工業(yè)工程課程設(shè)計基于SLP的布局優(yōu)化

1、一、課程設(shè)計目的工業(yè)工程綜合課程設(shè)計是在工業(yè)工程學生系統(tǒng)地學習了工業(yè)工程相關(guān)的理論、 知識和方法之后對所學理論知識進行實踐體驗和融會貫通的過程。設(shè)計目的旨在提高學生的動手實踐能力、團隊協(xié)作能力、規(guī)劃設(shè)計能力和思維創(chuàng)新能力。二、課程設(shè)計組織設(shè)計過程學生可自行組成設(shè)計小組，共同研討方案，但報告最終需以個人的方式進行提交，即每位設(shè)計者需要提交一份設(shè)計報告。三、課程設(shè)計內(nèi)容實訓模塊一：基于SLP的布局優(yōu)化及生產(chǎn)過程仿真(一)基于SLP的1 1、系統(tǒng)布置設(shè)計在制造業(yè)中，工廠布局設(shè)計主要是確定工廠的生產(chǎn)部門、輔助服務(wù)部門和管理部門的位置。合理和有效的工廠布置對提高企業(yè)的生產(chǎn)效益、降低成本起著重要的作用。最

2、具代表性的是R繆瑟(R-Muther)提出的“系統(tǒng)布置設(shè)計(SLP)”法，該方法提出了作業(yè)單位相互關(guān)系密級表示法，使布置設(shè)計由定性階段發(fā)展到定量階段。在繆瑟提出的系統(tǒng)布置設(shè)計(SLP)中，正是把產(chǎn)品P、產(chǎn)量Q、生產(chǎn)路線R、輔助服務(wù)部門S及生產(chǎn)時間安排T作為給定的基本要素(原始資料)，作為布置設(shè)計工作的基本出發(fā)點。系統(tǒng)布置設(shè)計(SLP)程序如下圖所示。系統(tǒng)布置設(shè)計模式SLP設(shè)計步驟：(1)準備原始資料。(2)工藝過程分析。(3)物流分析與作業(yè)單位相互關(guān)系分析(4)繪制作業(yè)單位位置相關(guān)圖。(5)作業(yè)單位占地面積計算。(6)繪制作業(yè)單位面積相關(guān)圖。(7)修正。(8)方案評價與擇優(yōu)。2、課程設(shè)計資料東

3、勝機械制造有限公司是一家專業(yè)生產(chǎn)汽車變速箱的民營企業(yè)， 該廠現(xiàn)有員工1170人， 各類機床320多臺， 公司主廠區(qū)共有10個加工車間， 主要進行部件的加工、 組裝等，其中3車間屬于各種軸類部件機加工車間，圖1為該車間的設(shè)備布局圖，其車間整體形狀為L型，有鋸床1臺、鉆床1臺、熱處理爐1臺、普通車床6臺、立銃2臺、鏈床1臺、磨床1臺、檢驗臺1個、暫存區(qū)4處。24m24m圖1東勝機械制造有限公司第三機加工車間平面布局圖公司生產(chǎn)部決定對該車間的整體布局進行優(yōu)化，盡管各種軸類部件加工的工藝流程有很多相似之處，但是具體加工順序又存在著很大的不同。車間內(nèi)運輸采用輪式托盤方式進行，經(jīng)過一段時間的觀察記錄得到如

4、表1的日均物流量記錄表。表1日均物流強度統(tǒng)計表(單位：次)序號物流路線物流強度11-22121-51232-529原材料原材料暫存區(qū)暫存區(qū)轅旗磨床暫賽區(qū)檢驗自12m12m43-51852-4764-6576-72686-84593-719105-83111-72122-69137-81表2各個元素的占地面積（已可慮同類設(shè)備的間距）序號加工中心名稱共需面積（平方米）特殊要求1鋸床（1臺）2.5mx4mx1（臺）=10無2鉆床（1臺）2mx3mx1（臺）=6無3熱處理爐（1臺）4mx3mx1（臺）=12pc4鎮(zhèn)床（1臺）3mx3mx1（臺）=9無5車床（5臺）2mx1.5mx5（臺）=15無6磨床

5、（1臺）3mx3.5mX1（臺）=9.5無7立銃（2臺）2mx2mx2（臺）=8無8檢驗臺（1臺）2X4mX1（臺）=8靠近出口9在制品暫存區(qū)4平米X3（個）=12:邊大于1米10過道寬度不小于1.5米無表3加工中心之間的非物流關(guān)系序號加工中心統(tǒng)一場所相同的公用設(shè)施干燥高清潔度通風常溫排風扇吸屑管排水壓縮空氣1熱處理VVVVV2銃床VVVVVVV3磨床VV7VVVVV74鎮(zhèn)床VVV5檢驗臺V7V6鉆床VVVV7車床V7V7V7V7V73 3、任務(wù)（1）作業(yè)單位位置相關(guān)圖，相當于A4圖樣一張（2）作業(yè)單位面積相關(guān)圖，相當于A4圖樣一張（3）車間的整體布局優(yōu)化平面圖，相當于A4圖樣一張（4）評價擇

6、優(yōu)，選出最佳總平面圖(5)編寫設(shè)計說明書一、課程設(shè)計目的(仿宋，四號，加粗)(一)通過該基于SLP的布局優(yōu)化設(shè)計，掌握了SLP的基本要素：P產(chǎn)品、Q-產(chǎn)量、R一工藝過程、S輔助部門、T時間5個基本要素，掌握基于SLP方法進行車間設(shè)備布局優(yōu)化布置。進行車間設(shè)備布局優(yōu)化的首要工作是對各作業(yè)單位之間的相互關(guān)系做出分析，包括物流和非物流的相互關(guān)系，經(jīng)過綜合得到作業(yè)單位相互關(guān)系表，再根據(jù)相互關(guān)系表中作業(yè)單位之問相互關(guān)系的密切程度，決定各作業(yè)單位之間距離的遠近，安排各作業(yè)單位的位置，繪制作業(yè)單位位置相關(guān)圖。將各作業(yè)單位實際占地面積與作業(yè)單位位置相關(guān)圖結(jié)合起來，形成作業(yè)單位面積相關(guān)圖。通過作業(yè)單位面積相關(guān)圖

7、的修正和調(diào)整,得到數(shù)個可行的布置方案， 然后采用加權(quán)因素對各方案進行評價擇優(yōu)，并對每個因素進行量化，以得分最多的布置方案作為最佳布置Zu0課程設(shè)計內(nèi)容(仿宋，四號，加粗)(一)東勝機械制造有限公司車間的整體布局優(yōu)化SLP設(shè)計步驟：(1)準備原始資料。(2)工藝過程分析。(3)物流分析與作業(yè)單位相互關(guān)系分析。(4)繪制作業(yè)單位位置相關(guān)圖。(5)作業(yè)單位占地面積計算。(6)繪制作業(yè)單位面積相關(guān)圖。(7)修正。(8)方案評價與擇優(yōu)。(二)車間的整體布局優(yōu)化平面圖用這物流強度密切程度等級制成物流相關(guān)圖。+JL鋸島，3+J*2.鉆床加& &熱處理熱處理爐爐 8.檢蛉（見表3-2）1*1、

8、74/人、亂 T.三、課程設(shè)計步驟（仿宋，四號，加粗）（一）物流強度分級根據(jù)任務(wù)書表1日均物流強度統(tǒng)計表進行分級，以便于對作業(yè)單位之間的關(guān)系密切程度進行比較。（見表3-1）序號物流路線物流強度等級86-845A32-529E76-726E11-221E93-719I43-518I21-512I122-69I52-47O64-65O105-83O111-72O137-81O表3-1（二）繪制物流相關(guān)圖表3-3（三）作業(yè)單位的綜合接近程度按分值排序根據(jù)物流相關(guān)圖將AEIOU關(guān)系量化為數(shù)值，得到八個作業(yè)單位的綜合接近程度和安分值得排序，（見表3-4）方便接下來的位置相關(guān)圖一一線型圖繪制。作業(yè)單位代號

9、12345678綜合接近程度694281076排序52783146表3-5（四）繪制位置相關(guān)圖一線型圖線型圖采用4條1單位長的平行線表示兩作業(yè)單位間的A級關(guān)系，3條2單位長的平行線表示E級關(guān)系，2條3長I級；1條4長O級；U級不連線；X級用折線段表示。（見圖3-4）87153圖3-4（五）關(guān)系工作表關(guān)系工作表是對相關(guān)圖的進一步總結(jié)，每行列出一個作業(yè)單位，A,E,I,O,U,X各成一列，將與之形成A,E,I,O,U,X各級關(guān)系的其他單位分列之中。（見表3-5）作業(yè)單位AEIOUX1.鋸床2573,4,6,82.鉆床1.5641,2,3,7,83.熱處理爐5,71,2,4,6,84.鎮(zhèn)床2,61,

10、2,3,5,7,85.車床21,3P81,2,3,4,6,76.磨床87341,2,3,4,5,7.立銃631,81,2,3,4,5,68.檢驗臺65,71,2,3,4表3-5（六）繪制拼塊圖對每個作業(yè)單位做一個同樣大小的方塊，作業(yè)代號寫在正中央，名稱寫在代號上，“X=”寫在代號下面；四個角分別放置與成A、E、I、O級關(guān)系，U級關(guān)系不用考慮。（見圖3-6）2AE鋸床1IX=cO572AE車床5IX=O1,386AE檢驗臺8IX=O5,787AE磨床6IX=O24A熱處理E爐3IX江O5,76AE立銃7IX=O31,8AE鎮(zhèn)床4IX=O2,61,5AE鉆床2IX=O64圖3-6（七）將拼塊圖拼接

11、按照擺放規(guī)則：A級關(guān)系要編靠邊放，E級關(guān)系至少角靠角，X級關(guān)系不能靠邊也不能靠角。（見圖3-7）A熱處理E爐3I*=無O5,76AE檢驗臺8I爛無O5,7AE鍵床4IXO2,687AE磨床6IX=無0246AE立銃7IX次31,81,5AE鉆床2IXO642AE鋸床1IXO572AE車床5IX次1,38圖3-7（八）繪制格子狀布置圖根據(jù)任務(wù)書表2計算得到設(shè)備總共需要面積為：89.5m2,圓整為135m,按長寬比為5:3的車間為15m*9m以1m*3m為基本單元格，則總共有45個單元格。（見表3-6）序號加工中心名稱共需面積（平方米）單元格1鋸床（1臺）2.5mX4mx1（臺）=1042鉆床（1

12、臺）2mx3mx1（臺）=623熱處理爐（1臺）4mx3mx1（臺）=1244鎮(zhèn)床（1臺）3mx3mx1（臺）=935車床（5臺）2mx1.5mX5（臺）=1556磨床（1臺）13mx3.5mX1（臺）=9.547立銃（2臺）2mx2mx2（臺）=838檢驗臺（1臺）2X4rriX1（臺）=839在制品暫存區(qū)4平米X3（個）=12410過道寬度不小于1.5米13表3-7以圖3-7拼塊圖為基礎(chǔ)，可以得到格子布置圖。（見圖3-8）3336667778884443610101010101010101010105192105192551991051圖3-8（九）繪制塊狀布置圖通過格子布置圖得出塊狀布置圖，這是一種連續(xù)型的圖形表現(xiàn)形式。（見圖3-93.熱處理爐6.磨床7.立銃8.檢驗臺4.鎮(zhèn)床10.通道10.通道105.車床1.鋸