設施規劃與物流分析課程設計說明書題目：洛陽富迪波紋管廠的物流設施規劃與設計學生姓名及學號指導教師及職稱 專 業 工業工程班 級 2013級2班 2015年10月 29日目錄前言- 3 -1 洛陽富迪波紋管廠簡介- 5 -1.1 地理位置介紹- 6 -1.2 自然條件- 6 -2 基本要素分析- 7 -2.1 產品產量分析- 7 -2.2 作業單位S的劃分- 9 -2.3 工藝流程分析- 11 -3 作業單位物流相互關系的分析- 13 -3.1 工藝過程圖- 13 -3.2 編制從至表- 17 -3.3 物流分析和物流相關表- 19 -3.3.1 物流強度匯總表- 19 -3.3.2 物流強度等級- 21 -3.3.3 物流強度分析表- 21 -3.3.4 物流相關表- 22 -4 作業單位的非物流相互關系分析- 23 -4.1 非物流影響因素- 24 -4.2 非物流關系等級劃分- 24 -4.3 作業單位非物流相關表- 24 -5 作業單位綜合相互關系- 25 -5.1 綜合相互關系的等級劃分- 26 -5.2 作業單位對之間的綜合相互關系- 27 -5.3 綜合相互關系的量化和計算- 28 -5.4 作業單位綜合相互關系表- 29 -6 作業單位位置相關圖- 29 -6.1作業單位的綜合接近程度- 30 -6.2 繪制作業單位位置相關圖- 31 -7 作業單位面積相關圖- 32 -7.1 數量估算- 33 -7.2 空間估算- 33 -7.3 繪制作業單位面積相關圖- 34 -8 總平面布置圖- 35 -8.1 總體布置的分析- 36 -8.1.1 修正因素- 36 -8.1.2 實際條件限制因素- 36 -8.2 繪制工廠總平面布置圖- 36 -9 物流圖- 37 -9.1 繪制物流圖- 38 -9.2 物流距離基準曲線- 39 -10 物料搬運系統設計SHA- 40 -10.1 物料搬運系統分析方法- 41 -10.2 搬運系統設計要素- 41 -11 各項移動的分析- 41 -11.1 各項移動的分析搬運- 41 -11.2 搬運活動一覽表- 41 -12 物料搬運方法的選擇- 42 -12.1 搬運路線系統- 42 -12.2 物料搬運設備- 42 -12.3 運輸單元- 43 -13 搬運系統方案匯總表- 43 -14 方案的修正與評價- 44 -14.1 方案的修正- 44 -14.2 各項需求的計算- 44 -14.3 方案的評價- 44 -總結- 45 -前言 設施規劃與設計從“工廠設計”發展而來，是指在企業經營策略的指導之下，針對企業個體中的生產或轉換活動，從投入到產出的全部過程中，將人員、物料以及所需的相關設備設施等做最有效的組合與規劃，并與其他相關設施協調，以期獲得安全、效率與經濟的操作，滿足企業現有經營需求，同時更進一步能對企業長期發展產生更積極的影響和效益。重點探討各類工業設施、服務設施的規劃與設計概念、理論及方法。在現代社會需求正朝著多樣化方向發展，產品的更新換代周期迅速縮短，市場競爭日趨激烈，每個都面臨著嚴重的挑戰。加快產品投放市場的速度，提高產品質量，降低產品生產成本，縮短作業時間，是關系企業興衰存亡的大問題。設施規劃是以企業系統的空間靜態結構為研究對象，從企業的動態結構出發，探討企業系統布置設計和系統物料搬運分析的主要方案，使企業的人力、財力、物力和物流、人流、信息流得到最合理、最經濟、最有效的配置和安排。本文通過對洛陽富迪波紋管廠的基本要素、物流、作業單位相互關系進行分析，利用SLP方法進行系統化布置設計，繪制出作業單位綜合相互關系表、作業單位面積相關圖，通過分析整理得到布置方案,系統化布置設計程序為：同時利用SHA方法進行系統化搬運設計，物料搬運的基本內容是物料、移動和方法，通過對物料的分析、各項移動的分析，將各項移動表現為圖表化，進一步對物料方案進行設計和選擇，最終確定物料搬運系統。搬運系統分析的程序就是建立在這三項基本內容的基礎上的，其設計程序為：1 洛陽富迪波紋管廠簡介1.1 地理位置介紹富迪波紋管廠始建于1985年，屬小型加工廠，主要生產各種型號的金屬波紋管膨脹節。該廠原位于洛陽市南村，現為了適應市場經營的需要，與前往洛陽市澗西區西苑路南側一塊空地上。新廠址南北230米，東西寬195米，總占地面積為44850平方米。該廠北側為西苑路，南側為聯盟路，西邊與青島路相鄰，東側為中船重工集團公司七二五研究所。交通運輸便利，該廠的位置示意圖如圖1-1所示：圖1-1 富迪波紋管廠共有生產車間5個，職能科室5個，各種建筑物總平面積原為16059.44平方米。現因該廠辦至市內與汽車運輸公司及火車站相距不遠，與原有的車庫現已取消。現各種建筑物占地面積為15656.56平方米。該廠現有人員160人，管理人員36名。牽制此處后，水，電能源由洛陽市能源部門統一供給。生產用氣體主要是氧氣 。由本廠目行供給。污水處理由專用管道與洛陽市污水管相連統一處理。1.2 自然條件富迪波紋管廠地處河南省洛陽市，其后屬于溫帶季風氣候，四季分明，較為干燥。每年夏季盛行東北風。平均氣溫27度，冬季盛行西風，平均氣溫4.5度。風向如圖1-2所示：圖1-22 基本要素分析2.1 產品產量分析富迪波紋管廠主要生產各種型號的金屬波紋管膨脹，主要用于石化行業和城市供熱管線的連接，起到對管線各種變形的補償作用。該廠的主要產品有：軸向型膨脹節，鉸鏈型膨脹節和復式拉桿型膨脹節四種。每一種產品的生產綱領為： 1.軸向型膨脹節 800套/年 2.外壓軸向型膨脹節 400套/年 3.鉸鏈型膨脹節 400套/年 4.復式拉桿型膨脹節 650套/(1) 由這四種產品的生產綱領可知，軸向型計劃年產量800套；外壓軸向型計劃年產量400套；鉸鏈型計劃年產量400套；復式拉桿型計劃年產量650套。由此可做出PQ曲線。如圖2-1所示： 圖2-1由圖2-1可知，該廠的產品屬多品種，中小批量生產。因此該廠的生產設備布置采取了按工藝專業化進行布置的方式，即按生產工藝的特點劃分生產單位，把同種類型的機器設備和同類人員布置在一個生產單位內，如車床工段、銑床工段、刨床工段與磨床工段就是分別把車床、銑床、刨床和磨床各自集中布置在一個地方。這種布置形式設備利用率高加工靈活有利于適應產品的變化。 (2)代表產品 1)為了我們分析方便，可用折合綱領的辦法。從該廠四種主要產品中選取一種代表產品來分析其生產工藝過程。根據代表產品的選定原則，因為軸向型膨脹節的計劃年產量大，為800套/年，所以選軸向型膨脹節為代表產品，該產品的零部件明細表見表2-1，產品結構見圖2-2。表2-1 軸向型膨脹節零件明細表工廠名稱富迪波紋管廠產品名稱軸向型膨脹節計劃年產量800套序號零件名稱材料總計劃需求量單件重量（kg）備注1端管20#16000.3自制2凸耳Q23532000.1外購3導流筒3048000.2自制4波紋管3048000.3自制5裝運桿Q23516000.3自制6螺母Q23564000.0125外購7護環30416000.2外購8法蘭Q23516002.61外購 圖2-22)求出軸向型膨脹節折合年產量。過程見表2-2、表2-3、表2-4。表2-2 四種膨脹節的計劃年產量及重量表產品名稱型號規格年產量（套）單臺重量軸向型膨脹節RZ1650A8009外壓軸向型膨脹節RW16125C400138鉸鏈型膨脹節RJ16100A40018復式拉桿型膨脹節RF16125C65066 表2-3 成批性折合系數n/nx0.51.02.04.07.010.00.971.01.121.221.311.37表2-4 三種被代表產品的折合重量產品型號重量折合系數批量折合系數復雜性系數總系數折合產量n/nxRW16125C6.172800/4001.121.037.122848RJ16100A1.587800/4001.121.011.80720RF16125C3.775800/6501.031.023.972581合計6149因此，折合綱領=800+6149=6949套/年，這樣，我們就可按年產量6949套的軸向型膨脹節來分析該廠的物流路線。2.2 作業單位S的劃分富迪波紋管廠最早是單件，多品種的生產，后來隨著生產技術水平的不斷提高，產品已不斷正規化，形成了目前這種多品種，中小批量的生產，該廠現有生產車間5個，職能科室5個，概況如下：(1) 結構車間：主要進行碳鋼結構件的下料，焊接工作，現共有焊接機12臺，卷板機和剪板機各一臺，廠房為鋼筋結構，占地面積為26M66.9M =1739.4M (2) 機加工車間：主要進行金屬膨脹節中個零部件的焊接坡口加工，刨邊及鉆孔等工作。共有車床8臺，鉆床3臺，刨床2臺，采用機群式布置，車間內物流模式為U型，占地面積為21.75 M48 M+12.5 M18.35=1273.38 M (3) 總裝車間：主要進行膨脹節的最后裝配及組焊工作，共有焊機15臺，占地面積為21.69M66.9M =1451M (4) 自動焊車間：主要進行波紋無件的下料和導流茼的下料及卷焊工作。共有卷板機和剪板機各一臺，各種型號焊機五臺，占地面積為12.46M54.58M =680.07M (5) 元件車間：主要負責波紋元件的壓力成型，剪邊烘干等工作，有水壓機一臺，電熱烘干箱一臺，占地面積為30.9M54.58M =1686.5M 五個職能科室為廠辦公室，技術科，生產科，檢驗科和保障科。其中生產科管理原料庫，半成品庫，成品庫3個輔助單位；檢驗科下設試壓間和探傷間兩個作業單位；保障科除負責采購原料，外構件外，還負責管理維修中心。各作業單位建筑物匯總表見表2-5。表2-5序號作業單位名稱用 途建筑面積建筑結構備注1原 材 料 庫儲存各種原材料2329.03混 合露天2半 成 品 庫儲存外購件，外協件，待裝件2329.03混 合3成 品 庫儲存成品1974.9 混 合4結 構 車 間碳鋼原料卷焊，細焊1739.4鋼 筋5機加工車間零件車坡口，刨邊，鉆孔等1273.38鋼 筋6探 傷 間無損焊縫檢測734.95鋼 筋7試 壓 間水壓試驗692.56鋼 筋8總 裝 車 間成品裝配，細焊，油漆1451鋼 筋9自動焊車間波紋元件導流筒下料卷焊680.07鋼 筋10元 件 車 間元件成型，剪邊，烘干1686.5鋼 筋11維 修 車 間全廠設備的保養維修290.25混 合12辦 公 樓各職能科室656.49硅 木2.3 工藝流程分析由上節產品調查可知，我們選定了軸向型膨脹節作為代表產品進行分析。該型產品的生產工藝過程可分為原材料，外購件（外協件）的采購，定制，存儲，自制件的加工，零部件的裝配，成品的檢驗和入庫等。原材料儲存在原材料庫。外購（外協）件，標準件等儲存在半成品庫中。各自之間的生產工藝過程如下：表2-6、表2-7、表2-8、表2-9。 - 16 -零件名稱件號材料單件重量（kg）端管，凸耳1.220#，Q2350.3+0.1序號作業單位工序內容1原材料庫備料2結構車間下料.卷焊3結構車間組焊4機加工車間車坡口，尺寸檢驗表2-6 端管、凸耳的加工過程零件名稱件號材料單件重量（kg）導流筒33040.2序號作業單位工序內容1原材料庫備料2自動焊車間下料.卷焊.檢驗3半成品庫暫存 表2-7 導流筒的加工過程 零件名稱件號材料單位重量(kg)波紋管43040.3序號作業單位工序內容1原材料庫備料2自動焊車間下料3機加工車間鉆孔4自動焊車間卷焊5探傷間焊縫無損檢驗6元件車間成型,剪邊,烘干,檢驗7半成品庫暫存 表2-8 波紋管的加工過程 表 九表2-9 裝運桿的加工過程零件名稱件號材料單件重量（ kg）裝運桿5Q2350.3序號作業單位工序內容1原材料庫備料2結構車間下料3機加工車間機加工,檢驗4半成品庫暫存3 作業單位物流相互關系的分析 3.1 工藝過程圖(1) 端管、凸耳的工藝過程圖（單位：kg）（2）導流管的工藝過程圖（單位：kg）(3) 波紋管的工藝過程圖（單位：kg） （4）裝運桿的工藝過程圖（單位：kg） (5) 軸向型膨脹節的工藝過程圖（單位：kg）3.2 編制從至表步驟： 以一定的順序按行排列各起始作業單位，以相同的順序按列排列各終止作業單位； 在行、列相交的方格中記錄從起始作業單位到終止作業單位的各種物料搬運量的總和，有時也可同時注明物料種類代號。 依據工藝過程圖進行作業單位的物流相互關系分析過程如下： 至 從原材料庫半成品庫成品庫結構車間機加工車間探傷間試壓間總裝車間自動焊車間元件車間維修車間辦公樓原材料庫1.750.69半成品庫0.46.92成品庫結構車間1.95機加工車間0.61.00.3探傷間0.33試壓間9.0總裝車間9.17.82自動焊車間0.20.350.33元件車間0.3維修車間辦公樓3.3 物流分析和物流相關表3.3.1 物流強度匯總表物流強度表(1)序號作業單位對物流強度1-1.752-0.693-0.44-6.925-1.956-0.67-1.08-0.39-0.3310-9.011-9.112-7.8213-0.214-0.3515-0.3316-0.3物流強度匯總表（2）序號作業單位對物流強度1-1.752-0.693-0.44-6.925-1.956-0.67-1.08-0.659-0.3310-16.8211-9.112-0.213-0.3314-0.33.3.2 物流強度等級由于直接分析大量物流數據比較困難且沒有必要。SLP中將物流強度轉化為五個等級，分別用符號A、E、I、O、U來表示，其物流強度逐漸減少。物流強度等級符號物流路線比例(%)承擔的物流量比例(%)超高物流強度A1040特高物流強度E2030較大物流強度I3020一般物流強度O4010可忽略搬運U003.3.3 物流強度分析表物流強度分析表（按承擔物流量來劃分）序號作業單位對物流強度物流強度等級1 - 16.82A2-9.1I3-6.92O4-1.95U5-1.75U6-1.0U7-0.69U8-0.65U9-0.6U10-0.4U11-0.33U12-0.33U13-0.3U14-0.2U3.3.4 物流相關表編制作業單位的原始物流相關表 至 從原材料庫半成品庫成品庫結構車間機加工車間探傷間試壓間總裝車間自動焊車間元件車間維修車間辦公樓原材料庫UUUUUUUUUUU半成品庫UUUOUUOUUUU成品庫UUUUUUIUUUU結構車間OUUIUUUUUUU機加工車間UOUIUUUOUUU探傷間UUUUUUUUUUU試壓間UUUUUUAUUUU總裝車間UOIUUUAUUUU自動焊車間OUUUOUUUUUU元件車間UUUUUUUUUUU維修車間UUUUUUUUUUU辦公樓UUUUUUUUUUU序號作業單位1U原材料庫 2UUU半成品庫3UUUUU成品庫4UUUUUUU結構車間 5UUUUUUUUUUUUIO機加工車間6UUUUUUUUUUU探傷間7UUUUUUUUA試壓間8UUUUUUU總裝車間9UUUUU自動焊車間10UUU元件車間11U維修車間12辦公樓4 作業單位的非物流相互關系分析 當物流狀況對企業的生產有重大影響時，物流分析是工廠布置的重要依據，但是也不能忽略費非物流因素的影響，尤其是當物流對生產影響不大或沒有固定的物流時，工廠布置就不能依賴于物流分析了，而應當考慮其他因素對各作業單位相互關系的影響。4.1 非物流影響因素（1）工藝過程（2）作業過程相似（3）使用相同的設備（4）使用同一場所（5）使用相同的文件檔案（6）使用相同的公用設施（7）使用同一組人員（8）工作聯系頻繁程度（9）監督和管理方便（10）噪音、振動、煙塵、易燃易爆危險品的影響（11）服務的頻繁和緊急程度4.2 非物流關系等級劃分確定影響因素以后，就可以給出各作業單位間的非物流相互關系密切非物流相互關系密切程度等級。SLP中作業單位間的程度等級劃分為A、E、I、O、U、X，其含義及比例如下表：符號含義比例A絕對重要25%E特別重要310%I重要515%O一般密切程度1025%U不重要4580%X不希望接近4.3 作業單位非物流相關表制定作業單位非物流相互關系等級理由編碼相互關系等級的理由1工作流程的連續性2生產服務3物料搬運4管理方便5安全與污染6共用設備及輔助動力源7震動8人員聯系9無直接關系或間接關系5 作業單位綜合相互關系5.1 綜合相互關系的等級劃分 在大多數工廠中，各作業單位之間既有物流聯系也有非物流聯系，兩作業單位之間的相互關系應包括物流關系與非物流關系，因此 SLP 中，要將作業單位間的物流相互關系與非物流相互關系進行合并，求出合成的相互關系綜合相互關系。然后，由各作業單位間綜合相互關系出發，實現各作業單位的合理布置。1. 求得作業單位物流相互關系表。2. 求得作業單位非物流相互關系表。 3. 確定物流 m 與非物流 n 相互關系的相對重要性：一般地 m：n不應超過 1：3或3：1，當比值大于3：1時，說明物流關系占主導地位，工廠布置時只需考慮物流相互關系的影響。 4. 量化物流強度等級和非物流的相互關系等級。 如A=4，E=3，I=2，O=1，U=0，X=-1。5. 計算量化的作業單位綜合相互關系等級值。設兩作業單位分別為 Ai 和Aj（ij），其量化的物流相互關系等級為MRij，量化的非物流相互關系等級為NRij，則作業單位 Ai 和 Aj 之間的綜合相互關系數量值為： TRij=m MRij + n NR 6. 綜合相互關系等級劃分。TRij 是一個量值，需要經過等級劃分才能將其符號化。綜合相互關系的等級劃分為A、E、I、O、U、X，各級別 TRij 值逐漸遞減，且各級別對應的作業單位對數應符合一定的比例。 關系等級符號作業單位對比例（%）絕對必要靠近A13特別重要靠近E25重要I38一般O515不重要U2085不希望接近X0107. 調整作業單位對之間的綜合相互關系。 將物流與非物流相互關系進行合并時，應注意 X 級關系的處理：任何一級物流相互關系與 X 級非物流相互關系合并時都不應超過 O 級。5.2 作業單位對之間的綜合相互關系序號作業單位對物流關系非物流關系綜合關系等級分值等級分值分值等級112U0A44E213U0U00U314U0U00U415U0U00U516U0U00U617U0U00U718U0U00U819U0U00U9110U0U00U10111U0U00U11112U0U00U1223U0A44E1324U0U00U1425U0I22O1526U0U00U1627U0U00U1728O1E34E1829U0U00U19210U0I22O20211U0U00U21212U0I22O2234U0I22O2335U0I22O2436U0U00U2537U0E33I2638I2I24E2739U0U00U28310U0U00U29311U0U00U30312U0U00U3145U0I22O3246U0U00U3347U0U00U3448U0U00U3549U0U00U36410U0U00U37411U0I22O38412U0U00U3956U0U00U4057U0I22O4158U0U00U4259U0X00U43510U0U00U44511U0X00U45512U0U00U4667U0U00U4768U0U00U4869U0U00U49610U0U00U50611U0U00U51612U0U00U5278A4A40U5379U0I22O54710U0U00U55711U0I22O56712U0U00U5789U0U00U58810U0U00U59811U0U00U60812U0U00U61910U0U00U62911U0U00U639112U0U00U641011U0U00U651012U0U00U661112U0U00U5.3 綜合相互關系的量化和計算綜合相互關系的量化值06，分值為6的為A級；分值為4的為E級；分值為3的為級；分值為2的為O級；分值為01的為U級。分值關系等級作業單位對數百分比6A00%4E46.1%3I11.5%2O1015%01U5177.4%合計15100%5.4 作業單位綜合相互關系表序號作業單位1E原材料庫 2EUU半成品庫3OOUUU成品庫4OUOUUUU結構車間 5UUUOUUUIUOUUUEE機加工車間6UUUUUUUUOUU探傷間7OUUUUOUUU試壓間8UOUUUUU總裝車間9UUUUU自動焊車間10UUU元件車間11U維修車間12辦公樓6 作業單位位置相關圖 在SLP中，設施布置并不直接去考慮各作業單位的占地面積和幾何形狀，而是從作業單位間相互關系密切程度出發，安排各作業單位之間的相對位置，關系密切等級高的作業單位之間距離近，等級低的距離遠，由此形成作業單位的位置相關圖。6.1作業單位的綜合接近程度某一作業單位的綜合接近程度等于該作業單位與其它所有作業單位之間量化后的綜合相互關系等級值的總和。（1）把作業單位綜合相互關系表變成右上角三角矩陣和左下角三角矩陣表格對稱的方陣表格。（2）量化綜合相互關系等級。 （3）按行或列累加量化后的綜合相互關系等級值。作業單位123456789101112原材料庫半成品庫成品庫結構車間機加工車間探傷間試壓間總裝車間自動焊車間元件車間維修車間辦公樓1原材料庫EUUUUUUUUUU2半成品庫EEUOUUEUOUO3成品庫UEOOUIEUUUU4結構車間UUOOUUUUUOU5機加工車間UOOOUOUUUUU6探傷間UUUUUUUUUUU7試壓間UUIUOUUOUOU8總裝車間UEEUUUUUUUU9自動焊車間UUUUUUOUUUU10元件車間UOUUUUUUUUU11維修車間UUUOUUOUUUU12辦公樓UOUUUUUUUUU綜合接近成度312103405611216.2 繪制作業單位位置相關圖1. 從作業單位綜合相互關系表出發，求出各作業單位的綜合接近程度，并按其高低將作業單位排列；2. 選擇單位距離長度，并規定：相互關系等級為A級的作業單位對之間的距離為一個單位距離長度；依次類推。3. 處理 A 級的作業單位對：（1）從作業單位綜合相互關系表中，取出相互關系等級為 A 級的作業單位對，并將所涉及到的作業單位按綜合接近程度分值高低排列，得到作業單位序列A1，A2，An，其下標為綜合接近程度排序序號，且有 1n；2）將作業單位 Ai 布置在圖中，并處理 Ai 與圖中已布置作業單位之間的關系（如已布置在圖中則省略此步）； （3）并將同 Ai 組成 A 級關系的作業單位布置到圖中，并隨時處理待布置與已布置作業單位之間的關系； （4）按A1，An 依次順序把這些作業單位布置到圖中。 4. 處理 E 級的作業單位對：（1）從作業單位綜合相互關系表中，取出相互關系等級為 E 級的作業單位對，并將所涉及到的作業單位按綜合接近程度分值高低排列，得到作業單位序列E1，E2，Em，其下標為綜合接近程度排序序號，且有 10。 由上式可知，一個良好的布置方案的各作業單位之間的物料搬運量與搬運路線距離應成雙曲形曲線函數關系，如下圖所示。該曲線稱為布置方案的物流-距離基準曲線。f 。543 。2 。1 。 。 。 。 。 30 60 120 150 180 210 240 d10 物料搬運系統設計SHA10.1 物料搬運系統分析方法物料搬運（Material Handling ）是生產領域中承上啟下的重要環節。在生產領域中各環節的前后或同一環節的不同活動之間都有裝卸搬運活動的發生。中等批量的生產車間里，零件在機床上的時間僅占生產時間的5%，而95%的時間消耗在原材料、工具、零件的搬運、等待上。物料搬運是指在同一場所范圍內進行的、