球阀物流与设施规划课程设计Word文件下载.docx
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因此,工厂布置设计就是一项多因素、多目标的系统优化设计课题。
由于社会需要的多样性,生产不同产品工厂的模式必然存在着差异,这就给工厂布置设计带来了难题。
系统布置设计(SLP)方法提供了一种以作业单位物流与非物流的相互关系分析为主线的规划设计方法,采用一套表达力极强的图例符号和简明表格,通过一套条理清晰的设计程序进行工厂布置设计。
这种方法为设施设计人员与生产工具管理人员广泛采用,实践效果良好。
系统布置设计不是一种严密的设计理论,而是一套实践性非常强的设计模式和规范的设计程序。
学习和掌握系统布置设计方法最有效的手段就是直接参与设计工作。
二、基本要素分析
1、球阀结构及参数
球阀是由旋塞演变而来的,它的启闭件作为一个球体,利用球体绕阀杆的轴线旋转90o实现开启和关闭的目的。
球阀在管道上主要用于切断、分配和改变介质流动方向,设计成V形开口的球阀还具有良好的流量调节功能。
球阀不仅结构简单、密封性能好,而且在一定的公称通经范围内体积较小、重量轻、材料耗用少、安装尺寸小,并且驱动力矩小,操作简便、易实现快速启闭。
球阀装配图如下图所示:
图1球阀装配图
球阀零件明细表如下:
表1球阀零件明细表
工厂名称:
球阀加工装配厂
产品名称
球阀(qf100)
序
号
零件名称
自制
外购
材料
单位成品
消耗量
单件重量(kg)
备注
大型号
中型号
小型号
1
阀体
√
ZG25
5
3.5
2
闷盖
1.5
1.1
3
密封圈
聚四氯乙烯
0.02
0.01
0.007
4
阀芯
40Cr
0.8
0.5
0.3
调整垫
0.005
0.002
6
螺柱
Q235
0.09
0.04
7
螺母
0.08
0.05
8
填料垫
0.45
0.2
0.15
9
中填料
0.12
0.03
10
上填料
11
填料压聚套
35
0.35
12
阀杆
13
扳手
0.55
0.16
2、作业单位划分情况
表2作业单位建筑物汇总表
作业单位建筑物汇总表
序号
作业单位名称
用途
建筑面积
结构形式
原材料库
存放原材料
72*108
跨距12
7776
外购件及标准件库
存放标准件及外购件
60*72
4320
机加工车间
对零件进行机加工
72*180
12960
化工车间
对零件进行化学加工
热处理车间
铸造零件,对零件进行热处理
油漆车间
对零件油漆
总装车间
装配成品,并检验成品
120*360
43200
成品库
存放成品
办公服务楼
管理和服务活动
车库
停放车辆
96*96
9216
3、工艺过程分析
球阀生产工艺流程:
(1)零、组件制作与外购(续表为自制件工艺过程卡)
(2)组装所有零、组件在总装车间集中组装为成品。
(3)上漆组装完成后,至油漆车间,每件成品需用油漆0.13kg。
(4)产品储存所有上漆产品转运至成品库待出厂。
表3阀体的工艺过程卡
件号
单位重量/kg
年计划产量
总重量/kg
qf101
ZG25
100000
200000
工序内容
工序材料利用率/﹪
原材料出库
100
308642
铸造阀体毛坯
90
277777.8
粗铣、粗车
80
222222.2
淬火
精铣、精车
表3中,已知零部件最后一步加工之后的产品的总重量,即第5步得产品总重200000kg,第5步的工序材料利用率为90%,故可计算出第4步的总重量为:
200000/90%=222222.2kg。
依照此方法,可以求出每一工序及原材料的总重量,最后结果如表3所示。
同样的方法,可以求出其他零部件的各工序重量,计算结果如下列表所示:
表4闷盖的工艺过程卡
qf102
110000
169753.1
铸造闷盖毛坯
152777.8
122222.2
表5密封圈的工艺过程卡
qf103
聚四氯乙烯
700
714.3
热挤压成型
98
表6阀芯的工艺过程卡
qf104
40Cr
30000
47058.8
铣槽、粗车
75
35294.1
精车
85
表7调整垫的工艺过程卡
qf105
200
204.1
表8填料垫的工艺过程卡
qf108
15000
23529.4
粗车
17647.1
表9中填料工艺过程卡
qf109
3000
工序材料利用率
3061.2
表10上填料工艺过程卡
qf110
表11填料压聚套工艺过程卡
qf111
表12阀杆工艺过程卡
qf112
9000
16917.3
铸造阀杆毛坯
95
16071.4
70
11250
表13扳手工艺过程卡
qf113
16000
28070.2
铸造扳手毛坯
26666.7
粗铣、钻孔
20000
精铣、扩孔、绞孔
三、物流分析
物流相关分析是机械制造厂平面布置的基础,主要从以下步骤来进行分析:
1、产品工艺过程分析
1.1分析给定的工艺过程表
由于各个部件的年需求量是固定的,也就是说球阀的生产呈理想状态(零库存存),所以全年的物流量就没有必要给出。
工艺过程表计算出各个工序加工前后单件重量及废料重量如下表14所示:
表14各个零件原料重量与成品重量对比
原始重量(kg)
材料利用率(%)
成品重量(kg)
废料(kg)
3.0864
64.8
1.0864
1.6975
0.5975
0.0071
0.0001
0.4706
63.75
0.1706
0.00204
0.00004
0.2353
0.0853
0.0306
0.0006
0.1692
53.2
0.0792
0.2807
57
0.1207
1.2各个自制零部件工艺过程图
在上述工艺过程图中,○代表加工,▽表示储存,图示符号中的数字即表2中各作业单位的序号。
数字表示各工序加工的零部件重量,其中,因为某些工序的材料利用率不是100%,因此会产生废料,如:
0.3086=3.0864-2.7778即为废料的重量。
其余各工艺过程图的计算和表示方法均一样。
图2自制零部件工艺过程图
1.3产品总的工艺过程图
图3产品总的工艺过程图
1.4产品产量分析
生产的产品品种的多少及每种产品产量的高低,决定了工厂的生产类型,进而影响工厂的布置形式。
根据以上已知条件可知,待布置设计的球阀厂的产品品种单一,产量较大,其年计划产量为100000件,属于大批量生产,所以此类少品种大批量的生产适合于产品原则布置,采用流水线生产的组织形式。
2、物流强度分析
2.1作业单位之间的物流强度
将从至表中各个作业单位对的物流强度汇总,按照作业强度划分等级,物流强度等级划分采用著名的A、E、I、O、U等级,AEIO比例如下表,U级比例只给无物流的作业单位对,有物流的作业单位对一般不考虑U级。
表15物流强度等级分划表
物流强度等级
符号
物流路线比例(%)
承担的物流量比例(%)
超高物流强度
A
40
特高物流强度
E
20
30
较大物流强度
I
一般物流强度
O
可忽略搬运
U
表16作业单位之间的物流强度
该表中未出现的作业单位对之间不存在固定的物流,因此物流强度等级为U级。
作业单位对数
物流量
合计
1-3
0.4706+0.2353+0.2353
0.9412
1-4
0.0071+0.0306+0.0306+0.00204
0.07034
1-5
3.0864+1.6975+0.1692+0.2307
5.1838
3-2
2+1.1+0.3+0.15+0.15+0.09+0.16
3.95
3-5
2.2222+1.2222+0.353+0.1765+0.1765+
0.1125+0.2
4.4629
4-2
0.007+0.002+0.03+0.03
0.069
5-3
2.7778+1.5278+2.2222+1.2222+0.353+
0.1765+0.1765+0.1607+0.1125+0.2667+0.2
9.1959
总计
23.92314
其中A级的判定为:
9.1959/23.92314=38.43%,近似等于40%,根据表15定为A级,I级的判定为:
5.1838/23.92314=21.67%,近似等于20%,定为I级。
其余的划分依次类推。
2.2各作业单位对之间物流强度统计图
图4
2.3绘制从至表
表17从至表
fromto
2.4作业单位物流相关原始分析
由上面的原始物流作定量的分析后,得到原始物流相关表。
表18原始物流相关表
由原始物流相关表(表18)可得作业单位物流相互关系图(图5)如下图:
图5作业单位物流相互关系图
四、作业单位非物流相关分析
根据球阀结构及工艺特点,球阀厂的作业单位划分有原材料库、外购件及标准件库、机加工车间、化工车间、热处理车间、油漆车间、总装车间、成品库、办公服务楼和车库。
1、从物流、工作流程、作业性质相似、使用相同设备、使用同一场地等一系列因素整理出作业单位相互关系的主要因素,在相关图中,评级理由一般以编码表示,并给出理由编码如表19所示:
表19球阀作业单位相互关系密度理由
编码
理由
工作流程的连续性
生产服务
物料搬运
管理方便
安全及污染
功用设备及辅助
震动
人员联系
2、确定各作业单位对之间影响相互关系的因素,并初步确定相互关系等级如表20所示:
表20作业单位相互关系等级
含义
说明(分值)
比例(%)
绝对重要
4分
2~5
特别重要
3分
3~10
重要
2分
5~15
一般密切程度
1分
10~25
不重要
0分
45~80
X
负的密切程度
-1分(不希望接近)
3、调整相互关系等级比例,将最后的作业单位之间的相互关系等级填入作业相互关系表(图6),菱形格子的上方填入两两之间的密切程度等级,下方填入评级理由,即理由编码。
图6非物流作业单位相互关系图
五、作业单位综合相关分析
图5、图6可知球阀厂作业单位物流相互关系与非物流不一致。
为了确定作
业单位之间综合相互关系密切程度,需要将两表合并进行分析判断。
其合并过程如下:
1、选取加权值
加权值的大小反应工厂布置时考虑因素的侧重点,对于球阀来说,物流因
素影响并不大明显大于其它非物流因素的影响,因此将加权值取为1:
1。
2、相互关系计算
根据该厂各作业单位对之间物流与非物流关系等级的高低进行
量化,并加权求和,求出综合相互关系如表21所示。
当作业单位数目为n时,总作业单位对数为:
P=n(n-1)/2
式中,P为作业单位对数。
该方案中有10个作业单位,所以,表21中将有45个作业单位对,即有45个相互关系。
A,E,I,O,U,X的量化值分别为4,3,2,1,0,-1。
3、综合物流相关等级表
根据作业单位物流相互关系图(图5)和非物流作业单位相互关系图(图6
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- 球阀 物流 设施 规划 课程设计