物流工程設(shè)施規(guī)劃與物流課程設(shè)計

物流工程設(shè)施規(guī)劃與物流課程設(shè)計

物流工程課程設(shè)計

液壓轉(zhuǎn)向器廠總面積布置設(shè)計

目錄

一、基本原理

二、基本要素分析

三、產(chǎn)品工藝過程分析

四、物流分析

五、作業(yè)單位相互關(guān)系分析

六、作業(yè)單位間物流與非物流相互關(guān)系合并

七、工廠總平面布置

八、總結(jié)

參考文獻

液壓轉(zhuǎn)向器廠總平面布置設(shè)計

【摘要】隨著現(xiàn)代系統(tǒng)優(yōu)化技術(shù)的發(fā)展和計算機輔助設(shè)計技術(shù)的應(yīng)用，工廠布置設(shè)計已廣泛地采用計算機輔助設(shè)計進行設(shè)施規(guī)劃與布置。由于影響設(shè)施布置的因素錯綜復(fù)雜，并且因素之間存在著相互影響，相互制約，大多數(shù)因素具有不確定性。因此，在設(shè)施布置設(shè)計中常以物流分析作為主要SLP方法物流分析相互關(guān)系分析平面布置設(shè)計

【Abstract】Withmodernsystemoptimizationtechnologydevelopmentandcomputeraideddesigntechnologyandtheapplicationoftheplantlayoutdesignhasbeenwidelyadoptedcomputeraideddesignplanningandarrangementoffacilities.Duetotheinfluenceofthefactorscomplexfacilitieslayout,andfactorsexistbetweenmutualinfluence,andrestricteachother,mostfactorsisuncertain.Therefore,inlayoutdesignbylogisticsfacilitiesusedasthemaincontent,mostanalysisofcomputeraidedlayoutdesignsoftwareisalsologisticsasthemainline,usingthequantitativeanalysisandqualitativeanalysisofthemethodofcombininganalysis,andarrangementforqualitativeanalysisintoquantitativeanalysis,soastogivefullplaytothecomputeraregoodatanalysistheadvantagesoftheproblem.Tobefamiliarwiththeapplicationofcomputerauxiliaryfacilitieslayoutdesignmethodandprogramhasbecomeaninevitablerequirement.This"facilitiesplanningandlogisticscoursedesignwillgiveprioritytoSLPmethodofhydraulicsteeringgearplantgenerallayoutdesign.

【Keywords】FacilitiesplanningandlogisticsSLPlogisticsanalysismethodthemutualrelationshipbetweentheplanelayoutdesignanalysis

一、基本原理

1.1設(shè)施規(guī)劃(布局設(shè)計)設(shè)計方法

設(shè)施規(guī)劃與設(shè)計的核心是工廠布局，必須首先進行。布局設(shè)計也是物流系統(tǒng)設(shè)計分析的重要一環(huán)，它既受到生產(chǎn)物流系統(tǒng)其他設(shè)計環(huán)節(jié)的影響，也對生產(chǎn)物流系統(tǒng)的其他設(shè)計環(huán)節(jié)產(chǎn)生影響。布局設(shè)計方法主要有以下幾種：

（1）擺樣法它是最早的布局方法。利用二維平面比例模擬方法，按一定比例制成的樣

片在同一比例的平面圖上表示設(shè)施系統(tǒng)的組成、設(shè)施、機器或活動。通過相關(guān)分析，調(diào)整樣片位置可得到較好的布置方案。這種方法使用于較簡單的布局設(shè)計，對復(fù)雜的系統(tǒng)該法就不能十分準確，而且花費時間較多。

（2）數(shù)學(xué)模型法運用運籌學(xué)、系統(tǒng)工程中的模型優(yōu)化技術(shù)（如線性規(guī)劃、隨機規(guī)劃、

多-2-目標規(guī)劃、運輸問題、排隊論等）研究最優(yōu)布局方案，為工業(yè)工程師提供數(shù)學(xué)模型，以提高系統(tǒng)布置的精確性和效率。但是用數(shù)學(xué)模型解決布局問題存在兩大困難。首先，當問題的條件過于復(fù)雜時，簡化的數(shù)學(xué)模型很難得出符合實際要求的準確結(jié)果；其次，布局設(shè)計最終希望得到布局圖，但用數(shù)學(xué)模型得不到。利用數(shù)學(xué)模型和CAD相結(jié)合的系統(tǒng)布局軟件是解決布局問題的一種好方法。

（3）圖解法它產(chǎn)生于20世紀50年代，有螺線規(guī)劃法、簡化布置規(guī)劃法及運輸行程圖

等。其優(yōu)點在于將擺樣法與數(shù)學(xué)模型法結(jié)合起來，但在實踐上現(xiàn)在較少應(yīng)用。

（4）系統(tǒng)布置設(shè)計（SLP）法它是關(guān)于工廠布局等五個子系統(tǒng)提出的一套統(tǒng)一化系統(tǒng)

化的規(guī)劃設(shè)計方法，也是當前工廠布局設(shè)計應(yīng)用最為廣泛的一種方法。SLP法是1961年美國專家繆斯提出的關(guān)于工廠布置方法的經(jīng)典理論，是一種條理性實踐性強、條理清楚的布置設(shè)計方法，提供一種以作業(yè)單位物流與非物流的相互關(guān)系分析為主線的規(guī)劃師設(shè)計方法，采用一套表道理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)施設(shè)計。

1.2SLP法的階段結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)布置設(shè)計是一種邏輯性很強、條理清楚的布置設(shè)計方法，它分為確定位置、總體規(guī)劃、詳細布置和安裝四個階段，在總體區(qū)劃和詳細布置兩個階段采用相同的SLP設(shè)計程序。

階段Ⅰ：確定位置

在這個階段中，要首先明確擬建工廠的產(chǎn)品及其計劃生產(chǎn)能力，參考同類工廠確定擬建工廠的規(guī)模，從待選的新地區(qū)或舊有廠房中確定出可供利用的廠址。

階段Ⅱ：總體區(qū)劃

總體區(qū)劃又叫區(qū)域劃分，就是在己確定的廠址上規(guī)劃出一個總體布局。在這個階段，應(yīng)首先明確各生產(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)單位的工作任務(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

詳細布置一般是指一個作業(yè)單位SLP的地位與作用

于1961年美國的繆斯提出的SLP理論工廠不知方法的經(jīng)典理論，是一種條理性實踐性強、條理清楚的布置設(shè)計方法，提供一種以作業(yè)單位物流與非物流的相互關(guān)系分析為主線的規(guī)劃師設(shè)計方法，采用一套表道理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)施設(shè)計。他是一套設(shè)計模式和規(guī)范的設(shè)計程序，且為設(shè)施設(shè)計人員與生產(chǎn)管理人員廣泛采用，不僅適合于各種規(guī)模種類的工廠之新建、擴建或改建中對設(shè)施或設(shè)備的不知或調(diào)整，也適合制造業(yè)中對辦公室、實驗室、倉庫等的布置設(shè)計，同時也可用于醫(yī)院、商店等服務(wù)業(yè)的布置設(shè)計。

SLP分為確定位置、總體規(guī)劃、詳細布置和安裝四個階段，在總體區(qū)劃和詳細布置兩個階段采用相同的SLP設(shè)計程序。

SLP的分析模式和方法（圖）

在SLP程序中，首先必須明確給出基本要素——產(chǎn)品P、產(chǎn)量Q、生產(chǎn)工藝過程R、輔助服務(wù)部分S和時間安排T等原始資料；然后針對某些以生產(chǎn)流程為主的工廠，用物理強度等級及物流相關(guān)圖來分析物流，同時利用量化的關(guān)系密級來分析非物流作業(yè)單位間的相互關(guān)系；再根據(jù)物流相關(guān)圖與作業(yè)單位相互關(guān)系圖，繪制作業(yè)單位位置相關(guān)圖，計算占地面積后繪制單位面積相關(guān)圖；再根據(jù)其他因素進行調(diào)整修正，對面積圖進行調(diào)整，得出數(shù)個有價值的可行工廠布置方案，最后進行技術(shù)非中等因素評價，選出的到布置方案圖。

二、基本要素分析

液壓轉(zhuǎn)向器廠自制零件計劃年產(chǎn)量為6000件，單件大批量生產(chǎn)模式，可以歸結(jié)為中批量生產(chǎn)方式。

三、產(chǎn)品工藝過程分析

3.1物流量計算

表3-1各個零件原料重量與成品重量對比表

3.2各零部件工藝過程圖

3.3繪制工藝裝配圖

3.4繪制產(chǎn)品初始工藝過程表

表3-2產(chǎn)品初始工藝過程圖

四、物流分析

物流分析包括確定物料在生產(chǎn)過程中每個必要的工序之間移動的最有效順序以及移動的強

度和數(shù)量。據(jù)資料統(tǒng)計，產(chǎn)品制造費用的20%—50%是用作物料搬運的，而物料搬運的工作量與工廠布置情況有密切關(guān)系，有效的布置能減少搬運費用，因此在進行工廠布置前，就生產(chǎn)系統(tǒng)作業(yè)單位之間的物流狀態(tài)作出深入分析是十分必要的。可以采用很多方法進行物流分析如：工藝過程圖（本課程設(shè)計采用的方法）、多種產(chǎn)品工藝過程表、成組方法、從-至表。不同的分析方法應(yīng)用于不同的生產(chǎn)類型，在物流分析時，應(yīng)該根據(jù)具體情況選擇恰當?shù)姆治龇椒ā?/p>

4.1繪制從至表

當產(chǎn)品品種品種很多，產(chǎn)量很小且零件、物料數(shù)量又很大時，可以用一張方陣圖表來表示各作業(yè)單位之間的物料移動方向和物流量，表中方陣的行表示物料移動的源，稱為從；列表示物料移動的目的地，稱為至，行列交叉點標明由源到目的地的物流量。這樣一張表就是從至表，從中可以看出各作業(yè)單位之間的物流狀況，其目的是為了工作方便。當然在物流分析時應(yīng)根據(jù)具體情況選擇恰當?shù)姆治龇椒ā?/p>

表4-1從至表

4.2繪制物流強度匯總表

表4-2液壓轉(zhuǎn)向器廠物流強度匯總表

4.3物流強度等級分析

物流分析包括確定物料移動的順序和移動量兩個方面。如果通過工藝流程分析能夠正確的安排各工序的或作業(yè)單位之間的相互關(guān)系（前后順序），那么各條線路上的物料移動量就是反映工序或作業(yè)單位之間相互關(guān)系密切程度的基本衡量標準。由于直接分析大量物流數(shù)據(jù)比較困難，而且也無必要，SLP中將物流強度化成5個等級，分別用符號A、E、I、O、U表示，其物流強度逐漸減小，對應(yīng)著超高物流強度、特高物流強度、較大物流強度、一般物流強度和可忽略搬運5種等級，應(yīng)按物流路線比例或承擔的物流量比例來確定。可參考如下表4-3：

表4-3物流強度等級比例劃分表表4-4物流強度分析表

其中表中未出現(xiàn)的作業(yè)單位對不存在固定的物流，因此物流強度等級為U級。

4.4繪制作業(yè)單位物流相關(guān)圖

五、作業(yè)單位相互關(guān)系分析

5.1各作業(yè)單位關(guān)系分析

在制造企業(yè)或工廠中，當物流狀況對生產(chǎn)有很大影響時，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(yīng)考慮非物流因素對設(shè)施布置的影響。

不同的企業(yè)作業(yè)單位的設(shè)置是不一樣的，作業(yè)單位間的相互關(guān)系的影響因素也是不一樣的。作業(yè)單位間相互關(guān)系密切程度的典型影響因素一般可以考慮以下方面：1、物流2、工藝流程3、作業(yè)性質(zhì)相似4、使用相同的設(shè)備5、使用同一場所

6、使用相同的文件檔案7、使用相同的公用設(shè)施8、使用同一組人員9、工作聯(lián)系頻繁程度10、監(jiān)督和管理方便

11、噪聲、振動、煙塵、易燃易爆危險品的影響12、服務(wù)的頻繁和緊急程度

據(jù)繆瑟在SLP中建議，每個項目中重點考慮的因素不應(yīng)該超過8—10個。確定了作業(yè)單位相互關(guān)系密切程度的影響因素以后，就可以給出各作業(yè)單位間關(guān)系密切程度等級，在SLP中作業(yè)單位間相互關(guān)系密切程度等級劃分為A、E、I、O、U、X。其具體的含義如下表5-1所示

表5-1作業(yè)單位相互關(guān)系等級

根據(jù)液壓轉(zhuǎn)向器廠的具體情況我們選擇如下表8-2所示的作業(yè)單位相互關(guān)系影響因素。并在

此基礎(chǔ)上作出非物流的各作業(yè)單位相互關(guān)系圖。

表5-2作業(yè)單位相互關(guān)系影響因素5.2非物流的各作業(yè)單位相互關(guān)系圖

六、作業(yè)單位間物流與非物流相互關(guān)系合并

6.1綜合相互關(guān)系計算表

6.2物流總關(guān)系圖；

6.3劃分關(guān)系密切度

進一步統(tǒng)計各級作業(yè)單位對綜合相互關(guān)系比例如下表9-3表6-2綜合相互關(guān)系等級的劃分七、工廠總平面布置

7.1綜合接近程度

在SLP中，工廠總平面布置并不直接去考慮各作業(yè)單位的占地面積和幾何形狀，而是從各作業(yè)單位間相互關(guān)系密切程度出發(fā)，安排各作業(yè)單位之間的相對位置，關(guān)系密級高的作業(yè)單位之間距離近，關(guān)系密級低的作業(yè)單位之間距離遠，由此形成作業(yè)單位位置相關(guān)圖。當作業(yè)單位數(shù)量較多時，作業(yè)單位之間相互關(guān)系數(shù)目就非常多，一般為作業(yè)單位數(shù)量的平方量級，因此既使只考慮A級關(guān)系，也有可能同時出現(xiàn)很多個，這就給如何入手繪制作業(yè)單位位置相關(guān)圖造成了困難。為了解決這個問題，引入綜合接近程度的概念。所謂某一作業(yè)單位綜合接近程度，等于該作業(yè)單位與其它所有作業(yè)單位之間量化后的關(guān)系密級的總和，這個值的高低，反映了該作業(yè)單位在布置圖上是應(yīng)該處于中心位置還是應(yīng)該處于邊緣位置。為了計算各作業(yè)單儉的綜合接近程度，把作業(yè)單位綜合相互關(guān)系表變換成右上三角矩陣與左下三角矩陣表格對稱的方陣表格，然后量化關(guān)系密級，并按行或列累加關(guān)系密級分數(shù)，其結(jié)果就是某一作業(yè)單位的綜合接近程度（如下表所示）。綜合接近程度分數(shù)越高，說明該作業(yè)單位越應(yīng)該靠近布置圖的中心；分數(shù)越低，說明該作業(yè)單位越應(yīng)該處于布置圖的邊緣。因此，布置設(shè)計應(yīng)當按綜合接近程度分數(shù)高低順序進行，即按綜合接近程度分數(shù)高低順序為作業(yè)單位排序。

7.2作業(yè)單位無面積拼塊圖相關(guān)分析

7.2.1畫關(guān)系工作表

關(guān)系工作表示對相關(guān)圖的進一步總結(jié)，它每一列出一個作業(yè)單位，AEIOUX個成一列，將與之形成AEIOUX各級關(guān)系的其它單位分列在各列之中，如一列中有多種關(guān)系，以逗號隔開。對于此種作業(yè)單位之間的關(guān)系做成的關(guān)系表如下表6-1所示，其中最重要的是A，E和X列。

表7-1各作業(yè)單位關(guān)系工作表

7.2.2畫無面積拼塊圖

對每一個作業(yè)單位做一個同樣大小的方塊，成為無面積拼塊。擺放時，先找出最重要的，即A最多的，若A級數(shù)量相同，再比較E的。

擺放規(guī)則是：A級關(guān)系要邊靠邊，E級關(guān)系至少角靠角，X級關(guān)系不能靠邊也不能靠角。先考慮A關(guān)系，然后考慮E級關(guān)系，在考慮X級關(guān)系，依次類推，直到擺放完為止，最終確定擺放關(guān)系。

最終形成的3中無面積拼塊圖方案如下圖（圖1、圖2、圖3）：

7.2.3選擇最優(yōu)無面積拼塊圖

對以上三種無面積拼塊圖分別進行評分，方法是：如果A級沒有靠近，則扣2分；X級邊靠邊也扣2分；A級的只角靠角，扣1分；X級角靠角，E級沒有角靠角的也扣1分。通過以上的評價方法，對以上三種方案評價，評價的結(jié)果都沒有扣分。同時結(jié)合后面的面積布置圖，最終圖三是最優(yōu)無面積拼塊方案，最優(yōu)方案如下：

最優(yōu)方案

7.3工廠總平面布置三種可行性方案圖及最優(yōu)布置

7.3.1三種可行性布置方案

經(jīng)過分析無面積拼塊圖的最優(yōu)方案及結(jié)合工廠的總面積與各作業(yè)單位的占有