设施规划与物流分析课程设计

浙江理工大学设施规划与物流分析课程设计报告题目：自行车车架加工车间设施布局设计班级：姓名：学号：学院：指导老师：2012年1月6日目录第1章设计背景介绍……………………………………………3第2章拟定生产纲领……………………………………………3第3章设施规划分析……………………………………………43.1生产流程分析………………………………………………43.2对车架加工车间进行SLP分析………………………………3.2.1SLP方法简介3.2.3作业单位相互关系分析3.2.4作业单位面积的确定3.2.5画出作业单位间关系连线图第4章布置方案设计4.1初步布置方案4.2设施布置优化的方案评价4.3对选定方案进行详细布置第5章参考文献第1章设计背景介绍随着经济的不断发展，公路上的私家车也越来越多；虽然这从一方面说明了社会的进步，人们的生活水平的提高；但是，不容忽视的是日益严重的交通问题和环境污染问题给人们的生活以及城市的管理和发展带来巨大的压力。经历了这些交通的不便与汽车尾气环境的污染，人们将目光转向了轻便、廉价、环保的自行车，从而自行车市场重新引起人们了的关注，日益受到人们的青睐。然而很多自行车厂的生产车间内现有设施布置是建厂初期规划设计的，随着生产规模的提高，新加工设备的逐步增加，原有的布置已经不能满足新的产量要求，车内物料倒流，无效装卸次数增加，在制品数量和停留时间增加等物流混乱现象日趋严重，虽然设备加工能力增加，而生产能力却没有得到相应的提高，因此我们需要对原设施进行重新布置设计。一个良好的布置设计应使物料搬运的成本最低，使人员走动的距离最短，从而使生产效率最高。据机械制造业的典型调查资料，按其工艺过程，零件在机器设备上的加工时间只占生产过程全部时间的10％～20％，其余时间消耗在物料搬运、等待等过程中。车间内生产物流的低效率、高成本和生产流水线、加工设备的高效率之间的矛盾，导致了车间整体生产效率不高、生产成本不低。针对这一在机械制造业存在的状况，我们进行车间设施布置设计时，在物流因素和非物流因素方面，有必要重点考虑生产物流的因素，以更好地收到提高生产效率、降低生产成本的效果。我们在优先考虑生产物流的前提下，应用SLP对自行车厂机加工车间重新进行设施布置设计。第2章拟定生产纲领生产纲领是指在规定时间内（1年）制造的主要产品的品种、规格及数量。计划下年度生产自行车20000辆。第3章设施规划分析3.1生产流程分析对整台自行车的生产流程进行分析，找出自行车生产的主要作业单位，整台自行车的生产流程图如下所示：自行车的生产流程图由上面的生产流程图我们不能看出车架加工车间是整个流程的第一个车间而且也是关键车间，它对整个自行车的生产起着决定性的作用，而且它生产的车架是一辆自行车的关键部分，也是最核心的部分，其它车间生产的配件都是围绕车架展开的。因此可以知道，自行车生产的主要作业单位是车架加工车间。检验材料，材质，规格车架处理焊接加工涂装贴标天心碗中天心配入车架前叉车头碗配入成车包装入库前后变速器大齿盘配入车手结合件配入前后轮飞轮配入链条配入变速调整前后刹车器配入花鼓福丝配入握把配入车胎内外圈配入小包变速把配入刹车把手配入车圈福丝配入车手立管配入3.2对车架加工车间进行SLP分析3.2.1SLP方法简介在SLP(SystematicLayoutPlanning，系统布置设计)方法，是工业工程的一项主要的技术方法，是由理查德·缪瑟(RichardMuther)在20世纪60年代提出的设施布置的经典方法，该方法采用严密的系统分析手段和规范的系统设计步骤进行系统布置设计，具有很强的实践性。一项布置设计中最基本的要素有三项即：各作业单位之间的关系；每一个作业单位应有的空间的数量和种类；作出调整使符合布置设计的要求。SLP按照布置设计的三要素，通过以下六个步骤完成布置：（1）画出作业单位相互关系图；（2）用表列出各作业单位需要的面积；（3）画出作业单位之间的物流关系或非物流关系的连线图（4）画出初步布置图各种方案；（5）列出各种评价标准，对各方案进行评价；（6）对选定布置方案进行详细布置。3.2.2车架加工车间工艺分析该车间主要是针对自行车中的上管，下管，座管，平叉，立叉等（如下图）部件的制作加工。自行车车架部件图在车间中针对车架的加工工序有切管，从冲铣弧口，去毛刺，打扁钻孔等，其加工工艺流程图如下所示。部分座管、上管部分座管、下管座管、上管、下管加工工艺流程图平管立管平叉、立叉加工工艺流程图按照该车间加工和处理事务的特点，我们把管材车间分为12个基本作业单位，分别是：钢管暂存、切管、打扁、铣弧口、冲弧口、钻孔、去毛刺、检验、磨铣刀、半成品库、工具房、车间办公室。3.2.3作业单位相互关系分析作业单位间相互关系的影响因素与企业的性质有很大的关系。作业单位间相互关系密切程度的典型影响因素，一般可以考虑：①物流；②工作流程；③作业性质相似；④工作联系频繁程度；⑤监督和管理方便；⑥噪声、振动、烟尘、易切管冲弧口铣弧口钻孔去毛刺去毛刺铣弧口切管打扁燃易爆危险品的影响；⑦服务的频繁和紧急程度⑧使用相同场地、共用设施；⑨使用相同设备；⑩使用相同文件档案等。据Muther的建议，每个项目中重点考虑的因素不应超过8到10个，这里只考虑5个。管材车间的基本作业单位之间有物流联系和非物流联系，据对原有车间的有关资料分析，影响车间生产效率提高的主要原因是物流混乱等物流问题，因此，在确定作业单位相互关系时，重点考虑物流因素的影响。然后，应用相关分析的基本原理，把基本作业单位之间的密切程度分为6个等级，然后分别判断每两个作业单位之间的联系的密切程度，列出作业对作业单位相关图如下所示：其中，作业单位相互关系密切程度的评价，可以有布置人员根据物流计算、个人经验，或与有关单位负责人讨论后进行判断；也可以把相互关系统计表发给个作业单位负责人填写；或者由有关负责人开会讨论决定由布置设计人员记录汇总。在评价作业单位相互关系时，首先应制定出一套“基准相互关系”，其它作业单位之间的相互关系，通过对照“基准相互关系”来确定。3.2.4作业单位面积的确定前面已经对各个作业单位之间的相互关系进行了分析，但是要对各作业单位的位置进行安排，绘制作业单位位置相关图（也称关系连线图），还必须确定各作业单位的面积，常用的方法有：计算法、标准面积发、概略布置法、指标趋势延伸法、转换法等。首先，根据企业提供的数据，在设备类型确定后，设计生产能力和单台设备生产能力，计算出各类设备的台数如下：计划产量设备数量=负荷率×成品率×（1—故障率）×工作时间/单件时间式中，计划产量为计划周期内的计划产量，如件/班或件/日等；单件工时为设备生产一件工件所需时间；工作时间是计划周期内的开机时间。考虑负荷率、成品率及故障率后计算出所需的设备数量，将采用同一设备完成的工序所需的设备数量累加后，得出实际所需的设备数量。设备切管机车床铣床冲床打磨机钻床磨床台数12144572其次，再按上面提到的方法确定面积。这里应用计算法（估算法）计算出每个作业单位的占地面积。估算时主要考虑的因素有，机器设备所需的面积（机械设备占有的那部分面积空间，可以从机器设备样本和产品目录中得到）、设备的台数、工作人数、临时存放面积、工作活动空间等。最后结合车间的具体形状以及总的可用面积加以调整，得出各作业单位的面积（如下表），同时，对一些加工环境和条件有特殊要求的作业单位也须以考虑，以便在有必要时对作业单位相互关系图作出局部调整，并最终在设施布置时给以体现。作业单位的面积表序号作业单位设备（台）面积(㎡)特殊要求供水排水压缩空气特殊通风直通车间大门1钢管临时堆放100III2切管切管机1、车床2803打扁冲床1（2）154铣弧口铣床14（17）1505冲弧口冲床3（4）306钻孔钻床7（8）70IIII7去毛刺磨机5508检验25III9磨铣刀工具磨床22010半成品库120II11工具房6012车间办公室80合计800说明：1、设备栏括号中为原始数据；2、特殊要求栏：I—绝对必要II—特别重要III—重要按车间物流配送的一般配置情况，且由作业单位面积表，各部分的作业单位的面积有一定的比值关系，若5㎡为单位面积，则各作业单位的单位面积数如下：各作业单位的面积相关表序号398571161221104单位面积(m2345610121416162024303.2.5画出作业单位间关系连线图根据上述作业单位相互关系图和作业单位面积表，画出作业单位间关系连线图。该图能直观和形象的反映出各个作业单位之间的关系密切程度，该图是下面进行设施初步布置的重要依据。因每两个工序之间都存在着联系，但是联系的密切程度不一样，则画得作业单位间关系连线图（如下），其中粗线表示A级，中粗线表示E级，细线表示I级，点画线表示O级，虚线表示X级，其中U级不表示。第4章布置方案设计4.1初步布置方案根据各个工序之间的相关关系、相互影响和交互程度、作业单位间关系连线图、作业单位面积及特殊要求表和车间实际使用面积、形状及门、水、气等位置，设计出不同的设施布局作为初步布置方案。在本步骤中，要特别注意将各工序间物流量大的作业单位靠近，以使物流顺畅和避免产生不合理搬运，同时，要充分考虑相关作业单位的特殊要求。初步布置方案一般以块状区划面积相互关系图表达。按照以上原则和方法，将这些限制设施布置的约束条件和各种修正因素考虑在内，常常可得到数种不同的方案。现在作出管材车间初步布置的三个方案如下所示：方案A方案B4.2设施布置优化的方案评价方案出来以后，要对以上各个方案进行定量化的评价，以得出最优的方案。常用的评价方法有：分级加权法、因次分析法、费用对比法等。我们现在采用费用对比法，用该法进行设施优化分析与设计的原理是系统内设施间物流费用最小化。设给定平面系统有n个设施，每两个设施i、j之间的物流量为Fij(i、j=1,2,……n)距离为Dij则两设施之间的物料搬运量如式所示：Wij=∑FijDij令系统的物料搬运量W则：W=∑∑Wij=∑∑FijDij(i、j=1,2,……n)若C为以设施i到设施j的单位搬运费用为CWCW=∑∑CWij=∑∑CijFijDij(i、j=1,2,n)当平面设施布置位置改变时，则有CW′=∑∑CW′ij=∑∑CijFijD,ij(i、j=1,2,……n)若将设施每调整一次，则有一个可行方案，这样最佳设计方案CWp为：CWp=min(CW1,CW2,……CWn)应用上述分析方法对方案A进行分析，每个设施之间的距离和物流量如下表所示，各种方案的单位搬运费用都是相等的，所以只计算Wij即可：方案A：WA=∑∑Wij=∑∑FijDij=1108.2同理可得：WB=1360WC=1307.4显然A的物料搬运量最低，所以初步选定方案A。再对每个方案的优缺点进行详细的分析如下所示原始方案优点1、空间利用充分缺点1、生产线粘结现象严重2、物流倒流多3、安全性差4、可扩展性差方案A优点1、工序间的连续性和固定性兼顾良好2、整个物流流程顺畅自然3、柔性大、安全性高4、耗用资金较少缺点1、自然光线利用程度稍弱方案B优点1、人流的合理程度高2、扩能可能性大3、整体路线顺畅缺点1、工人作业环境稍差2、浪费无用空间较多方案C优点1、柔性好2、半成品堆放方便3、自然光线利用充分缺点1、物流路线交叉稍多2、人因考虑不够可以发现方案A的优点明显多于其它两个方案和原始方案，而且符合我们的物料搬运量最小的原则，所以选定A方案作为管材车间的布置方案。4.3对选定方案进行详细布置对选定的方案A进行详细布置，包括机床等设备、工作台、工具柜、物料架等，同时，要考虑工件放置区、物流通道、人行通道、水电气安装位置等因素。下图为详细布置方案示意图。参考文献[1]连军，李盘靖，安琳，彭炎午.基于CRM的企业系统销售管理信息系统[J].计算机应用研究，2004，7:153-154.