物流工程案例ppt课件

1、物流规划设计方法和实际在车间布置中的运用 沈阳机床齿轮厂物流分析与规划案例编写者：齐会杰 刘海涛 张宏敏 满颖指点教师：戢守峰1、沈阳机床相关背景引见2、成组技术知识引见3、沈阳机床齿轮厂物流及组织方式4、齿轮厂物流分析及优化内容摘要 工厂设备布置对整个企业消费系统运转的通畅程度有直接影响，而且经过对物料搬运本钱的影响成为决议产品本钱高低的重要要素。经过对机床齿轮厂的现场考核及工厂平面设计实际现状的分析，深化讨论工厂平面设计实际新的开展方向以及齿轮制造厂设备平面布置与物流分析的特点。在对机床齿轮厂消费物流进展详细分析的根底上，根据SLP实际确定出初步的车间平面布置方案，然后再对该方案的物流量进

2、展进一步计算分析，经过采用适当的优化方法求出以物流量最小为优化目的的平面布置最优解，得到最终的设计改良方案。引言 本文主要研讨的是沈阳机床集团齿轮制造厂的车间物流及车间布置情况。据一些机械制造业的典型调查资料，按其工艺过程，大多数的零件在机床上全部切削时间只占消费过程全部时间的10%左右，在其他90%左右的时间内，原资料、零部件、半废品或制废品处于等待、装卸、搬运、包装等物流过程，即工序间物流活动时间占居了产品消费过程总是件的约90%。可见，假设从实际上思索，工序间物流己成为消费物流的代名词。在现代机械制造领域中，由于新工艺新技术的飞速开展，社会需求的多样化，产品更新周期的日益缩短，使得多种类

3、小批量消费的企业大量添加。而单件、小批量消费的消费率低、本钱高、制造周期长、工艺手段落后、管理也复杂。能改动多种类小批量消费企业的落后情况，提高消费率，又能充分利用设备，降低产品本钱的有效方法，就是利用成组技术。1、沈阳机床相关背景引见 沈阳机床股份齿轮制造厂位于辽宁沈阳市铁西区经济技术开发区17甲1号，由原沈阳第一机床厂、中捷友谊厂、沈阳第三机床厂的齿轮专业车间组建。现有厂房10000平方米。固定资产16000万元。齿轮加工设备210台，磨齿机33台。其中德国产成型磨齿机1台，瑞士产玛格磨齿机6台，瑞士产蜗杆磨齿机12台。德国产立式磨齿机3台。检测设备包括美国产mm3125可以检测2级精度齿

4、轮合计14台。公司主要运营各种机床齿轮;印刷机齿轮；减速机齿轮；电梯齿轮；汽车齿轮；矿山机械齿轮；交通机械齿轮等。由于沈阳机床股份齿轮制造厂消费的齿轮种类和工序都比较繁多，存在着一些不合理的物流景象。本案例分析主要是在对沈阳机床现有厂内物流分析的根底上，基于现代物流规划设计与分析实际提出优化该厂内物流活动的建议。2、成组技术知识引见2.1 根本概念2.2 成组技术中的零件编码2.3 零件分类成组的方法2.4 成组工艺过程设计2.5 成组消费组织方式2.1 成组技术的根本概念成组技术：是将企业的多种产品、部件或零件，按一定的类似性准那么，分类编组，并以这些组为根底，组织消费各个环节，实现多种类小

5、批量消费的产品设计、制造和管理的合理化。从而抑制了传统小批量消费方式的缺陷，使小批量消费能获得接近大批量消费的技术经济效果。 对于零件设计而言，许多零件都具有类似的外形，那些类似的零件可以归并成设计族。一个新零件可以经过修正一个现有的同族零件而构成。运用这个概念，可以确定出复合零件。复合零件是包含一个设计族的一切特征的零件。它由设计族内零件一切几何要素组合而成。2.2成组技术中的零件编码零件分类编码的根本原理是一种根据特征属性的有无，把事物划分成不同组的过程。成组技术的编码是对机械零件的各种特征给予不同的代码。这些特征包括:零件的构造外形，各组成外表的类别及配置关系、几何尺寸、零件资料及热处置

6、要求，各种尺寸精度、外形精度、位置精度和外表粗糙度等要求。对这些特征进展笼统化，格式化，就需求用一定的代码(符号)来表述。所用的代码可以是阿拉伯数字、拉丁字母，甚至汉字，以及它们的组合。最方便，最常见的是数字码。当设计或确定一种编码方案时，有两种性质必需保证，即代码必需是:不模糊的；完好的。这就需求对代码所代表的意义作出明确的规定和阐明，这种规定和阐明就称为编码法那么，也称为编码系统。目前运用的成组技术编码系统中有三种不同类型的代码构造：层次式；链式(矩阵式)；混合式。层次式也称为单元码，每一代码的含义都有前一级代码限定，其优点是用很少的码位能代表大量信息;缺陷是编码系统很复杂。链式又称多元码

7、，码位上每一代码都代表某种信息，与前面码位无关。在代码位数一样的条件下，链式构造容量比层次式的少，但编码系统较简单。混合式是层次式和链式的混合。大多数编码系统采用混合式。2.3零件分类成组的方法目前零件的分类成组有以下儿种方法：即视检法、消费流程分析法和编码分类法。1视检法是由有阅历的工艺师根据零件图样或实践零件及其制造过程，直观地凭阅历判别零件的类似性，对零件分类成组。这种方法简单，作为粗分类是有效的方法。例如将零件划分成回转体类、箱体类、杆件类等，但要作详细的分类就较困难。所以目前运用较少。2消费流程分析法是一种按工艺特征类似性分类的方法。首先可根据每种零件的工艺道路卡，列出表2-1所示的

8、工艺道路表。表中的“记号表示该种零件要在该机床上加工，然后经过对消费流程的分析、归纳、整理，可将表2-1转换成表2-2的方式。从表2-2中可以明显地看出，给出的20种零件可编为三组，每一组都有类似的工艺道路。消费流程分析法是一种运用很普遍的方法。表2-1 工艺道路图表2-2 转换工艺道路2.3 零件分类成组的方法3编码分类法零件经过编码，己经实现了很细的分类，但假设仅仅把编码完全一样的零件分为一组，那么每组零件的数量往往很少，达不到扩展工艺批量的目的。实践上代码不完全一样的零件，往往也有类似的工艺过程而能属于同一组。为此，对己编码的零件还可用两种方法分组:即特征码位法和码域法。2.3零件分类成

9、组的方法(1)特征码位法从零件代码中选择其中反映零件工艺特征的部分代码作为分组的根据，就可以得到一组具有类似工艺特征的零件族，这几个码位就称为特征码位。(2)码域法码域法是对零件代码各码位的特征规定几种允许的数据，用它作为分组的根据，将相应码位的类似特征放宽了范围。2.4成组工艺过程设计零件分类成组后，便构成了加工组，下一步就是针对不同的加工组制定出适宜于组内各零件的成组工艺过程。编制成组工艺的方法有两种:复合零件法和复合道路法。(一)复合零件法按照零件组中的复合零件来设计工艺规程的方法称为复合零件法，或样件法。复合零件即是拥有同组零件的全部待加工外表要素的一个零件。它可以是零件组中实践存在的

10、某个详细零件，也可以是一个假设的零件，由于它包含了组内其它零件所具有的一切待加工外表要素，所以按复合零件设计的成组工艺，只需从中删除一些不为某一零件所用的工序或工步内容，便能为组内一切零件运用，构成各个零件的加工工艺。图2-1表示了一个零件组按其复合零件设计成组工艺的例子。这一零件组由四种零件组成，第一行为其复合零件，它包含了四个零件所具有的五种加工外表要素。根据这个复合零件设计了成组工艺，在成组工艺的根底上删除各个零件所不需求的工序内容，就得到了组内各零件的详细工艺，见表2-3。表2-3 按复合零件法设计成组工艺图2-1 零件组及其复合零件2.4 成组工艺过程设计(二)复合道路法对于非回转体

11、类零件，由于其外形不规那么，为某一零件组找出它的复合零件来经常非常困难，所以上述复合零件法普通仅适于回转体零件。而非回转体零件，常采用复合道路法。复合道路法是在零件分类成组的根底上，把同组零件的工艺道路作一比较，以组内最复杂零件的工艺道路为根底，然后将此道路与组内其它零件的工艺道路相比较，凡组内其它零件需求而作为代表的工艺道路中没有的工序，一一添上，最终构成一个能满足全组零件要求的成组工艺。表2-4是复合道路法设计成组工艺的例子。表2-4 按复合道路法设计成组工艺2.5成组消费组织方式根据目前成组加工的实践运用情况，成组加工系统有如下三种根本方式:成组单机；成组消费单元；成组消费流水线。这三种

12、方式介于机群式和流水式之间的设备布置方式。机群式适用于传统的单件小批量消费，流水线那么适用于传统的大批量消费。成组消费采用哪一种方式，主要取决于零件成族后，同族零件的批量大小。2.5成组消费组织方式1.成组单机 成组单机是在机群式布置的根底上开展起来的，它是把一些工序一样或类似的零件族集中在一台机床上加工。它的特点主要是针对从毛坯到废品多数工序可以在同一类型的设备上完成的工件，也可以用于仅完成其中某几道工序的加工。这种组织方式是成组技术的最初方式，由于类似零件集中加工，批量增大，减少了机床调整时间，获得了一定的经济效果。对于较复杂的零件加工，需求在多台机床上加工时，效果就不显著了。但随着数控机

13、床和加工中心机床的运用，特别是柔性运输系统的开展，成组加工单机的组织方式又变得重要起来。2.5成组消费组织方式2.成组消费单元 成组消费单元是指一组或几组工艺上类似零件的全部工艺过程，由相应的一组机床完成，该组机床即构成车间的一个封锁的消费单元。 成组消费单元的主要特点是由几种类型机床组成一封锁的消费系统，完成一组或几组类似零件的全部工艺过程。它有一定的独立性，并有明确的职责，提高了设备利用率，缩短了消费周期，简化了消费管理等一系列优点，所以为各企业广泛采用。3.成组消费流水线 成组消费流水线是成组技术的较高级组织方式。它与普通流水线的主要区别在于消费线上流动的不是一种零件，而是多种类似零件。

14、在流水线上各工序的节拍根本一致，其任务过程是延续而有节拍的。但对于每一种零件而言，它不一定经过流水线上的每一台机床加工，所以它能加工的工件较多，工艺适用范围较大。3、沈阳机床齿轮厂物流及组织方式3.1沈阳机床齿轮厂的消费物流类型3.2沈阳机床齿轮厂的组织方式3.3系统布置设计方式(SLP)3.3.1系统布置设计根本要素3.3.2系统布置设计方式3.3.3根本要素分析3.1沈阳机床齿轮厂消费物流类型根据产品在任务地消费的反复程度把物料消费过程划分为：单量、成批三种类型。划分规范如表3.1所示。表3.1 划分任务地消费类型的参考数据 生产类型上序数目工序占用工作地系数大量生产120.5以上大批生产

15、2-100.10.5中批生产10-200.050.1小批生产20-400.025o.5单件生产40以上0.025以下3.1沈阳机床齿轮厂消费物流类型 表3.2是一张典型的沈阳机床集团齿轮制造厂的齿轮工时定额表，对应的机床型号为CA6140。由此表可以看出该齿轮的工序数目为24并且多数的齿轮工序数目都在20-40之间。故由此表可以确定其消费为小批量消费。表3.2 沈阳机床集团齿轮制造厂的齿轮工时定额表见下页工序序号工序代号准时工时单件工时能力组号累计工时备注10C13600.781113620Z55251.4811155230B46200.781246140B46200.881246150C11

16、401.681211360C16351.581216270B47100.481247180S2800.181128190C16351.5812162100C07600.6811110110Y9800898000120Y95254822951130S2800.2800281140S2201.5832551150Y94602.5832221160S2800.2800281170Z55251832551工序序号工序代号准时工时单件工时能力组号累计工时备注180S2200.6832221190S2800.2800281200R2701.95800000210Y97150.8832971220B4710

17、1832471230S2800.2800281240Y98008980003.2沈阳机床齿轮厂的组织方式消费物流的空间组织是相对于企业消费区域而言，目的是如何缩短物料在工艺过程中的挪动间隔。普通有三种专业化组织方式，即工艺专业化、对象专业化、成组工艺等。如何选择那么主要取决于消费系统中产品种类多少和产量大小。普通规律如图3.1所示 图3.1 PQ分析图3.2 沈阳机床齿轮厂的组织方式沈阳机床齿轮厂的消费物流时间组织，沈阳机床股份齿轮制造厂主要是主机厂CA6140车床的公用齿轮，其产品特点是齿轮比较小而且轻，其齿轮的加工时间普通为一小时左右，并且为小批量消费。消费物流的时间组织方式的时候应选择顺

18、序挪动方式。如图3.2所示，其中横轴表示加工周期，纵轴表示加工工序。图3.2 顺序挪动方式3.3 系统布置设计方式(SLP)3.3.1系统布置设计根本要素3.3.2系统布置设计方式3.3.3根本要素分析3.3.1系统布置设计根本要素普通讲，工厂布置设计就是在根据社会需求确定出某些待消费的产品极其产量以及确定厂址的前提下，完成工厂总平面布置和车间布置. 如图2.3所示，为了完成工厂总平面布置和车间布置，需求从产品P及产量Q出发，首先对产品组成进展分析，确定各零件，消费类型，制定出各个零部件的加工，装配工艺流程;根据工艺流程各阶段的特点划分出消费车间等。然后由工厂布置设计人员来完成工厂总平面布置及

19、车间布置为了突出平面布置设计，可把平面布置设计前各个阶段任务的结果作为给定要素来处置，包括工艺流程R，辅助效力部门S及消费时间安排T，这样就构成了单纯的工厂布置模型。在系统布置设计(SLP)中，把产品P，产量Q，消费道路R，辅助效力部门S及消费时间安排T作为给定的根本要素(原始资料)，成为布置设计任务的根本出发点。图3.3 工厂总平面设计过程3.3.2系统布置设计方式系统布置设计是一种逻辑性强，条理清楚的布置设计方法，分为确定位置，总体区划，详细布置及实施四个阶段，四个阶段按图3.4所示的顺序交叉进展。在确定位置阶段，就必需大体确定各主要部门的外型尺寸，以便确定工厂总体的外形和占地面积在系统布

20、置设计的第二和第三阶段，采用一样的设计步骤系统布置设计SLP程序，如图3.4所示。 图3.4 工厂布置的阶段构造图图3.5 SLP设计程序方式3.3.3根本要素分析产品产量分析企业消费的产品种类的多少及每种产品产量的高低，决议了工厂的消费类型，进而影响着工厂设备的布置方式。普通，产品一产量分析分为两个步骤。 1.将各种产品，资料或有关消费工程分组归类； 2.统计或计算每一组或类的产品的数量。在PQ分析过程中，先统计出产品种类与产量。然后将PQ关系绘制成PQ曲线，如图3.6所示。在图中M区的产品适用于采用大量消费类型;J区属于单件小批量消费类型;介于M去和J区之间的产品消费类型为成批消费。图3.

21、6 PQ曲线4、齿轮厂物流分析及优化4.1物流分析4.2位置相关图4.2.1主要产品的设备布置4.2.2主要产品消费设侧立置相关图4.2.3次要产品消费设侧立相关图4.3设备布置的优化4.3.1主要产品消费线的物流计算4.3.2次要产品消费线的物流计算4.1物流分析及优化对于不同的消费类型，可采用工艺过程图、多种产品工艺过程表、成组方法、从至表等不同的物流分析方法。由于齿轮车间消费的齿轮种类和工序都比较繁多，所以采用多种产品工艺过程表。在这张表上各产品工艺道路并列绘出，可以反映各个产品的物流途径。现从该齿轮厂消费的百余种齿轮中选取有代表性的l0种齿轮，产品代号08020、02049A、0204

22、3、02042、02045、06024、02035、02028、07086、02046A。由工艺流程图可以看出大多数产品(70)的加工顺序根本一样。其根本加工道路如图4.1所示。图中字母表示的为工序代号。图4.1 主产品消费工艺4.2 位置相关图4.2.1 主要产品的设备布置4.2.2 主要产品消费设侧立置相关图4.2.3 次要产品消费设侧立相关图4.2.1主要产品的设备布置先确定主要产品(即零件代号为：08020、02049A、02043、02042、02045、06024、02035)加工所需的必要设备，并结合工时定额表加以确定。得出所许，设备台数为15台。因这些产品特点是齿轮比较小而且轻

23、，加工时间普通为1小时左右，并且为小批量消费，所以选择消费物流的时间组织方式的时候应选择顺续性和固定性，可以进一步确定出几个延续加工的工艺顺序。可以模块化为工序组。工序组内的关系密集程度定义为A级。这样可以简化设备之间繁琐的计算量。工序组一：Z55 B46 Cl1 C16 B47 S28；工序组二：C07 Y98 Y95 S28；工序组三：S22 Y94 S28；工序组四：R27 B47 Y94 S28。由工艺过程表确定出作业单位相互位置关系表如图4.2。图4.2 单位相关图4.2.2 主要产品消费设侧立置相关图在SLP中，工厂总平面布置并不直接去思索各作业单位的占地面积和几何外形，而是从各作

24、业单位之间的相互关系亲密程度出发，安排各作业单位之间的相对位置，关系密集高的作业单位之间间隔近，关系密集低的作业单位之间间隔远，由此构成作业单位位置相关图。对于齿轮厂的情况来说，常规第一步的密集程度为A级的作业单位对曾经确定为工序组内的各单位对。所以可以从E级开场排序，画出相关图。如图4.3所示。图4.3 密集程度相关图4.2.2主要产品消费设侧立置相关图经过调理可以绘制出主要产品的消费线的平面备布置图，如图4.4图4.4 车间平面布置4.2.3 次要产品消费设侧立相关图确定次要产品(即零件代号为：02045、06024、02035)加工所需的必要设备，可由图4.5，并结合工时定额表加以确定同

25、样由上面的方法可以绘制出其单位位置相关图。先选出亲密程度最高的单位对定义为A级，C13一C16、Z55一S22、Y95一S22、S28一S22、R27一C16、Y96一M62、B47一S28。如图4.6。经过调理可以绘制出次要产品的消费线的最终设备布置图如图4.6。 综合图4.5和图4.6思索主要产品占70%，故可布置三个一样的工段同时加工主要零件和一个专门工段加工剩下的30%的零件。绘制出消费车间的平面布置图。图4.5 次要产品密集相关图图4.6 车间设备布置图4.3设备布置的优化设备优化分析与设计的原理是系统内设备间物流费用最小化。设给定平面系统有n个设备，每两个设备i、j之间的物流量为F

26、i , ( i,j=1，2，n)，间隔为Dij，那么两设备之间的物料搬运量如公式5.1所示。 Wij=FijDij (41)令系统的物料搬运量W那么: W=Wij=FijDij , (i，2，.3，n)。 (42)假设C为以设备i到设备j的单位搬运费用为WC: CW=CWij=CiJFijDij ，(i，j=1，2，3，n) (43)当平面设备布置位置改动时，那么有: CW=CWij=CijFijDij，.J，(i，j=1，2，3，n) (44)假设CWCW，那么方案CW优于CW。假设将设备每调整一次，那么有一个可行方案，这样最正确设计方案CWp为: CWp=minCW1，CW2，CWn (45)4.3设备布置的优化又由于齿轮的产品特性所决议的，其任务外表根本都为外外表，所以在加工车间搬运过程中用公用的托架进展搬运。且机床的齿轮多数大小都相差不是很多，所用的托架都是通用的而且托架质量也比较大，所以选用电瓶车进展搬运任务。所以当量物流量可以不以零件的分量为计算单位，所以不论大小都选择以齿轮的个数为当量物流量来计算。所以单位搬运费用直接与搬运间隔成正比。在布置设备是每两台设备之间的间隔是固定并且