SLP法汽车制造厂布置设计及仿真模拟
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基于SLP法的厂区平面布局设计作者:兰爽刘忠华孟照璇来源:《价值工程》2017年第34期摘要:针对H公司新增生产线、优化厂区平面布局等要求,采用系统布置设计方法对该公司的总平面布局进行规划研究。
首先,根据产品生产流程及产量要求,测算作业单位之间的物流量,分析作业单位间的物流关系;然后,结合企业生产特点,分析作业单位间的非物流关系;最终,确定作业单位间的综合相互关系,从而分析得出作业单位之间的接近程度。
在此基础上,绘制出位置相关图,形成布局方案。
优化后的平面布局方案可以帮助企业减少物料搬运时间、提高作业效率、降低生产成本。
Abstract: Contraposed to the both requests of the new add up product line of H Corporation and optimize factory plane distribution, systematic layout planning method had been used in layout research of total plane layout of H Co. First of all, in according to the requirements of the production process and production output, the logistics quantity among the operation department had been measured, the logistics relationship among operation departments had been analyzed; after that,according to the production characteristic of company, the non-logistics relationship among operation departments had been analyzed. Finally, the colligate relationship among the operation departments had been determined, so the proximity among the operation departments has been analyzed. Based on these, position correlation pictures could be protracted to form the layout projects. The plane layout projects which been optimized can reduce time of convey materiel,improve efficiency of task and depress cost of production of corporations.关键词:系统布置设计;平面布局;作业单位;物流量Key words: systematic layout planning;plane layout;operation department;logistics quantity中图分类号:F403 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2017)34-0239-030 引言为将工厂布局方法定量化,并降低生产成本,美国学者Richard Mother提出了一种系统设施布局规划方法(Systematic Layout Planning,简称SLP)。
一、课程设计目的工业工程综合课程设计是在工业工程学生系统地学习了工业工程相关的理论、知识和方法之后对所学理论知识进行实践体验和融会贯通的过程。
设计目的旨在提高学生的动手实践能力、团队协作能力、规划设计能力和思维创新能力。
二、课程设计组织设计过程学生可自行组成设计小组,共同研讨方案,但报告最终需以个人的方式进行提交,即每位设计者需要提交一份设计报告。
三、课程设计内容实训模块一:基于SLP的布局优化及生产过程仿真(一)基于SLP的1、系统布置设计在制造业中,工厂布局设计主要是确定工厂的生产部门、辅助服务部门和管理部门的位置。
合理和有效的工厂布置对提高企业的生产效益、降低成本起着重要的作用。
最具代表性的是R·缪瑟(R·Muther) 提出的“系统布置设计(SLP)”法,该方法提出了作业单位相互关系密级表示法,使布置设计由定性阶段发展到定量阶段。
在缪瑟提出的系统布置设计(SLP) 中,正是把产品P、产量Q、生产路线R、辅助服务部门S及生产时间安排T作为给定的基本要素(原始资料),作为布置设计工作的基本出发点。
系统布置设计(SLP) 程序如下图所示。
输入数据(P、Q、P-Q、R、S、T)1、物流2、作业单位的相互关系3、物流-作业单位关系图4、必要面积5、可利用面积6、面积相互关系图7、修正条件8、实际制约9、拟定几种布置方案10、评价系统布置设计模式SLP设计步骤:(1)准备原始资料。
(2)工艺过程分析。
(3)物流分析与作业单位相互关系分析。
(4)绘制作业单位位置相关图。
(5)作业单位占地面积计算。
(6)绘制作业单位面积相关图。
(7)修正。
(8)方案评价与择优。
2、课程设计资料东胜机械制造有限公司是一家专业生产汽车变速箱的民营企业,该厂现有员工1170人,各类机床320多台,公司主厂区共有10个加工车间,主要进行部件的加工、组装等,其中3车间属于各种轴类部件机加工车间,图1为该车间的设备布局图,其车间整体形状为L型,有锯床1台、钻床1台、热处理炉1台、普通车床6台、立铣2台、镗床1台、磨床1台、检验台1个、暂存区4处。
基于SLP及AHP的车间设施布置方案设计一、引言为提高车间生产效率和员工的生产安全,合理布置车间设施是非常重要的。
本文将基于层次分析法和SLP方法,设计一套可行的车间设施布置方案。
二、SLP方法SLP方法,即经验层级分析法,是一种基于经验法则与启发式规则的流程分析方法。
它通过对工艺流程的分析来优化车间设施的布局,从而提高车间生产效率。
首先,我们需要收集车间的生产流程信息,包括原料的进货、加工、装配、包装和出货等环节。
然后,将每个环节转换为工作站,并确定每个工作站所需的设施和标准工作面积。
最后,通过对工作站的排列和布局,形成一个符合流程要求的完整车间布置方案。
三、AHP方法AHP方法,即层次分析法,是一种重要的多目标决策方法,它通过建立决策层次结构和判断矩阵,进行层次比较和权重计算,得出最终的综合决策。
在这里,我们可以将车间设施的设计分为三个层次:经济效益、生产效率和人类因素。
其中,经济效益是主要目标,生产效率和人类因素是辅助目标。
通过AHP方法,我们可以确定每个目标的权重,并对车间设施布置方案进行综合评价和决策。
四、车间设施布置方案设计在收集了车间生产流程信息后,我们可以将车间的流程分为五个主要环节:原料进料、车间加工、装配、包装和出货。
通过转换成工作站,确定出每个工作站所需的设施和标准工作面积。
接下来,我们可以将工作站分为四大类:进料和出料、加工和加热、装配和测试、包装和分配。
(一)进料和出料进料和出料工作站位于车间的两端。
在这个环节,需要一个货车卸料平台、一条传送带和一个装载区。
Β;(二)加工和加热加工和加热工作站是生产车间的核心,它包括了所有的加工设备。
在这个环节,需要一台切割机、一台钻床、一台铣床、一个万能板材切割机、一台绞盘、两台冲床、一个喷涂室和一个烤箱。
(三)装配和测试装配和测试工作站是将加工好的零件组装成成品的环节。
在这个环节,需要一台挤压机、一台钻床、一台铣床、四个装配桌、一个U型装配线、一组测试设备和一个产品检测室。
课程设计课程名称:物流系统规划与管理设计题目:基于SLP法的汽车制造厂布置设计及仿真模拟汽车生产流程图焊接件库随车工具库出口成品库成品库 锻工车间 冲压件库 焊接车间 铸件毛坯库 轮胎库 油化品库 半成品库 油漆车间冲压车间 热处理车间 15 厂大门25 221 5 精铸车间 6 26 7 8 2711 1 442 40 40 34 3435 35 102 73 474 1 1 33 24 46 7411 16 22 16 11 15 15 7 6 5 43 9 11 1213 10 8 2 1 16 17 15 14 21 20 19 18 22 厂大门装配车间试车场 配件库 外协件库 随车工具 外协件 轮胎 柴油机 铸件毛坯 齿轮,铸件 棒材 精铸材料 板材 木材 油化品 机加车间 板材库金材库 23车库物流系统规划与管理课程设计任务书一、课程设计任务根据上面的汽车生产流程图:1、利用所学的系统布置设计(SLP)模式进行厂区布置设计;2、Flexsim仿真模拟。
二.课程设计要求:1.进行物流强度等级比例划分由于直接分析大量物流数据比较困难且没有必要,SLP中将物流强度划分为五个等级,分别用符号A,E,I,O,U来表示,其物流强度逐渐减小,对应着超高物流强度,特高物流强度,较大物流强度,一般物流强度和可忽略搬运五种物流强度。
作业单位对物流强度应按物流路线比例或承担的物流量比例来确定。
(1)作业单位相互关系等级的划分表,如表1所示。
表1 作业单位相互关系等级的划分表物流强度等级符号物流路线比例(%)承担的物流量比例(%)超高物流强度特高物流强度较大物流强度一般物流强度可忽略搬运 AEIOU10203040403020102.流程图进行物流强度汇总确定物流等级流程图进行物流强度汇总确定物流等级。
如表2,表3,表4所示。
表2 汽车装配厂物流强度汇总表序作业单物流序作业单物流号位对(物流路线)强度号位对(物流路线)强度1 1-11 1 15 9-16 472 1-20 1 16 9-21 733 1-21 1 17 10-19 404 2-18 35 18 10-20 405 3-14 16 3-16 26 19 11-23 2217 4-16 24 20 12-20 48 4-23 22 21 12-23 89 5-21 11 22 13-22 2510 6-21 16 23 13-23 2711 7-11 15 24 15-16 112 8-18 34 25 16-17 413 8-19 34 26 20-21 4214 9-12 7 27 21-22 102表3 物流强度汇总确定物流等级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 10*27=2.7 40*862=344.8特高物流强度 E 20*27=5.4 30*862=258.6较大物流强度I 30*27=8.1 20*862=172.4一般物流强度O 40*27=10.8 10*862=86.2可忽略搬运U221+102=323 所以11-23、12-22等级为A73+47+42+40+40=242所以9-21、9-16、20-21、10-19、10-20等级为E35+34+34+27+26+25+24=205所以2-18、8-19、13-23、3-16、13-22、4-16等级为I22+16+15+11+8+7+4+4+4+4+1+1+1+1+1=100所以4-23、6-21、7-11、15-21、12-23、9-12、8-18、12-20、16-17、1-11、1-20、1-21、3-14、15-16等级为O表4 汽车装配厂物流强度等级表序号作业单位对(物流路线)物流强度物流强度等级1 11-23 221 A2 21-22 102 A3 9-21 73 E4 9-16 47 E5 20-21 42 E6 10-19 40 E7 10-20 40 E8 2-18 35 I9 8-18 34 I10 8-19 34 I11 13-23 27 I12 3-16 26 I13 13-22 25 I14 4-16 24 I15 4-23 22 O16 6-21 16 O17 7-11 15 O18 5-21 11 O19 12-23 8 O20 9-12 7 O21 12-20 4 O22 16-17 4 O23 1-11 1 O24 1-20 1 O25 1-21 1 O26 3-14 1 O27 15-16 1 O 3.汽车装配厂作业单位物流相关图,如下图1所示。
SLP 法在某汽车厂总体布局设计中的应用刘洋;祁文军;孙文磊【期刊名称】《宁夏大学学报(自然科学版)》【年(卷),期】2014(000)002【摘要】通过对汽车厂现状的调查分析,获得其生产工艺过程及生产特点,应用SLP 法对其总体布局进行设计。
首先分析其厂区物流系统,确定各作业单位之间的物流和非物流强度关系,从而确定各作业单位的综合相互关系,绘制作业单位位置相关图和面积相关图。
然后通过进一步地修正和调整,得到3个可行的布置方案,采用分层加权因素法确定了厂区的最佳总平面布置方案。
%The production process and production characteristics are obtained through investigation and analysis of the present situation of auto plant systematic layout planning (SLP)is applied in the facility layout of Dongfeng automobile plant.Based on the analysis of material and non-material flow interrelation of the plant,the operation unit location correlation diagram and operation unit area correlation diagram are mapped out.Through further amendment and adjustment,three feasible layout plans are got.The best layout plan of the plant is obtained by using the weighted factor method.【总页数】5页(P144-148)【作者】刘洋;祁文军;孙文磊【作者单位】新疆大学机械工程学院,新疆乌鲁木齐 830049;新疆大学机械工程学院,新疆乌鲁木齐 830049;新疆大学机械工程学院,新疆乌鲁木齐 830049【正文语种】中文【中图分类】F403【相关文献】1.SLP法在管桩生产基地平面布置设计中的应用 [J], 杨艇;朱本飞2.SLP法在钢材配送中心总体规划设计中的应用研究 [J], 罗勇;程国全3.SLP法在新车间布局设计中的应用 [J], 王勇4.SLP法在化工厂总平面布置中的应用——工业工程专业优秀毕业设计介绍 [J], 程国全5.钢材配送中心总体规划设计中SLP法应用研究 [J], 刘运莲;李伟因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
课程设计
课程名称:物流系统规划与管理
设计题目:基于SLP法的汽车制造厂布置设计及仿真模拟
汽车生产流程图
物流系统规划与管理课程设计任务书
一、课程设计任务
根据上面的汽车生产流程图:
1、利用所学的系统布置设计(SLP)模式进行厂区布置设计;
2、Flexsim仿真模拟。
二.课程设计要求:
1.进行物流强度等级比例划分
由于直接分析大量物流数据比较困难且没有必要,SLP中将物流强度划分为五个等级,分别用符号A,E,I,O,U来表示,其物流强度逐渐减小,对应着超高物流强度,特高物流强度,较大物流强度,一般物流强度和可忽略搬运五种物流强度。
作业单位对物流强度应按物流路线比例或承担的物流量比例来确定。
(1)作业单位相互关系等级的划分表,如表1所示。
表1 作业单位相互关系等级的划分表
2.流程图进行物流强度汇总确定物流等级
流程图进行物流强度汇总确定物流等级。
如表2,表3,表4所示。
表2 汽车装配厂物流强度汇总表
表3 物流强度汇总确定物流等级表
221+102=323 所以11-23、12-22等级为A
73+47+42+40+40=242所以9-21、9-16、20-21、10-19、10-20等级为E
35+34+34+27+26+25+24=205所以2-18、8-19、13-23、3-16、13-22、4-16等级为I
22+16+15+11+8+7+4+4+4+4+1+1+1+1+1=100所以4-23、6-21、7-11、15-21、12-23、9-12、8-18、12-20、16-17、
1-11、1-20、1-21、3-14、15-16等级为O
表4 汽车装配厂物流强度等级表
3.汽车装配厂作业单位物流相关图,如下图1所示。
图1 汽车装配厂作业单位物流相关图
4.进行作业单位非物流关系等级比例划分
作业单位间相互关系的影响因素与企业的性质有很大关系,不同的企业,作业单位的设置是不一样的,作业单位的相互关系的影响因素可以考虑以下几个方面:(1)物流(2)工艺流程(3)作
业性质相似(4)监督和管理方便(5)使用统一场所(6)噪声,振动,烟尘,危险品的影响。
(7)工作关系频繁程度
(8)使用同一组人员
影响作业单位的相互关系的因素的非物流分析表,如表6所示。
表6 作业单位的相互关系的因素的非物流分析表
5.影响作业单位非物流关系等级的要素
确定了作业单位相互关系密切程度的影响因素以后,就可以给出作业单位间的关系密切等级,在SLP中作业单位间相互关系密切程度等级划分为A,E,I,O,U,X。
(1)作业单元相互关系等级表,如表7所示。
表7 作业单元相互关系等级表
(2)作业单位的相互关系的因素的非物流图,如图2所示。
互关系的因素的非物流图6.作业单位综合相互关系的确定
在大多数工厂中,各作业单位之间既有物流联系也有非物流联系,两作业单位之间的相互关系应包括物流关系与非物流关系。
因此在SLP中,要将作业单位间物流的相互关系与非物流的关系进行合并,求出合成的相互关系——综合相互关系,然后和作业单位间综合相处关系出发,实现各作业单位的合理布置。
关于综合相互关系计算表,如表8所示。
表8 综合相互关系计算表
7.综合相互关系等级划分比例
对于综合相互关系密切程度等级划分表,如表9所示。
表9 综合相互关系密切程度等级划分表
8.作业单位位置相关图
SLP中,工厂总平面布置并不直接去考虑各作业单位的建筑物占地面积及其外形几何形状,而是从各作业单位间相互关系密切程度出发,安排各作业单位间的相对位置,关系密集高的作业单位间距离近,关系密集低的作业单位之间距离远,由此形成作业单位位置相关图。
包括两个步骤:
(1)综合接近程度排序表,如表10所示。
表10 综合接近程度排序表
(2)作业单位位置相关图的绘制,如图3所示。
图3 作业单位位置相关图
9.作业单位面积相关图确定各个作业单位使用的面积
(1)关系工作表
是对相关图的进一步总结,它每行列出一个作业单位,AEIOUX各成一列,将与之形成AEIOUX 各级关系的其他单位分列在各列之中,如一列中有多种关系,以逗号隔开。
完成的关系表如表所示,其中最重要的是A、E和X列。
如表11所示
表11 关系工作表
(2)作业单位面积表,如表12所示。
表12 作业单位面积表
(3)总需求为15600平方米,按长宽比为1:1得。
以100平方米为基本单元格,则总共有156个单元格,各作业单位圆整后的单元格数如表中“单元格数”列。
这样,面积块状布置就是在此156个格子上分配各作业单位。
如表13所示。
表13 面积需求数表
10.作业单位面积相关图调整
需要的面积受到实际可能或其他因素的限制,因此必须对所需面积进行适当调整,使之既符合建筑物的整体外形,又符合各作业单位面积的需要。
压缩一些不必要的面积,也可进行新的组合。
如图4、5、6所示。
图4 各作业单位
图5 各作业单位面积
图6调整后各作业单位及面积
11.汽车装配厂总平面布置图的绘制
汽车装配厂总平面布置图:1、油化品库2、板材库3、金材库4、铸件毛坯库5、胎库6、外协件库7、随车工具库8、冲压件库9、半成品库10、焊接件库11、成品库12、配件库13、出口成品库14、锻工车间15、热处理车间16、机加车间17、精铸车间18、冲压车间19、焊接车间20、油漆车间21、装配车间22、试车场23、车库。
如图7所示。
图7汽车装配厂总平面布置图
12.在Flexsim 软件模拟,把平面图、立体图、运行图附于设计报告的最后。
1) Flexsim 软件模拟, 平面图、立体图、运行图。
如图8、9、10所示。
图8 模拟软件平面图
图9软件模拟运行图
图10软件模拟立体图。