洛阳富迪波纹管厂的物流设施规划与设计.doc

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1、设施规划与物流分析课程设计题目：洛阳富迪波纹管厂的物流设施规划与设计学生姓名及学号张帅（20070770637）指导教师及职称李 冰（教授）专 业 工业工程班 级 2007级2班 2009年10月8日前言41.设施基本情况介绍61.1设施介绍61.2自然条件62设施的基本要素分析72.1产品产量分析72.2作业单位划分92.3工艺过程分析103.物流分析123.1工艺过程图123.2从-至表173.3物流分析和物流相关表174.作业单位相互关系分析224.1作业单位相互关系等级理由224.2 非物流分析234.3 作业单位非物流相关表245. 作业单位综合相互关系分析255.1 综合相互关系分

2、析步骤255.2 综合相互关系等级划分255.3 作业单位综合相互关系计算表255.2作业单位综合相互关系表286作业单位位置相关图296.1作业单位综合接近程度296.2综合接近程度排序306.3作业单位位置相关图317作业单位面积相关图337.1数量估算337.2面积相关图338工厂总平面布置图358.1修正因素358.2实际条件限制因素358.3工厂总平面布置图358.4布置方案的评价与选择359设施的物流搬运系统设计369.1物流搬运物料的分类369.2物流搬运路线的分析379.3物料搬运活动的分析379.4各项移动的图表化379.5物料搬运方法的选择419.6初步的搬运方案439.7

3、修改与调整方案459.8各项需求的计算459.9方案的评价4610结论46前言设施布置的方法和技术，一直是工业工程领域不断探索的问题。自工业革命以来研究出了许多手工设计、数字分析和图解技术，60年代以来，又发展了计算机辅助设施布置。在众多的布置方法中，以R缪瑟提出的系统化布置设计 SLP（Systematic Layout Planning）最为著名，应用十分普遍。R缪瑟提出的系统化布置设计 SLP 方法，使设施布置由定性阶段发展到定量阶段，相关技术也广泛应用于各种生产系统与服务系统。系统布置设计(SLP)方法提供了一种以作业单位物流与非物流的相互关系分析为主线的规划设计方法，采用一套表达力极

4、强的图例符号和简明表格，通过一套条理清晰的设计程序进行工厂布置设计。这种方法为设施设计人员与生产管理人员广泛采用，实践效果良好。但系统布置设计不是一种严密的设计理论，而是一套实践性非常强的设计模式和规范的设计程序。学习和掌握系统布置设计方法最有效的手段就是直接进行系统布置设计，其设计程序为： 所谓物料搬运，就是对各种物料进行搬运。说的完整些，就是对物料、产品、零件、介质或其他物品进行搬动、运输或改变其位置。系统化搬运分析（Systematic Handling Analysis，简称SHA）适用于一切物料搬运项目，是一种条理化的分析方法。 物料搬运的基本内容是物料、移动和方法。因此，物料搬运分

5、析就是分析所要搬运的物料，分析需要进行的移动和确定经济实用的物料搬运方法。搬运系统分析的程序就是建立在这三项基本内容的基础上的，其设计程序是：进行系统布置设计课程设计的主要目的是运用所学的设施规划与物流分析的基本知识和原理，学会由产品入手对工厂生产系统进行调研分析，并通过对工厂布置设计的实际操作，熟悉系统布置设计方法中的各种图例符号和表格，掌握系统布置设计方法的规范设计程序。同时通过课程设计，培养学生学会如何编写有关技术文件，初步树立正确的设计思想，培养学生运用所学专业知识分析和解实际技术问题的能力。（一）设施基本情况介绍1.1设施介绍洛阳富迪波纹管厂始建于1985年，属小型加工厂，主要生产各

6、种型号的金属波纹管膨胀节。该厂原位于洛阳市南村，现为了适应市场经营的需要，与前往洛阳市涧西区西苑路南侧一块空地上。新厂址南北230米，东西宽195米，总占地面积为44850平方米。该厂北侧为西苑路，南侧为联盟路，西边与青岛路相邻，东侧为中船重工集团公司七二五研究所。交通运输便利，该厂的位置示意图如图1-1所示 图1-1富迪波纹管厂共有生产车间5个，职能科室5个，各种建筑物总平面积原为16059.44平方米。现因该厂办至市内与汽车运输公司及火车站相距不远，与原有的车库现已取消。现各种建筑物占地面积为15656.56平方米。该厂现有人员160人，管理人员36名。牵制此处后，水，电能源由洛阳市能源部

7、门统一供给。生产用气体主要是氧气 。由本厂目行供给。污水处理由专用管道与洛阳市污水管相连统一处理。1.2自然条件富迪波纹管厂地处河南省洛阳市，其后属于温带季风气候，四季分明，较为干燥。每年夏季盛行东北风。平均气温27度，冬季盛行西风，平均气温4.5度。风向如图1-2所示 图1-2（二）设施的基本要素分析2.1产品产量分析富迪波纹管厂主要生产各种型号的金属波纹管膨胀，主要用于石化行业和城市供热管线的连接，起到对管线各种变形的补偿作用。该厂的主要产品有：轴向型膨胀节，铰链型膨胀节和复式拉杆型膨胀节四种。每一种产品的生产纲领为： 1.轴向型膨胀节 800套/年 2.外压轴向型膨胀节 400套/年 3

8、铰链型膨胀节 400套/年 4.复式拉杆型膨胀节 650套/年（1）有这四种产品的生产纲领可知，轴向型计划年产量800套；外压轴向型计划年产量400套；铰链型计划年产量400套；复式拉杆型计划年产量650套。由此可做出PQ曲线。如图2-1所示 图2-1由图可知，该厂的产品属多品种，中小批量生产。因此该厂的生产设备布置采取了按工艺专业化进行布置的方式，即按生产工艺的特点划分生产单位，把同种类型的机器设备和同类人员布置在一个生产单位内，如车床工段、铣床工段、刨床工段与磨床工段就是分别把车床、铣床、刨床和磨床各自集中布置在一个地方。这种布置形式设备利用率高加工灵活有利于适应产品的变化。（2）代表产

9、品A、为了我们分析方便，可用折合纲领的办法。从该厂四种主要产品中选取一种代表产品来分析其生产工艺过程。根据代表产品的选定原则，因为轴向型膨胀节的计划年产量大，为800套/年，所以选轴向型膨胀节为代表产品，该产品的零部件明细表见表2-1，产品结构见图2-2表2-1 轴向型膨胀节零件明细表工厂名称富迪波纹管厂产品名称轴向型膨胀节计划年产量800套序号零件名称材料总计划需求量单件重量（kg）备注1端管20#16000.3自制2凸耳Q23532000.1外购3导流筒3048000.2自制4波纹管3048000.3自制5装运杆Q23516000.3自制6螺母Q23564000.0125外购7护环3041

10、6000.2外购8法兰Q23516002.61外购 图2-2B、求出轴向型膨胀节折合年产量，过程见表2-2、2-3、2-4表2-2 四种膨胀节的计划年产量及重量表产品名称型号规格年产量（套）单台重量（kg）轴向型膨胀节RZ1650A8009外压轴向型膨胀节RW16125C400138铰链型膨胀节RJ16100A40015复式拉杆型膨胀节RF16125C65066表2-3 成批性折合系数n/nx0.51.02.04.07.010.00.971.01.121.221.311.37表2-4 三种被代表产品的折合重量产品型号重量折合系数批量折合系数复杂性系数总系数折合产量n/nxRW16125C6.1

11、72800/4001.121.037.122848RJ16100A1.587800/4001.121.011.80720RF16125C3.775800/6501.031.023.972581合计6149因此，折合纲领=800+6149=6949套/年，这样，我们就可按年产量6949套的轴向型膨胀节来分析该厂的物流路线。2.2 作业单位划分富迪波纹厂最早是单件，多品种的生产，后来随着生产技术水平的不断提高，产品已逐步正规化，形成了目前这多品种，中、小批量的生产，该厂先有生产车间5个，职能科室5个。概况如下：（1）结构车间：主要进行碳钢结构件的下料，焊接工作，现共有焊机12台，卷板机和剪板机各一

12、台。厂房为钢筋结构，占地面积为26M 66.9M=1739.4M （2）机加工车间：主要进行金属膨胀节中各零部件的焊接坡口加工，刨边及钻孔等工作。共有车床8台，钻床3台，刨床2台。采用机群式布置。车间内物流模式为U型，占地面积为21.75M 48M+12.5M 18.35M=1273.38M （3）总装车间：主要进行膨胀节的最后装配及组焊工作，共有焊机15台，占地面积为21.69M 66.9M=1451M （4）自动焊车间：主要进行波纹元件的下料和导流筒的下料及卷焊工作。共有剪板机和卷板机各一台，各种型号焊机5台。占地面积为12.46M 54.58M=680.07M （5）元件车间：主要负责波

13、纹元件的压力成型，剪边，烘干等工作。有水压机1台，电热烘干箱1台，占地面积为30.9M 54.58M=1686.5M5个职能科室为厂办公室技术科，生产科，检验科和保障科。其中生产科管理原料库，半成品库，成品库三个辅助单位；检验科下设试压间和探伤间两个作业单位；障除科负责采购原材料，外购件外还负责管理维修中心各作业单位建筑物汇总表见表2-5表2-5 作业单位建筑物汇总表序号作业单位名称用途建筑面积(M)建筑结构备注1原材料库储存各种原材料2329.03混合露天2半成品库储存外购件，外协件，待装件2329.03混合3成品库储存成品1874.9混合4结构车间碳刚件原料卷焊，细焊1739.4钢筋5机加

14、工车间零件车坡口，刨边，钻孔等1273.38钢筋6探伤间无损焊缝检验734.95钢筋7试压间水压实验692.56钢筋8总装车间成品装配，组焊，油漆1451钢筋9自动焊车间波纹元件导流筒下料卷焊680.07钢筋10元件车间元件成型，剪边，烘干1686.5钢筋11维修中心全厂设备的保养维修209.25混合12办公楼各职能科室656.49硅木2.3 工艺过程分析由上节产品调查可知，我们选定了轴向型膨胀节作为代表产品进行分析，该型产品的生产工艺过程可分为原材料、外购件（外协件）的采购、定制、存储、自制件的加工、零部件的装配、成品的检验和入库等。原材料储存在原材料库、外购件、标准件等储存在半成品库中。各

15、自制件的工艺过程如下：（见表2-6表2-9）表2-6 端管 凸耳的加工过程零件名称件号材料单件重量（kg）端管 凸耳1.220.Q2350.3+0.1序号作业单位工序内容1原材料库备料2结构车间下料.卷焊3结构车间组焊4机加工车间车坡口 尺寸检验表2-7 导流筒的加工过程零件名称件号材料单件重量（kg）导流筒33040.2序号作业单位工序内容1原材料库备料2自动焊车间下料.卷焊.检验3半成品库暂存表2-8 波纹管的加工过程零件名称件号材料单位重量(kg)波纹管43040.3序号作业单位工序内容1原材料库备料2自动焊车间下料3机加工车间钻孔4自动焊车间卷焊5探伤间焊缝无损检验6元件车间成型,剪边

16、烘干,检验7半成品库暂存表2-9 装运杆的加工过程零件名称件号材料单件重量（kg）装运杆5Q2350.3序号作业单位工序内容1原材料库备料2结构车间下料3机加工车间机加工.检验4半成品库暂存（三）物流分析3.1工艺过程图（1）端管凸耳的工艺过程（单位：kg）（2）导流管的工艺过程图（3）波纹管的工艺过程（5）装运杆的工艺过程（6）轴向型膨胀节生产工艺过程图3.2从-至表序号12345678910合 计 序号作业单位名称 （至）作业单位名称（从）原材料库半成品库成品库结构车间机加工车间探伤间试压间总装车间自动焊车间元件车间1原材料库1.750.692.442半成品库0.406.927.323成

17、品库4结构车间1.951.955机加工车间0.601.000.301.906探伤间0.330.337试压间9.009.008总装车间9.109.0018.19自动焊车间0.200.350.330.8810元件车间0.300.3合 计1.109.102.152.300.339.0016.920.990.33 轴向型膨胀节 从-至表3.3物流分析与物流相关表（1）物流强度汇总表物流强度汇总表1序号作业单位对（物流路线）物流强度1141.752190.693240.44250.65286.926290.272100.38389.19451.951058111590.6512690.33136100.

18、33147818物流强度汇总表2序号作业单位对（物流路线）物流强度1478188389.15286.929451.951141.75105812190.6911590.654250.63240.4136100.3312690.3372100.36290.2（2）物流强度等级的划分由于直接分析大量物流数据比较困难且没有必要。SLP中将物流强度转化为五个等级，分别用符号A、E、I、O、U来表示，其物流强度逐渐减少，对应超高物流强度，特高物流强度，较大物流强度，一般物流强度，可忽略物料搬运作业单位对的物流强度等级可按如下两种方式确定：A、按路线比例确定B、按承担物流量比例确定具体可参考下表：物流强度

19、等级符号物流路线比例（%）承担的物流量比例（%）超高物流强度A1040特高物流强度E2030较大物流强度I3020一般物流强度O4010可忽略搬运U00（3）物流强度分析表按承担物流量比例确定序号作业单位对（物流路线）物流强度物流总量承担物流量比例物流强度等级14781842.220.426338228A8389.142.220.21553766E5286.9242.220.163903363E9451.9542.220.046186641I1141.7542.220.04144955I1058142.220.023685457I2190.6942.220.016342965I11590.65

20、42.220.015395547I4250.642.220.014211274I3240.442.220.009474183O136100.3342.220.007816201O12690.3342.220.007816201O72100.342.220.007105637O6290.242.220.004737091O按路线比例确定序号作业单位对（物流路线）物流强度物流强度等级147818A8389.1E5286.92E9451.95E1141.75I10581I2190.69I11590.65I4250.6O3240.4O136100.33O12690.33O72100.3O6290.2O

21、4）原始物流相关表原始物流相关表 序号123456789101112序号作业单位名称 （至）作业单位名称（从）原材料库半成品库成品库结构车间机加工车间探伤间试压间总装车间自动焊车间元件车间维修中心办公楼1原材料库UUIUUUUIUUU2半成品库UUOIUUEOOUU3成品库UUUUUUEUUUU4结构车间IOUIUUUUUUU5机加工车间UIUIUUIIUUU6探伤间UUUUUUUOOUU7试压间UUUUUUAUUUU8总装车间UEEUIUAUUUU9自动焊车间IOUUIOUUUUU10元件车间UOUUUOUUUUU11维修中心UUUUUUUUUUU12办公楼UUUUUUUUUUU（5）物流

22、相关表（四）作业单位相互关系分析4.1作业单位相互关系等级理由编码关系等级的理由1工作流程的连续性2生产服务3物料搬运4管理方便5安全与污染6共用设备及辅助动力源确定了影响因素之后，就可以给出各作业单位间的非物流相互关系密切程度等级。SLP中作业单位间的非物流相互关系密切程度等级划分为A、E、I、O、U、X，其含义及比例如下表4-1所示：表4-1 作业单位相互关系等级符号含义比例(%)A绝对重要2-5E特别重要3-10I重要5-15O一般密切程度10-25U不重要45-80X不希望接近4.2非物流分析在评价作业单位相互关系时,首先应制定一套”基准相互关系表”,其他作业单位之间的相互关系通过对照

23、基准相互关系表”来确定。本厂各单位之间的关系可参考表3-2来确定。表4-2 基准相互关系字母一对作业单位关系密切程度的理由A钢材库和剪切区域最后检查和包装清理和油漆搬运物料的数量类似的搬运问题损坏没有包装的物品包装完毕以前检查单不明确使用相同的人员、公用设施、管理方式和相同形式的建筑物E接待和参观者停车处金属精加工和焊接维修和部件装配方便、安全搬运物料的数量和形状服务的频繁和紧急程度I剪切区和冲压机部件装配和总装配保管室和财会部门搬运物料的数量搬运物料的体积、共用相同的人员报表运送、安全、方便O维修和接收废品回收和工具室收发室和厂办公室产品的运送共用相同的设备联系频繁程度U维修和自助食堂焊接

24、和外购仓库技术部门和发运辅助服务不重要接触不多不常联系X焊接和油漆焚化炉和重要办公室冲压车间和工具车间灰尘、火灾烟尘、臭味、灰尘外观、振动利用同物流相互关系表相同的表格形式建立非物流相互关系表。表中每个菱形框格上半部填入相互关系等级符号，下半部填入数字表示相互关系等级的理由。4.3 作业单位非物流相关表（五）作业单位综合相互关系分析5.1综合相互关系分析步骤（1）物流分析物流相关表（2）非物流相互关系分析非物流相关表（3）确定物流、非物流的权重（4）得出量化的物流相关表、量化非物流相关表（5）TRij=mMRij+nNRij（6）综合相互关系等级划分（7）建立综合相关表5.2综合相互关系等级划

25、分（见表5-1）总分关系等级作业单位对数百分比（%）78A34.546E57.623I812.21O913.60U4060.6-1X11.5合计661005.3作业单位综合相互关系计算表（1）加权值选取：考虑波纹管厂物流关系并不明显大于其他因素的影响，因此取加权值m:n=1:1（2）综合相互关系计算：波纹管厂的作业单位数为12个，总的作业单位对数P=12*(12-1)/2=66条，根据各作业单位对之间物流与非物流关系等级高低进行量化及加权求和，求出综合相互关系，见表5-2 表5-1序号作业单位对（ij）关系密切程度综合关系物流关系（加权值：1）非物流关系（加权值：1）单位i单位j等级分值等级分

26、值分值等级112U0O11O213U0U00U314I2E35E415U0U00U516U0U00U617U0U00U718U0U00U819I2E35E9110U0U00U10111U0U00U11112U0U00U1223U0U00U1324O1X-10U1425I2I24E1526U0U00U1627U0U00U1728E3A47A1829O1X-10U19210O1I23I20211U0U00U21212U0U00U2234U0U00U2335U0U00U2436U0U00U2537U0U00U2638E3A47A2739U0U00U28310U0U00U29311U0U00U3031

27、2U0O11O3145I2E35E3246U0U00U3347U0U00U3448U0U00U3549U0U00U36410U0U00U37411U0O11O38412U0 I22I3956U0U00U4057U0U00U4158I2U02I4259I2E35E43510U0U00U44511U0O11O45512U0I22I4667U0U00U4768U0U00U4869O1I23I49610O1I23I50611U0U00U51612U0I22I5278A4A48A5379U0U00U54710U0U00U55711U0U00U56712U0O11O5789U0U00U58810U0U00

28、U59811U0O11O60812U0E33I61910U0U00U62911U0O11O63912U0X-1-1X641011U0U00U651012U0O11O661112U0O11O 表5-25.4建立作业单位综合相互关系表（六）作业单位位置相关图6.1作业单位综合接近程度在SLP中，工厂总平面布置并不直接去考虑各作业单位的建筑物占地面积及其外形几何形状，而是从各作业单位间的相互关系密切程度出发，安排各作业单位之间的相对位置，关系密级高的作业单位之间距离近，关系密级低的作业单位之间距离远，由此形成作业单位位置相关图。 当作业单位数量较多时，作业单位之间的关系数目就非常多，为作业单位数量的

29、平方级数，这就给如何入手绘制作业单位位置相关图带来了困难。为了解决这个问题，引入综合接近程度的概念。 所谓某一作业单位的综合接近程度等于该作业单位与其它所有作业单位之间量化后的综合相互关系等级值的总和。这个值的高低，反映了该作业单位在布置图上是应该处于中心位置还是应该处于边缘位置，也就是说，综合接近程度高的作业单位与其他作业单位相互关系总体上是比较密切的，即与大多数作业单位都比较接近，当然，这个作业单位就应该处于布置图的中央位置，反之，这个作业单位就应该处于作业单位的边缘。为了计算各作业单位的综合接近程度，我们把作业单位综合相互关系表，变换成右上三角矩阵与左下三角矩阵表格对称的方阵表格，然后量

30、化关系密级，并按行或列累加关系密级分值，其结果就是某一作业单位的综合接近程度。6.2综合接近程度排序表作业单位代号1234567891011121OUEUUUUEUUU103000030002OUOEUUAUIUU101300402003UUUUUUAUUUO000000400014EOUEUUUUUOI310300000125UEUEUUIEUOI030300230126UUUUUUUIIUI000000022027UUUUUUAUUUO000000400018UAAUIUAUUOI044020400129EUUUEIUUUOX3000320001-110UIUUUIUUUUO0200020

31、000111UUUOOUUOOUO0001100110112UUOIIIOIXOO00122212-111综合接近程度71151014651785511排序63114271015983 综合接近程度排序表6.3作业单位位置相关图在SLP中，工厂总平面布置并不是直接去考虑各作业单位的建筑物占地面积和其外形几何形状，而是从各作业单位间相互关系密切程度出发，安排作业单位之间的相对位置，关系密级高的的作业单位之间距离近，关系密级低的作业单位之间距离远，由此形成作业单位位置相关图。从作业单位综合相互关系表出发，求出各作业单位的综合接近程度，并按其高低将作业单位排列。选择单位距离长度，并规定：相互关系等级为A级的作业单位对之间的距离为一个单位距离长度；依次类推。从作业单位综合相互关系表中，取出相互关系等级为 A 级的作业单位对，并将所涉及到的作业单位按综合接近程度分值高低排列，得到作业单位序列A1，A2，An，其下标为综合接近程度排序序号，且有 1n； 将作业单位 Ai 布置在图中，并处理 Ai 与图中已布置作业单位之间的关系（如已布置在图中则省略此步）； 并将同 Ai 组成 A 级关系的作业单位布置到图中，并随时处理待布置