物流工程的课程设计报告

郑州航空工业管理学院

物流工程课程设计报告 2007 级工业工程专业 0705073 班级

题目xx中德分公司热交换器车间设施布置改善同组成员xxxxx 张贞xxxxx xxxxx

指导教师xxxxx（副教授）

2010年09 月04 日

前言

一.本课程设计题目热交换器车间布局优化,选择该题目的原因有以下几个方面：

1.我们实习的地方是陕西xxxx有限公司，具体是在某个车间实习，而车间里的主要产品又多为零部件生产，而热交换器的车间是从零部件的生产到产品的完工，各个工艺过程均在一个车间完成，为课程设计中所需的物流分析和设施规划分析提供必要条件。

2.热交换器的生产工艺清晰明了，各个部件的构成及加工过程我们都做了全面的了解和深入的调研工作。

3.车间布局优化也是物流工程课程体系的重点部分，选择本课题有利于充分利用所学知识，分析和解决实际中遇到的问题；也为这门课程的学习进行一次全面的实际操作性锻炼，使我们更好的掌握物流工程相关理论和方法。

二.课程设计进度安排

1.2010年7月10-20号在xx中德分公司热交换器车间进行实习调研

2.2010年8月利用假期时间做好资料的分类和整理工作，确定研究课题内容，列好提纲。

3.利用假期时间分配组员任务，根据提纲和小组成员的兴趣分配任务，争取小组成员在开学前（9月1日）完成所接受的任务。

4.利用开学第一周时间将各小组成员的工作进行整理，在指导老师的建议下修改生成最后文件，并进行仿真实验分析。

5.利用开学第一周周末进行答辩。

三.课程设计人员分工

1.赵柯舒为小组组长，负责数据的整理分析，做出物流分析和改善方案，并组织成员完成进度工作。

2.组成员张秀秀负责绘制主导产品，拳头产品的工艺流程图，包括工艺规程的叙述性文字。

3.组成员李鹏负责写课程设计任务书（任务、目的、要求）。结合车间情况分析总结写出调研报告及热交换器的加工工艺过程分析。

2.组成员张贞绘制车间设施布置现状图，通过讨论改善之后绘制改善后的设施布置图，整理最后文档排版，并完成建模仿真。

目录

一课程设计任务书 (5)

1.1课程设计目的 (5)

1.2课程设计任务 (5)

1.3课程设计要求 (6)

二现场调研分析 (8)

2.1热交换器的结构及有关参数 (5)

2.2热交换器的生产工艺过程 (12)

2.3 热交换器作业单位的划分 (14)

三物流分析 (16)

四作业单位非物流相互关系分析 (21)

五作业单位综合相互关系分析 (22)

六系统建模仿真分析 (28)

七设计心得和体会 (29)

八参考文献 (34)

一课程设计任务书

1.1课程设计目的

1、通过优化设施布置，改变不合理的流向，减少移动距离，以达到降低成本的目的。

2、更加细化和掌握课本理论知识，做到游刃有余，将课本理论知识同实践相结合，体现工业工程人的基本素质。

3、锻炼通过自学与自己探索的方式解决问题的能力。

4、通过此次课程设计将物流工程车间布局设计应用到车间，锻炼实践能力和理论联系实际的能力。

5、锻炼团队分工合作与协调能力。

1.2课程设计任务

车间布局设计是制造系统设计的重要内容之一,车间布局的优劣直接决定着产品质量、生产率和经济效益。设计车间布局以及车间物流系统,介绍了生产物流的仓储系统、运输系统等。根据实际的厂房结构与生产线特点,设计生产线布局与仓储、运输系统等物流系统。基于FLEXSIM系统仿真技术,开发车间布局三维仿真系统,运用本仿真系统,模拟出生产加工车间设备布局、车间物流,便于管理生产设备,在此基础上,结合机械加工仿真系统,实现生产车间仿真系统的集成。设施布置设计的目的是为了提高生成效率、降低成本，缩短生产周期。在制造企业，设施布局问题受到越来越多的重视。进行布局研究的需

要也越来越迫切，随着竞争的日益激烈，企业的经营模式逐步转向集团化和国际化，xx陕西xxxx有限责任公司作为该行业的佼佼者，在生产运作过程中，随着生成车间的扩建，如何对生产车间的布局成为首要解决的问题之一；与此同时客户对产品的种类、价格、交货期等都提出了更高的要求，xx陕西xxxx有限责任公司生产的产品有400余种，企业的生产模式正再从大规模生产向更具有柔性的小规模面向客户行成产模式转变，在原有的生产布局上提出应有的改进，使其满足生产计划的变化。因此无论是扩大生产新建车间还是在原有车间的基础上进行改进重组，都需要进行快速合理的布局设计。生产车间是物料转化为成品的场所，是企业最重要的一环，因此本文对加工车间的布局原则，物料路经，搬运系统进行研究，并运用“5W1H”和“6S”进行研究，运用布置与路径图进行分析和改善。布置和路径分析重点对“搬运”和“移动”的路线进行分析，常与流程程序图配合使用，以达到缩短距离和改进不合理流行的目的。便于对产品、零件或人与物的移动路线进行分析。

1.3课程设计要求

设计小组选择一个车间作为分析对象，选择工艺专业化车间、对象专业化车间或混合型车间均可。

(1) 了解车间的职能、任务、车间组织机构及组成单元，各机构的职能，各单元的任务；

(2) 了解车间的现有设施及其布置现状，并绘制成车间设施布置现状图；

(3) 了解车间的产品构成、各产品产量，各产品的工艺流程及所用设备、运输、停放、检验场所；

(4) 绘制主导产品、拳头产品的流程序图、线路图；

(5) 绘制从至表，通过从至表反映主导产品、拳头产品与各主要设备及各主要作业单位（元）之间的关系及物流强度；

(6) 运用5W1H提问技术及ECRS改善原则对车间内各种设施的布置、生产流程的合理性进行分析，提出改善意见；

(7) 根据各单位及各设备之间的物流关系强度绘制作业单位相互关系表；

(8) 将作业单位（包括设备）物流相关表与非物流相互关系表加权合作，求出作业单位综合相互关系表；

(9) 根据从至表、作业单位相互关系表、综合相互关系表及改善意见，设计两套车间内部设施布置规划改善方案；

(10) 列出每套方案的优缺点，并从改善物流效率，促进生产流程合理化，有利于提高经济效益，以及投资金额大小及其效果等方面，进行技术、经济评价、选优与可行性论证；

(11）运用FLEXSIM仿真软件，将优化前后的布置方案进行模拟演示，以进一步证实设计结果的合理性。

二现场调研分析

陕西xx-爱罗泰齐空调设备有限公司为中德合资企业，是由xx一集团陕西xxxx有限责任公司与德国爱罗泰齐（AERO TEDH）出口有限公司合资的高档次工业用空调制冷设备专业生产厂家。公司（原陕西xx航空电子公司）是我国"一五"期间苏联援建的156项重点工程之一。公司拥有雄厚的开发研制技术力量，拥有先进的计算机中心及计算机辅助设计系统。

车间拥有从日本松下电器公司引进的单班年生产能力10万台的窗式及分体壁挂式空调器装配生产线；拥有从日本大西热学株式会社引进的具有国际先进水平的房间热平衡试验室；拥有国内首家建立的空调器噪声测试室。

车间的空调器测试中心被列为陕西省空调器产品质量监督检验站和陕西进出口商品检验局空调器认可试验室。车间还拥有主要关键设备从日本引进的热交换器生产线、柜式空调装配线、电子产品装配线等。同时还拥有与公司配套引进日本、美国等国家的钣金加工、焊接、喷涂生产线等设备。

车间主要从事研制、生产高档次空调制冷设备，其研制生产的机房专用空调机代表了该领域的世界最高水平。另外，还生产行车空调机、船用空调机、军用空调机等特种用途空调制冷设备等。主要从事研制、生产高档次空调制冷设

备，其研制生产的机房专用空调机代表了该领域的世界最高水平。另外，还生产行车空调机、船用空调机、军用空调机等特种用途空调制冷设备，产品遍布殴美市场，享有很高的声誉。

车间生产的热交换器，采用了当前国际新型翅片，使热交换器的性能大大提高，从而使空调器整机的能效比、冷重比都有明显提高。产品采用了内螺纹铜管亲水铝箔，改进了防氧化焊接工艺，公司生产的热交换器已形成系列化。广泛应用于房间空调、行车空调、车用空调系列及特种空调系列等各种制冷设备，也可根据用户提供的图纸加工或根据用户要求设计。

图1热交换器

车间有从德国引进的先进技术及关键生产、检测设备。主要产品有：军事领域专用空调、机房专用空调、模块式中央空调、机车空调、特种车辆空调、家用商用中央空调及末

端、组合空调、各种除湿机、恒温恒湿型机、行车空调机等十几大类一百多个品种。产品具有高起点、高技术含量、高性能、高可靠性的特点，质量达到国际同类产品的先进水平。本课程设计围绕中德公51车间厂房进行系统化布置设计。

2.1热交换器的结构及有关参数（如下图）

1.车间生产的热交换器主要用于大型专用机械设备上，如火车轮船等;热交换器主要由挡板，短弯管，长弯管，空调翅，护板，笛管组成（如图2-1）。

图2-1热交换器工艺图

2.生产的产品产量的高低，决定了工厂的生产类型，影响着工厂设备的布置形式。根据以上已知条件知，待布置设计的热交换器车间的产品品种单一，产量适中，其月产量为270台（如表3-1），属于小批量生产，适合按产品的原则布置，采用单件小批量生产方式生产。

表2-12010年7月换热器生产作业计划

2.2热交换器的生产工艺过程

热交换器的结构比较简单，总的工艺过程可分为：零、组件的制作与外购；半成品暂存、组装；性能试验与成品存储等阶段。

1.零件的制作与外购

热交换器上的侧板、弯头、铜环是采用外购的方法获得，入厂后由半成品库保存，其他零件由本厂自制，表中各工艺加工前工件重量=该工序加工后工件的重量/该工序材料利用率。空调翅片的生产由冲压设备自动化生成，主要使用的原料为铝箔，其加工范围和工艺要求如图。U型管的生产在二楼，由采购的铜管经过弯管的设备生产出来，其加工范围和工艺要求如图所示。

2.标准件、外购件与半成品暂存

生产出的零、组件经检验合格后，送入半成品库暂存。定期订购的标准件和外协件均存放在半成品库。

3.组装

将有关的零件和半成品进行组装，之中有焊接，铆接等工艺。其中铜环需要先套在弯头上，然后插在胀管口焊接，这样焊接时铜水直接在焊接处凝固。

4.性能测试

所有组装出的热交换器均需进行水密性检验，不合格的就在组装车间进行修复，合格后就进行包装，准备储存。

5.产品存储

所有合格热交换器存放在成品库区待出厂。

表2-2热交换器零件供需明细表

表2-2热交换器零件工艺要求明细表

2.3 热交换器作业单位的划分

由热交换器的工艺过程我们可以清晰地得到主要的加工区域（如表2-2和2-3），U型管、笛管、护板、空调翅片为自制件，弯头、铜管、铆钉为采购件。其中空调翅片的生产由冲压设备自动化生成，主要使用的原料为铝箔。整个冲压工作区所占面积较大，人员一人即可负责生产。胀管工作和焊接工作是相连的，为减少物流量，两个作业区域应该相连。U型管的生产由采购的铜管经过弯管的设备生产出来。

以下为改善前车间的总体布局图，从图中我们可以看到各个工

作区域的位置以及它们之间的相互位置关系。其中大清洗工作区为无效设备，但车间并没有清理掉，所以占用大量的车间空间。

图2-3 热交换器车间布局总体图

三物流分析

1.根据热交换器的结构及工艺特点，设立如图3-1所示的12个单位，、产品性能试验等各项生产任务

图3-1热交换器工艺流程图

为了方便分析，将每种型号的重量和数量做积后得的值大致服从正态分布，抽出三种积最大的883825、883835、883845三种型号进行物流量的近似计算分析；重量全部以883835型号笛管的重量为参照。

表3-1 工序间物流强度参照

根据热交换器工艺过程特点和工序间物流强度，绘制出热交换器的强度工艺过程物流从至表。如表3-2所示，表中1-12数字分别为图3-1工艺流程图中的各个工序代号。从表中我们可以清晰地看出工序一和工序二即制空调翅和长弯管串片并套上下护板之间的物流强度为11.7，工序二和工序三之间的物流强度为19.3，工序三和工序四之间的物流强度为19.3，工序四和工序五之间的物流强度为22.3工序五和工序六之间的物流强度为0.3，工序六和工序七之间的

物流强度为22.6，工序七和工序八之间的物流强度为1，工序十一和工序十二之间的物流强度为26。

表3-2物流强度F从至表

(注：车间各区位面积的单位均按步长来计算)由于热交换器工艺过程特点和工序间物流强度，绘制出热交

换器的作业单位距离从至表。如表3-3所示，表中1-12数字分别

为图3-1工艺流程图中的各个工序代号。从表中我们可以清晰地

看出工序一和工序二即制空调翅和长弯管串片并套上下护板之间

的物流强度为3，工序二和工序三之间的物流强度为20，工序三

和工序四之间的物流强度为5，工序四和工序五之间为5，工序六

和工序器之间为0，工序七和工序八之间为0，工序八和工序九之

间为35。

如表3-4所示，表中1-12数字分别为图3-1工艺流程图中的各个工序代号。从表中我们可以清晰地看出工序一和工序二即制空调翅和长弯管串片并套上下护板之间的物流强度为11.7.

表3-4 系统量距积和

图3-3 作业单位相互关系图

图中处于ii ，iii ，v 区域的搬运是不合理的，因为物流量大，距离长，另外，车间堆放有乱堆乱放现象，运输路线有严重的交叉重