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、1 引言設(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)設(shè)施的規(guī)規(guī)劃還是是舊設(shè)施施的再規(guī)規(guī)劃，一一致目標標是：（1）簡簡化加工工過程（2）有有效地利利用設(shè)備備、空間間、能源源和人力力資源（3）最最大限度度地減少少物料搬搬運（4）縮縮短生產(chǎn)產(chǎn)周期（5）力力求投資資最低（6）為

2、為職工提提供方便便、舒適適、安全全和符合合職業(yè)衛(wèi)衛(wèi)生的條條件上訴目標標之間往往往存在在沖突。要用恰當當?shù)闹笜藰藢γ恳灰粋€方案案進行綜綜合評價價，達到到總體目目標的最最優(yōu)化。為達到到最優(yōu)化化方案由由如下考慮慮：（1）減減少或消消除不必必要的作作業(yè)（2）以以流動的的觀點作作為設(shè)施施規(guī)劃的的出發(fā)點點（3）運運用系統(tǒng)統(tǒng)的概念念（4）重重視人的的因素（5）設(shè)設(shè)施規(guī)劃劃設(shè)計是是從宏觀觀到微觀觀，又沖沖微觀到到宏觀的的反復(fù)迭迭代、并并行設(shè)計計的過程程1.1 原始始給定條條件本文種原原始給定定條件主主要有：（1）工工廠占地地54000平方方米，南南北900米，東東西600米。（2）計計劃年產(chǎn)產(chǎn)量為110000

3、0件。2 基基本要素素2.1 作業(yè)業(yè)單位明明細表工廠各個個單位部部門的占占地面積積大小與與其建筑筑物外形形尺寸對對布置設(shè)設(shè)計影響響很大。根據(jù)生產(chǎn)產(chǎn)工藝流流程、設(shè)設(shè)備占地地面積大大小、物物流模式式及其通通道、人人員活動動區(qū)域、建筑結(jié)結(jié)構(gòu)等因因素加以以確定具具體布局局。根據(jù)生產(chǎn)產(chǎn)工藝過過程需要要，本廠廠由如下下表2.1所所示的作作業(yè)單位位構(gòu)成。表2.11 作作業(yè)單位位明細表表工廠名稱稱發(fā)動機連連桿活塞塞機構(gòu)制制造廠產(chǎn)品名稱稱連桿活塞塞機構(gòu)計劃產(chǎn)量量100000序號零件名稱稱自制外購材料單件重量量(kgg)生產(chǎn)量1活塞ZL40011.0000 2活塞環(huán)合金鑄鐵鐵0.0880 3活塞銷20Crr0.0

4、880 4連桿401.5000 1000005連桿螺栓栓ML400Cr0.0225 6連桿軸瓦瓦（含連連桿瓦、蓋）銅鉛合金金、低碳碳合金鋼鋼3.0000 2.2 作業(yè)業(yè)單元的的劃分根據(jù)連桿桿組的結(jié)結(jié)構(gòu)及其其工藝特特點，設(shè)設(shè)立如表表2.22所示的的8個單單位部門門，分別別承擔備備料、鍛鍛壓、特特處理、加工、暫存、裝配和和儲存成成品等各各項生產(chǎn)產(chǎn)任務(wù)。作業(yè)單位位建筑匯匯總表22.2如如下： 表2.22 建建筑單位位匯總表表序列作業(yè)單位位名稱用途建筑面積積（平方方米）1原材料庫庫儲存鋼材材與鑄錠錠等20 x220=44002鍛造車間間鍛造10 x220=22003熱處理車車間熱處理（調(diào)質(zhì)）10 x2

5、20=22004加工車間間車，銑，鉆，滾滾齒10 x220=22005精密車間間鏜削，磨磨削，剃剃齒10 x220=22006標準件與與半成品品庫儲存外購購、標準準件、半半成品10 x220=22007裝配車間間裝配成型型20 x220=44008成品庫儲存成品品10 x220=22002.3 生產(chǎn)產(chǎn)工藝過過程活塞連桿桿組由活活塞組和和連桿組組兩部分分構(gòu)成。(一)活活塞組由活塞、活塞環(huán)環(huán)、活塞塞銷、活活塞銷卡卡環(huán)等零零件組成成。1.活塞塞由頂部、頭部和和裙部33部分組組成?；钊^部部是活塞塞環(huán)槽以以上的部部分，共共有三道道環(huán)槽，上面兩兩道用以以安裝氣氣環(huán)，下下面一道道用以安安裝油環(huán)環(huán)。第一一環(huán)

6、槽鑲鑲奧氏體體鑄鐵耐耐磨圈，油環(huán)槽槽內(nèi)有44個4mmm的油孔孔，對稱稱分布在在活塞銷銷孔兩側(cè)側(cè)。第一一道環(huán)槽槽為梯形形槽，第第二道、第三道道環(huán)槽為為矩形糟糟。第一一道環(huán)槽槽槽口寬寬3. 0mmm，第二二環(huán)槽寬寬2.3385mmm，第第三環(huán)槽槽(油環(huán)環(huán)槽)寬寬4mmm?；钊共坎繛楣男涡螜E圓，橢圓長長軸(與與活塞銷銷垂直方方向)與與短軸(與活塞塞銷平行行方向)長度相相差為00.355mm，安裝在在缸體上上的噴油油嘴噴出出的壓力力機油冷冷卻活塞塞的裙部部?；钊牟牟牧蠟楣补簿Ч桎X鋁合金或或鋁鋅合合金。2.活塞塞環(huán)有兩道氣氣環(huán)和一一道油環(huán)環(huán)。第一道活活塞環(huán)截截面為梯梯形桶面面環(huán)，梯梯形角度度為155

7、，采用用球墨鑄鑄鐵制造造，圓周周表面鍍鍍鉻以提提高耐磨磨性和抗抗拉缸能能力。第第二道活活塞環(huán)為為錐面扭扭曲環(huán)，頂面有有內(nèi)斜445切口，外圓呈呈錐面，錐面角角為900。第二二環(huán)采用用合金鑄鑄鐵制造造。第三三道環(huán)為為脹圈式式組合油油環(huán)，其其內(nèi)設(shè)襯襯環(huán)，以以提高油油環(huán)的彈彈力，油油環(huán)本體體采用合合金鑄鐵鐵制造，螺旋襯襯環(huán)的材材料為665Mnn彈簧鋼鋼絲。3.活塞塞銷采用低碳碳合金鋼鋼(200Cr)，內(nèi)外外圓表面面滲透碳碳淬火活塞銷的的裝配：活塞銷銷與活塞塞銷座孔孔和連桿桿小頭襯襯套的連連接配合合，采用用“全浮式式”，即在在發(fā)動機機運轉(zhuǎn)過過程中，活塞銷銷不僅可可以在連連桿小頭頭襯套內(nèi)內(nèi)，還可可以在銷銷

8、座孔內(nèi)內(nèi)緩慢地地轉(zhuǎn)動，以使活活塞銷各各部分磨磨損均勻勻。注意意事項：當活塞塞銷直徑徑超出使使用極限限時，應(yīng)應(yīng)更換新新活塞銷銷?；钊N銷與活塞塞裝配時時，先將將鋁合金金活塞在在水或機機油中加加熱至550-700，保溫溫一段時時間，取取出抹干干凈后，將涂抹抹有155W/440潤滑滑油的活活塞銷用用手掌心心平穩(wěn)地地推入活活塞銷座座孔和連連桿小頭頭。活塞銷銷推入錐錐座孔后后，其端端面不得得超過卡卡環(huán)槽?；钊?、活塞銷銷、連桿桿裝配成成組合件件后，連連桿、活活塞銷能能自由擺擺動，活活塞銷與與活塞銷銷座孔之之間，在在工作狀狀態(tài)下呈呈“浮式”，活塞塞銷可在在銷座孔孔內(nèi)緩慢慢轉(zhuǎn)動。(二)連連桿組連桿組主主要由連

9、連桿、連連桿軸瓦瓦（含連連桿蓋）和連桿桿螺栓組組成。連桿組的的功用是是連接活活塞和曲曲軸，將將活塞承承受的力力傳給曲曲軸，并并將活塞塞的往復(fù)復(fù)直線運運動轉(zhuǎn)變變?yōu)榍S軸的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)運動。1.連桿桿(1)工工作條件件及要求求工作時，連桿承承受活塞塞銷傳來來的氣體體作用力力以及連連桿本身身擺動和和活塞組組往復(fù)運運動時的的慣性力力，這些些力的大大小和方方向都是是周期性性變化的的。因此此，連桿桿受到壓壓縮、拉拉伸和彎彎曲等交交變載荷荷的作用用，這就就要求連連桿的質(zhì)質(zhì)量盡可可能小并并具有足足夠的剛剛度和強強度。如如強度不不足，會會發(fā)生連連桿螺栓栓、大頭頭蓋及桿桿身斷裂裂，造成成嚴重事事故。如如剛度不不足，會會

10、使連桿桿大頭變變形失圓圓，導(dǎo)致致連桿大大頭軸瓦瓦因油膜膜破壞而而燒損；還會使使連桿桿桿身彎曲曲，造成成活塞與與氣缸偏偏磨，活活塞環(huán)漏漏氣和竄竄油等。連桿采用用合金鋼鋼模鍛而而成，斷斷面是工工字形。(2)結(jié)結(jié)構(gòu)連桿由連連桿小頭頭、桿身身，、連連桿大頭頭三部分分組成連桿小小頭與活活塞銷相相連，連連桿通過過小頭，用活塞塞銷與活活塞連接接，柴油油機工作作時，連連桿與活活塞銷可可以相對對自由轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動，連連桿小頭頭上壓入入銅鉛雙雙金屬襯襯套，以以提高耐耐磨性。連桿小小頭的頂頂上有一一個集油油孔，曲曲軸旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)激濺起起來的機機油、甩甩到活塞塞內(nèi)腔的的頂部，冷卻活活塞后，落下時時，一部部分機油油通過集集油孔流流入

11、連桿桿小頭內(nèi)內(nèi)孔潤滑滑活塞銷銷。此外外，活塞塞冷卻噴噴嘴噴出出的機油油冷卻活活塞后，其中一一部分機機油也通通過集油油孔流入入連桿小小頭內(nèi)孔孔潤滑活活塞銷。連桿桿桿身采用用工字形形斷面，這樣可可以使之之在最小小重量下下具有最最大的強強度和剛剛度。連桿大大頭連桿桿通過連連桿大頭頭與連桿桿軸頸相相連，連連桿大頭頭為斜切切口(668)分開開式，被被分開的的部分稱稱為連桿桿蓋。2.連桿桿軸瓦采用銅鉛鉛合金薄薄壁軸瓦瓦，內(nèi)表表面鍍鉛鉛錫合金金，以提提高其耐耐磨性，外表面面鍍錫以以防銹。3.連桿桿螺栓連桿螺栓栓是承受受交變拉拉伸載荷荷的重要要零件。連桿螺螺栓采用用ML440Crr材料制制造。2.4 自制制零

12、件制制造工藝藝過程表2.33 連桿桿生產(chǎn)過過程表連桿生產(chǎn)產(chǎn)過程工序內(nèi)容容機床設(shè)備備作業(yè)單位位名稱序序號模鍛 2調(diào)質(zhì)3粗、精銑銑兩平面面立式雙頭頭回轉(zhuǎn)銑銑床4粗、精銑銑結(jié)合面面立式雙頭頭回轉(zhuǎn)銑銑床磨兩平面面 立軸圓臺臺平面磨磨床5磨結(jié)合面面立軸矩臺臺平面磨磨床鉆、擴、鉸小頭頭孔、孔孔口倒角角 立式五工工位機床床 連桿體兩兩件粗鏜鏜大頭孔孔，倒角角 臥式三工工位機床床 鉆、攻螺螺紋孔，鉆、鉸鉸定位孔孔 臥式五工工位機床床 4精鏜定位位孔 5連桿制造造設(shè)備過過程以及及作業(yè)單單位如表表2.33。連桿制造造過程如如下表22.4。表2.44 連連桿加工工工藝過過程表零件名稱稱零件序號號材料單件質(zhì)量量(kg

13、g)年總產(chǎn)量量（件）連桿4451.5000 100000步驟對應(yīng)單位位序列及及其作業(yè)業(yè)單位工序大致致內(nèi)容工序材料料利用率率（%）11原材料料庫備料22鍛造車車間模鍛8033熱處理理車間調(diào)質(zhì)44加工車車間粗、精銑銑；攻螺螺紋、鉸鉸9055精密車車間磨、鉆孔孔、倒角角；精鏜鏜9566標準件件與半成成品庫暫存2.5 產(chǎn)品品產(chǎn)量量分析生產(chǎn)的產(chǎn)產(chǎn)品品種種的多少少以及每每種產(chǎn)品品產(chǎn)量的的高低，決定了了工廠的的生產(chǎn)類類型，進進而影響響著工廠廠設(shè)備的的布置形形式。根根據(jù)以上上已知條條件可知知，待布布置設(shè)計計的工廠廠產(chǎn)品品品種單一一，產(chǎn)量量較大，年產(chǎn)量量為1000000臺，屬屬于大批批量生產(chǎn)產(chǎn)，適合合按產(chǎn)品品的

14、原則則布置，宜采用用流水線線的組織織形式。2.6 產(chǎn)品品工藝過過程分析析通過對產(chǎn)產(chǎn)品的加加工、組組裝等階階段以及及各工藝藝過程路路線的分分析，計計算每個個工藝過過程加工工前工件件的單位位質(zhì)量以以及產(chǎn)生生的廢料料重量。表2.55 全全年生產(chǎn)產(chǎn)量計算算全年廢廢料物流流量零件名稱稱毛重（kkg）廢料(kkg）鍛造廢料料機加工廢廢料精加工廢廢料總廢料全年連桿2.19930.43390.17760.07780.699369300 根據(jù)零零件加工工工藝與與物流量量，繪制制工藝過過程如圖圖2.11所示。圖2.11 連連桿物流流量3 物物流分析析3.1 繪制制從至表表當物料移移動式工工藝過程程的主要要部分時時

15、，物流流分析就就是工廠廠布局設(shè)設(shè)計的核核心工作作，也是是物料搬搬運分析析的開始始。零部部件物流流是該部部件在工工廠內(nèi)移移動時所所走過的的路線，物流分分析不僅僅腰考慮慮每個零零部件在在工廠內(nèi)內(nèi)的路線線，還要要遵循兩兩個最小小和兩個個避免的的原則：兩個最最小原則則，即經(jīng)經(jīng)過距離離最小和和物流成成本最小小。兩個個避免原原則，即即避免迂迂回和避避免十字字交叉。從至表表是以一一定順序序按行排排列物料料移動的的起始作作業(yè)工序序，以相相同順序序按列排排列物料料移動的的終止工工序，行行列相交交的方格格中記錄錄從起始始作業(yè)單單位到終終止作業(yè)業(yè)單位的的各種物物料搬運運量的總總和。表3.11 物物流強度度從至表表3

16、.2 物流流強度等等級劃分分表3.22 物流強強度等級級劃分表表物流等級級強度符號含義物流比例例（%）承擔物流流量比例例（%）超高物流流量A絕對重要要1040特高物流流量E特別重要要2030較大物流流量I重要3020一般物流流量O一般密切切程度4010可忽略物物流量U不重要-3.3 物流流相關(guān)圖圖依照從至至表構(gòu)造造一種表表示所有有作業(yè)單單位相關(guān)關(guān)系的關(guān)關(guān)系表，在行與與列相交交方格中中填入單單位間物物流強度度等級。圖3.33 物物流相關(guān)關(guān)圖4 非非物流分分析4.1 作業(yè)業(yè)單位非非物流相相關(guān)影響響因素表4.11 作業(yè)單單位相關(guān)關(guān)理由表表序列理由1工作流程程連續(xù)性性2生產(chǎn)服務(wù)務(wù)3物料搬運運4管理方便

17、便5安全與污污染6公共設(shè)備備設(shè)施7振動8人員聯(lián)系系確定各個個作業(yè)之之間影響響相互的的因素，做出表表4.22表4.22 作業(yè)業(yè)單位間間相互關(guān)關(guān)系等級級對應(yīng)符號號含義比例（%）A絕對重要要2122E特別重要要10220I重要15330O一般密切切程度20440U不重要358804.2 非物物流相關(guān)關(guān)圖圖4.11 非非物流相相關(guān)圖5 綜綜合相互互關(guān)系分分析在SLPP中，要要將作業(yè)業(yè)單位物物流間的的相互關(guān)關(guān)系與非非物流進進行合并并，求出出合成的的相互關(guān)關(guān)系綜綜合相互互關(guān)系，然后由由各個作作業(yè)單位位綜合相相互關(guān)系系出發(fā)，實現(xiàn)各各作業(yè)單單位的合合理布置置。5.1 綜合合相互關(guān)關(guān)系計算算表由以上給給出的自自

18、行車廠廠作業(yè)單單位物流流相關(guān)圖圖與作業(yè)業(yè)單位非非物流相相關(guān)圖，為了確確定作業(yè)業(yè)單位之之間綜合合相互關(guān)關(guān)系密切切程度，需要合合并。(1)加加權(quán)值選選取加權(quán)值的的大小反反應(yīng)出布布置時考考慮因素素的側(cè)重重點，對對于連桿桿來說，物流因因素(MM)的影影響并不不明顯大大于其他他非物流流因素(N)的的影響，因此，取加權(quán)權(quán)值M:N=11:1(2)綜綜合關(guān)系系計算根據(jù)工廠廠各個作作業(yè)單位位對之間間物流與與非物流流關(guān)系等等級的高高低進行行量化，并加權(quán)權(quán)求和，求出綜綜合相互互關(guān)系。表5.11 作業(yè)業(yè)單位綜綜合相互互關(guān)系計計算表序號作業(yè)單位位對關(guān)系密切切程度綜合關(guān)系系物流關(guān)系系非物流關(guān)關(guān)系等級分值等級分值總分值等級

19、112A4A48A213U0U00U314U0U00U415U0U00U516U0U00U617U0U00U718U0U00U823E3E36E924U0U00U1025U0U00U1126U0U00U1227U0U00U1328U0U00U1434E3E36E1535U0U00U1636U0U00U1737U0U00U1838U0U00U1945E3E36E2046U0U00U2147U0U00U2248U0U00U2356E3E36E2457U0U00U2558U0U00U2667A4A48A2768U0U00U2878A4A48A對表5.1的數(shù)數(shù)據(jù)整理理統(tǒng)計，得到表表5.22如下：表5.

20、22 綜合合相互關(guān)關(guān)系等級級劃分總分對應(yīng)符號號含義作業(yè)單位位對數(shù)百分數(shù)78A絕對重要要31156E特別重要要41434I重要0002O一般密切切程度000U不重要2175合計281005.2 綜合合相互關(guān)關(guān)系圖圖5.11 綜綜合相互互關(guān)系圖圖6 綜綜合相關(guān)關(guān)關(guān)系在SLPP中，工工廠總平平面布置置并不直直接去考考慮各作作業(yè)單位位的建筑筑物占地地面積以以及其形形狀，而而使從各各個作業(yè)業(yè)單位間間相互關(guān)關(guān)系密切切程度出出發(fā)，安安排各個個作業(yè)單單位之間間相對位位置。關(guān)系密切切極高的的作業(yè)單單位之間間距離近近，關(guān)系系密切極極低的作作業(yè)單位位之間距距離遠。由此形形成作業(yè)業(yè)單位位位置相關(guān)關(guān)圖。 依據(jù)SSLP思

21、思想，首首先根據(jù)據(jù)綜合相相互關(guān)系系級別高高低按AA,E,I,OO,U級級別順序序先確定定不同級級別作業(yè)業(yè)單位位位置，而而同一級級別的作作業(yè)單位位按綜合合接近程程度分值值高低順順序來進進行布置置。 為此，要按綜綜合接近近程度分分值高低低順序為為作業(yè)單單位排序序，其結(jié)結(jié)果如表表6.11所示：表6.11 綜綜合接近近程度排排序表 根據(jù)綜綜合接近近程度排排序表，可以看看出各個個作業(yè)單單元的重重要程度度，并作作出作業(yè)業(yè)單元相相關(guān)圖。圖6.11 各各單元綜綜合相關(guān)關(guān)圖7 工工廠總平平面布置置圖 根據(jù)圖圖6.11和各種種方案進進行全面面評價，得出了了最佳方方案如圖圖7.11所示。 我們這這種將車車間安排排在一起起的聯(lián)合合廠房是是當