工业工程课程设计基于SLP的布局优化

1、一、课程设计目的工业工程综合课程设计是在工业工程学生系统地学习了工业工程相关的理论、 知识和方法之后对所学理论知识进行实践体验和融会贯通的过程。设计目的旨在提高学生的动手实践能力、团队协作能力、规划设计能力和思维创新能力。二、课程设计组织设计过程学生可自行组成设计小组，共同研讨方案，但报告最终需以个人的方式进行提交，即每位设计者需要提交一份设计报告。三、课程设计内容实训模块一：基于SLP的布局优化及生产过程仿真(一)基于SLP的1 1、系统布置设计在制造业中，工厂布局设计主要是确定工厂的生产部门、辅助服务部门和管理部门的位置。合理和有效的工厂布置对提高企业的生产效益、降低成本起着重要的作用。最

2、具代表性的是R缪瑟(R-Muther)提出的“系统布置设计(SLP)”法，该方法提出了作业单位相互关系密级表示法，使布置设计由定性阶段发展到定量阶段。在缪瑟提出的系统布置设计(SLP)中，正是把产品P、产量Q、生产路线R、辅助服务部门S及生产时间安排T作为给定的基本要素(原始资料)，作为布置设计工作的基本出发点。系统布置设计(SLP)程序如下图所示。系统布置设计模式SLP设计步骤：(1)准备原始资料。(2)工艺过程分析。(3)物流分析与作业单位相互关系分析(4)绘制作业单位位置相关图。(5)作业单位占地面积计算。(6)绘制作业单位面积相关图。(7)修正。(8)方案评价与择优。2、课程设计资料东

3、胜机械制造有限公司是一家专业生产汽车变速箱的民营企业， 该厂现有员工1170人， 各类机床320多台， 公司主厂区共有10个加工车间， 主要进行部件的加工、 组装等，其中3车间属于各种轴类部件机加工车间，图1为该车间的设备布局图，其车间整体形状为L型，有锯床1台、钻床1台、热处理炉1台、普通车床6台、立铳2台、链床1台、磨床1台、检验台1个、暂存区4处。24m24m图1东胜机械制造有限公司第三机加工车间平面布局图公司生产部决定对该车间的整体布局进行优化，尽管各种轴类部件加工的工艺流程有很多相似之处，但是具体加工顺序又存在着很大的不同。车间内运输采用轮式托盘方式进行，经过一段时间的观察记录得到如

4、表1的日均物流量记录表。表1日均物流强度统计表(单位：次)序号物流路线物流强度11-22121-51232-529原材料原材料暂存区暂存区辕旗磨床暂赛区检验自12m12m43-51852-4764-6576-72686-84593-719105-83111-72122-69137-81表2各个元素的占地面积（已可虑同类设备的间距）序号加工中心名称共需面积（平方米）特殊要求1锯床（1台）2.5mx4mx1（台）=10无2钻床（1台）2mx3mx1（台）=6无3热处理炉（1台）4mx3mx1（台）=12pc4镇床（1台）3mx3mx1（台）=9无5车床（5台）2mx1.5mx5（台）=15无6磨床

5、（1台）3mx3.5mX1（台）=9.5无7立铳（2台）2mx2mx2（台）=8无8检验台（1台）2X4mX1（台）=8靠近出口9在制品暂存区4平米X3（个）=12:边大于1米10过道宽度不小于1.5米无表3加工中心之间的非物流关系序号加工中心统一场所相同的公用设施干燥高清洁度通风常温排风扇吸屑管排水压缩空气1热处理VVVVV2铳床VVVVVVV3磨床VV7VVVVV74镇床VVV5检验台V7V6钻床VVVV7车床V7V7V7V7V73 3、任务（1）作业单位位置相关图，相当于A4图样一张（2）作业单位面积相关图，相当于A4图样一张（3）车间的整体布局优化平面图，相当于A4图样一张（4）评价择

6、优，选出最佳总平面图(5)编写设计说明书一、课程设计目的(仿宋，四号，加粗)(一)通过该基于SLP的布局优化设计，掌握了SLP的基本要素：P产品、Q-产量、R一工艺过程、S辅助部门、T时间5个基本要素，掌握基于SLP方法进行车间设备布局优化布置。进行车间设备布局优化的首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，经过综合得到作业单位相互关系表，再根据相互关系表中作业单位之问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，绘制作业单位位置相关图。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

7、的修正和调整,得到数个可行的布置方案， 然后采用加权因素对各方案进行评价择优，并对每个因素进行量化，以得分最多的布置方案作为最佳布置Zu0课程设计内容(仿宋，四号，加粗)(一)东胜机械制造有限公司车间的整体布局优化SLP设计步骤：(1)准备原始资料。(2)工艺过程分析。(3)物流分析与作业单位相互关系分析。(4)绘制作业单位位置相关图。(5)作业单位占地面积计算。(6)绘制作业单位面积相关图。(7)修正。(8)方案评价与择优。(二)车间的整体布局优化平面图用这物流强度密切程度等级制成物流相关图。+JL锯岛，3+J*2.钻床加& &热处理热处理炉炉 8.检蛉（见表3-2）1*1、

8、74/人、乱 T.三、课程设计步骤（仿宋，四号，加粗）（一）物流强度分级根据任务书表1日均物流强度统计表进行分级，以便于对作业单位之间的关系密切程度进行比较。（见表3-1）序号物流路线物流强度等级86-845A32-529E76-726E11-221E93-719I43-518I21-512I122-69I52-47O64-65O105-83O111-72O137-81O表3-1（二）绘制物流相关图表3-3（三）作业单位的综合接近程度按分值排序根据物流相关图将AEIOU关系量化为数值，得到八个作业单位的综合接近程度和安分值得排序，（见表3-4）方便接下来的位置相关图一一线型图绘制。作业单位代号

9、12345678综合接近程度694281076排序52783146表3-5（四）绘制位置相关图一线型图线型图采用4条1单位长的平行线表示两作业单位间的A级关系，3条2单位长的平行线表示E级关系，2条3长I级；1条4长O级；U级不连线；X级用折线段表示。（见图3-4）87153图3-4（五）关系工作表关系工作表是对相关图的进一步总结，每行列出一个作业单位，A,E,I,O,U,X各成一列，将与之形成A,E,I,O,U,X各级关系的其他单位分列之中。（见表3-5）作业单位AEIOUX1.锯床2573,4,6,82.钻床1.5641,2,3,7,83.热处理炉5,71,2,4,6,84.镇床2,61,

10、2,3,5,7,85.车床21,3P81,2,3,4,6,76.磨床87341,2,3,4,5,7.立铳631,81,2,3,4,5,68.检验台65,71,2,3,4表3-5（六）绘制拼块图对每个作业单位做一个同样大小的方块，作业代号写在正中央，名称写在代号上，“X=”写在代号下面；四个角分别放置与成A、E、I、O级关系，U级关系不用考虑。（见图3-6）2AE锯床1IX=cO572AE车床5IX=O1,386AE检验台8IX=O5,787AE磨床6IX=O24A热处理E炉3IX江O5,76AE立铳7IX=O31,8AE镇床4IX=O2,61,5AE钻床2IX=O64图3-6（七）将拼块图拼接

11、按照摆放规则：A级关系要编靠边放，E级关系至少角靠角，X级关系不能靠边也不能靠角。（见图3-7）A热处理E炉3I*=无O5,76AE检验台8I烂无O5,7AE键床4IXO2,687AE磨床6IX=无0246AE立铳7IX次31,81,5AE钻床2IXO642AE锯床1IXO572AE车床5IX次1,38图3-7（八）绘制格子状布置图根据任务书表2计算得到设备总共需要面积为：89.5m2,圆整为135m,按长宽比为5:3的车间为15m*9m以1m*3m为基本单元格，则总共有45个单元格。（见表3-6）序号加工中心名称共需面积（平方米）单元格1锯床（1台）2.5mX4mx1（台）=1042钻床（1

12、台）2mx3mx1（台）=623热处理炉（1台）4mx3mx1（台）=1244镇床（1台）3mx3mx1（台）=935车床（5台）2mx1.5mX5（台）=1556磨床（1台）13mx3.5mX1（台）=9.547立铳（2台）2mx2mx2（台）=838检验台（1台）2X4rriX1（台）=839在制品暂存区4平米X3（个）=12410过道宽度不小于1.5米13表3-7以图3-7拼块图为基础，可以得到格子布置图。（见图3-8）3336667778884443610101010101010101010105192105192551991051图3-8（九）绘制块状布置图通过格子布置图得出块状布置图，这是一种连续型的图形表现形式。（见图3-93.热处理炉6.磨床7.立铳8.检验台4.镇床10.通道10.通道105.车床1.锯