南京理工大學(xué)泰科院物流設(shè)施規(guī)劃結(jié)課課程設(shè)計

1、設(shè)施布置設(shè)計是物流系統(tǒng)分析的重要一環(huán)，它受到生產(chǎn)物流系統(tǒng)及其他設(shè)計環(huán)節(jié) 的影響，也對生產(chǎn)物流系統(tǒng)及其他設(shè)計環(huán)節(jié)產(chǎn)生影響。一個設(shè)施是一個有機的整體，由相互關(guān)聯(lián)的子系統(tǒng)組成，因此，必須以設(shè)施系統(tǒng) 自身的目標作為整個規(guī)劃設(shè)計活動的中心。設(shè)施規(guī)劃總的是使人力，財力，物力和人流，物流，信息流得到最合理、最經(jīng)濟、 最有效的配置和安排，即要確保規(guī)劃的企業(yè)能以最小投入得到最大的收益。無論新設(shè)施的規(guī)劃還是舊設(shè)施的再規(guī)劃，一致目標是：(1)簡化加工過程(2)有效地利用設(shè)備、空間、能源和人力資源(3)最大限度地減少物料搬運(4)縮短生產(chǎn)周期(5)力求投資最低(6)為職工提供方便、舒適、安全和符合職業(yè)衛(wèi)生的條件上訴目

2、標之間往往存在沖突。要用恰當?shù)闹笜藢γ恳粋€方案進行綜合評價，達到總體目標的最優(yōu)化。為達到最 優(yōu)化方案由如下考慮：(1)減少或消除不必要的作業(yè)(2)以流動的觀點作為設(shè)施規(guī)劃的出發(fā)點(3)運用系統(tǒng)的概念(4)重視人的因素(5)設(shè)施規(guī)劃設(shè)計是從宏觀到微觀，又沖微觀到宏觀的反復(fù)迭代、并行設(shè)計的過 程原始給定條件本文種原始給定條件主要有：(1)工廠占地5400平方米，南北90米，東西60米。(2)計劃年產(chǎn)量為10000件。2 基本要素作業(yè)單位明細表工廠各個單位部門的占地面積大小與其建筑物外形尺寸對布置設(shè)計影響很大。根據(jù)生產(chǎn)工藝流程、設(shè)備占地面積大小、物流模式及其通道、人員活動區(qū)域、建 筑結(jié)構(gòu)等因素加以確

3、定具體布局。根據(jù)生產(chǎn)工藝過程需要，本廠由如下表所示的作業(yè)單位構(gòu)成。表作業(yè)單位明細表工廠名 稱發(fā)動機連桿活塞機構(gòu)制造廠產(chǎn)品名 稱連桿活塞機構(gòu)計劃產(chǎn)量10000序號零件名稱自制外購材料單件重量（kg）生產(chǎn)量1活塞VZL4012活塞環(huán)V合金鑄鐵3活塞銷V20Cr4連桿40100005連桿螺栓VML40Cr6連桿軸瓦（含連 桿瓦、蓋）V7銅鉛合金、低碳合金鋼作業(yè)單元的劃分根據(jù)連桿組的結(jié)構(gòu)及其工藝特點，設(shè)立如表所示的 8個單位部門，分別承擔備料、 鍛壓、特處理、加工、暫存、裝配和儲存成品等各項生產(chǎn)任務(wù)。作業(yè)單位建筑匯總表如下：表建筑單位匯總表序列作業(yè)單位 名稱用途建筑面積（平方米）1原材料庫儲存鋼材與鑄

4、錠等20x20=4002鍛造車間鍛造10x20=2003熱處理車 間熱處理（調(diào)質(zhì)）10x20=2004加工車間車，銃，鉆，滾齒10x20=2005精密車間鎮(zhèn)削，磨削，剃齒10x20=2006標準件與 半成品庫儲存外購、標準件、半成品10x20=2007裝配車間裝配成型20x20=4008成品庫儲存成品10x20=200生產(chǎn)工藝過程活塞連桿組由活塞組和連桿組兩部分構(gòu)成。（一）活塞組由活塞、活塞環(huán)、活塞銷、活塞銷卡環(huán)等零件組成。1 .活塞由頂部、頭部和裙部3部分組成?；钊^部是活塞環(huán)槽以上的部分，共有三道環(huán)槽，上面兩道用以安裝氣環(huán)，下面 一道用以安裝油環(huán)。第一環(huán)槽鑲奧氏體鑄鐵耐磨圈，油環(huán)槽內(nèi)有4個

5、4mmi勺油孔，對 稱分布在活塞銷孔兩側(cè)。第一道環(huán)槽為梯形槽，第二道、第三道環(huán)槽為矩形糟。第一 道環(huán)槽槽口寬3. 0mm,第二環(huán)槽寬2.385mm第三環(huán)槽（油環(huán)槽）寬4mm活塞裙部為鼓形橢圓，橢圓長軸（與活塞銷垂直方向）與短軸（與活塞銷平行方向） 長度相差為0.35mm安裝在缸體上的噴油嘴噴出的壓力機油冷卻活塞的裙部?；钊牟牧蠟楣簿Ч桎X合金或鋁鋅合金。2 .活塞環(huán)有兩道氣環(huán)和一道油環(huán)。第一道活塞環(huán)截面為梯形桶面環(huán)，梯形角度為15° ,采用球墨鑄鐵制造，圓周表面鍍銘以提高耐磨性和抗拉缸能力。第二道活塞環(huán)為錐面扭曲環(huán)，頂面有內(nèi)斜450切口，外圓呈錐面，錐面角為90。第二環(huán)采用合金鑄鐵制

6、造。第三道環(huán)為脹圈式組合油 環(huán)，其內(nèi)設(shè)襯環(huán)，以提高油環(huán)的彈力，油環(huán)本體采用合金鑄鐵制造，螺旋襯環(huán)的材料 為65MnW簧鋼絲。3 .活塞銷采用低碳合金鋼（20Cr）,內(nèi)外圓表面滲透碳淬火活塞銷的裝配：活塞銷與活塞銷座孔和連桿小頭襯套的連接配合，采用“全浮式”，即在發(fā)動機運轉(zhuǎn)過程中，活塞銷不僅可以在連桿小頭襯套內(nèi)，還可以在銷座孔內(nèi)緩慢 地轉(zhuǎn)動，以使活塞銷各部分磨損均勻。注意事項：當活塞銷直徑超出使用極限時，應(yīng)更換新活塞銷?；钊N與活塞裝配時，先將鋁合金活塞在水或機油中加熱至50C-70C,保溫一段時間，取出抹干凈后，將涂抹有15W/40潤滑油的活塞銷用手掌心平穩(wěn)地推入活塞 銷座孔和連桿小頭?；钊N

7、推入錐座孔后，其端面不得超過卡環(huán)槽?；钊?、活塞銷、連桿裝配成組合件后，連桿、活塞銷能自由擺動，活塞銷與活 塞銷座孔之間，在工作狀態(tài)下呈“浮式”，活塞銷可在銷座孔內(nèi)緩慢轉(zhuǎn)動。（二）連桿組連桿組主要由連桿、連桿軸瓦（含連桿蓋）和連桿螺栓組成。連桿組的功用是連接活塞和曲軸，將活塞承受的力傳給曲軸，并將活塞的往復(fù)直 線運動轉(zhuǎn)變?yōu)榍S的旋轉(zhuǎn)運動。1 .連桿（1）工作條件及要求工作時，連桿承受活塞銷傳來的氣體作用力以及連桿本身擺動和活塞組往復(fù)運動 時的慣性力，這些力的大小和方向都是周期性變化的。因此，連桿受到壓縮、拉伸和 彎曲等交變載荷的作用，這就要求連桿的質(zhì)量盡可能小并具有足夠的剛度和強度。如 強度不足

8、，會發(fā)生連桿螺栓、大頭蓋及桿身斷裂，造成嚴重事故。如剛度不足，會使 連桿大頭變形失圓，導(dǎo)致連桿大頭軸瓦因油膜破壞而燒損；還會使連桿桿身彎曲，造 成活塞與氣缸偏磨，活塞環(huán)漏氣和竄油等。連桿采用合金鋼模鍛而成，斷面是工字形。（2）結(jié)構(gòu)連桿由連桿小頭、桿身，、連桿大頭三部分組成連桿小頭與活塞銷相連，連桿通過小頭，用活塞銷與活塞連接，柴油機工作時， 連桿與活塞銷可以相對自由轉(zhuǎn)動，連桿小頭上壓入銅鉛雙金屬襯套，以提高耐磨性。 連桿小頭的頂上有一個集油孔，曲軸旋轉(zhuǎn)激濺起來的機油、甩到活塞內(nèi)腔的頂部，冷卻活塞后，落下時，一部分機油通過集油孔流入連桿小頭內(nèi)孔潤滑活塞銷。止匕外，活 塞冷卻噴嘴噴出的機油冷卻活塞

9、后，其中一部分機油也通過集油孔流入連桿小頭內(nèi)孔 潤滑活塞銷。連桿桿身采用工字形斷面，這樣可以使之在最小重量下具有最大的強度和剛度。連桿大頭連桿通過連桿大頭與連桿軸頸相連，連桿大頭為斜切口 (68 0 )分開式,被分開的部分稱為連桿蓋。2 .連桿軸瓦采用銅鉛合金薄壁軸瓦，內(nèi)表面鍍鉛錫合金，以提高其耐磨性，外表面鍍錫以防銹。3 .連桿螺栓連桿螺栓是承受交變拉伸載荷的重要零件。連桿螺栓采用ML40Cr材料制造。自制零件制造工藝過程表連桿生產(chǎn)過程表連桿生產(chǎn)過程工序內(nèi)容機床設(shè)備作業(yè)單位名稱序號模鍛2調(diào)質(zhì)3粗、精銃兩平囿立式雙頭回轉(zhuǎn)銃床4粗、精銃結(jié)合面立式雙頭回轉(zhuǎn)銃床磨兩平向立軸圓臺平向磨床5磨結(jié)合面立軸

10、矩臺平向磨床鉆、擴、較小頭孔、孔口倒角立式五工位機床連桿體兩件粗貌大頭孔，倒角臥式二工位機床鉆、攻螺紋孔，鉆、較定位孔臥式五工位機床4精鎮(zhèn)定位孔5連桿制造設(shè)備過程以及作業(yè)單位如表連桿制造過程如下表。表連桿加工工藝過程表零件名稱零件序號材料單件質(zhì)量(kg)年總產(chǎn)量 (件)連桿44510000步驟對應(yīng)單位序列 及其作業(yè)單位工序大致內(nèi)容工序材料利用率(為11原材料庫備料22鍛造車間模鍛8033熱處理車間調(diào)質(zhì)44加工車間粗、精銃；攻螺紋、 較9055精密車間磨、鉆孔、倒角；精 鎮(zhèn)9566標準件與半成 品庫暫存產(chǎn)品一一產(chǎn)量分析生產(chǎn)的產(chǎn)品品種的多少以及每種產(chǎn)品產(chǎn)量的高低，決定了工廠的生產(chǎn)類型，進而 影響著

11、工廠設(shè)備的布置形式。根據(jù)以上已知條件可知，待布置設(shè)計的工廠產(chǎn)品品種單 一，產(chǎn)量較大，年產(chǎn)量為10000臺，屬于大批量生產(chǎn)，適合按產(chǎn)品的原則布置，宜采 用流水線的組織形式。產(chǎn)品工藝過程分析通過對產(chǎn)品的加工、組裝等階段以及各工藝過程路線的分析，計算每個工藝過程 加工前工件的單位質(zhì)量以及產(chǎn)生的廢料重量。表全年生產(chǎn)量計算全年廢料物流量零件名 稱毛重(kg)廢料(kg )鍛造廢 料機加工 廢料精加工 廢料總廢料全年連桿6930根據(jù)零件加工工藝與物流量，繪制工藝過程如圖所示圖連桿物流量3物流分析繪制從至表當物料移動式工藝過程的主要部分時，物流分析就是工廠布局設(shè)計的核心工作， 也是物料搬運分析的開始。零部件

12、物流是該部件在工廠內(nèi)移動時所走過的路線，物流 分析不僅腰考慮每個零部件在工廠內(nèi)的路線，還要遵循兩個最小和兩個避免的原則：兩個最小原則，即經(jīng)過距離最小和物流成本最小。兩個避免原則，即避免迂回和避免 十字交叉。從至表是以一定順序按行排列物料移動的起始作業(yè)工序，以相同順序按列 排列物料移動的終止工序，行列相交的方格中記錄從起始作業(yè)單位到終止作業(yè)單位的 各種物料搬運量的總和。表物流強度從至表X至12345678從原材料 庫鍛造車 間熱處理 車間加工車 間精密車 間半成品 庫裝配車 間成品庫合計1原材料 庫21930219302鍛造車 處理 車工車 間

13密車 成品 庫56850568507裝配車 間56850568508成品庫0合計02193017450174501578015000568505685020131物流強度等級劃分表物流強度等級劃分表物流等級強 度符號含義物流比例（為承擔物流量 比例（%超高物流量A絕對重要1040特局物流量E特別重要2030較大物流量I重要3020一物流量O一般密切程 度4010可忽略物流 量U/、重要-物流相關(guān)圖依照從至表構(gòu)造一種表示所有作業(yè)單位相關(guān)系的關(guān)系表，在行與列相交方格中填4非物流分析作業(yè)單位非物流相關(guān)影響因素表作業(yè)單位相關(guān)理由表序列理由1工作流程連續(xù)

14、性2生產(chǎn)服務(wù)3物料搬運4管理方便5安全與污染6公共設(shè)備設(shè)施7振動8人員聯(lián)系確定各個作業(yè)之間影響相互的因素，做出表表作業(yè)單位間相互關(guān)系等級對應(yīng)符號含義比例（%A絕對重要212E特別重要1020I重要15-30O一般密切程度20-40U/、重要35 80非物流相關(guān)圖圖非物流相關(guān)圖5綜合相互關(guān)系分析在SLP中，要將作業(yè)單位物流間的相互關(guān)系與非物流進行合并，求出合成的相互 關(guān)系-綜合相互關(guān)系，然后由各個作業(yè)單位綜合相互關(guān)系出發(fā)，實現(xiàn)各作業(yè)單位的 合理布置。綜合相互關(guān)系計算表由以上給出的自行車廠作業(yè)單位物流相關(guān)圖與作業(yè)單位非物流相關(guān)圖，為了確定 作業(yè)單位之間綜合相互關(guān)系密切程度，需要合并。(1)加權(quán)值選

15、取力口權(quán)值的大小反應(yīng)出布置時考慮因素的側(cè)重點，對于連桿來說，物流因素(M)的影響并不明顯大于其他非物流因素(N)的影響，因此，取加權(quán)值 M:N=1:1(2)綜合關(guān)系計算根據(jù)工廠各個作業(yè)單位對之間物流與非物流關(guān)系等級的高低進行量化，并加權(quán)求 和，求出綜合相互關(guān)系。表作業(yè)單位綜合相互關(guān)系計算表序號作業(yè)單位 對關(guān)系密切程度綜合關(guān)系物流關(guān)系非物流關(guān)系等級分值等級分值總分值等級11 2A4A48A21 3U0U00U31 4U0U00U41 5U0U00U51 6U0U00U61 7U0U00U71 8U0U00U823E3E36E92一4U0U00U102 5U0U00U112 -6U0U00U122

16、 7U0U00U132 -8U0U00U1434E3E36E153 5U0U00U1636U0U00U1737U0U00U1838U0U00U194 5E3E36E204一6U0U00U214一7U0U00U2248U0U00U2356E3E36E2457U0U00U2558U0U00U2667A4A48A2768U0U00U2878A4A48A對表的數(shù)據(jù)整理統(tǒng)計，得到表如下：表綜合相互關(guān)系等級劃分總分對應(yīng)符號含義作業(yè)單位 對數(shù)百分數(shù)7 -8A絕對重要31156E特別重要41434I重要000 -2O一般密切 程度000U/、重要2175合計28100綜合相互關(guān)系圖圖綜合相互關(guān)系圖6綜合相關(guān)關(guān)

17、系在SLP中，工廠總平面布置并不直接去考慮各作業(yè)單位的建筑物占地面積以及其 形狀，而使從各個作業(yè)單位間相互關(guān)系密切程度出發(fā)，安排各個作業(yè)單位之間相對位 置。關(guān)系密切極高的作業(yè)單位之間距離近，關(guān)系密切極低的作業(yè)單位之間距離遠。由 此形成作業(yè)單位位置相關(guān)圖。依據(jù)SLP思想，首先根據(jù)綜合相互關(guān)系級別高低按 A,E,I,O,U級別順序先確定不 同級別作業(yè)單位位置，而同一級別的作業(yè)單位按綜合接近程度分值高低順序來進行布 置。為此，要按綜合接近程度分值高低順序為作業(yè)單位排序，其結(jié)果如表所示：表綜合接近程度排序表X代號12345678代號原材料 庫鍛造車 間熱處理 車間加工車 間精密車 間半成品 庫裝配車

18、間成品庫1原材料 庫A/4U/0U/0U/0U/0U/0U/02鍛造車 間A/4E/3U/0U/0U/0U/0U/03熱處理 車間U/0E/3E/3U/0U/0U/0U/04加工車 間U/0U/0E/3E/3U/0U/0U/05精密車 間U/0U/0U/0E/3、E/3U/0U/06半成品 庫U/0U/0U/0U/0E/3XA/4U/07裝配車 間U/0U/0U/0U/0U/0A/4A/48成品庫U/0U/0U/0U/0U/0U/0A/4接近程度47666784排列次序73456218根據(jù)綜合接近程度排序表，可以看出各個作業(yè)單元的重要程度，并作出作業(yè)單元相關(guān) 圖。圖各單元綜合相關(guān)圖7工廠總平面布置圖根據(jù)圖和各種方案進行全面評價，得出了最佳方案如圖所示。我們這種將車間安排在一起的聯(lián)合廠房是當今設(shè)計布置的一個趨勢，它可以節(jié)約 占地面積、節(jié)省工程費用、方便生產(chǎn)管理，方便物流和物料搬運，可以進行集中供應(yīng) 各種資源，而且還有較大的調(diào)整余地。圖工廠總平面布置方案結(jié)束語設(shè)施布置設(shè)計在實施設(shè)施規(guī)劃與物流分析中占有重要地位，他得好壞直接影響整 個系統(tǒng)的物流、信息流、生產(chǎn)能力、生產(chǎn)效率、生產(chǎn)成本以及生產(chǎn)安全。對于工廠總體布置而言，他主要考慮工廠各個組成部分包括生產(chǎn)車間、輔助生產(chǎn)車間、倉庫等。系統(tǒng)布置設(shè)計法（SL日是從分析原始資料開始，考慮原始數(shù)據(jù)中P （產(chǎn) 品）、Q（產(chǎn)量）、R（