【正文】 湖北文理學(xué)院 《 物流設(shè)施與規(guī)劃 》 課程設(shè)計指導(dǎo)書 設(shè)計 名稱： 班 級： 姓 名： 學(xué) 號： 指導(dǎo)教師： 完成時間： 2 一、課程設(shè)計簡介 物流設(shè)施與規(guī)劃是 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，其目標是通過對工廠各組成部分相互關(guān)系的分析，進行合理布置，得到高效運行的生產(chǎn)系統(tǒng)，獲得最佳的經(jīng)濟效益和社會效益。 工廠作為一個生產(chǎn)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)盡可能達到最高水平。因此，工廠布置設(shè)計就是一項多因素，多目標的系統(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)管理人員廣泛采用，實踐效果良好。系統(tǒng)布置設(shè)計不是一種嚴密的設(shè)計理論，而是一套實踐性非常強的設(shè)計模式和規(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 、 課程設(shè)計的目的 《物流設(shè)施與規(guī)劃》課程設(shè)計是工業(yè)工程物流 課程的重要實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，是綜合運用所學(xué)專業(yè)知識，完成工廠布置設(shè)計工作而進行的一次基 本訓(xùn)練。其目的是： （ 1）能正確運用工業(yè)工程基本原理及有關(guān)專業(yè)知識，學(xué)會由產(chǎn)品入手對工廠生產(chǎn)系統(tǒng)進行調(diào)研分析的方法 ； （ 2）通過對某工廠布置設(shè)計的實際操作，熟悉系統(tǒng)布置設(shè)計方法中的各種圖例符號和表格，掌握系統(tǒng)布置設(shè)計方法的規(guī)范設(shè)計程序 ； （ 3）通過應(yīng)用和掌握 AutoCAD 等相關(guān)軟件，培養(yǎng)學(xué)生綜合運用所學(xué)專業(yè)知識分析和解決實際問題的能力，樹立系統(tǒng)的設(shè)計思想 （ 4）通過課程設(shè)計，學(xué)會如何編寫有關(guān)技術(shù)文件 ； 三、課程設(shè)計內(nèi)容 3 （ 1） 產(chǎn)品工藝過程分析 （ 2） 工廠物流分析。 （ 3）工廠作用單位相互關(guān)系分析。 （ 4）繪 制作用單位位置相關(guān)圖。 （ 5）繪制作用單位面積相關(guān)圖。 （ 6）工廠總平面布置圖 。 （ 7）評價最優(yōu)，選出最佳平面布置圖。 （ 8）編寫設(shè)計說明書。 四、課程設(shè)計的過程 為了完成工廠總平面布置設(shè)計，需要從擬生產(chǎn)的產(chǎn)品品種和產(chǎn)量出發(fā)，對產(chǎn)品組成情況進行分析研究；確定各零件、部件生產(chǎn)類型，制定出各個零件、部件的加工、裝配工藝流程；根據(jù)工藝流程和各階段的特點劃分出生產(chǎn)車間；根據(jù)生產(chǎn)需要設(shè)置必要的職能部門以及附屬生產(chǎn)和生活服務(wù)部門制定生產(chǎn)計劃大綱；根據(jù)生產(chǎn)大綱以及約束條件，選擇設(shè)施布置設(shè)計方法；進行布置設(shè)計 ，得出多個可行方案；選擇最優(yōu)方案，完成工廠布置設(shè)計。其設(shè)施過程如圖 1 所示。 制定工藝路線作業(yè)單位劃分制定作業(yè)計劃布 置 設(shè) 計 方 法定 量 約 束 方 法定 性 約 束 方 法布 置 方 案產(chǎn) 品產(chǎn) 量 圖 1 工廠設(shè)計過程 在 提出的系統(tǒng)布置設(shè)計（ SLP）中，把產(chǎn)品 (Product)、產(chǎn)量(Quantity)、生產(chǎn)路線 (Route)、輔助服務(wù)部門 (Serve)、以及生產(chǎn)時間安排 (Time)等作為給定的基本要素或者原始資料來處理，這樣就形成了單純工廠布置模型，如圖 2所示。 4 布 置 設(shè) 計 方 法定 量 約 束 方 法定 性 約 束 方 法布 置 方 案PQRTS 圖 2 工廠布置模 型 （ 1）產(chǎn)品 (Product) 產(chǎn)品 是指待布置工廠將要生產(chǎn)的品種、原材料或加工的零件和成品等。具體包括品名、品種類型、材料、特性等，主要由生產(chǎn)綱領(lǐng)提供，它影響著生產(chǎn)系統(tǒng)的組成及其各作業(yè)單位間的相互關(guān)系、生產(chǎn)設(shè)備的類型、物料搬運方式等。 （ 2）產(chǎn)量（ Quantity） 產(chǎn)量是指所生產(chǎn)產(chǎn)品的數(shù)量、可用件數(shù)、重量、體積等來表示，它影響著生產(chǎn)系統(tǒng)的規(guī)模、設(shè)備的數(shù)量、運輸量、建筑面積的大小等。 （ 3）生產(chǎn)路線（ Route） 為了完成產(chǎn)品的加工，生產(chǎn)滿足質(zhì)量要求的合格產(chǎn)品，必須制定的工藝路線或工藝規(guī)程，它影響著物料搬 運路線、倉庫、堆放地的位置以及各作業(yè)單位之間的關(guān)系等。 （ 4）輔助服務(wù)部門（ Serve） 生產(chǎn)系統(tǒng)的組成大體上可分為基本生產(chǎn)車間、輔助生產(chǎn)車間、后勤服務(wù)、職能管理部門、科室部處、生活服務(wù)部門及倉儲部門等?？梢园褳榱吮ＷC基本車間和輔助生產(chǎn)車間正常運行所必需的工具、維修、動力、管理部門、停車場、綠化帶以及后勤保障部門等統(tǒng)稱為輔助服務(wù)部門 S，其占地面積有時甚至大于生產(chǎn)車間所占面積，所以布置設(shè)計時應(yīng)給予足夠的重視。 （ 5）時間（ Time） 時間是指在什么時候、用多少時間生產(chǎn)出產(chǎn)品。在工藝過程設(shè)計中，根據(jù)時間因素確定 生產(chǎn)所需各類設(shè)施設(shè)備的數(shù)量、占地面積的大小和操作人員數(shù)量。 五、系統(tǒng)布置設(shè)計 模式 5 任何一種系統(tǒng)設(shè)計過程都是反復(fù)迭代，逐步細化的尋求最優(yōu)解的過程，工廠布置設(shè)計更是如此。設(shè)計步驟的正確與否往往是工廠布置設(shè)計能否成功的關(guān)鍵。系統(tǒng)布置設(shè)計 SLP 模式就是一種人們廣為采用的、成功的設(shè)計方法。 （一）設(shè)計階段的劃分 系統(tǒng)布置設(shè)計是一種邏輯性強，條理清楚的布置設(shè)計方法，整個設(shè)計過程大體可劃分為確定位置、總體區(qū)劃、詳細布置以及實施共 4 個階段。 （階段 Ⅰ ） 在新建、擴建或改建工廠或車間時，首先應(yīng)確定出新廠房坐落的地 區(qū)位置。在這個階段中，首先要明確待建工廠的產(chǎn)品、計劃生產(chǎn)能力，參考同類工廠確定待建工廠的規(guī)模，從待選的新地區(qū)或現(xiàn)有工廠中確定可供利用的廠址。 （階段 Ⅱ ） 總體區(qū)劃又叫區(qū)域劃分，就是在已確定的廠址上規(guī)劃一個總體布局。 此階段中，首先應(yīng)明確各生產(chǎn)車間、職能管理部門、輔助服務(wù)部門及倉儲部門等作業(yè)單位等工作任務(wù)與功能，確定其總體占地面積及外形尺寸。在確定了各作業(yè)單位之間的相互關(guān)系后，把基本物流模式和區(qū)域劃分結(jié)合起來進行布置。 （階段 Ⅲ ） 詳細布置一般是指一個作業(yè)單位內(nèi)機器及設(shè)備的布置。在詳細 布置階段，要根據(jù)每臺設(shè)備、生產(chǎn)單位及公用、服務(wù)單位的相互關(guān)系，確定出各自的位置。 （階段 Ⅳ ） 在完成詳細布置設(shè)計后，經(jīng)上級批準可以進行施工設(shè)計，繪制大量的詳細安裝圖，編制搬遷、安裝計劃，按計劃進行機器設(shè)備及輔助裝置的搬遷、安裝施工工作。 在系統(tǒng)布置設(shè)計過程中，上述 4 個階段按圖 3 所示的順序交叉進行。在確定位置階段，就必須大體確定各主要部門的外形尺寸，以便確定工廠總體形狀和占地面積；在總體區(qū)劃階段，就有必要對某些影響重大的作業(yè)單位進行較詳細的布置。整個設(shè)計過程中，隨著階段的進展，數(shù)據(jù)資料逐步齊全，能發(fā)現(xiàn) 前期設(shè)計中存在的問題，通過調(diào)整修正，逐步細化完善。 在系統(tǒng)布置設(shè)計的 4 個階段中，階段 Ⅰ和階段Ⅳ由其他專業(yè)人員負責(zé)，系統(tǒng)布置設(shè)計人員應(yīng)積極參與；階段Ⅱ和 階段 Ⅲ由系統(tǒng)布置設(shè)計人員完成。因此，可 6 以說工廠布置設(shè)計包括工廠總平面布置（總體區(qū)劃）設(shè)計及車間布置或車間平面布置（詳細布置）設(shè)計兩項主要內(nèi)容。 階 段 Ⅰ 確 定 位 置 ： 工 廠 的 總 體 位 置階 段 Ⅱ 總 體 區(qū) 劃 ： 初 步 規(guī) 劃 基 本 物 流 模 式 和 總 體 布 局階 段 Ⅲ 詳 細 布 置 ： 確 定 各 作 業(yè) 單 位 的 具 體 位 置階 段 Ⅳ 實 施 ： 編 制 施 工 計 劃 ， 進 行 施 工 安 裝時 間階段 圖 3 布置設(shè)計四階段 （二） SLP 設(shè)計模式 在系統(tǒng)布置設(shè)計的階段 Ⅱ和 階段 Ⅲ，可以采用系統(tǒng)布置設(shè)計 SLP 程序來完成。 SLP 設(shè)計程序模式如圖 4 所示。 圖 4 系 統(tǒng)布置設(shè)計模式 （三） SLP 設(shè)計步驟 7 （ 1）準備原始資料。在系統(tǒng)布置設(shè)計開始時，首先必須明確給出基本要素如產(chǎn)品 P、產(chǎn)量 Q、生產(chǎn)工藝過程 R、輔助服務(wù)部門 S 及時間安排 T 等這些原始資料，同時也需要對作業(yè)單位的劃分情況進行分析，通過分解與合并，得到最佳的作業(yè)單位劃分狀況。所有這些均作為系統(tǒng)布置設(shè)計的原始資料。 （ 2）工藝過程分析。通過零件的生產(chǎn)工藝過程和利用率，計算各工序之間的物流量，繪制各零件的工藝過程圖，繪制多產(chǎn)品工藝過程圖，繪制各作業(yè)對之間從何單位至何單位物流強度匯總表。 （ 3）物流分析與作業(yè)單位相互關(guān)系分析 。以生產(chǎn)流程為主的企業(yè)，因為物料移動是工藝過程的主要組成部分，因此，物流分析是布置設(shè)計中最重要的方面；而對于某些輔助服務(wù)部門或某些物流量較小的工廠，雖然物流關(guān)系不太密切，但相互之間的聯(lián)系大，各作業(yè)單位之間的非物流關(guān)系對布置設(shè)計也就顯得很重要，因此，需要對非物流關(guān)系進行詳細的分析。 介于上述兩者之間的情況，在進行作業(yè)單位相互關(guān)系分析時，需要綜合考慮作業(yè)單位之間物流與非物流的相互關(guān)系。 物流分析的結(jié)果可以用物流強度等級及物流相關(guān)表格來表示。非物流的作業(yè)單位間的相互關(guān)系，可以用關(guān)系密級及相互關(guān)系表來表示。在需要綜合 考慮作業(yè)單位間物流與非物流的相互關(guān)系時，可以采用簡單加權(quán)的方法將物流相關(guān)表及作業(yè)單位間相互關(guān)系表綜合成綜合相互關(guān)系表。 （ 4） 繪制作業(yè)單位位置相關(guān)圖。根據(jù)物流相關(guān)表與作業(yè)單位相互關(guān)系表 ，考慮每對作業(yè)單位間相互關(guān)系等級的高低，決定兩作業(yè)單位相對位置的遠近，得出各作業(yè)單位之間的相對位置關(guān)系，有些資料上也稱為拓撲關(guān)系。這時并未考慮作業(yè)單位具體的占地面積，從而得到的僅是作業(yè)單位位置相關(guān)圖。 （ 5）作業(yè)單位占地面積計算。各作業(yè)單位所需占地面積與設(shè)備、人員、通道及輔助裝置等有關(guān)，計算出的面積應(yīng)與可用面積相適應(yīng)。 （ 6） 繪制作業(yè)單位面積相關(guān)圖。把各作業(yè)單位占地面積附加作業(yè)單位位置相關(guān)圖，就形成了作業(yè)單位面積相關(guān)圖。 （ 7）修正。作業(yè)單位面積相關(guān)圖只是一個原始布置圖，還需要根據(jù)其他因素進行調(diào)整和修正。此時需要考慮的修正因素包括物料搬運方式，操作方式、儲存周期等，同時還需要考慮實際限制條件，如成本，安全和職工傾向等方面是否允許。 8 考慮了各種修正因素與實際限制條件后，對面積圖進行調(diào)整，得出數(shù)個有價值的可行方案。 （ 8）方案的評價與擇優(yōu)。針對得到的數(shù)個方案，需要進行費用及其他因素評價。通過對各方案的比較評價，選出或修正設(shè)計方案，得 出布置方案圖。 六、設(shè)計時間 本課程設(shè)計為期一周。 七 、課程設(shè)計題目 本課程設(shè)計包括 2 個題目，可任選其中一個來完成， 各設(shè)計題的參數(shù)及相關(guān)條件設(shè)置如下。 （一） 某變速箱廠總平面設(shè)施布置設(shè)計 公司占地 16000m2，廠區(qū)南北為 200m，東西寬 80m，該廠預(yù)計需要工人 300人，計劃建成年產(chǎn) 100000 套變速箱。 (1)變速箱的結(jié)構(gòu)及有關(guān)參數(shù) 變速箱由 39 個零件構(gòu)成，裝配圖見圖 5， 6， 7 所示。每個零件、組件的名稱、材料、單件重量及年需求量均列于表 1 中。 9 圖 5 減速器裝配圖（ 1） 10 圖 6 減速器裝配圖（ 2） 11 圖 7 減速器裝配圖（ 3） 12 表 1 變速箱零件明細表 工廠名稱：變速箱廠 產(chǎn)品名稱 變速箱 產(chǎn)品編號 110 計劃年產(chǎn)量 100000 序號 零件名稱 零件代號 自制 外購 材料 總計劃需求量 零件圖號 形狀 單 件 重量 /kg 說明 39 墊圈 √ 65Mn 202000 38 螺母 √ Q235 202000 37 螺栓 √ Q235 300000 36 銷 √ 35 202000 35 防松墊片 √ Q215 100000 34 軸端蓋圓 √ Q235 100000 33 螺栓 √ Q235 202000 32 通氣器 √ Q235 100000 31 視孔蓋 √ Q215 100000 30 墊片 √ 橡膠紙 100000 29 機蓋 √ HT200 100000 28 墊圈 √ 65Mn 600000 27 螺母 √ Q235 600000 26 螺栓 √ Q235 600000 25 機座 √ HT200 100000 24 軸承 √ 202000 23 擋油圈 √ Q215 202000 22 氈封油圈 √ 羊毛氈 100000 21 鍵 √ Q275 100000