电机生产系统设计工厂选址布局与搬运系统设计本科毕业设计.docx

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电机生产系统设计工厂选址布局与搬运系统设计本科毕业设计

本科毕业设计（论文）

题目：

电机生产系统设计

专题题目：

工厂选址布局与搬运系统设计

学院：

机电工程学院

专业：

工业工程

江西理工大学

本科毕业设计（论文）任务书

题目：

电机生产系统设计

专题题目：

工厂选址布局与搬运系统设计

原始依据（包括设计（论文）的工作基础、研究条件、应用环境、工作目的等）：

企业的选址和厂房总体布局对于企业的经营绩效具有密切的关系，企业为了发展、涨大，提高竞争力，首先在选址上必须科学合理，一个合格的厂址，是企业成长的基础，错误的选址，导致企业难以为继，或者搬迁、或者倒闭。

厂址选择在沿海、沿江、内地，或者选择在市区、郊区、乡下，需要综合考虑许多因素，电机厂的选址应根据企业自身的生产特点，综合考虑原材料、劳动力、市场等因素，在遵循选址原则的基础上，应用系统综合评价技术，确定最合理的方案。

随着现代化系统优化技术的发展和计算机的辅助设计的应用，工厂布置已广泛的采用计算机辅助设计来进行设施规划与布局。

由于影响设施布置的因素错综复杂，并且因素之间相互影响，相互制约，而且大多数因素还具有不确定性，因此，在设施布置设计中常常以物流分析作为主要内容，大多数的计算机辅助设施布置软件也都是以物流分析为主，采用定量分析和定性分析相结合的方法，并将定性分析转化为定量分析。

作为现代设施设计人员与生产管理人员，掌握并应用计算机辅助设施布置设计的方法和程序已成为必然。

厂房总体布局与搬运系统设计是在工业建设的现代化、社会化和市场经济基础上发展起来的一门新兴的综合性技术科学。

主要内容和要求：

主要内容

1、电机厂的选址：

电机厂的选址的原则

电机厂的选址的方案确定

电机厂的选址的方案比较与评价

2、电机厂厂房平面布置：

根据工艺流程各阶段的特点划分出生产车间。

根据生产需要设置必要的职能部门以及附属生产和生活服务部门。

进行物流分析。

进行作业单位相互关系分析与评价。

工厂总平面布置设计。

3、搬运系统设计：

依据电机厂的生产规模、产品结构、厂区划分，规划厂内道路布置。

根据运输货物的特点,装卸设备的特点,货物运量的大小等选择搬运设备。

要求

1、深入企业进行实习，收集设计课题的相关资料，对电机厂的选址、总体布局及搬运系统设计的内容、目的明确。

2、设计原始参数：

该项目总投资多少，年产多少万KW电机，预计厂区面积、需要工人数量、年销售收入与年净利润。

3、概述电机厂的选址与总体布局的一般原则、方法及步骤，用CAD画出各车间布置图，对设计方案应有较为全面的论述与评价。

4、设计分析过程清楚、数据准确、图表齐全，论文内容完整、分析正确、表达流畅、格式规范。

日程安排：

周号

起止日期

工作内容

3

2013、3、11-2013、3、17

查询和阅读文献

4-5

2013、3、18-2013、3、30

撰写论文大纲与开题报告

6-11

2013、4、1-2013、5、12

系统分析、设计、撰写论文

12-13

2013、5、13-2013、5、26

论文修改与编辑

14

2013、5、27-2013、6、2

论文打印与答辩

主要参考文献和书目：

[1]祖裔.工业建筑总平面设计.中国建筑工业出版社.2007

[2]祖华.工业工程专业课程设计指导.机械工业出版社.2006

[3]绪柱.工业工程实验与实习教程.机械工业出版社.2006

[4]蔡启明.基础工业工程.科学技术出版社.2006

指导教师签字：

年月日

教研室主任签字：

年月日

教学院长签字：

年月日

本科毕业设计（论文）开题报告（综述）

机电工程学院工业工程专业

题目：

电机生产系统设计

专题题目：

工厂选址布局与搬运系统设计

本课题来源及研究现状：

来源

工厂选址布局是每个企业最基础、也是最重要的活动。

企业的选址和厂房总体布局对于企业的经营绩效具有密切的关系，企业为了发展、涨大，提高竞争力，首先在选址上必须科学合理，一个合格的厂址，是企业成长的基础，错误的选址，导致企业难以为继，或者搬迁、或者倒闭。

厂址选择在沿海、沿江、内地，或者选择在市区、郊区、乡下，需要综合考虑许多因素，工厂的选址应根据企业自身的生产特点，综合考虑原材料、劳动力、市场等因素，在遵循选址原则的基础上，应用系统综合评价技术，确定最合理的方案。

在现代企业中，物料搬运费用一般占产品总成本的20%～30%左右，机械工业中，物料搬运费用高达35%～40%，因此，降低物料搬运系统的运行成本是提高企业利润的一条途径。

最新关于不同情况下工厂选址的方法研究有：

工厂地址集中的k-种产品选址问题的近似算法、需求不确定状态下的工厂选址、基于服务与距离限制和匹配运输的工厂选址等。

研究现状

该企业生产的主要产品包括：

冶金起重电机、建筑用电机、电梯用电机、变频电机、高压电机等。

该公司老厂房规格和工厂技术、装备和设备已不能满足公司发展的需要和社会发展的要求，尤其是在厂区内物流状况差，搬运物料仍然是选用传统模式，用时多效率差，老厂房的地理位置也限制了公司的发展，所以决定扩大发展，新建新厂区，购买新的先进机器设备，运用先机的科学理念和方法规划新的厂区，设计出最有效的物流搬运路线和高效率先进的搬运工具，有助于节约搬运时间和费用，原材料的采购和产品销售更方便、成本更低。

课题研究目标、内容、方法和手段：

研究目标:

◆厂址的选择

（1）是扩建还是新建；

（2）扩建面积或新建地点和占地面积；

◆厂房平面布置

（1）生产车间划分；

（2）必要的职能部门以及附属生产和生活服务部门规划；

◆搬运系统设计

（1）厂内道路布置；

（2）搬运设备选择；

研究内容：

1、电机厂的选址：

电机厂的选址的原则；

电机厂的选址的方案确定；

电机厂的选址的方案比较与评价；

2、电机厂厂房平面布置：

根据工艺流程各阶段的特点划分出生产车间；

根据生产需要设置的职能部门以及附属生产和生活服务部门；

物流分析；

作业单位相互关系分析与评价；

工厂总平面布置设计；

3、搬运系统设计：

依据电机厂的生产规模、产品结构、厂区划分，规划厂内道路布置；

根据运输货物的特点,装卸设备的特点,货物运量的大小等选择搬运设备；

研究方法和手段：

1.选址的方法：

优缺点比较法、加权因素分析法、运输法、关联矩阵法；

2.布局设计的方法：

SLP；

3.搬运系统设计的方法：

SHA；

4.物流设备选用的一般原则：

符合货物的特性；适应物流量的需要；各物流设备的相互协调性；物流设备的经济性和使用性；应具有超前性和富余量；

设计（论文）提纲及进度安排：

1、论文提纲：

摘要

绪论

第一章论文研究背景

1.工厂选址布局与搬运系统设计的提出

2.工厂选址布局与搬运系统设计理论综述

3.工厂选址布局与搬运系统设计的意义

第二章设施选址

1.选位

2.定址

第三章产品工艺过程分析

1.产品产量分析

2.计算物流量

3.绘制各零件工艺过程图

4.绘制产品总工艺过程图

5.物流分析

6.单位的划分

第四章作业单位非物流相互关系分析

第五章作业单位综合相互关系分析

1.选取加权值

2.综合相互关系计算

3.划分关系等级

4.建立作业单位综合相互关系表

第六章工厂总平面布置

1.综合接近程度

2.作业单位位置相互图

3.作业单位位置相关图

4.作业单位位置相关关系图的调整

第七章物料搬运系统设计

1.物料搬运简介

2.物料搬运系统简介

3.物料分类

4.各项移动分析

5.物料搬运方法的选择

第八章经济财务分析

1.产品方案

2.投资估计

3.产品成本及费用估算

4销售收入

5.年收入及净利润

第九章方案设计与评价

1.平面布置方案一

2.平面布置方案二

3.计算权重

2、进度安排

周号

起止日期

工作内容

周号

起止日期

工作内容

3

2013.3.11-2013.3.17

查询和阅读文献

4-5

2013.3.18-2013.3.30

撰写论文大纲与开题报告

6-11

2013.4.1-2013.5.12

系统分析、设计、撰写论文

12-13

2013.5.13-2013.5.26

论文修改与编辑

主要参考文献和书目：

[1]祖裔.工业建筑总平面设计.中国建筑工业出版社.2007

[2]祖华.工业工程专业课程设计指导.机械工业出版社.2006

[3]绪柱.工业工程实验与实习教程.机械工业出版社.2006

[4]蔡启明.基础工业工程.科学技术出版社.2006

指导教师审核意见：

教研室主任签字：

年月日

注：

本表可自主延伸

摘要

本文以江特电机厂为研究对象，通过搜集资料，了解相关内容。

探讨了工厂选址布局与搬运系统设计的原则目的和意义,并深入研究了工厂选址布局与搬运系统设计的方法步骤。

通过综合分析影响选址的因素运用加权因素分析法进行工厂选址，分析作业单位之间物流与非物流关系运用SLP进行工厂平面布局设计，分析物料的属性运用SHA进行物料搬运系统设计等方面，确立工厂选址布局与搬运系统设计的建立的思路，逐步实现了在制造业中进行工厂选址布局与搬运系统设计的目的，进而进一步提高企业的生产力，促进企业发展。

关键词：

选址；布局；物料；搬运；

Pickto

Takingjiangtemotorfactoryastheresearchobject,throughcollectingdata,understandtherelatedcontent.Factorylocationlayoutandhandlingsystemdesignarediscussedtheprincipleofpurposeandmeaning,andfurtherstudyoftheplantsitelayoutandhandlingsystemdesignsteps.Throughcomprehensiveanalysisoffactorsinfluencingthelocationofthefactorylocationwithweightedfactoranalysismethod,analysisofoperationdepartmentrelationshipbetweenlogisticsandthelogisticsusingSLPplantlayoutdesign,analysisofmaterialpropertieswithSHAmaterialhandlingsystemdesign,etc.,establishfactorylocationlayoutandhandlingthethinkingoftheestablishmentofthesystemdesign,graduallyrealizethelocationlayoutinmanufacturingfactory,withthepurposeofthehandlingsystemdesign,inturn,furtherimprovetheproductivityofenterprises,promoteenterprisedevelopment.

Keywords:

siteselection;Layout;Material;Handling;

第一章前言

1.1研究背景

21世纪，随着中国现代化建设的发展，我国已经逐渐成为世界上的工业大国，据有关资料显示，世界上将近一半的工业产品都将在中国生产，中国渐渐成为世界的主要生产加工基地[1]。

中国拥有许多优越的硬件设施和环境，但是，跟世界上一些发达国家相比，我国在生产率等诸多方面，还是有很大的差距。

虽然我国是一个工业大国，但是我们的生产力水平却达不到国际先进水平。

从事加工行业的人口数量众多，但是收入却不及发达国家一半。

尤其是在厂址选择和生产制造过程中，没有很好的地理位置导致场外物流耗费高以及大量的时间消耗在对物料的转运上，而真正处于生产加工的时间却只占总时间的5%~10%[2]。

很多问题在加工制造业中日渐突出，影响生产率的因素越来越来多，比如说搬运方式不合理，仓储货物放置不合理等。

随着世界生产力水平的飞速发展，越来越多的国家开始发现物流对于提高生产力水平的作用，并将把提升现代物流的发展放在企业的战略性地位，因此物流又被称为利润来源的第三方。

能否做好现代物流的发展，关系着企业的生命力和竞争力。

近几年，各个国家的企业开始重视自身重点的发展。

而对于制造业而言，生产中的物流建设是其主要的重点发展对象，对于物流建设而言，厂址选择、厂房平面布局和物料搬运系统的分析与设计又是其首要重点。

在制造企业中利用科学的选址和厂房平面布局、引入物料搬运系统，对于提高企业的生产率，降低生产成本，从而提高企业的竞争力，是十分必要的。

1.2国内外研究现状

在国内外研究领域里，物流的研究主要是在生产物流系统方面。

美国工业产品生产过程中装卸搬运费用占成本的20％~30％，德国企业物料搬运费用占营业额的1/3，日本物料搬运费用则占国民生产总值的10.73％[4]。

可见，物料搬运系统在国外的研究已经开始起步，并逐渐进入发展成熟阶段。

企业物流中物料搬运系统尤为重要,近几十年来，随着我国科学技术水平的

快速发展，我国开始逐渐重视物料搬运水平的提高。

从最初的简单人力搬运，到机械化搬运水平的过渡，虽然还没有完全实现现代化的物料搬运水平，但是各个制造企业已经开始逐步在生产中引入物料搬运系统分析的方法以及机械化的搬运设备。

随着对物料搬运的逐渐重视和发展，我国制造企业的生产力水平也在逐渐提高，生产率和利润在同步提升。

越来越多的国内企业看到了物料搬运对于企业发展的重要程度，在国内，物料搬运的发展，进入了一个新的阶段。

虽然我国的物料搬运技术与世界上发展中国家还是有一定差距，但是随着企业的共同努力，我国的物流水平将会逐渐与国际先进水平接轨。

1.3课题起源

1.3.1工厂选址布局与搬运系统设计的提出

设施规划与设计（FacilitiesPlanningDesign）起源于早期制造业的工厂设计（PlantDesign），是工业工程的重要分支。

随着社会的进步与技术的发展，设施规划与设计早已超越了制造业的工厂设计范畴，形成了一门不但适用于各类生产型企业，同样也适用于各种服务型企业的学科。

总的来说，设施规划与设计是为新建、扩建或改建的生产系统或服务系统，综合考虑相关因素，进行分析、构思、规划、论证、设计，作出全面安排，使资源得到合理配置，使系统能够有效运行，以达到预期目标为它的研究内容。

设施规划与设计包括：

工厂选址、工厂布局、搬运系统设计、作业单位的详细布局等。

1.3.2工厂选址布局与搬运系统设计相关理论综述

物流与设施规划是工业工程专业一门重要的主干专业课程。

设施规划是工业工程学科中公认的重要研究领域和分支之一。

设施规划特别是其中的工厂设计着重研究工厂总平面布置、车间布置及物料搬运等内容，其目标是通过对工厂各组成部分相互关系的分析，进行合理布置，得到高效运行的生产系统，获得最佳的经济效益和社会效益。

工厂作为一个生产系统是由人员、设备、技术等多种因素所构成，整个系统的效益即总投入与总产出之比应尽可能达到最高水平。

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。

搬运系统设计（SHA）方法为确保作业单位之间的物流能够准确完成的方法,采用一系列图表进行分析,规划并设计了厂内路线、物流搬运工具、运输单元。

1.4研究目的和意义

在物资从原材料生产到产品和

生产到消费的过程中，厂址的选择、厂内平面布置以及物料搬运作业是十分重要的，工厂的地理位置影响厂外物流成本尤其是原材料的供应,厂内平面布置和搬运工作的好坏将直接影响到物流成本的高低。

如果厂内作业单位相对位置和搬运方案不合理，将会对生产作业的顺利进行造成不利影响，造成作业时间的浪费，产品的损坏，进而降低生产率。

所以在国家制造业迅速发展的今天，物流的研究是非常必要的。

在制造企业中引入对物流的研究和应用，可以有效提高搬运效率，合理安排生产时间，节约人力资源，减少机器加工等待时间，让更多的生产力投入到产品的加工中去，从而提高企业的竞争力。

合理优化物料搬运路线，选择合适的搬运单元和搬运工具，可以减少物料中转的复杂程度，减少物料在中转过程中的损耗，便于生产车间的合理布局和管理。

由此可见，在制造企业生产制造过程中引入物留的研究，对于企业的长远发展和提高企业的竞争力，是具有十分重要的意义的。

1.5研究内容

1.分析掌握物流分析的方法和工具，确定物料搬运系统的分析方法；

2.研究工厂选址厂内平面布局和物料搬运系统分析方法和体系结构，针对企业给出的十一个车间区域：

机加工区、精密加工区、冲压区、原材料区、成品区、组装区、设备维修区、铸造区、热处理区、标准件半成品区、办公服务大楼。

进行物流分析，了解各个区域之间的设施布局，物料流通方式。

3.研究各作业单位之间的物流强度关系,SLP是根据物流强度来确定各作业单位之间的位置相互关系

4.研究物料分类的方法，在实际分类分析中，SHA是根据影响物料可运性（即移动的难易程度）的各种特征和影响能够采用同一种搬运方法的其他特征来进行分类。

5.分析每项移动的起点和终点的具体位置在哪里，有什么路线，这些路线上的哪些物料的搬运方法已经确定。

研究物料运进运出的每个作业区内进行什么工作，作业区内部分已有的安排是什么样的布置。

6.研究各种移动分析的资料。

包括物料、路线和物流。

物料主要研究类别和基本特征。

路线主要研究移动距离和路线的具体情况（弯曲程度、路面情况、气候与环境、拥挤程度、起止点组织情况）。

物流主要研究搬运工作量，搬运条件和时间。

7.根据企业的生产计划和订单，详细统计产品的各个加工零件，研究加工步骤，分析计算出物流量，制定出搬运活动一览表。

8.研究各种搬运路线，根据搬运路线系统选择原则确定搬运路线。

根据搬运设备选择原则确定搬运设备类别、规格、型号；根据物料分类一览表确定运输单元。

第二章工厂选址

2.1.选位

2.1.1公司简介

江西特种电机股份有限公司是1991年经江西省经济体制改革委员会赣体改函[1991]50号文批准,由原宜春电机厂按照《江西省股份有限（内部）公司试行规定（草案）》进行内部股份制改造,在向内部职工定向募集基础上设立的股份公司。

该公司主要从事起重冶金电机、高压电机等特种电机的研发、生产和销售。

（1）选位在宜春开发区的原因

宜春正在快速发展，各方面条件都对厂区的建立有帮助，我在宜春开发区的网站上了解到宜春市正在鼓励和引导兴建工业标准厂房，对兴建标准厂房的投资者,土地出让价比照新增工业企业用地标准执行;免收市政公用设施配套费,防空地下室易地建设费,施工噪声排污费,墙体材料专项基金,散装水泥专项资金,白蚁防治费，厂区外配套基础设施由开发区建设，标准厂房出租或第一次出售所缴纳的税收及附加的地方财政留成部分,3年内按80%的比例奖励给投资者，以及综合考虑宜春的实际情况，决定厂区初步选在宜春开发区。

（2）选位综合考虑的因素

经济因素

宜春市拥有G320，S228等高速公路以及G60沪昆高铁，有利于运输销售；在宜春开发区内，有良好的原料供应商和销售市场，可以减少运输成本，利于企业发展；开发区附近专业技术人员、熟练工人和其他劳动力的来源及其数量、质量要求都能满足企业的需要，当地条件能够解决所有劳动力的生活供应和居住问题，当地人事劳动工资政策能够吸引数量和质量都符合要求的劳动力；宜春拥有宜春学院、宜春职业技术学院等高校，具有良好的人才资源。

非经济因素

首先在宜春建立厂区具有良好的政策支持，在减税方面支持力度大，而且水电费也有价格优惠；其次，宜春市人的素质较高，有利于厂区工人的素质提高，便于管理；再次，宜春的自然环境较好，气候宜人，给排水条件较好。

2.2.定位

方案一：

附近拥有很好的原材料供应场所,机械产业遍布周围,有利于公司发展。

目标地点

图2-1

方案二：

沪昆高速就在附近有利于厂外物流的运输,交通便利,员工拥有良好的居住生活环境

目标地点

图2-2

方案三：

附近拥有多所学校能够很好的进行合作,另外还有职业院校是很好的人才供应地方

目标地点

图2-3

2.3.方案评定

用加权因素法进行确定最优方案（打分范围1～10）：

利用层次分析法确定权重。

所谓层次分析法，是指将一个复杂的多目标决策问题作为一个系统，将目标分解为多个目标或准则，进而分解为多指标（或准则、约束）的若干层次，通过定性指标模糊量化方法算出层次单排序（权数）和总排序，以作为目标（多指标）、多方案优化决策的系统方法。

层次分析法是将决策问题按总目标、各层子目标、评价准则直至具体的备投方案的顺序分解为不同的层次结构，然后得用求解判断矩阵特征向量的办法，求得每一层次的各元素对上一层次某元素的优先权重，最后再加权和的方法递阶归并各备择方案对总目标的最终权重，此最终权重最大者即为最优方案。

这里所谓“优先权重”是一种相对的量度，它表明各备择方案在某一特点的评价准则或子目标，标下优越程度的相对量度，以及各子目标对上一层目标而言重要程度的相对量度。

表2-1

影响因素

权重

方案1

方案2

方案3

评分

得分

评分

得分

评分

得分

劳动条件

4

4

16

4

16

5

20

地理条件

6

6

36

5

30

5

30

气候条件

5

7

35

7

35

7

35

资源供应

6

7

42

6

36

5

30

基础设施

4

6

24

5

20

2

8

产品销售

3

4

12

6

12

4

12

生活条件

5

5

25

5

25

4

20

环境保护

4

5

20

5

20

5

20

政治文化

3

4

12

6

18

4

12

扩展条件

2

3

6

2

4

4

8

总计

228

216

195

由上表可知方案1的得分最高，选为最优方案。

第三章产品工艺过程分析

3.1.产品产量分析

由于各个部件的年需求量是固定的，也就是说电机的生产呈理想状态（零库存生产），所以全年的物流量就没有必要给出。

如下图所示为该公司主要产品相关信息

图3-1

产品的主要原材料

该公司产品的主要原材料包括：

硅钢片、漆包线、