扩建或改建生产系统或服务系统设施规划和计划的设计书

1、扩建或改建生产系统或服务系统设施规划和计划的设计书一、引言设施规划与设计是为新建，扩建或改建生产系统或服务系统。综合考虑相关因素进行分析，构思，规划，设计，做出全面安排，是资源得到合理配置，使系统能够有效运行以达到预期目标。设施规划与设计是对一个生产系统或服务系统进行全面的系统的规划和安排设施规划与设计的对象是整个系统而不是其中的个别的环节。设施规划与设计的范围涉及很广。从工业工程的角度考察，设施规划的范围被定为场址选择和设施设计两个组成部分。对一个工厂或工厂设施来说，他包括站用土地，项目，资源利用是否合理，工厂布置是否得当，能否实现企业的科学管理，能否发挥企业的经作用。在我国工程设计被认为是

2、整个工程的灵魂。不论是新设施的规划还是旧设施的在规划。建筑物，机器设备及辅助设备等。对一个建设工艺设备是否先进，能否取得好的投资效果，济效益和社会效益，规划设计者起了决定性共同目的都是为了达到简化加工过程，有效的利用人员，设备，空间，和能源，最大限度的减少物料搬运，缩短生产周期。力求投资最低。为职工提供方便，舒适，安全和职业卫生的条件。是人力，物力，财力和人员物流，信息流得到最合理的搭配。归根结底就是用最少的钱是企业得到最大的利润。一项设施规划设计，所需要的费用占总投资的2%到10%左右，往往比不可预见费用还少，但对投产后的企业却带来重要效益。在一个制造企业的总体成本用于搬运的占20%之50%

3、而用小的设施规划至少可以减少10%到30%。因此设施规划被认为是提高生产率的最有希望的方面之一。物流学是近二三十年来兴起的一门新兴的综合学科，它是管理学科学与工程科学的交叉，经济科学与技术科学的交叉。物流是包括物质在，装卸，搬运，流通加工等物质经济活动以及与之相关的活动生产过成依赖于物料的流动进行，一方面企业物流要按照生产工艺流程来组织，与生产同步，另一方面，起范围又超出生产过程，物料是否流畅是生产过程连续进行的前提。企业物流关系的改善可以带来巨大的经济效益，可以提高企业整体素质。为了上述目的进行了此次实践，进行了此次课程设计。、市场调研厂址介绍京福高速公路,交通运输便利。该市自古以来在国内享

4、有“铸造之乡”之美誉。具有历史悠久，技术先进，管理完善，生产发达的铸造行业。工厂简介华东泵业公司占地面积20000余平方米,现有职工138人，其中高级工程师2人，科技人员4人。在当地属于中型企业，所以该企业的组织结构也比较简单，由决策层，管理层和执行层三部分组成。下属生产销售，人事，财务等部门。其中，领导层有5人。生产部门有部长1名，副部长2名，有7个车间主任，每个车间大约有90名生产工人，销售部6名，人事科5人，财务科8人。三、工厂总体布局设计程序分析（1）P分析（产品分析）本产品共有24个零件组成，其中16个由本厂自制生产，其中8个外购，在本厂自制零件经过不同的机加工作业单位，原材料经过下

5、料，锻造，铸造，机加，热处理等不同的加工内容，在锻造，铸造，机加工车间，不同材料加工不同的零件，各种原材料的利用律也是不同的。根据齿轮油泵零件加工工艺过程表所提供的材料利用率，对零件在不同车间内的加工情况分析如下表。表1零件明细表工厂名称华东泵业共二页产品名称齿轮油泵产品代号KCB计划年产量1000件序号零件名称零件代号自制外购材料总计划需求量零件图号形状尺寸单件重量（kg）说明1泵体184001VHT2001000162螺塞184002VQ27510000.23衬套184003VZCuSn3810003.24齿轮184004V4510006M=4z=145中泵体184005VHT200100

6、011.576轴184006V4510004.27泵盖184007VHT20010003.78阀门184008V4510000.69弹簧184009V65Mn10001100.0810玉板184010VQ235100010*400.211盖螺母184011VQ2751000M60.0512调节杆184012V3510001.413罩子184013VQ275100010*400.314半圆键V4510000.326*22GB/T1099-7915齿轮1840014V4510004.2m=4z=1416挡圈V65Mn10000.1GB/T894.12517衬套184015VZCuSn5Pb1000

7、25Zn518主动轴184016V4510007.519螺柱V356000M10*551.520圆柱销V4520006*20221圆柱销V4520006*181.7522螺柱V352000M10*700.0323垫圈VQ23580000.0124螺母VQ2758000M100.03表-2齿轮油泵零部件加工工艺过程产品名称件号材料单件重量计划年产量年产总重泵体184001HT20016kg1000件16000kg序号作业单位名称工序内容工序材料利用率（）1原材料库备料2铸造车间铸造65%3机加工车间刨，铳，钻削80%齿轮油泵零部件加工工艺过程产品名称件号材料单件重量计划年产量年产总重螺塞1840

8、02Q2750.2kg1000件200kg序号作业单位名称工序内容工序材料利用率（）1原材料库备料2铸造车间铸造65%3机加工车间铳，削80%齿轮油泵零部件加工工艺过程产品名称件号材料单件重量计划年产量年产总重衬套184003ZCuSn383.2kg1000件3200kg序号作业单位名称工序内容工序材料利用率（）1原材料库备料2机加工车间刨，铳，钻削80%齿轮油泵零部件加工工艺过程产品名称件号材料单件重量计划年产量年产总重齿轮184004456kg1000件6000kg序号作业单位名称工序内容工序材料利用率（）1原材料库备料2铸造车间铸造65%3机加工车间刨，铳，钻削80%齿轮油泵零部件加工工

9、艺过程产品名称件号材料单件重量计划年产量年产总重中泵体184005HT20011.57kg1000件11570kg齿轮油泵零部件加工工艺过程序号作业单位名称工序内容工序材料利用率（）1原材料库备料2铸造车间铸造65%3机加工车间车.钻.刨.铳80%4组装车间组装100%产品名称件号材料单件重量计划年产量年产总重轴184006454.2kg1000件4200kg序号作业单位名称工序内容工序材料利用率（）序号作业单位名称工序内容工序材料利用率（）1原材料库下料2锻造锻压80%3热处理车间调质98%4机加工车间车，铳100%5热处理车间表面处理100%6机加工车间磨削80%7半成品库暂存齿轮油泵零部

10、件加工工艺过程产品名称件号材料单件重量计划年产量年产总重泵盖184007HT2003.7kg1000件3700kg序号作业单位名称工序内容工序材料利用率（）1原材料库备料2铸造车间铸造65%3机加工车间车.钻.刨80%4组装车间组装100%齿轮油泵零部件加工工艺过程产品名称件号材料单件重量计划年产量年产总重压板184010Q2350.2kg1000件200kg序号作业单位名称工序内容工序材料利用率（）1原材料库备料2机加工车间车.钻.刨.铳80%齿轮油泵零部件加工工艺过程产品名称件号材料单件重量计划年产量年产总重调节杆184012HT351.4kg1000件1400kg序号作业单位名称工序内容

11、工序材料利用率（）1原材料库备料2铸造车间铸造65%3机加工车间车.钻.刨.铳80%齿轮油泵零部件加工工艺过程产品名称件号材料单件重量计划年产量年产总重齿轮184014454.2kg1000件4200kg序号作业单位名称工序内容工序材料利用率（）1原材料库备料2铸造车间铸造65%3机加工车间车.钻.刨.铳80%齿轮油泵零部件加工工艺过程产品名称件号材料单件重量计划年产量年产总重衬套184015ZCuSn5Pb5Zn52kg1000件2000kg序号作业单位名称工序内容工序材料利用率（）1原材料库备料2机加工车间刨，铳，钻削80%齿轮油泵零部件加工工艺过程产品名称件号材料单件重量计划年产量年产总

12、重主动轴184016457.2kg10007200kg序号作业单位名称工序内容工序材料利用率（）1原材料库下料2锻造锻压80%3热处理车间调质98%4机加工车间车，铳100%5热处理车间表面处理100%6机加工车间磨削80%7半成品库暂存（2）Q分析（产量分析）产量指所生产的产品的数量，也由生产纲领和产品设计提供，可用件数、重量、体积等来表示。产量Q这一要素影响着生产系统的规模、设备的数量、运输量、建筑物面积的大小等。为了完成工厂的总平面布置，需要从产品P和产量Q出发，首先对产品组成分析，其次确定个零部件的生产类型。根据产品明细表及产量（1000），该厂的生产类型为多品种中批量生产。选定代表产

13、品将被代表的产品折合为代表产品的当量数即Q=aQxQx被代表产品的数量Q折合为代表产品的当量数折合系数a可用下式计算a=a1a2a3al重量折合系数可用下式计算a1=（Wx/W）23Wx代表单台产品的重量W被代表产品的单台重量产品类型年产量（件）单件生产4种齿轮油泵的数量及重量表大量生产成批生产大批中批小批重型零件10001000-300300-100100-5V5中型零件50005000-500500-300300-10V10轻型零件5000050000-50005000-500500-100V100产品名称型号规格年产数量（台）每台重量（kg）年产重量（t）齿轮油泵KCB-18.31206

14、2.157.485齿轮油泵KCB-33.317066.811.365齿轮油泵KCB-5520064.1512.830齿轮油泵KCB-88.320070.1514.030合计690263.2545.71以年产量最大的KCB-200齿轮油泵为代表产品，其他产量见下表。4种被代表产品的折合产量折合纲领=代表产量+被代表产量=（6000+24147）套=30147套产品型号重量折合系数批量折合系数复杂性折合系数a3总系数a=a1a2a3折合产量a1n/nxa2KCB-18.30.971000/12051.004.855820KCB-33.30.791000/170121.009.484740KCB-5

15、50.711000/20021.001.424260KCB-88.30.651000/2007.51.004.8753900合计24147（3）R分析（工艺过程分析）工艺流程图可以用来详细描述产品生产工程中各个工序之间的关系，也可以用来描述全厂各部门之间的工艺流程。在描述全厂各部门之间产品工艺流程时，用操作符号表示加工与装配等生产车间；用储存符号表示仓储部门；用检验符号表示检验部门。为了完成产品的加工，必须制定最佳的加工工艺过程图，本次设计采用的工艺过程图，他的合理与否直接影响个作业单位之间的分析，物料搬运路线及仓库位置，本厂的各个零件的工艺过程图和总的工艺过程图如下(见最后一页)S分析(辅助

16、，服务分析)工厂除了有必要的生产车间外还应有其他辅助设施，用来配合生产部门顺利完成生产。该齿轮油泵为中批两生产，因此该工厂应配备必要的生产服务和生活服务部门，具体的辅助服务部门有办公服务楼并配有食堂，招待所。由于本厂是机械加工厂，厂内有较多的机械，机床设备，因此，厂内应配备必要的设备维修车间来存放必要的易坏、易损件及刀具等，生产设备的运做必须有电，所以工厂有自己的变电所。作业单位建筑物汇总表序号作业单位名称用途建筑面积(m2)结构形式备注1原材料库铸锭，金属棒24X30砖混2铸造车间铸造，24X24框架3机加工车间车削，铳削，镗削，钻削18X24框架4锻造车间锻造12X24框架5热处理车间热处

17、理24X36框架6组装车间组装18X24框架7半成品库半成品储存24X30框架8成品库成品储存24X30砖混9检验车间产品检验24X42砖混10设备维修车间维修机器24X24砖混11变电所供电12X12砖混12车库车库，停车场12X9砖混2物流分析从原料进厂，至各生产车间进行加工，由组装到成品出厂，始终都离不开物料的流动，厂内各生产车间形成了物流网络生产过程中依赖于物料的流动进行。一方面企业物流要按照生产工艺流程来组织，与生产同步。另一方面，其范围又超出生产过程，物料是否流畅是生产过程连续进行的前提，而且企业的物流关系的改善可以带来巨大的经济效益，可以提高企业的整体素质。根据齿轮油泵工艺过程分

18、析，和各作业单位对的物流，做出了物流强度汇总表如下物流强度汇总表序号作业单位对物流强度排号11-286.4121-32.88931-411.5642-355.6253-517.81463-633.2373-711.4784-517.81597-611.48根据物流强度汇总表各作业单位队之间的物流量，按物流路线所占的比例，把物流量从大到小依次划分位A、E、I、OU对于表中没有列出的作业单位对依次位U级，最后列出物流强度分析表，如下：物流强度分析表序作业单物流强度物流强度等级号位对2040608010011-2A21-3O31-4O42-3E53-5I63-6E73-7-O84-5I97-6O根据

19、物流强度分析表中物流强度等级的计算，物流路线和承担的物流量比例见下表物流强度等级划分物流强度等级等级物流路线比例（%承担物流量比例（%超高物流强度A9.1034.8特咼物流强度E36.3635.8较大物流强度I27.2714.4一般物流强度O27.2715为了能够简单明了的表示所有作业单位之间的相互关系，仿照从至表结构构造一种作业单位之间的流相互关系表，称之为原始物流相关表，如表所示，在表中各物流移动的起始与终止作业单位，在行与列的相应方格内填入行作业与列作业单位件的物流强度等级。原始物流相关表号作业单位序123456789101112作业单位序号作业单位名称原材料库铸造车间机加工车间锻造车间

20、热八、处理车间组装车间半成品库成品库检验车间设备维修车间变电所车库1原材料库、AOOUUUUUUUU2铸造车间A、EUUUUUUUUU3机加工车间OEUUUUUUUUU4锻造车间OUUIUUUUUUU5热处理车间UUUUUUUUUUU6组装车间UUUUUOUUUUU7半成品库UUUUEOUUUUU8成品库UUUUUOUUUUU9检验车间UUUUUUUUUUU10设备维修车间UUUUUUUUU、UU11变电所UUUUUUUUUUU12车库UUUUUUUUUUUK作业单位物流相关表序号作业单位名称1原材料库2铸造车间3机加工车间4锻造车间5热处理车间6组装车间7半成品车间8成品库9检验车间10设备

21、维修车间11变电所12车库133非物流分析当物流对企业的生产有重大影响时，物流分析就是工厂布置的主要依据。但是，也不能忽视非物流因素影响，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，而应当考虑其他因素对各作业单位间相互关系的影响作业单位间相互关系的影响因素与企业的性质有很大的关系，根据本厂蜗轮蜗杆减速器制造过程，物流强度比较大。一般可以考虑：（1）物流（2）工作联系频繁程度（3）作业单位性质（4）使用相同的公用设施（5）监督和管理（6）使用相同设备（7）服务的频繁和紧急程度等方面（8）噪声震动的影响对齿轮油泵作业单位相互关系分析时，首先，制定出基准相互关系表和作

22、业单位间相古关系密切理由表。如下：基准相互关系字母一对作业单位密切程度的理由A原材料库和铸造车间物料搬运的数量和方便E铸造车间和机加工车间机加工车间和组装车间物料搬运的数量和工序的连续性物料搬运的数量和工序的连续性I机加工车间和热处理车间锻造车间和热处理车间物料搬运的方便物料搬运的方便O原材料库和机加工车间原料库和锻造车间机加工车间和半成品库半成品库和组装车间物料搬运的方便物料搬运的方便物料搬运的方便物料搬运的方便U变电所和车库原材料库和变电所没什么联系不需要联系作业单位间相互关系密切理由编码理由1使用同一站台2物流合理3服务4管理方便，简洁5库存控制6零件流动7清洁8人员联系在对各作业单位进

23、行分析后，利用与物流相关表相同的表格形式，建立非物流作业单位相互关系图，柜中填入响应的量各作业率间的相互关系密切程度理由，上半部分用密切程度等级符号标志密切程度，下半部分用数字表示确定密切程度等级的理由。非物流作业相互关系图序号作业单位名称1原材料库2铸造车间3机加工车间4锻造车间5热处理车间6组装车间7半成品车间8成品库9检验车间10设备维修车间11变电所12车库134综合相互关系在生产齿轮油泵的厂子中，各作业单位之间既有物流的联系，也有非物流的联系，各作业单位之间的相互关系，应包括物流关系和非物流关系，在SPL中，要将作业单位之间的物流相互关系和非物流相互关系进行合并求出综合相互关系，然后

24、从各作业单位间的综合关系出发，实现各作业单位间的合理布置（1）加权值的选取由于生产齿轮油泵的大部分零件都是自制的，而且是大批量生产在组织和管理生产变化很小，物流关系和非物流关系，重要性相差比较大，所以物流关系与非物流关系的加权值1:1。（2）综合关系相互计算根据各作业单位之间物流与非物流关系等级的高低进行量化计算加权求和，求出综合相互关系表当作业单位对数目为N时，总的作业单位对数可用下式计算。即P=N(N-1)12该厂有12个作业单位，则总的作业单位对数为66，即有66个相互关系。作业单位之间综合相互关系计算表作业单位对关系密度综合关系物流关系加权值：1非物流关系：加权值1等级分数等级分数分数

25、等级12A4E.37A13I2I24I14O1O12O15U0U00U16U0U00U17U0U00U18U0U00U19U0U00U110U0U00U111U0U00U112U0U00U23U0U00U24U0UU0U25E3E36E26U0U00U27U0U00U28U0U00U29U0U00U210U0U00U211U0U00U212U0O11O34I2I24I35U0UU0U36U0U00U37U0U00U38U0U00U39U0U00U310U0U00U311U0U00U作业单位对关系密度综合关系物流关系加权值：1非物流关系：加权值1等级分数等级分数分数等级312U0U00U45I2

26、I24I46U0U00U47U0U00U48U0U00U49U0U00U410U0X-1-1X411U0U00U412U0U00U56U0U00U57E3U03I58U0U00U59U0U00U510U0I22I511U0U00U512U0A44I67O1I23I68U0U0UU69U0U00U610U0U00U611U0U00U612U0U00U78E3U03I79E3A47A710U0E33I711U0I22I712U0O11O89U0U00U810U0U00U811U0U00U812U0U00U910U0O11O911U0O11O912U0U00U1011U0U00U1012U0U00U

27、1112U0U00U划分关系密级统计出各段分数段作业单位对的比例，求出各密级所占的百分比。总分关系密级作业单位对数百分比(%78A2356E11.534I1015.112O710.60U4568.1-1X11.5总计66100建立作业单位综合相互关系表将综合相互关系总分转化为关系密级等级，最后得出作业单位综合相关图。作业单位综合关系图序号作业单位名称1原材料库2铸造车间3机加工车间4锻造车间5热处理车间6组装车间7半成品车间8成品库9检验车间10设备维修车间11变电所12车库13绘制位置相关图在SLP中，工厂总平面布置并不直接去考虑各作业单位的占地面积和几何形状，而且从各作业单位间相互关系密切

28、程度出发，安排各作业单位之间的相对为止关系密级高的作业单位之间距离近，关系密级远的作业单位之间距离远，因此形成作业单位相关图本次工厂平面布置设计中由于作业单位较多即使只考虑A和E级关系也可能同时有多个，这就给如何绘制作业单位位置相关图，造成了困难为了解决这各问题，引入了综合接近程度这一概念即该作业单位与其他所有作业单位之间量化后的关系密级的总和，这个值的高低反映了该作业单位在布置图上应该是处于中心位置还是应该处于边缘位置，为了计算作业单位间的综合接近程度绘制了综合接近程度排序表，并在表中计算了作业单位之间的综合接近程度表综合接近程度排序表作业单位1234567891011121A/4I/2O/

29、1U/0U/0U/0U/0U/0U/0U/0U/02A/4U/0U/0E/3U/0U/0U/0U/0U/0U/0O/13I/2U/0I/2U/0U/0U/0U/0U/0U/0U/0U/04O/1U/0I/2WE/3U/0U/0U/0U/0X/-1U/0U/05U/0E/3U/0E/3U/0I/2U/0U/0I/2U/0I/26U/0U/0U/0U/0U/0I/2U/0U/0U/0U/0U/07U/0U/0U/0U/0I/2I/2I/2A/4I/2I/2O/18U/0U/0U/0U/0U/0U/0I/2U/0U/0U/0U/09U/0U/0U/0U/0U/0U/0A/4U/0O/1U/0U/01

30、0U/0U/0U/0X/-1I/2U/0I/2U/0O/1U/0U/011U/0U/0U/0U/0U/0U/0I/2U/0U/0U/0U/012U/0O/2U/0U/0I/2U/0O/1U/0U/0U/0U/0综合接近程度894512151526424排序43176211112581091原材料库2铸造车间3机加工车间4锻造车间5热处理车间6组装车间7半成品库8成品库9检验车间10设备维修车间11变电所12车库（6）绘制位置相关图1首先处理得分最高的作业单位对。从综合密度关系表中可知是6,由综合关系表可知,与6有关系的作业单位对最高为A级关系，分别为7&2从综合关系密度表中取出与6为I级关系的

31、作业单位对，5-6,6-90,6-10,6-1135318211610912绘制作业单位面积相关图就得到作业单将各作业单位的占地面积与空间几何图形结合到作业单位位置相关图上，位面积相关图，在此过程中，首选要确定各作业单位建筑物的实际占地面积与外形。一作业单位占地面积与外形作业单位占地面积由设备占地面和人员活动场地等因素决定，险些之外，还应该着生考虑物流模式，而对于生产，储存，运输部门，物流一般沿通道流动，因此，首选设计好工厂的主要通道，根据原工厂的车间布置的特点考虑即提高生产率又降低成本的目的，大致按原工厂的位置布置车间，二作业单位面积相关图绘图步骤有了作业单位面积相关图中建筑物占地面积与外形

32、之后，可以在坐标纸上绘制作业单位面积相关图。选择适当比例，本次设计选择比例为1:300将作业单位位置相关图放大到坐标纸上，比例调整为1:500按综合接近程度分散大小排序，由大到小依次把各作业单位布置在图上。1原材料库2铸造车间3机加工车间4锻造车间5热处理车间6组装车间7半成品库8成品库9检验车间10设备维修车间11变电所12车库（8）绘制工厂总平面布置可行方案考虑修正因素与实际条件限制修正调整面积相关图，包括如下因素一厂区面积200000m2,建筑面积15000m2.二根据齿轮油泵特点，确定物料搬运方法，采取托盘搬运并电瓶车和插车来实现车间之间的运输。三确定专区内外运输方式：汽车四根据厂区地

33、区条件，选择道路开线及其技术参数，主干道确定为9m次干道设计为6m。根据场外公路布置情况，设定几个厂门位置，形成各种布置方案。设计场前区位置，全方位改变办公楼外形。考虑风向特别是盛行风向对作业单位对相对位置的影响，避免烟主，异味等空气污染影响人身健康因素。考虑建筑物朝向，防火，防噪等因素。考虑上述各种因素后，整理出三套布置方案，绘制工厂平面图。（9）方案评价与选择通过对作业单位面积相关图的调整，已经取得了三个可行方案，现应用加权因素法，对每个方案进行评价，选出最佳方案，做出最终的工厂总平面布置方案。工厂布置过程是一个目标优化设计过程，某个可行的布置方案可能在某一目标因素方面是非常优秀的，而在另

34、一目标因素方面可能并不突出，其它布置方案可能正好相反，也就是说，各种布置方案各有优缺点，需要进行综合评价，从中选出最优方案。加权因素法就是把布置设计的目标分解或若干个因素，并对每个因素的相对重要性评定一个优先集（加权值）然后，分别就每个因素评价各个方案的相对优劣性，最后加权求和，求出各个得分，得分最高的方案就是最优方案。本次设计从7个方面来考虑，当然还有别的因素，对工厂生产影响相对较少，故而不考虑。以上几个因素是对工厂设计和建设能体现最终效益的最直接因素，对不同方面因素的相对重要程序采取不同的加权值。评价方案表范围评价因素简述加权值内部条件物料搬运效率及方便性物料搬运的方便性直接影响到搬运效率，搬运效率咼低也决定物料搬运