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目录摘要………………………………………………………………………………..1Abstract…………………………………………………………………………………………..21设计背景………………………………………………………………………………………..
(4)
1.1工厂介绍……………………………………………………………………………….
(4)
1.2公司运作情况………………………………………………………………………..
(4)
1.3物流流程…………………………………………………………………
(5)2设计目标………………………………………………………………………
(5)
2.1设施规划的目标…………………………………………………………
(5)
2.2组装线设计的目标……………………………………………………….
(5)3仓库的布置设计……………………………………………………………….
(6)
3.1面料存储区面积…………………………………………………………
(6)
3.2聚合版存储区面积………………………………………………………
(7)
3.3周转库面积………………………………………………………………
(9)
3.4产成品存储面积…………………………………………………………
(9)4装配线布置设计………………………………………………………………
(10)
4.1装配线的平面布置……………………………………………………
(10)
4.2流水线的节拍…………………………………………………………..
(11)
4.3工作台设计……………………………………………………………..
(11)
4.4确定装配线工作站数和面积…………………………………………..
(11)
4.5装配线总面积…………………………………………………………..
(14)5进货区与出货区布置设计……………………………………………………
(15)6总体布置设计…………………………………………………………………
(15)
6.1设施布置设计的原则…………………………………………………...
(15)
6.2物流分析………………………………………………………………...
(16)
6.
2.1从一至表……………………………………………………….
(16)
6.
2.2物流强度等级…………………………………………………..
(17)
6.
2.3物流相关图……………………………………………………..
176.
2.4非物流分析……………………………………………………..
176.3Tompkins关系表技术…………………………………………………..
176.
3.1关系工作表……………………………………………………
186.
3.2无面积拼块图………………………………………………….
186.
3.3面积图…………………………………………………………197总结……………………………………………………………………………218致谢……………………………………………………………………………
22.9参考文献……………………………………………………………………….23Sonic音箱厂布置设计摘要公司新厂房为120000平方英尺,净高度为20英尺,其中办公室面积为15000平方英尺,木工和音箱蒙布加工2900平方英尺剩下的102100用于要设计的仓库和装配线,sonic音箱厂布置设计需要进行物流分析和设计、装配线的平衡设计、物料搬运设备的选择和工厂运作的详细说明关键词组装线设计生产流程分析生产/制造设施布置物料搬运工作台设计SonicspeakersfacilitydesignAbstractsonic’snewbuildingis120000sq.ft.facilitywithaclearstackingheightof20feet.includedinthebuildingis15000sq.ft.forwoodandcarpetmanufacture.Theremaining120100sq.ftwillbeusedforwarehousespaceandtheassemblysystemtobedesigned.SonicSpeakersFacilityDesignwillrequireanalysisanddesignofmaterialflowemphasizingdesignofabalancedassemblylineselectionofappropriatematerialhandlingequipmentandadetaileddescriptionoftheoperation.Keywords:AssemblyLineDesignProductFlowAnalysisProduction/ManufacturingFacilityLayoutMaterialHandlingTabledesign1设计背景
1.1工厂简介Sonic音箱公司是一家音箱系统的制造和销售公司,它的整个产品线包括电声系统、音箱系统、仪器箱和专业照明设备公司产品通过第3方运输公司向大小零售商发货Sonic公司目前的仓库和制造设施已经不能满足公司的增长的需要,因此新建一综合厂房,将用于办公、制造、最终产品的销售和仓储、原材料和包装材料的存储公司目前的生产和销售人员每天工作10小时,这一工作时间将保持不变对公司新厂房按后面提供的数据作出布置设计
1.2公司运作情况公司新厂房既存放原材料,也要存储产成品原材料有3种木料用于制造音箱的箱体,面料用于制造音箱的外蒙面,和外购的零部件,包括喇叭、导线、变压器、螺丝还有一些不是该厂生产的成品音箱也要放在该厂房的成品库的保留区域中在木料加工区,按照下达的加工单,从仓库领取所需的聚合板在此切割加工该加工用计算机数控锯床进行,按加工单编程后,木料按技术要求切割计算机软件通过对不同尺寸的音箱体前后、侧面和底版寻求最佳下料组合,来优化材料的利用率一般对一张聚合板,80%能用于当前下料的箱体,20%的边角料还可以用于其他类型箱体中加工好的箱体面板按音箱类型在托盘上码好,并送到在制品库存中在面料加工区,按加工单对指定面料按指定尺寸切割下料先取出成卷的面料,送到切割台,裁成所需的长度裁好的面料块也码在托盘上送入在制品库中装配区的加工单需要从在制品和原材料库中领料,然后送到装配区首先是装配音箱体,然后除了背面板以外,箱体各面都要用胶水贴上面料,并去掉多余的边角箱体然后送到电气装配区,喇叭要装入箱体中,并接好导线再安装其他附件装配好的音箱要进行测试,速度为每分钟1套然后放在产品包装盒中,在码在托盘上,送入成品库存储顾客的定单是在分拣区拣货,要的货可以是一件,也可以是一托盘定单的货物拣取后,先暂放,检查无误后附上出货单,发货后交由零担运输商运输出厂原材料收货木料整捆聚合板的尺寸4英尺*8英尺,每捆的高3英尺面料8英尺长直径3英尺的卷料其他零部件标准48*40英寸托盘,连托盘总高5英尺在木料和面料下料区完成的半成品、装配后的成品和发货搬运都是标准48*40英寸托盘
1.3物流流程(如图)2设计目标对公司的新厂房按后面提供的数据作出布置设计公司期望的生产量增长是每年7%,按每种产品存储增长量是3%并假设定单特征不变设计要求物料搬运、存储和生产物流最优各部门的位置要根据厂房要求和物流作出优化安排设计要考虑人因工程的要求因为公司工人年龄的增长,背痛和CTD职业病增加,所以要求设施设计,尤其是新的装配区,要考虑合适的高度,并采取措施满足不同年龄、身高和体重的工人的需要
2.1设施规划的目标
(1)设施规划过程中应用车间布置原理,应该遵循制造程序连续化,力求制造过程中搬运移动减至最低限度,尽量利用设备搬运以求生产连续化,在各工位间应保留适当的空间以利于作业人员和物料的搬运
(2)工厂布置应尽量考虑生产线平衡,妥善分配机器,人力、发挥最大的生产力,力求缩短物料搬运距离,降低成本
(3)规划适当的附属设施和通道,使物料搬运流畅
(4)易于重新布置运用车间布置原理使得原材料、半成品及成品的搬运距离最短,产品的成本下降,要有效利用工厂的空间
2.2组装线设计的目标组装线设计的目标是追求生产线平衡,减少各种不必要的浪费如动作浪费、等待浪费,搬运浪费,力求以最低的成本,获得最大的经济效益3仓库的布置设计
3.1面料存储区面积面料尺寸为8英尺长直径为3英尺卷料,由于尺寸比较长可以选用悬臂式货架,根据原材料库存数据可得面料为31卷(以周为单位),按生产增长为7%满足十年的增长需要计算,可知31*(1+
0.07)10=31*
1.967=61搬运工具选用内燃叉车,型号H18提升高度12英尺,因此悬臂式货架可以设计为四层(含地面层),其布置图如下每层可以放16卷,通道宽度根据叉车直角堆垛最小通道宽度12英尺面料存储区长度为4*8=32宽度为3*4+12*3=12+36=48S面积=32*48=1536平方英尺(包括作业通道面积)
3.2聚合板库存面积整捆的聚合板尺寸为4英尺*8英尺*3英尺高,聚合板采用标准托盘存放,连托盘总高为5英尺,因此每个托盘可以放一捆聚合板,存储方式采用重叠式堆码由库存数据得聚合板为48捆,(以周为单位),按生产增长为7%满足十年的增长需要计算,可知48*(1+
0.07)10=48*
1.967=95捆搬运工具选用内燃叉车,型号H18提升高度12英尺,重叠式堆码不能堆太高,容易倒掉,再根据叉车的提升高度可以确定堆放3层每层可以堆放的托盘数95/3≈32由于聚合板尺寸大于托盘尺寸,所以计算占地面积要按聚合板的尺寸算其布置如图木料存储区长8*8=64宽4*4=16S木料=64*16=1024平方英尺(不含通道面积)
3.3周转库面积(喇叭、加强筋和在制品的库存面积)由于喇叭、加强筋和在制品及外购成品都采用标准托盘存放,因此它们的存储采用托盘货架存放库存数据已知按生产增长为7%满足十年的增长需要计算,可知喇叭123*(1+
0.07)10≈242加强筋142*(1+
0.07)10=123*
1.967≈280在制品37*(1+
0.07)10≈73总托盘数242+280+73=595托盘货架主要由立式柱片和横梁组合而成(如图)货架布置要遵循以下原则1货架方向应与布置区域长边平行2货架通道深度至少为2个货位长3在同一区域货架应保持同一方向摆放4不要沿墙布置通道,每个通道两边应有货架,便于作业
(1)确定货格尺寸货格长4”*5+40*2=100”宽48”+4”=52”高5*12+4=64
(2)确定货架层数货架层数与叉车提升高度有关,叉车提升高度约为140”,所以货架定为3层(含地面层)
(3)确定叉车货架作业单位由于叉车两面作业,可以确定叉车货架作业单位,如图叉车货架作业单位如图该单元有12个托盘长度为100英寸深度为两排货架深度+背靠背间隙+叉车直角堆垛最小通道宽D=52”*2+4”+140”=248”≈21英尺S叉车作业=D*100”=248”*100”=24800≈173平方英尺
(4)确定总面积作业单元数595/12=
64.25≈50S总=50*173=8650平方英尺
(5)确定货架排数货架长和排数与具体的面积形状有关,50个单元,按4*13即4个通道每个通道13个作业单位如图
3.4产成品存储区面积当前每周生产需求单位(套)1号2号3号4号5号6号7号8号9号10号高峰数量12712711011011011094949472按年生产增长7%满足10年增长需求,即每周总产量为(127+127+110+110+110+110+94+94+94+72)*(1+
0.07)10≈2065产成品存放全部放在标准托盘上,所以产成品的存储方式应采用托盘货架,产品1号→10号尺寸可放在标准托盘上,可采用前面设计好的托盘货架存放.型号成品箱尺寸(英寸)单个托盘可放(套)生产需求(套)托盘1号24*18*184250632号36*30*2422501253号48*30*2422171094号24*18*184217555号36*30*2422171096号48*30*2422171097号36*30*242185938号48*30*242185939号54*30*2421859310号54*30*24214372总托盘数(63+125+109+55+109+109+93+93+93+72)=921外购成品104*5*(1+
0.07)10≈536成品总托盘数921+536=1457总作业单位1457/12≈122S总=122*173=21106平方英尺确定货架排数根据厂房尺寸可以安排6*21,即6个通道每个通道有21个作业单位仓库总面积S仓库=S面料存储区+S木料存储区+S喇叭、加强筋和在制品及外购成品的库存面积+S产成品存储面积S仓库=1536+1024+8650+21106=32316平方英尺4装配线布置设计
4.1装配线的平面布置装配线的平面布置应有利于工人操作,在制品的运动路线要短,流水线之间的衔接要好,生产场地要充分利用,可以通过布置成适当的流水线的形状来满足这些要求每种形状的流水线在工作地的布置上有单列和双列两种不同形式,在此我选用双列布置如图
4.2确定流水线节拍,选择运输方式和运输装置流水线采用何种节拍主要取决于流水线的连续程度,如果组织是连续流水线,工序同期化程度很高,工艺性良好,在制品的重量、精度和其他技术条件要求都允许严格按节拍出产制品,可以采用强制节拍,否则采用自由节拍或粗略节拍根据题意在此应采用自由节拍,在自由节拍流水线上由于工序同期化水平和连续程度底,可采用连续式运输带,滚道、滑道、甚至使用平板运输车等,这些运输装置的共同特点是允许工序间储备一定数量的在制品,用于调节节拍的摆动已知产成品尺寸可知10种产成品按尺寸分可以分成四种(如下图)型号尺寸(英寸)产成品
①24*18*181号、4号
②36*30*242号、5号、7号
③48*30*243号、8号
④54*30*249号、10号可以考虑采用四条装配线,如果用四条装配线那么产品的成本就很高,因此可以考虑用三条装配线,型号
①在一条装配线上生产,型号
②③由于它们长都为30英寸,所以可以在第二条装配线上生产,型号
④在第三条装配线上生产已知工人每天工作10小时,一周按五天来算(一周的工作时间为3000分钟)可以得出各型号的节拍(如下图)单位(分钟)型号(英寸)计算公式节拍
①24*18*183000/(127+110)*
1.
9676.43
②36*30*243000/(127+110+94)*
1.
9674.6
③48*30*243000/(110+94)*
1.
9677.5
③54*30*243000/(94+72)*
1.
9679.
24.3工作台设计工作台高度设计以站立时的工作高度为准,站立时的工作高度是不能改变的,坐着工作高度可以调节椅子来改变,因此把工作台调高,这样无论站立还是坐着都很轻松从生理学角度来讲,站坐交替工作可以缓解人体腿部的负荷,还能降低工人的工作量在《人因工程学》中对工作台的高度设计如下表工作类型对男性的推荐高度对女性的推荐高度精密工作98-10893-103轻度工作88-9383-88重工作73-8868-83人站立工作时推荐的工作高度(单位cm)工作类型对男性的推荐高度对女性的推荐高度精密工作90-11080-100轻度工作74-7870-74重工作6865坐着工作时推荐的工作高度(单位cm)生产线上的操作工人一般都为女性,因此工作台高度设计以女性的具体标准来定,装配箱体不含背面板,粘贴面料,安装喇叭和接线柱,接导线、装背面板个,安装附件、测试,装箱、贴标签托盘堆码,都是属于轻度工作工作台高度应在83-88cm,站立工作时对女性的推荐高度为70-74cm工作台设计兼顾站坐两种姿势,工作台高度取88cm约为3英尺高椅子可为可以调节高度的椅子
4.4确定装配线工作站数
(1)确定第一装配线工作站数和面积第一装配线节拍为
6.分钟,由于已知各个工序的作业时间,所以可以确定工作站台数装配箱体不含背面板2个,粘贴面料3个,安装喇叭和接线柱1个,接导线、装背面板2个,安装附件、测试2个,装箱、贴标签托盘堆码1个第一装配线工作站分配图工作台面积
2.5英尺*
2.5英尺工人工作区面积
4.5英尺*
3.5英尺在制品存放区面积3英尺*54英寸成品存放宽度至少两个托盘的宽即40”*2=80英寸,第一装配线线宽根据成品的尺寸来定,因为第一装配线只生产型号
①产品,因此可以将其设为20英寸.第一装配线宽度为20”+3’*2+
3.5’*2+12*2=464英寸长度为
4.5’*7+
2.5’*7+80”==584英寸S1=584*464=270975平方英寸即约1882平方英尺胶水待干时间为60分钟,这就要考虑用辊式输送机,由于装配线节拍为6分钟,每排放6套,每套间隔为2英尺辊式输送机工作示意图确定辊式输送机占地面积长6*18”+7*2’=276英寸宽18”*3+6*18”=162英寸S辊=276*162=44712平方英寸即约311平方英尺S1总=S1+S辊=1882+311=2193平方英尺
(2)确定第二装配线工作站数和面积第二装配线需要生产2种不同尺寸产品,其节拍需要重新计算节拍为≈
7.5分钟已知
②③型号产品各个工序的作业时间,确定工作站台数,装配箱体不含背面板3个,粘贴面料3个,安装喇叭和接线柱、接导线3个、装背面板、安装附件、测试2个,装箱、贴标签托盘堆码1个第二装配线工作站分配图第二装配线线宽根据成品的尺寸来定,因为第二装配线只生产型号
②③产品,因此可以将其设为35英寸.其他尺寸同上第二装配区宽度为35”+
3.5’*2+3’*2+24’=479”长
4.5’*8+
2.5’*8+80”=752”S2=479*752=360208平方英寸约2502平方英尺辊式输送机占地面积同上S辊约311平方英尺S2总=2502+311=2813平方英尺
(3)确定第三装配线工作站数和面积第二装配线需要生产2种不同尺寸产品,其节拍需要重新计算节拍为≈
9.2分钟已知
④型号产品各个工序的作业时间,确定工作站台数,装配箱体不含背面板3个,粘贴面料3个,安装喇叭和接线柱、接导线3个、装背面板、安装附件、测试2个,装箱、贴标签托盘堆码1个由于第三装配线的工作台跟第二装配线工作台一样,所以其占地面积也一样.S3总=2813平方英尺
4.5装配区总面积装配区总面积由第一装配线占地面积+第二装配线占地面积+第三装配线占地面积S总=S1总+S2总+S3总=2193+2813+2813=7819平方英尺5进货区与出货区布置设计由公司新厂房图知道,在新厂房南面有16个站台门,可以考虑将8个站台作为进料站台,另外8个站台作为出货站台,因此其进出货物在同一方向进货区面积尺寸,其宽度必须大于最长货物长度的两倍,进货区货物最长长度为8英尺进货区宽8’*2=16英尺=192英寸长38’-9”*3=1395英寸S进货=192*1395=267840平方英寸即1860平方英尺出货区宽8’*2=16英尺=192英寸长38’-9”*2+39’-4”=1402”英寸S出货=192*1402=269184平方英尺即1870平方英尺6总体布置设计
6.1设施布置设计的原则设施布置的好坏直接影响整个系统的物流、信息流、生产经营能力、工艺过程、灵活性、效率、成本和安全等方面并反映一个组织的工作质量,顾客印象和企业形象等内涵,优劣不同的设施布置,在施工费用上相差无几,甚至差的布置设计花费更少,但对生产经营的影响却有很大的不同设施不止设计不但在新设施设计时要做,在原有设施重新设计改造时也需要,设施布置设计要考虑的基本原则1整体综合原则2移动距离最小原则3流动性原则4空间利用原则5柔性原则6安全原则
6.2物流分析当物料的移动是工艺过程的主要部分时,物流分析就上工厂布置设计的核心工作,也是物料搬运分析的开始,零部件物流是该部件在工厂内移动时所走过的路线,物流分析不仅要考虑每个零部件在工厂内的路线,还要遵循两个最小和两个避免原则两个最小原则经过距离最小和物流成本最小两个避免原则避免迂回和避免十字交叉
6.
2.1从一至表当研究的产品、零件或物料品种数量很多时,用从一至表研究物流状态就非常方便了序号作业单位原材料库木料加工车间面料加工车间装配车间成品库收货区发货区周转库
①原材料库81042
②木料加工车间24
③面料加工车间14
④装配车间10423
⑤成品库104267
⑥收货区79
⑦发货区
⑧周转库
6.
2.2物流强度等级由于直接分析大量物流数据比较困难而且没有必要SLP中将物流强度转化成五个等级,分别用符号AEIOU来表示,其物流强度逐渐减小,对应超高物流强度,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,作业物流对或称为物流路线的物流强度等级应按物流路线比例或承担的物流量比例来确定物流强度等级比例划分表物流强度等级符号物流路线承担物流量超高物流强度A1040特高物流强度E2030较大物流强度I3020一般物流强度O4010可忽略搬运U
6.
2.3物流相关图(其中U级关系没标出)
6.
2.4非物流分析非物流分析主要由以下理由确定
(1)工作流程
(2)作业性质相似
(3)使用相同设备、设备或同一场地
(4)使用相同文件
(5)使用一套人员
(6)联系频繁程度
(7)监督和管理
(8)噪声、震动、烟尘、易燃、易爆等A级一般只用于部门间有密切的工艺联系或使用相同的设备或场所,如过对A有些把握不准,就可以定为E如两个作业单位间人员流动量大但并不是每时如此,再如方便和安全要求、搬运物料要求和服务频繁和紧急等U级是最多的,当两个作业单位间不需要相关或无干扰时采用X同A一样重要,但方向相反,是不需要密切靠近的由于这种评级是定性的,必须遵循以下的方法和步骤
(1)由设施布置人员初步决定各作业单位间的关系,并经集体讨论,充分阐明理由并作出分析
(2)访问相关图中所列作业单位的主管或上级,和充分的调查研究
(3)决定密切程度的标准,并逐项把这些标准列在相关图的理由表中
(4)对每一对作业单位确定密切程度等级和理由
(5)应允许任何人对相关图提意见,允许多次评审、讨论和修改
6.3Tompkins关系表技术
6.
3.1关系工作表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,AEIOU各成一列,将与之形成AEIOU各级关系的其他单位分列在各列中,如一列中有多种关系,以逗号隔开完成关系表如图其中最重要的是AE作业单位AEIOU
①原材料库6823
②木料加工车间8
③面料加工车间8
④装配车间58
⑤成品库76
⑥收货区8
⑦发货区5
⑧周转库
612436.
3.2无面积拼块图在拼块上,将作业单位代号写在正中央,名称写在代号上面,四个角分别放置与之成AEIOU级关系的,U级关系不用考虑,做成的拼块如下图完成全部拼块后,可以裁下来进行布置摆放摆放时,先找出关系最重要的,即A最多的,若A级数量相同,再比较E的将此块先放于中央位置,即为
⑤再看
⑤块的A角(左上)和E角(右上)摆放规则是A级关系要边靠边放,E级关系至少要角靠角,X关系不能靠边也不能靠角因此先将
⑦块与
⑤边靠边摆放如图完成
⑤块的A级后,再看E级关系,将
⑥与
⑤块角靠角注意因为I和O对摆放并无多大用处,故只要注意A级关系的边靠边和E级关系的角靠角无面积拼块图
6.
3.3面积图面积图主要考虑两个问题,一是将前面分析个作业单位面积需求汇总,根据场地的要求,确定建筑的基本形状;二是在此形状上按各作业单位的面积需求进行分配,结合上面的布置图,作出有面积的块状布置图(BlockLayout)已知各作业单位面积如图,厂房尺寸为349’-4”*341’-6”以30*30为基本单元格,可以算出总单元格数,代号名称面积单元格数
①原材料库25603
②木料加工车间7001
③面料加工车间15002
④装配车间781910
⑤成品车间2110624
⑥进货区18603
⑦出货区18703
⑧周转库865010总单元格为3+1+2+10+24+3+3+10=56格子布置图总平面块状布置图7总结通过Sonic音箱厂新厂房的布置设计使我对仓库的布置设计装配线的设计有了更深刻的认识仓库的布置设计包括原材料库布置设计周转库布置设计成品库布置设计.原材料存储方式有两种一种是采用悬臂式货架,另一种直接采用托盘堆垛周转库和成品库的存储全部采用托盘货架存储装配线的设计是根据《制造设施设计和物料搬运》这本书的要求来设计,如工作站台面积,工人工作时的空间,及装配线旁的在制品的堆放的尺寸等工作站台高度的设计用到了,《人因工程学》的知识,其设计可以满足不同年龄、身高和体重的工人的需要可以大大的降低工人的背痛和CTD职业病的增加音箱厂总体布置采用了Tompkins关系表技术,此关系表逻辑条理较强,它的主要步骤如下
(1)先将相关图转化为关系工作表(ReationshipWorksheet)
(2)将每个作业单位制作出一个相同面积的拼块,得到拼块图(DimensionlessBlockDiagram)
(3)在拼块图上做流程分析(FlowAnalysis)
(4)将拼块图转化为面积图致谢本次毕业设计是在伊俊敏老师的精心指导和严格要求下完成的,直至完成的各个环节都凝集着伊俊敏老师的辛劳和汗水同时也要感谢同学们在设计写作过程中给以的帮助,还要感谢工业工程与物流管理系各位老师的关心和指导,我的每一次进步都与他们的努力分不开的,在此向他们致以诚挚的谢意参考文献1伊俊敏〈〈物流工程〉〉,北京电子工业出版社,20052FredE.meyersMatthewP.stephens〈〈制造设施设计和物料搬运〉〉,(第二版),北京清华大学出版社,20023程国全、柴继峰、王转、王华,〈〈物流设施规划与设计〉〉,北京中国物资出版社,20034龚国华、王国才,〈〈生产运营管理----制造业和服务业〉〉(第二版)上海复旦大学出版社,20035丁玉兰,〈〈人因工程学〉〉,上海上海交通大学出版社,20046范中志,〈〈工业工程基础〉〉,广州华南理工大学出版社,2003。