工業(yè)工程課程設(shè)計(jì)基于SLP的布局優(yōu)化

課程設(shè)計(jì)目的工業(yè)工程綜合課程設(shè)計(jì)是在工業(yè)工程學(xué)生系統(tǒng)地學(xué)習(xí)了工業(yè)工程相關(guān)的理論、知識和方法之后對所學(xué)理論知識進(jìn)行實(shí)踐體驗(yàn)和融會貫穿的過程。設(shè)計(jì)目的旨在提高學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力、規(guī)劃設(shè)計(jì)能力和思維創(chuàng)新能力。課程設(shè)計(jì)組織設(shè)計(jì)過程學(xué)生可自行組成設(shè)計(jì)小組，共同研討方案，但報(bào)告最終需以個(gè)人的方式進(jìn)行提交，即每位設(shè)計(jì)者需要提交一份設(shè)計(jì)報(bào)告。三、課程設(shè)計(jì)內(nèi)容實(shí)訓(xùn)模塊一：基于SLP的布局優(yōu)化及生產(chǎn)過程仿真〔一〕基于SLP的1、系統(tǒng)布置設(shè)計(jì)在制造業(yè)中，工廠布局設(shè)計(jì)主要是確定工廠的生產(chǎn)部門、輔助效勞部門和管理部門的位置。合理和有效的工廠布置對提高企業(yè)的生產(chǎn)效益、降低本錢起著重要的作用。最具代表性的是R·繆瑟(R·Muther)提出的“系統(tǒng)布置設(shè)計(jì)(SLP)〞法，該方法提出了作業(yè)單位相互關(guān)系密級表示法，使布置設(shè)計(jì)由定性階段開展到定量階段。在繆瑟提出的系統(tǒng)布置設(shè)計(jì)(SLP)中，正是把產(chǎn)品P、產(chǎn)量Q、生產(chǎn)路線R、輔助效勞部門S及生產(chǎn)時(shí)間安排T作為給定的根本要素(原始資料)，作為布置設(shè)計(jì)工作的根本出發(fā)點(diǎn)。系統(tǒng)布置設(shè)計(jì)(SLP)程序如下列圖所示。33、物流-作業(yè)單位關(guān)系圖1、物流2、作業(yè)單位的相互關(guān)系4、必要面積5、可利用面積6、面積相互關(guān)系圖7、修正條件8、實(shí)際制約9、擬定幾種布置方案10、評價(jià)輸入數(shù)據(jù)〔P、Q、P-Q、R、S、T〕系統(tǒng)布置設(shè)計(jì)模式SLP設(shè)計(jì)步驟：準(zhǔn)備原始資料。工藝過程分析。物流分析與作業(yè)單位相互關(guān)系分析。繪制作業(yè)單位位置相關(guān)圖。作業(yè)單位占地面積計(jì)算。繪制作業(yè)單位面積相關(guān)圖。修正。方案評價(jià)與擇優(yōu)。2、課程設(shè)計(jì)資料東勝機(jī)械制造是一家專業(yè)生產(chǎn)汽車變速箱的民營企業(yè)，該廠現(xiàn)有員工1170人，各類機(jī)床320多臺，公司主廠區(qū)共有10個(gè)加工車間，主要進(jìn)行部件的加工、組裝等，其中3車間屬于各種軸類部件機(jī)加工車間，圖1為該車間的設(shè)備布局圖，其車間整體形狀為L型，有鋸床1臺、鉆床1臺、熱處理爐1臺、普通車床6臺、立銑2臺、鏜床1臺、磨床1臺、檢驗(yàn)臺1個(gè)、暫存區(qū)4處。圖1東勝機(jī)械制造第三機(jī)加工車間平面布局圖公司生產(chǎn)部決定對該車間的整體布局進(jìn)行優(yōu)化，盡管各種軸類部件加工的工藝流程有很多相似之處，但是具體加工順序又存在著很大的不同。車間內(nèi)運(yùn)輸采用輪式托盤方式進(jìn)行，經(jīng)過一段時(shí)間的觀察記錄得到如表1的日均物流量記錄表。表1日均物流強(qiáng)度統(tǒng)計(jì)表〔單位：次〕序號物流路線物流強(qiáng)度11-22121-51232-52943-51852-4764-6576-72686-84593-719105-83111-72122-69137-81表2各個(gè)元素的占地面積〔已可慮同類設(shè)備的間距〕序號加工中心名稱共需面積〔平方米〕特殊要求1鋸床〔1臺〕2.5m×4m×1〔臺〕=10無2鉆床〔1臺〕2m×3m×1〔臺〕=6無3熱處理爐〔1臺〕4m×3m×1〔臺〕=12無4鏜床〔1臺〕3m×3m×1〔臺〕=9無5車床〔5臺〕2m×1.5m×5〔臺〕=15無6磨床〔1臺〕3m×3.5m×1〔臺〕=9.5無7立銑〔2臺〕2m×2m×2〔臺〕=8無8檢驗(yàn)臺〔1臺〕2×4m×1〔臺〕=8靠近出口9在制品暫存區(qū)4平米×3〔個(gè)〕=12任一邊大于1米10過道寬度不小于1.5米無表3加工中心之間的非物流關(guān)系序號加工中心統(tǒng)一場所相同的公用設(shè)施枯燥高清潔度通風(fēng)常溫排風(fēng)扇吸屑管排水壓縮空氣1熱處理√√√√√2銑床√√√√√√√3磨床√√√√√√√4鏜床√√√5檢驗(yàn)臺√√6鉆床√√√√7車床√√√√√……3、任務(wù)〔1〕作業(yè)單位位置相關(guān)圖，相當(dāng)于A4圖樣一張〔2〕作業(yè)單位面積相關(guān)圖，相當(dāng)于A4圖樣一張〔3〕車間的整體布局優(yōu)化平面圖，相當(dāng)于A4圖樣一張〔4〕評價(jià)擇優(yōu)，選出最正確總平面圖〔5〕編寫設(shè)計(jì)說明書課程設(shè)計(jì)目的〔仿宋，四號，加粗〕通過該基于SLP的布局優(yōu)化設(shè)計(jì)，掌握了SLP的根本要素：P—產(chǎn)品、Q—產(chǎn)量、R—工藝過程、S—輔助部門、T—時(shí)間5個(gè)根本要素，掌握基于SLP方法進(jìn)行車間設(shè)備布局優(yōu)化布置。進(jìn)行車間設(shè)備布局優(yōu)化的首要工作是對各作業(yè)單位之間的相互關(guān)系做出分析，包括物流和非物流的相互關(guān)系，經(jīng)過綜合得到作業(yè)單位相互關(guān)系表，再根據(jù)相互關(guān)系表中作業(yè)單位之問相互關(guān)系的密切程度，決定各作業(yè)單位之間距離的遠(yuǎn)近，安排各作業(yè)單位的位置，繪制作業(yè)單位位置相關(guān)圖。將各作業(yè)單位實(shí)際占地面積與作業(yè)單位位置相關(guān)圖結(jié)合起來，形成作業(yè)單位面積相關(guān)圖。通過作業(yè)單位面積相關(guān)圖的修正和調(diào)整，得到數(shù)個(gè)可行的布置方案，然后采用加權(quán)因素對各方案進(jìn)行評價(jià)擇優(yōu)，并對每個(gè)因素進(jìn)行量化，以得分最多的布置方案作為最正確布置方案。課程設(shè)計(jì)內(nèi)容〔仿宋，四號，加粗〕東勝機(jī)械制造車間的整體布局優(yōu)化SLP設(shè)計(jì)步驟：〔1〕準(zhǔn)備原始資料?！?〕工藝過程分析?！?〕物流分析與作業(yè)單位相互關(guān)系分析?！?〕繪制作業(yè)單位位置相關(guān)圖?！?〕作業(yè)單位占地面積計(jì)算。〔6〕繪制作業(yè)單位面積相關(guān)圖?！?〕修正?！?〕方案評價(jià)與擇優(yōu)。車間的整體布局優(yōu)化平面圖課程設(shè)計(jì)步驟〔仿宋，四號，加粗〕物流強(qiáng)度分級根據(jù)任務(wù)書表1日均物流強(qiáng)度統(tǒng)計(jì)表進(jìn)行分級，以便于對作業(yè)單位之間的關(guān)系密切程度進(jìn)行比擬?！惨姳?-1〕序號物流路線物流強(qiáng)度等級86-845A32-529E76-726E11-221E93-719I43-518I21-512I122-69I52-47O64-65O105-83O111-72O137-81O表3-SEQ表3-\*ARABIC1繪制物流相關(guān)圖用這物流強(qiáng)度密切程度等級制成物流相關(guān)圖。〔見表3-SEQ表3-\*ARABIC2〕表3-表3-SEQ表3-\*ARABIC3作業(yè)單位的綜合接近程度按分值排序根據(jù)物流相關(guān)圖將AEIOU關(guān)系量化為數(shù)值，得到八個(gè)作業(yè)單位的綜合接近程度和安分值得排序，〔見表3-SEQ表3-\*ARABIC4〕方便接下來的位置相關(guān)圖——線型圖繪制。作業(yè)單位代號12345678綜合接近程度694281076排序52783146表3-SEQ表3-\*ARABIC5繪制位置相關(guān)圖—線型圖線型圖采用4條1單位長的平行線表示兩作業(yè)單位間的A級關(guān)系，3條2單位長的平行線表示E級關(guān)系，2條3長I級；1條4長O級；U級不連線；X級用折線段表示。〔見圖3-4〕圖3-4關(guān)系工作表關(guān)系工作表是對相關(guān)圖的進(jìn)一步總結(jié)，每行列出一個(gè)作業(yè)單位，A,E,I,O,U,X各成一列，將與之形成A,E,I,O,U,X各級關(guān)系的其他單位分列之中?！惨姳?-5〕作業(yè)單位AEIOUX1.鋸床2573，4，6,82.鉆床1,5641,2,3,7,83.熱處理爐5,71,2,4,6,84.鏜床2,61,2,3,5,7,85.車床21,381,2,3,4,6,76.磨床87341,2,3,4,5,7.立銑631,81,2,3,4,5,68.檢驗(yàn)臺65,71,2,3,4表3-5繪制拼塊圖對每個(gè)作業(yè)單位做一個(gè)同樣大小的方塊，作業(yè)代號寫在正中央，名稱寫在代號上，“X=〞寫在代號下面；四個(gè)角分別放置與成A、E、I、O級關(guān)系，U級關(guān)系不用考慮?！惨妶D3-6〕圖3-6將拼塊圖拼接按照擺放規(guī)那么：A級關(guān)系要編靠邊放，E級關(guān)系至少角靠角，X級關(guān)系不能靠邊也不能靠角。〔見圖3-7〕圖3-7繪制格子狀布置圖根據(jù)任務(wù)書表2計(jì)算得到設(shè)備總共需要面積為:89.5m2，圓整為135m2，按長寬比為5：3的車間為15m*9m。以1m*3m為根本單元格，那么總共有45個(gè)單元格。(見表3-SEQ表3-\*ARABIC6)序號加工中心名稱共需面積〔平方米〕單元格1鋸床〔1臺〕2.5m×4m×1〔臺〕=1042鉆床〔1臺〕2m×3m×1〔臺〕=623熱處理爐〔1臺〕4m×3m×1〔臺〕=1244鏜床〔1臺〕3m×3m×1〔臺〕=935車床〔5臺〕2m×1.5m×5〔臺〕=1556磨床〔1臺〕3m×3.5m×1〔臺〕=9.547立銑〔2臺〕2m×2m×2〔臺〕=838檢驗(yàn)臺〔1臺〕2×4m×1〔臺〕=839在制品暫存區(qū)4平米×3〔個(gè)〕=12410過道寬度不小于1.5米13表3-SEQ表3-\*ARABIC7以圖3-7拼塊圖為根底，可以得到格子布置圖?！惨妶D3-8〕圖3-8繪制塊狀布置圖通過格子布置圖得出塊狀布置圖，這是一種連續(xù)型的圖形表現(xiàn)形式?！惨妶D3-9〕圖3-9最終布置圖通過評價(jià)選優(yōu)，