球閥加工廠總平面布置設計

1、一基本要素分析 1.球閥結構以及參數(shù)和工廠生產(chǎn)要求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90o實現(xiàn)開啟和關閉的目的。球閥在管道上主要用于切斷、分配和改變介質流動方向，設計成V形開口的球閥還具有良好的流量調節(jié)功能。球閥不僅結構簡單、密封性能好，而且在一定的公稱通經(jīng)范圍內體積較小、重量輕、材料耗用少、安裝尺寸小，并且驅動力矩小，操作簡便、易實現(xiàn)快速啟閉。球閥裝配圖如下圖（圖1）所示：圖1 球閥裝配圖球閥零件明細表如下：表1 球閥零件明細表工廠名稱：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

2、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 ZG2510.550.30.16生產(chǎn)要求：生產(chǎn)小型號球閥，計劃產(chǎn)量為100000。2、 作業(yè)單

3、位劃分情況 表2 作業(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 結構形式 備注1 原材料庫 存放原材料72*108跨距1277762 外購件及標準件庫 存放標準件及外購件60*72跨距1243203 機加工車間 對零件進行機加工72*180跨距12129604 化工車間 對零件進行化學加工60*72跨距1243205 熱處理車間 鑄造零件，對零件進行熱處理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

4、 辦公服務樓 管理和服務活動 72*108 跨距12777610 車庫 停放車輛 96*96 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 qf101 ZG252100000200000 序號 作業(yè)單位名稱 工序內容工序材料利用率/1 原材料庫 原材料出庫1002 熱處理車

5、間 鑄造閥體毛坯903 機加工車間 粗銑、粗車804 熱處理車間 淬火1005機加工車間精銑、精車90 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 qf102 ZG251.1100000110000 序號 作業(yè)單位名稱 工序內容工序材料利用率/1 原材料庫 原材料出庫1002 熱處理車間 鑄造悶蓋毛坯903 機加工車間 粗銑、粗車804 熱處理車間 淬火1005 機加工車間 精銑、精車90 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

6、作業(yè)單位名稱 工序內容工序材料利用率/1 原材料庫 原材料出庫1002 化工車間 熱擠壓成型98 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/kg 閥芯 qf104 40Cr0.310000030000 序號 作業(yè)單位名稱 工序內容工序材料利用率/1 原材料庫 原材料出庫1002 機加工車間 銑槽、粗車753 熱處理車間 淬火1004 機加工車間 精車85 表7 調整墊的工藝過程卡 調整墊 產(chǎn)品名稱 件號 材料 單位重量/kg 年計劃產(chǎn)量總重量/kg 調整墊 qf105 聚四氯乙烯0.002100000200 序號 作業(yè)單位名稱 工序內容工序材料利用率

7、/1 原材料庫 原材料出庫1002 化工車間 熱擠壓成型98 表 8 填料墊的工藝過程卡 填料墊 產(chǎn)品名稱 件號 材料 單位重量/kg 年計劃產(chǎn)量總重量/kg 填料墊 qf108 40Cr0.1510000015000 序號 作業(yè)單位名稱 工序內容工序材料利用率/1 原材料庫 原材料出庫1002 機加工車間 粗車753 熱處理車間 淬火1004 機加工車間 精車85 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/kg 年計劃產(chǎn)量 總重量/kg 中填料 qf109 聚四氯乙烯0.031000003000 序號 作業(yè)單位名稱 工序內容工序材料利用率1 原材料庫 原材料出庫1002

8、化工車間 熱擠壓成型98 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/kg年計劃產(chǎn)量總重量/kg 上填料 qf110 聚四氯乙烯0.031000003000 序號 作業(yè)單位名稱 工序內容工序材料利用率1 原材料庫 原材料出庫1002 化工車間 熱擠壓成型98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 qf111 350.1510000015000 序號 作業(yè)單位名稱 工序內容工序材料利用率1 原材料庫 原材料出庫1002 機加工車間 粗車753 熱處理車間 淬火1004 機加工車間 精車85表12 閥桿

9、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 qf112 40Cr0.091000009000 序號 作業(yè)單位名稱 工序內容工序材料利用率1 原材料庫 原材料出庫1002 熱處理車間 鑄造閥桿毛坯953 機加工車間 粗銑、粗車704 熱處理車間 淬火1005 機加工車間 精銑、精車80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 qf113 ZG250.1610000016000 序號 作業(yè)單位名稱 工序內容工序材料利用率1 原材料庫 原材料出庫1002 熱處理車間 鑄造扳手毛坯953 機加工車間 粗

10、銑、鉆孔754 熱處理車間 淬火1005 機加工車間 精銑、擴孔、絞孔80二產(chǎn)品產(chǎn)量分析 企業(yè)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，進而影響到工廠布置形式。根據(jù)以上條件可知，待布置的球閥廠主要生產(chǎn)小型號球閥，產(chǎn)品品種單一，其年計劃產(chǎn)量為100000件，產(chǎn)量較大。這種品種少大批量的生產(chǎn)方式，應當按照產(chǎn)品的加工工藝過程順序來配置設備，形成流水生產(chǎn)線或裝配線布置。三產(chǎn)品生產(chǎn)工藝過程分析 1.計算物流量 通過對產(chǎn)品的各種加工階段以及各工藝過程路線分析，計算每個工藝過程各工序加工前工件單件重量及產(chǎn)生的廢料重量，并根據(jù)全年的計劃生產(chǎn)量計算全年物流量。工藝過程表計算出各個工序加工

11、前后單件重量及廢料重量如下表：表14 各個零件原料重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1ZG253.0864 64.821.0864 悶蓋2ZG251.697564.81.10.5975 密封圈3聚四氯乙烯0.0071980.0070.0001 閥芯440Cr0.4706 63.750.30.1706 調整墊5聚四氯乙烯0.00204980.0020.00004 填料墊840Cr0.2353 63.750.150.0853 中填料9聚四氯乙烯0.0306 980.030.0006 上填料10聚四氯乙烯0.0306 980.030.0

12、006 填料壓聚套11 350.2353 63.750.150.0853 閥桿1240Cr0.1692 53.20.090.0792 扳手13ZG250.2807 570.160.1207 2.繪制各零件的工藝過程圖 由上表2可知：1原材料庫，2外購件及標準件庫，3機加工車間，4化工車間，5熱處理車間，6油漆車間，7總裝車間，8成品庫。由球閥各零件的工藝過程卡及表3到表13中的工序材料利用率可算出其工序間的物流量。故可以繪制各零件的工藝過程圖，如下所示： 圖2 自制零部件工藝過程圖3.繪制產(chǎn)品工藝總過程圖球閥在總生產(chǎn)過程中可分為零件加工，裝配階段，檢查階段。所有零件在總裝車間集中組裝，由此可得

13、到產(chǎn)品的總工藝過程簡圖如下： 圖3 產(chǎn)品總的工藝過程圖四物流強度分析 物流強度也稱物流量，是指一定時間/距離內通過兩個物流節(jié)點間的物流數(shù)量。作業(yè)單位所對的物流強度等級，應按照物流路線或承擔的物流量比例來確定。采用著名的A、E、I、O、U等級，AEIOU比例如下圖：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（%）承擔的物流量比例（%）超高物流強度A1040特高物流強度E2030較大物流強度I3020一般物流強度O4010可忽略搬運U1. 繪制物流強度圖表16 作業(yè)單位之間的物流強度序號作業(yè)單位對數(shù)物流量合計所占比例物流強度等級11-30.4706+0.2353+0.23530.941

14、20.04O21-40.0071+0.0306+0.0306+0.002040.070340.003U31-53.0864+1.6975+0.1692+0.28075.23380.22E43-22+1.1+0.3+0.15+0.15+0.09+0.163.950.17I53-52.2222+1.2222+0.353+0.1765+0.1765+0.1125+0.24.46290.19I64-20.007+0.002+0.03+0.030.0690.003U75-32.7778+1.5278+2.2222+1.2222+0.353+0.1765+0.1765+0.1607+0.1125+0.26

15、67+0.29.19590.384A總計23.92311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。2. 繪制從至表表17 從至表from to1234567810.94120.070345.18382 33.95 4.462940.06959.19596783.繪制作業(yè)單位物流相關圖由上面的原始物流作定量的分析后，得到原始物流相關表。 表18 原始物流相關表作業(yè)單位號12345678910作業(yè)單位序號作業(yè)單位原材料庫外購件及標準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樓車庫1原材料庫UOUEUUUUU2外購標準件UUUUUUUUU3機加工車間U

16、IUIUUUUU4化工車間UUUUUUUUU5熱處理車間UUAUUUUUU6油漆車間UUUUUUUUU7總裝車間UUUUUUUUU8成品庫UUUUUUUUU9辦公服務樓UUUUUUUUU10車庫UUUUUUUUU根據(jù)以上分析繪制作業(yè)單位相關圖： 圖4 作業(yè)單位相關圖五作業(yè)單位非物流相關分析 當物流狀況對企業(yè)的生產(chǎn)有重大影響時，物流分析就是工廠布置的重要依據(jù)。但是，也不能忽視非物流因素的影響，尤其是當物流對生產(chǎn)影響不大或沒有固定的物流時，工廠布置就不能僅依賴于物流分析，而應當考慮其他因素對各單位間相互關系的影響。根據(jù)球閥結構及工藝特點，球閥廠的作業(yè)單位劃分有原材料庫、外購件及標準件庫、機加工車間

17、、化工車間、熱處理車間、油漆車間、總裝車間、成品庫、辦公服務樓和車庫。 1、 從物流、工作流程、作業(yè)性質相似、使用相同設備、使用同一場地等一系類因素整理出作業(yè)單位相互關系的主要因素，并給出理由編碼如表18所示： 表19 球閥作業(yè)單位相互關系密度理由 編碼理由編碼理由1工作流程的連續(xù)性5安全及污染2生產(chǎn)服務6共用設備及輔助能源3物流搬運7振動4管理方便8人員聯(lián)系2、 確定各作業(yè)單位對之間影響相互關系的因素，并初步確定相互關系等級如表19所示：表20 作業(yè)單位相互關系等級符號含義說明比例（%）A絕對重要25E特別重要310I重要515O一般密切程度1025U不重要4580X負的密切程度不希望接近，

18、酌情而定3、 調整相互關系等級比例，將最后的作業(yè)單位之間的相互關系等級填入作業(yè)相互關系表（圖5）：圖5 作業(yè)相互關系圖六作業(yè)單位綜合相關分析 從圖4、圖5可知球閥廠作業(yè)單位物流相互關系與非物流相互關系不一致。為了確定各作業(yè)單位之間綜合相互關系密切程度，需要將兩表合并進行分析判斷。其合并過程如下：1. 選取加權值加權值的大小反映工廠布置時考慮因素的側重點，對于球閥廠來說，物流因素影響并不明顯大于其它非物流因素的影響，因此將加權值取為1:1。2. 相互關系計算根據(jù)該廠各作業(yè)單位之間物流與非物流關系等級的高低進行量化，并加權求和，求出綜合相互關系如表20所示。當作業(yè)單位數(shù)目為10時，總作業(yè)單位對數(shù)為

19、： P=1010-12=45 （P為作業(yè)單位對數(shù)） 因此，表23中將有45個作業(yè)單位對，即有45個相互關系。 A、E、I、O、U、X的量化值分別為4、3、2、1、0、-1。表20 綜合物流相關等級表作業(yè)單位對相互關系程度綜合關系物流關系 加權值1非物流關系 加權值1等級分數(shù)等級分數(shù)分數(shù)等級1-2U0E33E1-3O1I23E1-4U0I22I1-5I2I24A1-6U0U00U1-7U0U00U1-8U0U00U1-9U0U00U1-10U0I22I2-3I2U02I2-4U0U00U2-5U0U00U2-6U0U00U2-7U0I22I2-8U0U00U2-9U0U00U2-10U0I22I

20、3-4U0U00U3-5A4A48A3-6U0U00U3-7U0I22I3-8U0U00U3-9U0I22I3-10U0U00U4-5U0U00U4-6U0U00U4-7U0I22I4-8U0U00U4-9U0U00U4-10U0U00U5-6U0U00U5-7U0U00U5-8U0U00U5-9U0X-1-1X5-10U0U00U6-7U0I22I6-8U0U00U6-9U0X-1-1X6-10U0U00U7-8U0U00U7-9U0E33E7-10U0I22I8-9U0O11O8-10U0E33E9-10U0I22I 3.作業(yè)單位綜合關系 由作業(yè)單位綜合物流相關等級表(表20)歸納總結得出

21、作業(yè)單位綜合關系如下:圖6 作業(yè)單位綜合關系圖 七作業(yè)單位相關分析 1、綜合接近程度排序由作業(yè)單位綜合關系圖（圖6）得到綜合接近程度排序表如下所示：（注:表中表格上方是等級，表格下方是等級數(shù)值A=4,E=3,I=2,O=1,U=0,X=-1,然后對表中的作業(yè)單位綜合接近程度進行計算并排序。） 表21 綜合接近程度排序表2.繪制作業(yè)單位位置相關圖關系等級表示方式如下：表22 關系等級表示方式等級符號系數(shù)值線條數(shù)絕對重要A4/特別重要E3/重要I2/一般重要O1/不重要U0不希望X-1規(guī)定關系程度為A級的作業(yè)單位對之間距離為一個單位距離長度，E級為兩個單位距離長度，I級為三個單位距離長度，O級為四

22、個單位距離長度,U級為五個單位距離長度,X級為六個單位距離長度。（其中 表示儲存區(qū), 表示加工區(qū)）處理作業(yè)單位對時，按下列順序進行：從作業(yè)單位綜合關系圖（圖6）中取出A級關系作業(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)單位位置相關圖如下：圖8 作業(yè)單位位置相關圖八. 作業(yè)單位面積相關分析1、作業(yè)單位面積相關圖 面積相關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)單位的面積需求進行分配，結合上面的位置相關圖，作出塊狀布置圖。在面積相關圖的基礎上可以得到布置方案。由作業(yè)單位位置相關圖（圖8）可以作出作業(yè)單位面積相關圖（圖9）如下：圖9 作業(yè)單位面積相關圖2、方案一： 圖10繪圖比例：1:5000，廠子長480m，寬410m。3、方案二：圖11 繪圖比例：1:5000，廠子長480m，寬410m。4