球閥物流與設(shè)施規(guī)劃課程設(shè)計

1、一、 緒論1二、基本要素分析 11、球閥結(jié)構(gòu)及參數(shù) 32、作業(yè)單位劃分情況 43、工藝過程分析 9三、物流分析 91、產(chǎn)品工藝過程分析 .91.1 分析給定的工藝過程表 .101.2 各個自制零部件工藝過程圖 .121.3產(chǎn)品總的工藝過程圖 .121.4產(chǎn)品產(chǎn)量分析 .132、 物流強度分析 132.1作業(yè)單位之間的物流強度 .142.2 各單位之間物流強度統(tǒng)計圖 .142.3 繪制從至表 .152.4 作業(yè)單位物流相關(guān)原始分析 .15四、作業(yè)單位非物流相關(guān)分析 17五、作業(yè)單位綜合相關(guān)分析 171、選取加權(quán)值 172、相互關(guān)系計算 183、綜合物流相關(guān)等級表 194、作業(yè)單位綜合關(guān)系 20六

2、、作業(yè)單位相關(guān)分析 201、綜合接近程度排序 212、繪制作業(yè)單位位置相關(guān)圖 22七、作業(yè)單位面積相關(guān)分析 231、作業(yè)單位面積相關(guān)圖 232、方案一 243、方案二 254、方案三 26八、評價方案并擇優(yōu) 261、計算權(quán)重 262、評選方案 27九、總結(jié) 27十、參考文獻(xiàn) 27圖1球閥裝配圖一、緒論設(shè)施規(guī)則與物流分析是工業(yè)工程專業(yè)一門重要的主干專業(yè)課程。設(shè)施規(guī)劃是工業(yè)工程學(xué)科中公認(rèn)的重要研究領(lǐng)域和分支之一。設(shè)施規(guī)劃特別是其中的工廠設(shè) 計著重研究工廠總平面布置、車間布置及物料搬運等內(nèi)容，其目標(biāo)是通過對工廠 各組成部分相互關(guān)系分析，進(jìn)行合理布置，得到高效運行的生產(chǎn)系統(tǒng)，獲得最佳 的經(jīng)濟(jì)效益和社會

3、效益。工廠作為一個生產(chǎn)工具系統(tǒng)是由人員、 設(shè)備、技術(shù)等多種因素所構(gòu)成，整個 系統(tǒng)的效益即總投入與總產(chǎn)出之比應(yīng)盡可能達(dá)到最高水平。 因此，工廠布置設(shè)計 就是一項多因素、多目標(biāo)的系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計課題。由于社會需要的多樣性，生產(chǎn)不同產(chǎn)品工廠的模式必然存在著差異， 這就給 工廠布置設(shè)計帶來了難題。系統(tǒng)布置設(shè)計（SLP方法提供了一種以作業(yè)單位物 流與非物流的相互關(guān)系分析為主線的規(guī)劃設(shè)計方法，采用一套表達(dá)力極強的圖例 符號和簡明表格，通過一套條理清晰的設(shè)計程序進(jìn)行工廠布置設(shè)計。這種方法為 設(shè)施設(shè)計人員與生產(chǎn)工具管理人員廣泛采用，實踐效果良好。系統(tǒng)布置設(shè)計不是 一種嚴(yán)密的設(shè)計理論，而是一套實踐性非常強的設(shè)計模式

4、和規(guī)范的設(shè)計程序。學(xué)習(xí)和掌握系統(tǒng)布置設(shè)計方法最有效的手段就是直接參與設(shè)計工作。二、基本要素分析1、球閥結(jié)構(gòu)及參數(shù)球閥是由旋塞演變而來的，它的啟閉件作為一個球體，利用球體繞閥桿的軸 線旋轉(zhuǎn)90°實現(xiàn)開啟和關(guān)閉的目的。球閥在管道上主要用于切斷、分配和改變介 質(zhì)流動方向，設(shè)計成V形開口的球閥還具有良好的流量調(diào)節(jié)功能。 球閥不僅結(jié)構(gòu) 簡單、密封性能好，而且在一定的公稱通經(jīng)范圍內(nèi)體積較小、重量輕、材料耗用 少、安裝尺寸小，并且驅(qū)動力矩小，操作簡便、易實現(xiàn)快速啟閉。球閥裝配圖如下圖所示：球閥零件明細(xì)表如下:表1 球閥零件明細(xì)表工廠名稱：球閥加工裝配廠產(chǎn)品名稱球閥(qf100)序號零件名稱自制外購

5、材料單位成品消耗量單件重量（kg）備注大型號中型號小型號1閥體ZG25153.522悶蓋ZG25121.51.13密封圈聚四氯乙烯20.020.010.0074閥芯40Cr10.80.50.35調(diào)整墊聚四氯乙烯10.010.0050.0026螺柱Q23540.090.040.027螺母Q23540.080.050.048填料墊40Cr10.450.20.159中填料聚四氯乙烯10.120.050.0310上填料聚四氯乙烯10.120.050.0311填料壓聚套3510.350.20.1512閥桿40Cr10.450.20.0913扳手ZG2510.550.30.162、作業(yè)單位劃分情況表2 作

6、業(yè)單位建筑物匯總表作業(yè)單位建筑物匯總表序號作業(yè)單位名稱用途建筑面積結(jié)構(gòu)形式備注1原材料庫存放原材料72*108跨距1277762外購件及標(biāo)準(zhǔn)件庫存放標(biāo)準(zhǔn)件及外購件60*72跨距1243203機加工車間對零件進(jìn)行機加工72*180跨距12129604化工車間對零件進(jìn)行化學(xué)加工60*72跨距1243205熱處理車間鑄造零件，對零件進(jìn)行熱處理72*180跨距12129606油漆車間對零件油漆60*72跨距1243207總裝車間裝配成品，并檢驗成品120*360跨距12432008成品庫存放成品72*108跨距1277769辦公服務(wù)樓管理和服務(wù)活動72*108跨距12777610車庫停放車輛96*96

7、跨距1292163、工藝過程分析球閥生產(chǎn)工藝流程：(1) 零、組件制作與外購(續(xù)表為自制件工藝過程卡)(2) 組裝所有零、組件在總裝車間集中組裝為成品。(3) 上漆 組裝完成后，至油漆車間，每件成品需用油漆0.13kg(4) 產(chǎn)品儲存 所有上漆產(chǎn)品轉(zhuǎn)運至成品庫待出廠。表3閥體的工藝過程卡閥體產(chǎn)品名稱件號材料單位重量kg年計劃產(chǎn)量總重量kg閥體qf101ZG252100000200000序號作業(yè)單位名稱工序內(nèi)容工序材料利用率/ %1原材料庫原材料出庫1001000003086422熱處理車間鑄造閥體毛坯90100000277777.83機加工車間粗銃、粗車80100000222222.24熱處理

8、車間淬火100100000222222.25機加工車間精銃、精車90100000200000表3中，已知零部件最后一步加工之后的產(chǎn)品的總重量， 即第5步得產(chǎn)品總 重200000kg,第5步的工序材料利用率為90%故可計算出第4步的總重量為： 20000090%=222222.2kg°依照此方法，可以求出每一工序及原材料的總重量，最后結(jié)果如表3所示。同樣的方法，可以求出其他零部件的各工序重量， 計算結(jié) 果如下列表所示：表4悶蓋的工藝過程卡悶蓋產(chǎn)品名稱件號材料單位重量kg年計劃產(chǎn)量總重量/ kg悶蓋qf102ZG251.1100000110000序號作業(yè)單位名稱工序內(nèi)容工序材料利用率/

9、%1原材料庫原材料出庫100100000169753.12熱處理車間鑄造悶蓋毛坯90100000152777.83機加工車間粗銃、粗車80100000122222.24熱處理車間淬火100100000122222.25機加工車間精銃、精車90100000110000表5密封圈的工藝過程卡密封圈產(chǎn)品名稱件號材料單位重量kg年計劃產(chǎn)量總重量kg密封圈qf103聚四氯乙烯0.007100000700序號作業(yè)單位名稱工序內(nèi)容工序材料利用率/ %1原材料庫原材料出庫100100000714.32化工車間熱擠壓成型98100000700表6閥芯的工藝過程卡閥芯產(chǎn)品名稱件號材料單位重量kg年計劃產(chǎn)量總重量/

10、kg閥芯qf10440Cr0.310000030000序號作業(yè)單位名稱工序內(nèi)容工序材料利用率/ %1原材料庫原材料出庫10010000047058.82機加工車間銃槽、粗車7510000035294.13熱處理車間淬火10010000035294.14機加工車間精車8510000030000表7調(diào)整墊的工藝過程卡調(diào)整墊產(chǎn)品名稱件號材料單位重量/ kg年計劃產(chǎn)量總重量Z kg調(diào)整墊qf105聚四氯乙烯0.002100000200序號作業(yè)單位名稱工序內(nèi)容工序材料利用率Z %1原材料庫原材料出庫100100000204.12化工車間熱擠壓成型98100000200表8填料墊的工藝過程卡填料墊產(chǎn)品名稱

11、件號材料單位重量Z kg年計劃產(chǎn)量總重量Z kg填料墊qf10840Cr0.1510000015000序號作業(yè)單位名稱工序內(nèi)容工序材料利用率Z %1原材料庫原材料出庫10010000023529.42機加工車間粗車7510000017647.13熱處理車間淬火10010000017647.14機加工車間精車8510000015000表9中填料工藝過程卡中填料產(chǎn)品名稱件號材料單位重量Z kg年計劃產(chǎn)量總重量Z kg中填料qf109聚四氯乙烯0.031000003000序號作業(yè)單位名稱工序內(nèi)容工序材料利用率1原材料庫原材料出庫1001000003061.22化工車間熱擠壓成型98100000300

12、0表10上填料工藝過程卡上填料產(chǎn)品名稱件號材料單位重量Z kg年計劃產(chǎn)量總重量Z kg上填料qf110聚四氯乙烯0.031000003000序號作業(yè)單位名稱工序內(nèi)容工序材料利用率1原材料庫原材料出庫1001000003061.22化工車間熱擠壓成型981000003000表11填料壓聚套工藝過程卡填料壓聚套產(chǎn)品名稱件號材料單位重量/ kg年計劃產(chǎn)量總重量/ kg填料壓聚套qf111350.1510000015000序號作業(yè)單位名稱工序內(nèi)容工序材料利用率1原材料庫原材料出庫10010000023529.42機加工車間粗車7510000017647.13熱處理車間淬火10010000017647.

13、14機加工車間精車8510000015000表12閥桿工藝過程卡閥桿產(chǎn)品名稱件號材料單位重量/ kg年計劃產(chǎn)量總重量/ kg閥桿qf11240Cr0.091000009000序號作業(yè)單位名稱工序內(nèi)容工序材料利用率1原材料庫原材料出庫10010000016917.32熱處理車間鑄造閥桿毛坯9510000016071.43機加工車間粗銃、粗車70100000112504熱處理車間淬火100100000112505機加工車間精銃、精車801000009000表13扳手工藝過程卡扳手產(chǎn)品名稱件號材料單位重量/ kg年計劃產(chǎn)量總重量/ kg扳手qf113ZG250.1610000016000序號作業(yè)單位

14、名稱工序內(nèi)容工序材料利用率1原材料庫原材料出庫10010000028070.22熱處理車間鑄造扳手毛坯9510000026666.73機加工車間粗銃、鉆孔75100000200004熱處理車間淬火100100000200005機加工車間精銃、擴孔、絞孔8010000016000三、物流分析物流相關(guān)分析是機械制造廠平面布置的基礎(chǔ)，主要從以下步驟來進(jìn)行分析：1、產(chǎn)品工藝過程分析1.1分析給定的工藝過程表由于各個部件的年需求量是固定的， 也就是說球閥的生產(chǎn)呈理想狀態(tài)（零庫 存存），所以全年的物流量就沒有必要給出。工藝過程表計算出各個工序加工前 后單件重量及廢料重量如下表14所示：表14各個零件原料重

15、量與成品重量對比產(chǎn)品名稱件號材料原始重量（kg）材料利用率（%）成品重量（kg）廢料（kg）閥體1ZG253.086464.821.0864悶蓋2ZG251.697564.81.10.5975密封圈3聚四氯乙烯0.0071980.0070.0001閥芯440Cr0.470663.750.30.1706調(diào)整墊5聚四氯乙烯0.00204980.0020.00004填料墊840Cr0.235363.750.150.0853中填料9聚四氯乙烯0.0306980.030.0006上填料10聚四氯乙烯0.0306980.030.0006填料壓聚套11350.235363.750.150.0853閥桿124

16、0Cr0.169253.20.090.0792扳手13ZG250.2807570.160.12071.2各個自制零部件工藝過程圖在上述工藝過程圖中，O代表加工，表示儲存，圖示符號中的數(shù)字即表2中各作業(yè)單位的序號。數(shù)字表示各工序加工的零部件重量， 其中，因為某些工序 的材料利用率不是 100%，因此會產(chǎn)生廢料，如： 0.3086=3.0864-2.7778 即為廢 料的重量。其余各工藝過程圖的計算和表示方法均一樣。圖2自制零部件工藝過程圖1.3產(chǎn)品總的工藝過程圖圖3 產(chǎn)品總的工藝過程圖1.4產(chǎn)品產(chǎn)量分析生產(chǎn)的產(chǎn)品品種的多少及每種產(chǎn)品產(chǎn)量的高低，決定了工廠的生產(chǎn)類型，進(jìn) 而影響工廠的布置形式。根據(jù)

17、以上已知條件可知，待布置設(shè)計的球閥廠的產(chǎn)品品 種單一，產(chǎn)量較大，其年計劃產(chǎn)量為 100000件，屬于大批量生產(chǎn)，所以此類少 品種大批量的生產(chǎn)適合于產(chǎn)品原則布置，采用流水線生產(chǎn)的組織形式。2、物流強度分析2.1作業(yè)單位之間的物流強度將從至表中各個作業(yè)單位對的物流強度匯總，按照作業(yè)強度劃分等級，物流 強度等級劃分采用著名的 A、E I、0、U等級，AElO比例如下表，U級比例只 給無物流的作業(yè)單位對，有物流的作業(yè)單位對一般不考慮U級。表15 物流強度等級分劃表物流強度等級符號物流路線比例（%）承擔(dān)的物流量比例（%）超咼物流強度A1040特咼物流強度E2030較大物流強度I3020一般物流強度O40

18、10可忽略搬運U表16 作業(yè)單位之間的物流強度該表中未出現(xiàn)的作業(yè)單位對之間不存在固定的物流， 因此物流強度等級為U級序號作業(yè)單位對數(shù)物流里合計物流強度等級11-30.4706+0.2353+0.23530.9412O21-40.0071+0.0306+0.0306+0.002040.07034U31-53.0864+1.6975+0.1692+0.23075.1838I43-22+1.1+0.3+0.15+0.15+0.09+0.163.95I53-52.2222+1.2222+0.353+0.1765+0.1765+4.4629I0.1125+0.264-20.007+0.002+0.03+

19、0.030.069U75-32.7778+1.5278+2.2222+1.2222+0.353+9.1959A0.1765+0.1765+0.1607+0.1125+0.2667+0.2總計23.92314其中A級的判定為：9.1959/23.92314=38.43%,近似等于40%,根據(jù)表15 定為A級，I級的判定為：5.1838/23.92314=21.67%,近似等于20%,定為I級 其余的劃分依次類推。2.2各作業(yè)單位對之間物流強度統(tǒng)計圖圖42.3繪制從至表表17從至表from41234567810.94120.070345.1838233.954.462940.06959.19596

20、782.4作業(yè)單位物流相關(guān)原始分析由上面的原始物流作定量的分析后，得到原始物流相關(guān)表表18原始物流相關(guān)表由原始物流相關(guān)表（表18）可得作業(yè)單位物流相互關(guān)系圖（圖 5）如下圖:'li. t 名稱123fliiQ工車間4優(yōu)工閭5熱軀逞車間釉漆車間7總裝車閭S成品匣g10車庫LULIULlULUI毎業(yè)i234567S3作業(yè)里位 栢業(yè)雖位原刪I外購件懇 機九工車 閭化工車間M理車 問油i泰車間總裝車間咸品1$辦公碣 車匣1UOUIULIUUU2夕曬件及標(biāo)準(zhǔn)件應(yīng)UUUUUUUUU3機旭！車間UUIUUUUU優(yōu)工至間UCUUuJL'U5熱曲里車間UUAUrULfU.ILU6油漆車間UUIJ

21、廿U7U廿UU7總裝車間UUUJUUUUU3lJUUUIUU丁【J1'g辦飪服務(wù)機UUUUUUUULQ車UUUUUUUUU圖5作業(yè)單位物流相互關(guān)系圖四、作業(yè)單位非物流相關(guān)分析根據(jù)球閥結(jié)構(gòu)及工藝特點，球閥廠的作業(yè)單位劃分有原材料庫、外購件及標(biāo) 準(zhǔn)件庫、機加工車間、化工車間、熱處理車間、油漆車間、總裝車間、成品庫、 辦公服務(wù)樓和車庫。1、從物流、工作流程、作業(yè)性質(zhì)相似、使用相同設(shè)備、使用同一場地等一系列因素整理出作業(yè)單位相互關(guān)系的主要因素， 在相關(guān)圖中，評級理由一般以編 碼表示，并給出理由編碼如表19所示：表19 球閥作業(yè)單位相互關(guān)系密度理由編碼理由1工作流程的連續(xù)性2生產(chǎn)服務(wù)3物料搬運4

22、管理方便5安全及污染6功用設(shè)備及輔助7震動8人員聯(lián)系2、確定各作業(yè)單位對之間影響相互關(guān)系的因素，并初步確定相互關(guān)系等級如表20所示：表20作業(yè)單位相互關(guān)系等級符號含義說明（分值）比例（%）A絕對重要4分25E特別重要3分310I重要2分515O一般密切程度1分1025U不重要0分4580X負(fù)的密切程度-1分（不希望接近）3、調(diào)整相互關(guān)系等級比例，將最后的作業(yè)單位之間的相互關(guān)系等級填入作 業(yè)相互關(guān)系表（圖6），菱形格子的上方填入兩兩之間的密切程度等級，下方填 入評級理由，即理由編碼。圖6 非物流作業(yè)單位相互關(guān)系圖五、作業(yè)單位綜合相關(guān)分析圖5、圖6可知球閥廠作業(yè)單位物流相互關(guān)系與非物流不一致。為了

23、確定作業(yè)單位之間綜合相互關(guān)系密切程度，需要將兩表合并進(jìn)行分析判斷。其合并過程 如下：1、選取加權(quán)值加權(quán)值的大小反應(yīng)工廠布置時考慮因素的側(cè)重點，對于球閥來說，物流因 素影響并不大明顯大于其它非物流因素的影響，因此將加權(quán)值取為1:1。2、相互關(guān)系計算根據(jù)該廠各作業(yè)單位對之間物流與非物流關(guān)系等級的高低進(jìn)行量化，并加權(quán)求和，求出綜合相互關(guān)系如表21所示。當(dāng)作業(yè)單位數(shù)目為n時，總作業(yè)單位對數(shù)為：P=n （ n-1）/2式中，P為作業(yè)單位對數(shù)。該方案中有10個作業(yè)單位，所以，表21中將有45個作業(yè)單位對，即有45 個相互關(guān)系。A,E,I,O,U,X 的量化值分別為 4,3,2,1,0 ，-1。3、綜合物流

24、相關(guān)等級表根據(jù)作業(yè)單位物流相互關(guān)系圖（圖 5）和非物流作業(yè)單位相互關(guān)系圖（圖6） 可以得出綜合物流相關(guān)等級表（表21）:表21綜合物流相關(guān)等級表作業(yè)單位對相互關(guān)系程度綜合關(guān)系物流關(guān)系加權(quán)值1非物流關(guān)系加權(quán)值1等級分?jǐn)?shù)等級分?jǐn)?shù)分?jǐn)?shù)等級1-2U0E33E1-3O1I23E1-4U0I22I1-5I2I24A1-6U0U00U1-7U0U00U1-8U0U00U1-9U0U00U1-10U0I22I2-3I2U02I2-4U0U00U2-5U0U00U2-6U0U00U2-7U0I22I2-8U0U00U2-9U0U00U2-10U0I22I3-4U0U00U3-5A4A48A3-6U0U00U3-

25、7U0I22I3-8U0U00U3-9U0I22I3-10U0U00U4-5U0U00U4-6U0U00U4-7U0I22I4-8U0U00U4-9U0U00U4-10U0U00U5-6U0U00U5-7U0U00U5-8U0U00U5-9U0X-1-1X5-10U0U00U6-7U0I22I6-8U0U00U6-9U0X-1-1X6-10U0U00U7-8U0U00U7-9U0E33E7-10U0I22I8-9U0O11O8-10U0E33E9-10U0I22I4、作業(yè)單位綜合關(guān)系由作業(yè)單位綜合物流相關(guān)等級表（表21）歸納總結(jié)得出作業(yè)單位綜合關(guān)系（圖7）如下:EUUUIJULLrUUUEOE

26、原材科庫夕剛件及標(biāo)準(zhǔn)件僅機加工車間化工車間熱妲里車間油轍車閭成品庫辦心眾番樁總笨車俺圖7作業(yè)單位綜合關(guān)系圖六、作業(yè)單位相關(guān)分析1綜合接近程度排序由作業(yè)單位綜合關(guān)系圖（圖7）得到綜合接近程度排序表（表 22）表22綜合接近程度排序表作業(yè)卑垃代號123§5675101E亍£ 亍IWA7UUU=T"£TJ2L-LJU2L-U23ET12U"S-U2UUU4/2UPU12U7U5A4UA4UUUUu6UUU1UUZiU7UI112IU12UE2SUUUUUUVOTE亍9U11UX-iXE亍0T121012£UUUUET綜合極近稈虞14913百

27、IJ1134411排序14&5T2663注:表中表格上方是等級，表格下方是等級數(shù)值A(chǔ)=4,E=3,l=2,O=1,U=0,X=-然后對表中的作業(yè)單位綜合接近程度進(jìn)行計算并排序。2、繪制作業(yè)單位位置相關(guān)圖關(guān)系等級表示方式如下：表23關(guān)系等級表示方式等級符號系數(shù)值線條數(shù)絕對重要A4Illl（ 4）特別重要E3Ill （ 3）重要I2Il（ 2）一般重要O1l（ 1）不重要U0不連線不希望X-1折線規(guī)定關(guān)系程度為A級的作業(yè)單位對之間距離為一個單位距離長度，用四條平 行線段連接；E級為兩個單位距離長度，用三條平行線段連接；I級為三個單位 距離長度，用兩條線連接；O級為四個單位距離長度，用一條線

28、連接；U級為五個 單位距離長度，之間不連線；X級為六個單位距離長度，用折線表示。具體方法是： 首先將A、E級關(guān)系的作業(yè)單位放進(jìn)布置圖中，同一級別的用同一長度的線段表示。隨后，按同樣的規(guī)則布置 I 級關(guān)系。若作業(yè)單位較多，線段混亂，可以不畫O級關(guān)系，但X級必須畫出。（其中表示儲存區(qū)，O表示加工區(qū)）處理作業(yè)單位對時，按下列順序進(jìn)行：從作業(yè)單位綜合關(guān)系圖（圖7）中取出A級關(guān)系作業(yè)單位對，有1-5,3-5共 涉及 3 個作業(yè)單位，按綜合進(jìn)程度排序為： 1， 3， 5。將綜合接近程度排序最高的作業(yè)單位 1 布置在位置相關(guān)圖的中心位置。處理作業(yè)單位對 1-5，將作業(yè)單位 5 與作業(yè)單位 1 相距為單位距離長度 （ 10cm）的位置上。依次處理E,I,O,U,X直至處理完畢，并修改成功，最終的作業(yè)單位位置相關(guān)圖（圖 8 ）如下：圖 8 作業(yè)單位位置相關(guān)圖七、作業(yè)單位面積相關(guān)分析1、作業(yè)單位面積相關(guān)圖 面積相關(guān)圖主要考慮兩個問題，一是將作業(yè)單位面積需求匯總，根據(jù)場地的 要求，確定建筑的基本形狀； 二是在此形狀上將各作業(yè)單位的面積需求進(jìn)行分配， 結(jié)合上面的位置相關(guān)圖， 作出塊狀布置圖。 在面積相關(guān)圖的基礎(chǔ)上可以得到布置