第一章课程设计的目的和要求

第一章课程设计的目的和要求第一节绪论物流工程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。第二节课程设计目的和内容一、课程设计的目的物流工程课程设计是物流工程课程的重要实践性教学环节，是综合运用所学专业知识，完成工厂布置设计工作而进行的一次基本训练。其目的是：（1）能正确运用工业工程基本原理及有关专业知识，学会由产品入手对工厂生产系统进行调研分析的方法。（2）通过对某工厂布置设计的实际操作，熟悉系统布置设计方法中的各种图例符号和表格，掌握系统布置设计方法的规范设计程序。（3）通过课程设计，培养学生学会如何编写有关技术文件。（4）通过课程设计，初步树立正确的设计思想，培养学生运用所学专业知识分析和解实际技术问题的能力。二、课程设计内容物流工程课程设计的主要目标是培养学生如何分析、发现现有生产厂布置方面存在的问题，并加以改善的工作能力，以及掌握完整的系统布置设计方法。为此，本课程设计包括两个阶段：一是现场调研阶段；二是给定工厂布置设计阶段。具体内容与工作量要求如下：1、现场调研适当选择一个小型工厂作为研究对象，该工厂的生产类型最好属于多品种，中小批量生产，其产品品种在5～10种，生产部门与主要辅助部门10个左右。完成下列工作：(1)产品调查分析产构成，详细列出工厂主要产品零部件明细表。(2)生产工艺过程调查针对3～5种主要产品加工工艺过程绘制详细工艺过程图，并注明各工序间的物料搬运量。(3)绘制各生产车间、仓储部门之间的物料流程图。(4)作业单位调查，针对各种不同的部门编制相应内容的调查表。对于生产车间，主要调查产品，产量，设备类型与台数、物料流动模式、建筑物结构型式与占地面积等；对于职能管理部门主要调查职责、人员构成、设备配备、办公室面积等；对于仓储部门，应调查储存物品，储存方式、占地面积大小等；对于辅助服务部门，主要调查工作性质、功能、占地面积大小等。当上述数据调查有困难时，可以简单地从工厂平面布置图中直接取得各部门的占地面积的大小。(5)绘制工厂现有平面布置图。(6)对现有平面布置进行分析，找出不合理处，并提出改进意见。2、工厂布置设计针对给定的工厂实例，完成下列工作：(1)产品分析，产品—产最分析，确定生产类型。(2)生产工艺过程分析，绘制工艺过程图。(3)进行物流分析，得到物流相关表。(4)进行作业单位相互关系分析，得到作业单位相互关系表。’(5)将作业单位物流相关表与非物流相互关系表加权合并，求出作业单位综合相互关系表。(6)绘制作业单位位置相关图。(?)绘制作业单位面积相关图。(8)参考现场调研的情况，列出影响布置的修正因素与实际限制条件。(9)产生三套布置方案。(10)布置方案的自我评价，从物流效率、工艺流程要求及生产变化的适应性等方面对各方案进行评价比较，得出最佳方案。3、编写课程设计说明书课程设计说明书是整个设计工作的总结，应包括现场调研报告以及工厂布罩设计各个阶段的工作内容。(1)现场调研报告应包括必要的图表与文字说明，不少于3000字。(2)工厂布置设计说明书应包括各阶段工作数据表格、各布置方案简图及文字说明，工作量不少于12000字，说明书为16开纸，用碳素墨水书写。4、图样工作量i图样是工厂布置设计的阶段成果与最终成果，包括：0)作业单位位置相关图相当于A1图样的坐标纸1张。(2)作业单位面积相关图相当于A1图样的坐标纸1张。(3)布置方案图A1图样三套。第三节课程设计进度计划本课程设计计划用二周时间完成，各阶段进度计划如下。一、现场调研1）产品调查0.5天；2）工艺过程调查0.5天；3）现有工厂平面布置状况调查1天；4）编写调研报告1天；二、工厂平面布置设计1）物流分析2天；2）作业单位相互关系分析，物流与非物流相互关系合并1天；3）绘制作业单位位置相关图1.5天；4）绘制作业单位面积相关图0.5天；5）绘制布置方案图1天；6）编写设计说明书3天；第一节概述一、工厂设计研究范围设施规划与设计是一种对企业的设备、物料以及人员所需空间进行合理分配和有效组合的技术，其研究对象相当广泛，不仅涉及到工矿企业，还包括学校、医院、商店等各行各业。就工厂设计而言，主要包括厂址选择，工厂平面布置，物料搬运与仓储、能源管理和办公室布置等研究内容。1、厂址选择新建与扩建工厂时，首先要对未来的厂址进行选择，一是要确定工厂坐落的地区，二是要确定工厂在该地区的具体位置。关于地区的选择，一般受当地工业布局的限制及社会宏观经济的约束。影响工厂位置的因素很多，可分为定量的成本因素和定性的非成本因素。重要的成本因素包括：①运输成本；②原材料的供应成本；③动力能源和水的供应量及成本；④：土地成本和建筑成本；⑤劳动力资源的供应量、素质及成本；⑧其他各类社会服务成本等。定性的非成本因素包括：当地的气候、地理环境、政策法规、社会因素及科技发展水平等。其中包括环境保护、防止污染等。建设新厂时，工厂的位置应尽量适应工厂未来发展的需要；对于改、扩建工厂，应充分考虑原有厂房的利用。2、工厂布置工厂布置主要包括工厂总平面布置和车间布置两个方面。工厂总平面布置要对工厂的生产车间、物料储运部门、管理部门和生产服务部门的建筑物、场地和道路等，按照各部门之间相互关系的密切程度做出合理的安排。车间布置主要是考虑工艺过程、物流量等因素，对机器设备，运输通道等做出合理的布局。工厂布置是工厂设计的核心内容。3、物料搬运工厂内的物料搬运涉及到全厂工艺过程、搬运作业、仓库管理、信息系统等各个方面，现代物料搬运的重要特征是把物料搬运过程中的所有环节(包括运输、装卸，储存，加工，装配和包装等)，当作一个整体的物流系统来考虑，并与工厂布置密切结合，使工厂物料流动与转移更趋合理，减少物料和能源消耗，缩短物料流动周期，提高产品质量，节省劳动力，最终实现系统总体效益最优化。二，工厂布置的目标任何一种系统的设计工作必须具备4个目标，即可行性、经济性、安全性和柔性。一家工厂就是一个复杂的生产系统，因此，工厂设计当然应追求这4个目标。对于工厂布置来说，主要表现在：（1）必须满足生产工艺过程的需要(可行性)。（2）减少物料搬运(经济性)。（3）减少设备投资(经济性)。（4）提高在制品的周转率(经济性)。（5）充分利用现有空间(经济性)。（6）有效发挥人力及设备的生产能力(经济性)。（7）生产系统必须具备较大的加工范围，适应多种产品的生产。当产品品种变化时，生产系统调整要简便（柔性）。（8）维持良好的工作环境，确保操作人员舒适安全地工作(安全性)。三、工厂布置的基本设计原则为了达到上述的工厂布置目标，在根据当地规划要求确定适当的厂址位置的前提下，应根据下列原则进行工厂布置。1、工厂总平面布置设计原则（1）满足生产要求，工艺流程合理工厂总体布局应满足生产要求，符合工艺过程，减少物流量，同时重视各部门之间的-关系密切程度。具体布置模式有两种：①按功能划分厂区，即将工厂的各部门按生产性质、卫生，防火与运输要求的相似性，将工厂划分为若干功能区段。如中、大型机械工厂的厂区，可划分为加工装配区，备料（热加工）区，动力区、仓库设施区及厂前区等。这种布置模式的优点是各区域功能明确，相互干扰少，环境条件好，但是，这种布置模式难以完全满足工艺流程和物流合理化的要求。②采用系统布置设计模式，即按各部门之间物流与非物流相互关系的密切程度进行系统布置，因此可以避免物料搬运的往返交叉，节省搬运时间与费用。（2）适应工厂内外运输要求，线路短捷顺直工厂总平面布置要与工厂内部运输方式相适应。根据生产产品产量特点，可以采用铁路运输、道路运输、带式运输或管道运输等。根据选定的运输方式，运输设备及技术要求等，合理地确定运输线路及与之有关的部门的位置。厂内道路承担着物料运输，人流输送，消防通行的任务，还具有划分厂区的功能；道路系统的布局对厂区绿化、美化，排水设施布置，工程管线铺设，也有重大影响。工厂内部运输方式，道路布局等应与厂外运输方式相适应，这也是工厂总平面布置应给予重视的问题。（3）合理用地节约用地是我国的一项基本国策。工业企业建设中，在确保生产和安全的前提下，应尽量合理地节约建设用地。在工厂总平面布置时可以采取如下措施：①根据运输、防火、安全，卫生、绿化等要求，台理确定通道宽度以及各部门建筑物之间的距离，力求总体布局紧凑合理。②在满足生产工艺要求的前提下，将联系密切的生产厂房进行合并，建成联合厂房。此外，可以采用多层建筑或适宜的建筑物外形。③适当预留发展用地。（4）充分注意防火、防爆、防振与防噪声安全生产是工厂布局首先要考虑的问题，在某些危险部门之间应留出适当的防火、防爆间距。振动会影响精密作业车间的生产，因此精密车间必须远离振源或采用必要的隔振措施。如机械厂的精加工车间及计量部门应远离锻造车间或冲压车间。噪声不仅影响工作，而且还会摧残人的身体健康。因此，在工厂总平面布置时要考虑防噪声问题，一是可以采取隔音措施，降低噪声源发出的噪声级；二是可以采取使人员多的部门远离噪声源的方法。（5）利用风象、朝向的自然条件，减小环境污染生产中产生的有害烟雾和粉尘会严重影响工作人员的身体健康，并会造成环境污染。进行工厂总平面布置前，必须了解当地．全年各季节风向的分布和变化转换规律，绘制成风象图，拽出全年占优势的盛行风向及最小风频风向。如我国北方大部分地区春，夏季盛行东南风，秋，冬季盛行西北风。散发有害烟雾或粉尘的车间，应分布在两盛行风向间的最小频风向的上风侧。另外，建巩物的朝向也是工厂总平面布置时应注意的问题，特别是对日照、采光和自然通风要求较高的建筑物，更应注意这个问题。（6）充分利用地形、地貌、地质条件。（7）考虑建筑群体的空间组织和造型，注意美学效果。（8）考虑建筑施工的便利条件。上述设计原则涉及面非常广，往往存在相互矛盾的情况，应结合具体条件分别考虑。2、车间布置设计原则。（1）确定设备布置形式根据车间的生产纲领，分析产品—产量关系，从而确定生产类型是大量生产、成批生产还是单件生产，由此决定车间设备布置形式是采用流水线式，成组单元式还是机群式。（2）满足工艺流程要求车间布置应保证工艺流程顺畅，物料搬运方便，减少或避免往返交叉物流现象。．（3）实行定置管理，确保工作环境整洁，安全车间布置时，除对主要生产设备安排。适当位置外，还需对其它所有组成部分包括在制品暂存地，废品废料存放地，检验试验用地、工人工作地，通道及辅助部门如办公室，生活卫生设施等安排出合理的位置，确保工作环境整洁及生产安全。（4）选择适当的建筑形式根据工艺流程要求及产品特点，配备适当等级的起重运输设备，进一步确定建筑物高度、跨度、拄距及形状。（5）采光、照明、通风，采暖、防尘、防噪声。（6）具备适当的柔性，适应生产的变化。四、工厂布置方法由于工厂布置中需要考虑的因素很多，其中很大一部分因素不能用定量的方法表示，而且工厂布置又是多目标的，往往存在相互矛盾的要求。因此，许多布置都依赖于设计人员的经验，否则无法确保布置成果的合理性。而良好的布置设计与拙劣的布置设计之间的实际施工费用相差无几，但两者日