cit物流工程课程设计指导书.doc

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1、 物流工程课程设计 物流工程是工业工程专业重要的专业课程之一：设施规划是工业工程学科中重要研究领域和分支之一。设施规划特别是其中的工厂设计着重研究工厂总平面布置、车间布置及物料搬运等内容，其目标是通过对工厂各组成部分相互关系的分析，进行合理布置，得至高效运行的生产系统，获得最佳的经济效益和社会效益。一、课程设计的目的 设施规划与物流系统课程设计是物流工程课程的重要实践性教学环节，是综合运用所学专业知识，完成工厂布置设计工作而进行的一次基本训练其目的是； 、能正确运用工业工程基本原理及有关专业知识，学会由产品入手对工厂生产系统进行调研分析的方法。 、通过对某工厂布置设计的实际操作，熟悉系统布置设

2、计方法中的各种图例符号和表格，掌握系统布署设计方法的规范设计程序。 、通过课程设计，培养学生学会如何编写有关技术文件。 、通过课程设计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决实际技术问题的能力。二、课程设计的内容 设施规划与物流系统课程设计的主要目标是培养学生如何分析、发现现有生产厂布置方面存在的问题，并加以改善的工作能力，以及掌握完整的系统布置设计方法。为此，本课程设计包括两个阶段 一是现场调研阶段 二是给定工厂布置设计阶段。具体内容与工作量要求如下： 1、现场调研 适当选择一个小型工厂作为研究对象 其生产类型最好属于多品种、中小批量生产。并完成下列工作： ）产品调查 分析

3、产品构成，列出工厂产品零件明细表。 ）生产工艺过程调查 针对主要产品加工工艺过程绘制详细工艺过程图，注明各工序间物料搬运量。 ）绘制各生产车间、仓储部门之间的物料流程图。 ）作业单位调查 针对不同的部门编制一份相应内容的调查表。对于生产车间，主要调查产品、产量、设备类型与台数、物料流动模式。建筑物结构型式与占地面积等；对于职能管理部门，主要调查职责、人员构成、设备配备、办公室面积等；对于仓储部门，调查储存物品、储存方式、占地面积大小等 对于辅助服务部门，主要调查工作性质、功能、占地面积大小等。当上述数据调查有困难时 可以简单地从工厂平面布置图中直接取得各部门的占地面积大小。 ）绘制工厂现有平面

4、布置图。 ）对现有平面布置进行分析，找出不合理处并提出改进意见。 、工厂布置设计 针对给定的工厂实例，完成下列工作 ）产品分析 产品一产量分析 确定生产类型 ）生产工艺过程分析，绘制工艺过程图。 ）进行物流分析 得到物流相关表 ）进行作业单位相互关系分析，得到作业单位相互关系表。 ）将作业单位物流相关表与非物流相互关系加权合并，求出作业单位 综合相互关系表。 ）绘制作业单位位置相关图。 7）绘制作业单位面积相关图。 ）参考现场调研的情况、列出影响布置的修正因素与实际限制条件。 ）产生三套布置方案。 ）布置方案的自我评价 从物流效率、工艺流程要求及生产变化的适应性等方面对各方案进行评价比较，得出

5、最佳方案。、编写课程设计说明书 课程设计说明书是整个设计工作的总结，包括工厂布置设计各个阶段的工作内容。1） 工厂布置设计说明书 应包括各阶段工作数据表格、各布置方案简图及文字说明。、图样工作量图样是工厂布置设计的阶段成果与最终成果，包括：1）原来和改进布置方案图各一套。三、系统布置设计（SLP）具体步骤1.阶段结构系统布置设计采取四个阶段进行，称为“布置设计四个阶段”。阶段I确定位置：不论是工厂的总体布置，还是车间的布置，都必须先确定所要布置相应的位置。阶段II总体区划：在布置的区域内确定一个总体布局。要把基本物流模式和区域划分结合起来进行布置，把各个作业单位的外形及相互关系确定下来，画出一

6、个初步区划图。阶段III详细布置：把厂区的各个单位或车间的各个设备进行详细布置，确定其具体位置。阶段IV施工安装：编制施工计划，进行施工和安装。总体区划和详细布置是规划设计人员的主要工作。2.程序模式系统布置设计进行阶段II总体区划工作的程序模式，从原始资料开始，然后按10个步骤进行。具体如图：选择寻优分析10、评价9、拟订几种布置方案8、实际制约7、修正条件6、面积相互关系图5、可利用面积4、必要面积3、物流-作业单位相互关系图2、作业单位的相互关系1、物流输入数据（P、Q、P-Q、R、S、T） 图1 系统布置设计程序模式3.P-Q分析P-Q分析采用P-Q曲线，M区产品适于采用大量生产方式，

7、加工机床按产品原则布置。J区的产品属于单件小批量生产方式，按工艺原则布置。M区和J区之间的部分，适于采用上述两种相结合的成组原则布置。 P-Q分析的结果不仅是确定生产方式和布置生产形式的基础，也是划分作业单位的基础。在生产作业单位确定基础上，要相应确定辅助服务部门的作业单位。这就为下一步分析创造了条件。4.物流分析产品工艺过程是由产品的组成、零件的形状与加工精度要求、装配要求、现有加工设备与加工方法等因素决定，必须在深入了解产品组成，各部门加工要求后，才能制定出切实可行的加工工艺过程。4.1产品组成分析 电瓶、电机（0.2t）行走系统 变速器（0.3t） 转向器驱动桥(0.8t) 抬升机构(0

8、.3t)叉车 （3.3t） 液压抬升系统 液压缸(0.2t)车体 泵及液压回路(0.2t) 平衡重(0.3t) 随车工具箱(0.1t) 液压油(0.06t) 其他 塑料制品(0.01t) 油漆(0.01t) 标准件(0.02t) 图3 叉车组成在机械制造业中，产品大多是机器设备，对于每一种产品，都应由装配图出发，按加工，装配过程的相反顺序，对产品进行分解，完整产品可以按其功能结构分解成数个部件，每个部件又可以分解为多个组件。这里以电瓶叉车总装厂为例，来说明产品组成分析，如图3表示叉车的构成及各个组成部分的重量，这些重量将直接用于后续的物流分析4.2作业单位划分 任何一个企业都是由多个生产车间,

9、职能部门,仓储部门及其他辅助部门组成,我们把企业的各级组成部门统称为作业单位. 一个好的企业应该有一个良好的组成结构,每个作业单位承担着明确的任务,作业单位之间既相互独立又相互联系,共同为企业整体利益服务. 在工厂布置设计中,生产车间的地位容易受到人们的重视,往往忽视其他部门的重要性,而这些部门恰恰是生产系统的保障系统,这些布置设计中,所有部门都将得到应有的考虑,根据生产工艺过程需要,电瓶叉车总装厂由表1所示作业单位组成. 表1 作业单位组成序号作业单位名称用途建筑面积(m2) 跨距(m)备注1原材料库存储原材料7236122油料库存储油漆油料3636123标准件外购件库存储标准件半成品483

10、6124机加工车间零件切削加工7236185热处理车间零件热处理9030306焊接车间焊接车身9030307变速器车间组装变速器7236188总装车间总装180969工具车间制造随车工具箱602410 油漆车间车身喷漆483011 试车车间试车484812 成品库存储叉车成品10050露天13办公服务楼办公室,生活服务3006014车库车库,停车场8060露天4. 3物流分析 物流分析包括确定物料在生产过程中每个必要的工序之间移动 最有效顺序及其移动的强度和数量。一个有效的工艺流程是指物料在工艺过程内按顺序一直不断地向前移动直至完成，中间没有过多的迂回或倒流。针对不同的生产类型，应采用不同的物

11、流分析方法：表2 工艺过程表示符号编号符号名称符号意义1加工表示对生产对象进行加工、装配、合成、分解、包装、处理等2搬运表示对生产对象进行搬运、运输、输送等；或工作人员作业位置变化3检验表示对生产对象进行检验4停放表示生产对象在工作地附近的临时停放5储存表示生产对象在保管地有计划的存放6流程线表示工艺过程图中工序间的顺序连接7省略表示对工艺过程图作部分省略4.3.1工艺过程图适用于大批量生产中，产品品种少，用标准符号（如表2）绘制的工艺过程图可以纤细描述产品生产过程中各个工序之间的关系，也可以描述全厂各部门之间的工艺流程，我们可以利用工艺过程图进行物流分析。下面以电瓶叉车总装厂为例，说明如何运

12、用工艺过程图进行物流分析的方法与步骤。叉车总的生产工艺过程可以分为零、部件加工阶段总装阶段试车阶段成品储存阶段，总厂负责完成重点零、部件的加工及总装工作并设置了标准件 原材料 原材料37145195 0.01 0.50 0.15 0.2 0.20 0.30 0.08 0.05 0.1 0.3 0.23 0.01 0.3 0.2 0.1 0.1 废料 废料 0.31 图3 变速器加工工艺 图4随车工具箱加工工艺过程（单位：t） 过程（单位：t） 14个部门，我们只需要了解各部门之间的联系不必深入研究详细的各道工序的工作细节，我们这里只将工艺过程划分到部门级的工艺阶段。 1）变速器的加工与组装 变

13、速器由箱体、轴类零件、齿轮类零件及其他杂件和标准件组成。制作工艺过程分为零件制作组装两个阶段。轴类及齿轮类零件经过备料、退火、粗加工、热处理、精加工等工序，箱体毛坯由协作厂制作，经机加工车间加工送变速器组装车间；杂件的制作经备料、机加工两个阶段。整个变速器成品重0.31t,其中标准件0.01t箱体、齿轮、轴及杂件总重0.3t,加工过程中金属利用率为60%，即毛坯总重为0.30/0.60=0.50t,其中需经退火处理的毛坯重量为0.20t,机加工中需返回热处理车间再进行热处理的为0.1t,整个机加工过程中金属切除率为40%，则产生的铁屑等废料重约0.5040%=0.20t.变速器加工工艺过程如图

14、32）随车工具箱的加工。随车工具箱共重0.1t,其中一部分经备料、退火、粗加工、热处理、精加工等工艺流程完成加工，而另一部分只进行简单的冲压加工即可。随车工具箱加工工艺过程如图4油漆 原材料 原材料14514103 0.35 0.01 1.20 0.2 0.15 0.40 0.2 废料 0.81 图5 车体加工工艺过程 图6液压缸加工工艺过程 3）车体加工。车体为焊接件经备料、焊接、喷漆完成加工。车体加工工艺过程如图54）液压缸加工。液压缸经备料、退火、粗加工、热处理、精加工等工序完成。工艺过程如图6将上述机加工阶段，总装，试车，成品储存阶段工艺流程绘制一起，就得到了叉车总装厂全厂工艺过程图如

15、图7，该图清楚表示了叉车生产的全过程及各作业单位之间的物流情况，为进一步进行深入的物流分析奠定基础。4需要说明的是若要计算全年的物流量，上图中各数据还需要乘上全年叉车总产量。 机油 外协件 原材料 油漆 原材料 原材料 标准件 原材料 12312113 0.06 1.81 0.35 0.01 1.2 0.2 0.02 0.50 5 0.15 0.20 0.3 0.2 655 0.55 0.08 0.05 0.14 0.4094 0.15 10 废料 0.01 0.3 0.2 废料 0.17 废料 0.1 废料 0.01 0.31 0.2 0.81 8 3.2411 12 3.3 图7 叉车生产

16、工艺过程图（单位：t）3 多种产品工艺过程表工序工序轴凸轮法兰盘弹簧 123456789锯床钻床车床卧铣立铣热处理外磨圆内磨圆检验 4.3.2多种产品工艺过程表在多种产品且批量较大的情况下，如产品品种为10种左右，将各产品的生产工艺流程汇总在一张表上，就形成了多种产品工艺过程表，在这张表上各产品工艺路线并列绘出，可以反映出各个产品的物流途径。4.3.3从至表 当产品品种很多，产量很小且零件，物料数量又很大时，可以用方阵图表来表示各作业单位之间的物料移动方向和物流量。表4 从至表生产部门杂件车间主要部门轴拔叉套筒盘共1页第1页序号序号12345678910合计 作业单位或工序（至）名称作业单位或

17、工序（从）名称毛坯库铣床车床钻床镗床磨床冲床内磨圆床锯床检验台1毛坯库28142172铣床1211163车床3613134钻床121485镗床116磨床1237冲床668内磨圆床119锯床111310检验台0 合 计06138136161458编制（日期） 审核（日期）5.物流分析与物流相关表表5 物流强度等级划分表物流强度等级符号物流路线比例（%）承担物流量比例（%）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搬运AEIOU1020304040302010 表6 叉车总装厂物流强度汇总表序号作业单位对（物流路线）物流强度11-40.321-50.731-61.241-90.0552

18、-100.0162-110.0673-70.0183-81.8294-51.15104-70.3114-80.2125-90.31136-100.8147-80.31158-90.1168-100.81178-113.241811-123.3表7 物流强度分析表 序号作业单位对（物流路线）物 流 强 度物流强度等级12345678910111213141516171811-128-113-81-64-58-106-101-55-97-81-44-74-88-92-111-92-103-7AAEEEEEEIIIIOOOOOO在采用SLP法进行工厂布置时，不必关心各作业单位对之间具体的物流强度，而

19、是通过划分等级的方法，来研究物流状况，在此基础上，引入物流相关表，以简洁明了的形式表示工厂总体物流状况。5.1物流强度等级针对电瓶叉车总装厂的实例，首先根据工艺过程图利用下表7来统计存在物料搬运的各作业单位对之间的物流总量，然后将表7中各作业单位对按物流强度大小排序绘制成表6给出的数据划分出物流强度等级5.2物流相关表 为了能够简单明了地表示所有作业单位之间的物流相互关系，构造一种作业单位之间物流相互关系表（原始物流相关表）。在这个表中不区分物料移动起始与终止单位，在行与列相交方格中填入行作业单位与列作业单位间的物流强度等级。左上三角矩阵表格与右上三角表格对称，除掉多余的左下三角矩阵表格，将右

20、上三角矩阵变形就得到SLP的物流相关表。表8 叉车总装厂原始物流相关表作业单位序号1234567891011121314作业单位序号作业单位名称原材料库油料库标准件外购件库机加工车间热处理车间焊接车间变速器车间总装车间工具车间油漆车间试车车间成品库办公服务楼车库1原材料库UUIEEUUOUUUUU2油料库UUUUUUUUOOUUU3标准件外购件库UUUUUOEUUUUUU4机加工车间IUUEUIOUUUUUU5热处理车间EUUEUUUIUUUUU6焊接车间EUUUUUUUEUUUU7变速器车间UUOIUIIUUUUUU8总装车间UUEOUUIOEAUUU9工具车间OUUUIUUOUUUUU10

21、油漆车间UOUUUEUEUUUUU11试车车间UOUUUUUAUUAUU12成品库UUUUUUUUUUAUU13办公服务楼UUUUUUUUUUUUU14车库UUUUUUUUUUUUU表9电瓶叉车总装厂作业单位物流相关表6.作业单位相互关系分析当物流状况对企业的生产有重大影响时，物流就是工厂布置的重要依据，但是也不能忽视非物流因素的影响，尤其是当物流对生产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，而是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密切程度的典型影响因素一般可以考虑以下几个方面：1 物流2 工艺流程3 作业性质相似4 使用相同的设备5 使用同一场所6

22、使用相同的文件档案7 使用相同的公用设施8 使用同一组人员9 工作联系频繁程度10. 监督和管理方便11. 噪声、振动、烟尘、易燃易爆危险品的影响12. 服务的频繁和紧急程度根据R.缪斯建议，每个项目中重点考虑的因素不应超过810个。确定了影响因素后，给出各作业单位间的关系密切程度等级如下表表10 作业单位相互关系等级符号含义说明比例A绝对重要25E特别重要310I重要515O一般密切程度1025U不重要4580X负的密切程度不希望接近、酌情而定 针对前述叉车总装厂，选择如表11所示作业单位相互关系影响因素。在此基础上建立如表11所示非物流的各作业单位相互关系表 表11 电瓶叉车总装厂作业单位

23、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7振动8人员联系表12 叉车总装厂作业单位非物流相互关系表7.作业单位相互关系表将作业单位间物流的相互关系与非物流关系进行合并，求出合成的相互关系综合相互关系。作业单位相互关系表建立步骤：（1） 确定物流与非物流相互关系的相对重要程度m:n一般不超过1:33:1。实际中取3:1,2:1,1:1,1:2,1:3.（2） 量化物流强度等级和非物流的强度等级，一般取A=4，E=3，I=2，O=1，U=0，X=-1，得出量化以后的物流相关表及非物流相关表；（3） 计算量化的所有单位之间

24、综合相互关系。 TRij=mMRij+nNRij（4） 综合相互关系等级划分 TRij是一个量值，按表13进行等级划分。表13 综合相互关系等级与划分比例关系等级符号作业单位对比例（%）绝对必要靠近A13特别重要靠近E25重要I38一般O515不重要U2085不希望靠近X010对总装厂建立作业单位综合相互关系表（1） 选取加权值。m:n=1:1（2） 综合相互关系计算，如表14表14 电瓶叉车总装厂作业单位相互关系计算表序号作业单位对关系密切程度综合关系物流关系非物流关系单位1单位2等级分值等级分值分值等级112U0E33I213U0E33I314I2I24E415E3I25E516E3E36

25、E617U0U00U718U0U00U819O1I23I9110U0U00U10111U0U00U11112U0U00U12113U0U00U13114U0I22I1423U0E33I1524U0U00U1625U0X-1-1X1726U0X-1-1X1827U0U00U1928U0U00U2029U0U00U21210O1E34E22211O1U01O23212U0U00U24213U0X-1-1X25214U0I22I2634U0U00U2735U0U00U2836U0U00U2937O1I23I3038E3I25E3139U0U00U32310U0U00U33311U0U00U34312

26、U0U00U35313U0U00U36314U0I22I3745E3A47A3846U0O11O3947I2A46E4048O1I23I4149U0E33I42410U0U00U43411U0O11O44412U0U00U45413U0I22I46414U0U00U4756U0U00U4857U0U00U4958U0U00U5059I2E35E51510U0X-1-1X52511U0U00U53512U0U00U54513U0X-1-1X55514U0U00U5667U0U00U5768U0U00U5869U0U00U59610E3X-12U*60611U0U00U61612U0U00U626

27、13U0X-1-1X63614U0O11U6478I2E35E6579U0U00U66710U0U00U67711U0I22I68712U0U00U69713U0I22I70714U0O11O7189O1I23I72810E3I25E73811A4E37A74812U0U00U75813U0E33I76814U0I22I77910U0U00U78911U0U00U79912U0U00U80913U0O11O81914U0U00U821011U0U00U831012U0U00U841013U0X-1-1X851014U0U00U861112A4A48A871113U0O11O881114U0U0

28、0U891213U0O11O901214U0E33I911314U0I22I表15 综合相互关系等级划分总分关系等级作业单位对数百分比（%）78A33.346E99.923I1819.81O88.80U4650.5-1X77.7合 计91100（3） 划分关系密切等级上表按下表15进行划分建立作业单位综合相互关系表 表16 作业单位综合相互关系表8、作业单位位置相关图引入综合接近程度即所谓某一作业单位综合接近程度等于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。这个值高低反映该作业单位在布置图上应该处于中心位置还是边缘位置，也就是说综合接近程度高的作业单位 其他作业单位相互关系总体上比较密切的，应该处于布置图的中央，反之，则处于边缘。在作业单位位置相关图中，采用号码来表示作业单位，用表17所示符号表示作业单位工作性质和功能，用表18所示连线类型表示作业单位相互关系。表17 电瓶叉车总装厂综合接近程度排序表作业单位代号12345678