1、武漢理工大學工業工程專業課程設計說明書 手機零件生產廠房內部設備布置及搬運系統設計目 錄1.生產模式的優勢與弊端.32.工廠的整體分析與布置.42.1 系統布置設計 .42.2物流分析.52.2.1物流強度從表.52.2.2物流強度分析表.62.2.3物流相關圖 .72.3非物流分析.72.4綜合相關圖.82.4.1綜合相關表.82.4.2 綜合相圖.92.4.3作業單位綜合接近程度排序表.92.5位置相關圖及物流路線圖.102.6作業單位面積相關圖.113.沖壓車間設備詳細布置及搬運系統的設計 .153.1沖壓車間內設備的詳細布置.153.1.1沖壓車間設備數分析.153.1.2沖壓車間詳細

2、布置.153.2沖壓車間搬運系統設計.173.2.1沖壓車間生產任務.173.2.2物料的分類.173.2.3移動分析.183.2.4搬運方案分析.193.2.5搬運設備需求計算.223.2.5搬運系統的可視化分析.233.2.6搬運設計方案的評估.244.課程設計總結.255.參考文獻.251.生產模式的優勢與弊端在早期生產制造企業中，生產設施通常采用三種基本的布置形式：固定式布置，產品原則布置和工藝原則布置。隨著市場需求的不斷變化，出現了成組原則布置。它是一種把產品原則布置和工藝原則布置相結合的成組布置。現在比較成熟和領先的企業也多采用成組原則布置。那么對于本企業，又為何采用機群式生產線布

3、置呢？1. 首先，這是一個比較成熟的生產線，到目前為止也可以滿足市場的需求，而且暫時沒有改建，擴建或新建的需要。維持現有的生產方式也是合理的。2. 手機的生產制造主要是訂單式生產，也就決定了作為手機零件供應商也應該是采用訂單式生產。沒有固定的大批量需求，同時該企業生產的產品種類多，批量小，換線頻繁。所以采用機群式布置較合理。機群式布置具有以下幾個優勢與弊端1：1. 柔性較高。 無論是對產品品種，數量的變化，還是對于加工設備的故障響應，由于批量加工及閑置設備的存在，個別設備的故障或人員的缺勤不會對生產系統造成較大的影響。但是相應地，這種布置方式存在機器及其工人利用率較低，在制品數量較高等缺點。2

4、. 對于批量較小的訂單生產時，成本較低而且靈活。流程時間較之產品原則布置快很多。同時，由于需要采用更多自動化程度較低的搬運設備，運輸成本較高，效率較低。而且車間作業管理更加困難。3. 對于操作工人的技能要求更高。提升員工技能和素質，但是卻帶來更多的培訓成本。2.工廠的整體分析與布置2.1 系統布置設計SLP是一種條理性很強，物流分析和作業單位關系密切程序分析相結合、尋求合理布置的技術，不僅適合各種規模或種類的工廠的新建、擴建或改建中對設施或設備的布置或調整，也適合制造業中對辦公室、實驗室、倉庫等的布置設計，同時，也可用于醫院、商店對服務業的布置設計。SLP方法有5個基本要素，抓住這些就是解決布

5、置問題的“鑰匙”。5個基本要素是P、Q、R、S、T，即：P產品和物料，包括其變化和特性；Q每種物品的數量；R生產路線（工藝過程順序）；S輔助部門（包括服務部門）；T時間（時間安排）。SLP程序模式如圖2-1所示。圖2-1 SLP程序模式2.2物流分析物流分析是工廠布置的核心工作，需要遵循兩個最小和兩個避免的原則兩個最小原則：經過距離最小和物流成本最小。兩個避免原則：避免迂回和避免十字交叉。2.2.1物流強度從至表物流強度從至表見表2-1。表2-1 物流強度從至表至從 12345678910111213141.五金倉庫+102.塑膠倉庫+153.外購件庫1002004.半成品庫2001305.成

6、品倉庫6.包裝材料庫+27.沖壓車間20080018.成型車間301009.電鍍車間100110010.裝配車間120111.電鍍金回收間12.實驗室13.聯合辦公室14.自動化立區注：帶“+”的表示高優先級的物流單位。 單位：棧板2.2.2物流強度分析表物流強度的劃分采用著名的A. E. I. O. U等級，一般A占總作業單位對的10%，E占20%，I占30%，O占40%，U代表無物流量的作業單位對。將同一單位的物流強度合并，如表中39的100和93的100合并為3-4的200。并按物流強度劃分等級。物流強度分析表見圖2-2。表2-2 物流強度分析表序號作業單位對物流強度物流等級12-815

7、棧板A21-710棧板A36-102棧板E49-101100kpcs（單位下同）E57-9800E64-9300I73-10200I87-4200I94-10130O1010-5120O113-9100O128-10100O138-430O147-121O1510-121O2.2.3物流相關圖根據物流強度分析表做出物流相關圖見圖2-2。圖2-2 物流相關圖2.3非物流分析物流分析所得到的是定量的相互關系，但是各作業單位之間還存在著其他的關系。非物流的相互關系不能用定量的方法得到，而要用一些定性的方法。這時相關圖每個菱形格子不但要表示兩兩之間的密切程度等級(Closeness Rating)，還

8、要加上評級的理由。定性給出密切程度等級時，包括A、E、I、O、U和X六種，其比例掌握如表2-3。表2-3 作業單位相互關系等級符號 A E I O U X 意義 絕對重要 特別重要 重要 一般 不重要 不要靠近 顏色 紅色 桔黃 綠色藍色 無色 棕色 量化值 4 3 2 1 0 -1線條數 4條 3條 2條 1條 無 1條折線 比例 %) 25 310 515 1025 4580 根據需要 在此例中，采用量化值進行分析。作業單位相關圖見圖2-3。圖2-3 非物流關系圖2.4綜合相關圖綜合考慮物流和非物流關系時，要確定兩種關系的相對重要性。這一重要性比值m:n來表示，此例中選用比例為3:1.2.

9、4.1綜合相關表根據以下公式計算兩作業單位i和j之間的相關密切程度CRij CRij =3MRij+1NRij 其中MRij和NRij分別是物流相互關系等級和非物流相互關系等級。得出綜合相關表見表2-4如下：表2-4 綜合相關表作業單位對物流關系（m=3）非物流關系（n=1）綜合相互關系強度等級分數強度等級分數綜合得分等級1-7A4E315A2-8A4E315A3-9O1O14O3-10I2I28E4-7I2O17I4-8O1O14O4-9I2O17I4-10O1I25I4-13U0O11O5-10O1A47I5-12U0O11O5-13U0I22O6-10E3I211E7-9E3I211E7

10、-12O1O14O7-13U0X-1-1X7-14U0A44O8-10O1E37I8-12U0O11O8-14U0A44O9-10E3E312E9-11U0A44O9-12U0X-1-1X9-13U0X-1-1X10-12O1I25I10-13U0I22O13-14U0O11O2.4.2 綜合相關圖根據上述的物流關系分析和非物流關系的分析得出廠房作業單位的綜合相關圖見圖2-4。圖2-4作業單位的位置相關圖2.4.3作業單位綜合接近程度排序表計算出14個作業單位的綜合接近程度和按分值的排序，見表2-5。分值越高，說明該作業單位越應靠近布置圖的中心位置，越低則越往邊緣。表2-5 綜合接近程度表作業

11、單位代號1234567891011121314綜合接近程度4448531098181423排序78956112341141013122.5位置相關圖及物流路線圖根據綜合相互關系表畫出初步的作業單位模塊布置圖，并給出主要的物流路線如圖2-5。圖2-5 作業單位的位置相關圖及物流路徑2.6作業單位面積相關圖在布置過程中主要考慮到以下幾點： 沖壓車間由于有較大的震動，不便于放在2樓。沖壓車間的最終產品手機端子主要是運輸到電鍍車間進行電鍍。而且，電鍍車間將產生大量的廢水，廢渣和廢氣。同時，生產過程是一個物料的遞減過程，裝配車間最終組裝產品的物料是最低的，所以整個生產流程大致應該從1樓至2樓。所以把沖壓

12、車間和電鍍車間布置在一樓。而成型車間和裝配車間布置在2樓。 辦公室放在1.5樓，廠房的左邊有會展廳以及貴賓接待區。所以辦公室放在1.5樓左邊。 2樓位置已不多，成品倉庫已經放置不下，塑膠倉庫和成型車間之間是E級關系。物流量更是A級（而且是整個工廠物流量最大的）。所以最終2樓布置了塑膠倉庫，成型車間，以及裝配車間三個作業單位。 自動化組立區主要是開發模具，應盡量靠近沖壓與成型車間。所以置于1樓，電鍍金回收間自然也是1樓。另外，外購件以及半成品倉庫也放在1樓.（需要電鍍而且物流量較大），考慮到電梯的承載均衡性將二者至于各一邊。 最后，成品倉庫，包裝材料庫，以及實驗室也只能布置在1.5樓右側了。最終

13、的整個廠房布局圖見CAD圖2-6,2-7，2-8。3.沖壓車間設備詳細布置及搬運系統的設計3.1沖壓車間內設備的詳細布置3.1.1沖壓車間設備數分析沖壓車間生產任務：對鐵（銅）帶沖壓成端子（帶狀，端子未從帶子上裁切下來，有V型凹槽方面裁切，用料盤裝載）；原料沖壓檢驗（品保）至電鍍（或半成品庫）沖壓車間工藝流程：沖壓車間未來三年的日需求量的依次為1000 kpcs ,1100 kpcs ，1200 kpcs。計算時選取最大的2015年的1200 kpcs。每臺沖壓機的標準日產能38 kpcs。考慮到機床的檢修，保養，停機故障等，查詢資料和進行實踐調查，最終選取稼動率值為90%。所以，一臺沖壓機的

14、實際日產能為：38*90%=34.2 kpcs沖壓車間需要的沖壓機數為：1200/34.2=35.1 臺最終，選取機床數為數為36臺。3.1.2沖壓車間詳細布置沖壓車間詳細布置見插圖3-1。單臺沖壓機床局部布置見圖3-2。 圖3-2 單臺沖壓機床局部布置3.2沖壓車間搬運系統設計3.2.1沖壓車間生產任務沖壓車間生產任務：對鐵（銅）帶沖壓成端子（帶狀，端子未從帶子上裁切下來，有V型凹槽方面裁切，用料盤裝載）。原料沖壓檢驗（品保）至電鍍（或入半成品庫）生產流程為：在此，以需求量最大的2015年的1200 kpcs的日產量計算。也就是120萬個手機端子。3.2.2物料的分類通過查詢資料和實際調查，

15、最終產品手機端子尺寸為30x30x5mm，重量為5g。沖壓車間的產品手機端子尺寸300x300x5mm，即100個最終產品端子。重量約為0.5kg。五金倉庫的鐵（銅）帶的尺寸為寬600mm長12000mm，直徑約500mm的鐵（銅）卷。重約40kg。2015年的1200 kpcs的日產量計算。也就是120萬個手機端子。加工的鐵或銅帶15000卷。 根據沖壓車間的物料的主要特征，對需要搬運的物料進行檢驗，編制物料特征表，如表3-1所示。表3-1 物料特征表物料名稱物料單位尺寸重量形狀數量類別鐵（銅）帶卷直徑，500mm高，1200mm25kg圓柱形15000B手機端子 板30mm方塊，厚5mm0

16、.5kg方形120萬A沖壓廢料 箱各種15kg各種很少C3.2.3移動分析物料的移動分析采用起屹點分析法中的搬運路線分析法，對沖壓車間的搬運路線進行分析，得出搬運路線表見表3-2。表3-2 搬運路線表起點： 五金倉庫 終點： 日期：物料名稱代號起點路程終點物流量物流要求鐵（銅）帶a五金倉庫5-60m沖壓機床平均每天15000卷必須與沖壓機床步調一致手機端子b沖壓機床10-100m電鍍車間或半成品庫平均每天1200 000塊盡快運走手機端子c沖壓機床40m以內品保室或實驗室視情況定，較少 不定期沖壓廢料d沖壓機床30m以內廢料存放處很小即滿即走搬運活動物流圖表化見下圖3-3.五金倉庫電鍍車間或半

17、成品庫沖 壓 機 床 區5-60m10-100m15000卷1200000塊品質測量室或實驗室10-200m 不定量圖3-3 各項移動物流圖3.2.4搬運方案分析（1）搬運路線 物料搬運路線分為直達型D、渠道型K和中心型C。直達型 這種路線上各種物料從起點到終點經過的路線最短。當物流量大、距離短或距離中等時，一般采用這種形式是最經濟的，尤其當物料有一定的特殊性而時間又較緊迫時更為有利渠道型 一些物料在預定路線上移動，同來自不同地點的其他物料一起運到同一個終點。當物流量為中等或少量，而距離為中等或較長時，采用這種形式是經濟的。尤其當布置是不規則的分散布置時更為有利。中心型 各種物料從起點移動到一

18、個中心分揀處或分撥地，然后再運往終點。當物流量小而距離中等或較遠時，這種形式是非常經濟的。尤其當廠區外形基本上是方整的且管理水平較高時更為有利根據表3-2，圖3-3所示。所有物流均采用渠道型搬運搬運。路線如下所示：a用叉車+托盤通過相應的物流通道直接搬運直接到達每個機床。之后通過電葫蘆調至沖壓機加工位置進行加工。b用叉車+托盤+周轉箱相應的物流通道直接搬運直接到達。c由于是采用抽檢或者定期檢驗，物流量相當少，通常由品質保證員用周轉箱人工搬運。在此不作詳細考慮。d沖壓產生的廢料極少，從機床左側掃如周轉料箱可用手推車定期搬走。（2）搬運設備 a.b均采用叉車搬運，在圖3-1中物流通道有三種1300

19、mm，2600mm，mm3000物流通道整個車間面積只有2200m*m所以，選擇一個靈活輕便的叉車。見圖3-4。叉車參數：尺寸L=2000，W=800,H=1580載重1000KG叉尺寸L=920，W=120660起重高度2500轉彎半徑1.5m升降速度5km/h注：未標注單位為mm 圖3-4 PR-WSR100/25平衡重式全電動叉車a卷材提到機床上用電葫蘆，每臺機床一個。見圖3-5. 工作載荷：125kg提升高度：12m 圖3-5 DC型環鏈電葫蘆d用手推車搬運，見圖3-6. 手柄高1.3m最大承重350kg圖3-6 物流推車（3）搬運容器a用箱式托盤搬運，見圖3-7.托盤采用國內使用最為

20、廣泛的1200x1000的箱式托盤。高為800mm，載重1.5T。一個棧板可放料箱8塊鐵（銅）卷帶或者圖3-6所示的料箱 圖3-7 箱式托盤b、c和d都需要周轉料箱，料箱不宜較大，見圖3-6。料箱：620x320x200mm 承重35kg 圖3-8 料箱料箱用托盤放置。見3-7。托盤：1200x1000x140 承重 450kg 圖3-9 托盤3.2.4搬運設備需求計算2015年的1200 kpcs的日產量計算。沖壓車間的產品手機端子尺寸300x300x5mm，即100個最終產品端子。重量約為0.5kg。五金倉庫的鐵（銅）帶的尺寸為寬600mm長12000mm，直徑約500mm的鐵（銅）卷。重

21、約40kg。也就是120萬個手機端子。加工的鐵或銅帶15000卷。每臺機床每小時產量為：1400個手機端子。（1）料箱料箱尺寸620x320x200mm，一個料箱可以放置手機端子60個，重約30kg。每臺沖壓機三個周轉箱，共需周轉箱為：36x3=108 為保證生產流暢整個沖壓車間共140個。（2）托盤 托盤尺寸1200x1000mm，底高為140mm，一層放6個周轉料箱，可放3層，即每個托盤放置周轉料箱個數為18個.在圖3-1中四橫一縱的物流通道將整個車間分為8個區域，每個區域2個托盤，共16個托盤用來放置料箱.（3）箱式托盤每天加工30000卷原材料，那么，每臺沖壓機每小時加工15000/2

22、4/36=17卷，加工一卷的時間是約3.5分鐘.足夠叉車送下一批原材料，因此，只需每個機床一個箱式托盤。一個托盤可放8卷材料，一箱原材料可以維持時間是3.5x8=28 分鐘。（4）叉車需要用到叉車的是：原料到機床和機床到電鍍車間或半成品庫。a.五金倉庫至沖壓機床區 每天15000卷鋼帶，即1875個箱式托盤。整個搬運路程平均30m，行進速度20km/h.加上裝卸時間，平均每次搬運過程1.5分鐘。需要叉車2輛。b.機床至電鍍區或半成品庫 每天1200000個手機端子，20000個料箱，即1100個托盤，1100叉次。整個搬運路程平均40m，行進速度20km/h.加上裝卸時間，平均每次搬運過程2分鐘。需要叉車2輛。(5)手推車 產生廢料的速度為2小時每箱。8個區域每個區域1個手推車，共同使用。3.2.5搬運系統的可視化分析(1) 車間產品端子物流 （2）車間廢料物流（3）機床上卷料3.2.6搬運設計方案的評估