本钱，从而使企业在剧烈的市场竞争中处于有利的位置。因此我们要正确地运用物流系统规划和设计的根本原理及有关的专业知识，对给定的生产系统进行详细的分析。如果工厂的选址和平面布置不合理，在生产进行中再来改善的本钱和难度更高。平面布置对一个企业相当重要，对此我们应有足够的重视，尽量在开始时做到最好。 因此，此次课程设计的目的和意义是对福州台钻厂装配车间平面布置做充分 - 2 - 的考虑和分析，使车间的平面布置和设备布局到达最合理，从而提高企业在该行业的竞争力。这次课程设计着重研究装配车间总平面布置、车间布置及物料搬运等内容

5、，其目标是通过对车间各个组成局部相互关系的分析，进行合理的布置，得到高效运营的生产系统，获得最正确的经济效益。 报告将运用SLP设计模式对福州台钻厂装配车间进行平面布置设计和对其进行根本要素分析、物流分析、作业单位之间非物流相互关系分析、总平面布置等。 2 系统设计方法及原理法根本原理 缪瑟的系统布置设计SLP是一种最早应用于工厂设计的系统布置设计方法,具有很强的条理性，是一种把物流分析与作业单元关系的密切程度分析相结合、求得合理布置的技术。在布置设计领域获得极其广泛的运用。SLP方法的依据和切入点是：产品P、产量Q、工艺过程R、辅助部门S、时间T这5个根本要素。采用SLP法进行总平面布置的首

6、要工作是对各作业单位之间的相互关系做出分析，包括物流和非物流的相互关系，综合得到作业单位相互关系表。然后，根据相互关系表中作业单位之间相互关系的密切程度，决定各作业单位之间距离的远近，安排各作业单位的位置，绘制作业单位相关图，将各作业单位实际占地面积与作业单位位置相关图结合起来形成作业单位面积相关图；通过作业单位面积相关图的修正和调整得到数个可行的布置方案；然后采用一定的评价方法对各方案进行评价，择优选出最正确方案。 2.2 SLP法的原那么 系统布置设计是在生产纲领、工艺路线已确定的条件下，在规定的空间场所内，按照从原材料的接收、零件和产品的制造，到成品的包装、发运的全过程，将人员、设备、物

7、料所需要的空间做最适当的分配和最有效的组合，以便获得最 - 3 - 大的生产经济效益。为了到达以上目的，在进行车间系统布置时必须遵循以下原那么： 1减少或消除不必要的作业，这是提高企业生产效率和降低消耗的最有效方法之一。只有在时间上缩短生产周期，空间上减少占地，物料上减少停留、搬运和库存，才能保证投入的资金最少、生产本钱最低。 2以流动的观点作为设施规划的出发点，并贯穿在规划设计的始终。因为生产系统的有效运行依赖于人流、物流、信息流的合理化。 3运用系统的概念。用系统分析的方法求得系统的整体优化。 4重视人的因素，运用人机工程理论进行综合设计，并要考虑环境的条件，包括空间大小、通道配置、色彩、

8、照明、温度、湿度、噪声等因素对人的工作效率和身心健康的影响。 5设施规划设计是从宏观到微观，又从微观到宏观的反复迭代、并进行设计的过程。要先进行总体方案布置设计，再进行详细布置；而详细布置设计方案又要反应到总体布置方案中，对总体方案进行修正。 总之，系统布置设计就是要综合考虑各种相关因素，对生产系统或效劳系统进行分析、规划、设计，使系统资源得到合理的配置。 2.3 SLP法的模式 任何一种系统设计过程都是反复迭代、逐步细化的寻求最优解的过程，车间布置设计更是如此。设计步骤的正确与否往往是车间布置设计能否成功的关键。系统布置设计SLP模式就是一种人们广为采用的、成功的设计方法。设计阶段的划分 系

9、统布置设计是一种逻辑性强，条理清楚的布置设计方法，一共分为四个阶段，四个阶段和SLP的主要内容和先后顺序见图2-1。 第阶段确定位置。在新建，扩建或改建工厂或车间时，首先应确定出新厂房坐落的地区位置。在这个阶段中，首先要明确待建工厂的产品，方案生产能力，参考同类工厂确定待建工厂的规模，从待选的新地区或现有工厂中确定出可供利用的厂址。 - 4 - 阶段时间 图2-1 工厂布置的阶段结构图 第阶段总体区划。总体区划又叫区域划分，就是在已确定的厂址上规划处一个总体布局。此阶段中，首先应明确各生产车间，职能管理部门，辅助效劳部门以及仓储部门等作业单位的工作任务与功能，确定其总体占地面积及外形尺寸。在确

10、定了各作业单位之间的相互关系后，把根本物流模式和区域划分结合起来进行布置。 第阶段详细布置。详细布置一般是指一个作业单位内部机器及设备的布置。在详细布置阶段，要根据每台设备，生产单元及公用，效劳单元的相互关系，确定出各自的位置。 第阶段实施。在完成详细布置设计后，经过上级批准可以进行施工设计，绘制大量的详细安装图，编制搬运，安装方案，按方案进行机器设备及辅助装置的搬运，安装施工工作。 四个阶段均按顺序进行，其中第和第阶段不属于真实的布置设计工作，而第和第阶段即总体区划和详细布置那么是布置设计的主要内容。 2.32 SLP设计模式 在系统布置设计的阶段和阶段，可以采用系统布置设计SLP程序来完成

11、。SLP设计程序模式如图2-2所示。 - 5 - 图2-2 SLP设计程序模式 1准备原始资料 在系统布置设计开始时，首先必须明确给出根本的要素的原始资料。这些要素主要是指产品P(Product)、产量Q(Quantity)、生产工艺路线R(Route)、辅助生产部门S(Service)、时间安排T(Time)五要素。同时也需要对作业单元的划分情况进行分析，通过分析与合并，得到最正确的作业单位划分情况。对这些资料的收集整理，是系统布置设计效果的关键。 2物流分析与作业单位相互关系分析 物流关系分析 物流关系分析是对生产过程中物料搬运的强度和数量进行分析。常通过绘制物料从至表等手段，对作业单位之

12、间的物流量进行分析。物料从至表是以一定的顺序按行排列物料移动的起始作业单位，以相同的顺序按列排列物料移动的终止 - 6 - 作业单位而形成的方阵表格，行列相交的表格中记录着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。 由于分析大量的物流量数据比拟困难，而且也没有必要，在考察作业单位间的物流强弱时更关心它们之间的相对物流强度，因此，SLP中根据物流从至表中各作业单位间物流量的大小，将物流强度分为5个等级，分别用字母A，E，I，O，U表示。其物流强度逐渐减小，它们的含义及比例详见表2-1 表2-1 物流强度等级比例划分表 根据各作业单位间的物流关系及物流强度等级划分情况，得到物流相关表。在

13、布置各作业单位时，从物流系统优化的角度讲，物流相关表中物流强度等级较高的作业单位之间的距离应尽量缩小，彼此应尽量接近，而物流强度较低的作业单位之间的距离可以适当加大。 作业单位关联关系分析 物流分析是企业布置的重要因素，但也不能无视非物流因素的影响，尤其是在物流对生产影响不大或没有固定物流的情况下，企业布置就不能仅依赖于物流分析，还应考虑作业单位之间关联关系的分析结果。 作业单位关联关系分析的主要对象是人在各作业单位间往返接触的密切程度、文件在各作业单位间传递的频度、各作业单位管理组织的关系、以及考虑环境因素和平安因素而导致某些作业单位不宜靠近、必须远离等关系，等等。不同的企业，不同的作业单位

14、，它们之间的关联关系影响因素也是不一样的。一般可以从以下几个方面考虑：物流；工艺流程；作业性质类似；使用同一场所；使用同一组工作人员；使用相同的设备和公用设施；使用相同的文件档案；工作联系频繁程度、效劳的紧急程度；技术、产品、监督和管理方便；噪声、震动、烟尘、易燃易爆危险品的影响等。 - 7 - 对上诉作业单位之间关联关系的各种影响因素进行分析，确定出各作业单位之间的关联关系密切程度等级。与物流关系分析类似，作业单位间关联关系密切程度等级分为A、E、I、O、U、X，其含义及比例详见表2-2。 表2-2 作业单位关联关系等级及比例划分 接着采用和前面物流分析相似的方法，建立作业单位关联关系表。和

15、物流相关表不同的是作业单位关联关系表中每个菱形上半部填写作业单位间的关联关系密切程度等级，下半部用数字表示确定关联关系密切程度等级的理由，之所以这样强调性的给出理由，是为了防止设计人员的主观片面性及随意性，要求他们在确定关联关系密切程度等级时，要经过仔细地分析和权衡。有时也可以采取开会讨论或专家咨询等方法来确定作业单位的关联关系密切程度等级。 综合关系分析 有些企业在车间规划布置设计时，需要综合考虑各作业单位间的物流关系和非物流关系。此时，SLP方法采用比例加权的方法，将物流相关表和作业单位关联关系表综合成综合关系表。 在SLP中，一般可按下表2-3中的方法对各种关系进行量化。 表2-3 各种

16、关系量化的对应关系 3绘制作业单位位置相关图 根据物流相关表与作业单位相互关系表，考虑每对作业单位之间相互关系等级的上下，决定两作业单位相互位置的远近，得出各作业单位之间的相对位置关系，有些资料也称之为拓扑关系。这时并未考虑各作业单位具体的占地面积，从 - 8 - 而得到的仅是作业单位相对位置，称为位置相关图。 4作业单位占地面积计算 各作业单位所需占地面积与设备、人员、通道、及辅助装置等有关，计算出的面积应与可用面积相适应。 5绘制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。 6修正 作业单位面积相关图只是一个原始布置图，还需要根据其他因素

17、进行调整与修正。此时需要考虑的修正因素包括物料搬运方式、操作方式、存储周期等，同时还要考虑实际限制条件如本钱、平安和职工倾向等方面是否允许。考虑了各种修正因素与实际限制条件以后，对面积图进行调整，得出数个有价值的可行工厂布置方案。 7方案评价与择优 针对得到的数个方案，需要进行技术、费用及其他因素评价，通过对各方案比拟评价，选出或修正设计方案，得到布置方案图。 从上面的说明可以看出，系统布置设计是一种采用严密的系统分析手段及标准的系统设计步骤的布置设计方法，具有很强的实践性。 - 9 -装配车间设施布置现状 由于生产工艺的类似性，福州台钻厂与其它机械制造厂并没有太多的特殊性。对于机械制造厂，生

18、产设备及生产线具有很大的柔性和可调整性，适应多种产品的生产；机械产品都是固态的，多采用吊运、搬运和车辆道路运输；另外，机械加工工艺流程是复杂的，各工序、工段、车间的生产可能是不均衡的，工件在生产线上可能出现停滞，依靠仓储确保生产连续进行；机械制造厂的组成比拟复杂，一般依据工件类型、工艺特点、工作性质来划分生产车间。福州台钻厂装配车间在设施布置设计中具有如下特点： 1产品多样化，产量少，工艺流程固定； 2原材料、半成品、产成品多为散装，往往采用手推车运输，物料搬运路线长，工作量大； 3生产设备专业化，生产自动化程度低、连续化低，各工段生产能力不均衡，直接操作人员多； 基于以上特点，装配车间在系统

19、布置设计中应充分考虑物流、物料搬运系统的影响，也应该充分注意各工段生产能力不均衡等因素的影响。根本要素分析 对装配车间的各种生产要素，作业单位进行计算分析。 3.2.1 产品P 福州台钻厂生产的主要产品有工业台钻、高速台钻、精密台钻、单晶炉、半自动台钻、数控钻床、台式攻钻床、攻丝机、扩孔机、增氧机等，装配车间主要负责台钻的组装工作。 3.2.2 数量Q 台钻主要由40个零部件件构成，每个零件、组件的名称、及本月需求量均列 - 10 - 于表3-1中。 表3-1 台钻零件明细表 3.2.3 装配工艺路线R 装配工艺路线如图3-1所示。 - 11 - 零部件 445零部件 10680零部件 845

20、5 图3-1 台钻装配工艺流程 3.2.4 厂区作业单位的划分S 根据生产工艺流程，可将装配车间划分为7个装配工段，同时，还应设有半成品库、半成品检验室、电工室、检验科等辅助效劳部门，具体如表3-2所示。 表3-2 装配车间作业单位 - 12 - 3.2.5 时间安排T 由于订单较少，装配车间可采取按订单流水线组装和小批量组装相结合的生产方式。产品产量分析 生产的产品品种的多少及产品的产量的上下，决定了车间组装的类型，进而影响着车间设备的布置形式。根据以上条件可知，待布置设计的福州台钻厂的产品品种单一，产量较小，12月产量为455台，属于少量生产，适合按工艺流程布置。绘制从至表 根据12月装配

21、车间的生产能力和物料各零部件的物流量，利用台钻装配工艺流程图进行物流分析，计算各种零部件的运出量及各工段之间半成品的转运量，根据表3-3得出装配车间物流强度汇总表见3-4。 表3-3 作业单位间运量表 - 13 - 表3-4 装配车间物流强度汇总表划分物流强度等级 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，根据物流强度分布划分物流强度等级。 作业单位对或称为物流路线的物流强度等级，应该按照物流路线比例或者承当的物流量比例来确定。针对台钻的装配工艺过程图，利用统计的物流强度，按从小到大的顺序绘制物流强度分析表。 由于直接分析大量物流数据比拟困难且没有必要，我们将物流强度转

22、化为五个等级，分别用符号A、E、I、O、U来表示，其物流强度逐渐减小，对应着超高物流强度、特高物流强度、较大物流强度、一般物流强度和可忽略搬运五种物流强度。将表3-4所表示的物流强度排序绘制成表3-5所示的物流强度分析表。 表3-5 物流强度分析表 - 14 -绘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，如下列图3-2所示。 图3-2 作业单位物流相互关系图 - 15 -作业单位间非物流关系分析 考虑工作流程的连续性、生产效劳要求、物料搬运、管理方便、公共设施及辅助动力源、人员联系等多方面因素，确定作业单位间相互关系密切程度理由如表3-6所示，进一步确定各作业单位之间的相互关

23、系密级，得到作业单位非物流相互关系图，如图3-3所示。 表3-6 台钻各作业单位关系密切程度理由 图3-3 作业单位非物流相互关系图作业单位间综合相互关系分析 由于装配车间主要采用手推车运输，物流关系与非物流相互关系的相对重要 - 16 - 性没有明显差异，那么取加权值为1：1。根据装配车间物流相关图与非物流相关图得出装配车间综合相互关系计算表。 表3-7 装配车间综合相互关系计算表 - 17 - 表3-8 综合关系分数取值范围 根据表3-7分综合关系密级如表3-8当分值为78时，综合相互关系定为A级；分值为46时，综合相互关系定为E级；分值为23时，综合相互关系定为I级；分值为1时，综合相互

24、关系定为O级；分值为0时，综合相互关系定为U级；分值为-1时，综合相互关系定位X级。 - 18 - 用选定的加权值1:1来对物流相互关系与非物流相互关系进行量化、加权求和，并重新划分等级，由此得出作业单位综合相互关系图如图3-4示。 图3-4 作业单位综合相互关系图作业单位位置相关图 对作业单位综合相关程度进行分析并绘制作业单位位置相关图。计算综合接近程度 由于装配车间作业单位之间相互关系数目较多，未绘图方便，先计算各作业单位的综合接近程度，如表3-9所示。综合接近程度分数越高，说明该作业单位月靠近布置图中心;分数越低，说明该作业单位越该靠近布置的边缘。因此，布置设计应该按综合分析程度上下顺序

25、进行，即按综合接近程度分数上下来布置作业单位顺序。 根据表4-8综合接近程度分数上下排序表得各作业单位布置顺序依次为1、流水线组装区2、检验环线3、试车环线4、半成品库5、散装区6、装箱区7、半成品检验室8、小批量组装区9、检验科10、零件清洗区11、电工室。 - 19 - 表3-9 综合接近程度排序表绘制作业单位位置相关图 依据SLP思想，由A、E、I、O、U、X六种相互关系级别，分别作出单位111的位置相对关系，图中采用号码表示作业单位，用标识符号来表示作业单位的工作性质和功能，单位对之间的各关系级别的相隔距离分别为1单位、2单位、3单位、4单位，线条数如表3-10所示。 表3-10 关系

26、密级表示法 - 20 - 通过计算作业单位综合接近程度并排序，求得作业单位布置顺序为 3，6，2，7，9，8，5，4，1。按照布置顺序，对各作业单位进行布置，求得作业单位位置相关图，如图3-5。 图3-5 装配车间生产工段位置相关图作业单位面积相关图 根据表3-2，取10为一个面积单位，那么单位111按照平面面积分别取22单位、单位、1单位、1单位、单位、1单位、单位、单位、1单位、单位、6单位，由此为刚刚的位置相关图，参加面积，得作业单位面积相关图，如图3-6。 3-6 装配车间生产工段面积相关图 - 21 -方案设计 根据装配车间的特点，考虑相关规定以及各方面的限制条件，得到装配车间布置方

27、案如下：A、B、C三个方案。 A方案布置图 B方案布置图 C方案布置图 - 22 -方案评价 运用加权因素法对装配车间进行评价，其评价过程和评价结果如表3-10所示： 表3-11 各方案评价总分表 由综合排序可选C方案为最正确方案，因C方案为装配车间的总体布置方案。 - 23 - 4 总 结 物流系统分析与设计作为我们的主要专业课之一，我们对其有了浓厚的兴趣，这次课程设计，又使我们对其在实际中的应用步骤有了深刻了解。 这次物流系统分析与设计课程设计我们历时半个月，经过半个月的奋战我们的课程设计终于完成了。在做课程设计以前我们觉得课程设计只是对所学知识的单纯总结，但是通过这次做课程设计发现大家的

28、看法有点太片面。课程设计不仅是对前面所学知识的一种检验，而且也是对自己能力的一种提高。通过这次课程设计使我们明白了自己原来知识还比拟欠缺。自己要学习的东西还太多，以前老是觉得自己什么东西都会，什么东西都懂，有点眼高手低。通过这次课程设计，我们才明白学习是一个长期积累的过程，在以后的工作、生活中都应该不断的学习，努力提高自己知识和综合素质。它不仅仅让我们综合那些理论知识来运用到设计和创新，还让我们知道了一个团队凝聚在一起时所能发挥出的巨大潜能! 半个月前从台钻厂回来我们五个人还在为到底怎么下手开始设计而烦恼，最后通过认真研究周老师给大家的课程设计指导书才了解了设计的步骤，但是随之而来的问题却远比

29、我们想想的要困难的多。没想到这项看起来不需要多少技术的工作却是非常需要耐心和精力的，在半个月后的今天，我们已明白课程设计对我们来说的意义，它不仅仅是让我们把所学的理论知识与实践相结合起来，提高自己的实际动手能力和独立思考的能力，更重要的是同学间的团结，虽然我们这次花去的时间比教多，但我相信我们得到的也会更多! 作为一名物流专业的即将毕业的学生，我觉得做设施规划与物流分析课程设计是十分有意义的，而且是十分必要的。在已度过的大学时间里，我们大多数接触的是专业课。我们在课堂上掌握的仅仅是专业课的理论知识，如何去锻炼我们的实践能力？如何把我们所学的专业根底课理论知识运用到实践中去呢？我们想做类似的课程

30、设计就为我们提供了良好的实践平台。 在做本次课程设计的过程中，我们感触最深的当属查阅大量的设计资料了。为了让自己的设计更加完善，查阅这方面的设计资料是十分必要的，同时也是必不可少的。我们是在做专业课程设计，但我们不是艺术家，他们可以抛开实际尽情在梦想的世界里翱翔，而我们一切都要有据可依，有理可寻，不切实际的设想 - 24 - 永远只能是设想，永远无法升级为设计。 其次，在这次课程设计中，我们运用到了以前所学的专业课知识以及更多需要自己去学习不冲的知识，如：CAD制图、Microsoft Visio、Word、Excel、文献检索等。虽然过去从未独立应用过它们，但在学习的过程中带着问题去学我们发现效