课程设计。学院：能源科学与工程学院。
专业：工业工程12-01
姓名：陈松林311202020108
董香311202020109
苏明伟311202020122
张记311202020129
工厂设施布置设计。
1、设计产品名称。
汽车附件厂车间作业设施布置设计。
2、原始给定条件。
2.1改善前的布局。
某汽车附加厂是一个典型的多种、小批量机械加工型企业，采用拉动式生产方式进行生产控制。改汽车附件厂车间面积为7000平方米，为了对该厂的布置进行优化，将该厂按照其功能划分为8个大区：临时存储区域，主要用于原材料进入质量检测环节前的临时存储；主要生产区域，是进行生产加工所用到的主要机器设备的摆放区域，该区采用功能布置模式来布置；工装区域；设备维护与电力**区域；**配区域；喷涂区域，包括三套喷涂设备以及清洗设备；零件及装配部件存储区，零件位于g1区，部件位于g2区；生产服务区域，主要是一些小型的钻孔机以及冲床等。
该厂的设施设备按工艺原则，即所有的冲压设备、铣削设备、焊接设备等都各自位于单独的区域。这样布置带来的问题有：生产周期长，半成品等待加工的数量大。
物流线路混乱，运输成本高，并且调度困难。为此，将对该厂的生产设备布置进行改善。
2.2物流分析。
在物流分析中，首先需要收集产品信息，即每一种产品的零件信息、产量信息以及工艺信息。
到企业调研得知企业的主要生产八种产品（哈飞的24种产品全属于冲压件，加工工艺基本相同，归为一种产品），通过对产品物流清单的分析，企业共生产111种零件，不包括外购件。所以根据销售数据对111种零件采用abc分类法进行分类，取其中的属于a类的40种产品零件作为计算与分析的参考数据。其中，产量信息采用2023年的数据，工艺流程以2023年工艺为基准。
3、产品工艺过程分析。
由于生产办公区已固定，并且经过实际考察比较合理，同时，成品与半成品的临时存储区的位置经过分析发现比较恰当，因此，这两者的设计不予重新布置。所以只需对冲压车间、焊接车间、型材车间、喷涂车间和组装车间用从至实验法进行物流分析。
3.1产品工艺路线图编制。
将40种产品编号01~40，由于01号产品或半成品在型材车间进行第一道工序的加工，而后被运至冲压车间进行第二道工序的加工，然后再回到型材车间进行第三道工序作业，最后被运到焊接车间进行最后一道工序的加工，后进入储存状态，因此，其工艺路线图如图一所示。该产品工艺路线图共绘制有40种产品的工艺过程。
图1 产品零件工艺路线图。
根据产品及零部件在各车间之间发生搬运的类型（从或至）及次数编制40种零件的从至表（表1）。表1中，列为的起始工作站，行为终至工作站，对角线上方的数值表示按加工顺序的前进方向（图1）被搬运的所有零件类型的数目之和，对角线下方的数值表示按加工顺序后退方向被搬运的零件类型的总数。例如，冲压车间行机加车间列交叉位置的数字为3，是指号产品或零部件（图1）都有从冲压车间运至机加车间的搬运，汇总从冲压车间运至机加车间发生搬运的零件类型的总数为3，在后续的行文中，简单的记为（冲压车间，机加车间）=3，又如焊接车间行与冲压车间列所在列交叉位置的数字是2，说明有两种产品（或产品部件）要从焊接车间返运回到冲压车间。
表1初始零件从至表。
表中，数值越接近对角线的位置，说明i与j两个车间靠的越近。例如：在表1中，（冲压，焊接）=5，说明一共有5种类的零件发生了从冲压车间到焊接车间的移动：
在表1中（冲压，焊接）紧邻对角线。说明冲压车间紧邻焊接车间。由于冲压车间与焊接车间紧邻，定义从冲压车间到焊接车间的距离是1；类似地，（冲压，喷涂）=3远离对角线，于是冲压车间与喷涂车间不相邻，由于冲压车间对喷涂车间有3个车间之隔，定义冲压车间到喷涂车间的距离是4.
定义车间i到j距离如下：被加工零件从车间i运输到车间j所跨越的车间数加1就是车间i到j的距离记为d（i，j）。
3.2工艺路线的改进。
要对初始零件从至表进行改进。表1中型材行与冲压列的交叉位置的数值是18，这表明40种零件中一共有18种类的零件发生了从型材车间到冲压车间的搬运，称18为由型材车间到冲压车间发生的物流种类数目，简记为m（型材车间，冲压车间）。由于从型材车间到冲压车间发生的物流搬运的零件种类多达18种，因此，车间的合理布置应该是将冲压车间的安置在紧邻型材车间的位置，以减少物料搬运的时间，跨越的车间数，即减少加工过程中的物流量，降低运输费用。
所以，在改进的从至表中，应该尽量安排物流种类数目大的放在靠近对角线的方格内，从而确定该数值所在行的车间以及该数值所对列的车间，这是改进从至表过程的规则。按此规则，得到改进从至表（表2），并且将附件厂原来的布置方案“冲压——焊接——型材——机加——喷涂——组装——检验” 改进为“型材——冲压——焊接——机加——喷涂——组装——检验”方案。
表2改进后从至表。
图2 改进后产品零件工艺路线图。
3.3改进工艺路线前后对比。
设改进前，从至表1所对应的作业设施布置方案是f1；改后从至表2所对应的作业设施布置方案是f2.对于两个方案进行比较，比较的目标函数是：在给定作业设施布置f(x)下，全部产品零件在车间之间的移动的总距离为d(f)。
表3 改进前产品移动总距离计算表。
经计算得到改进前产品移动总距离是121（见表3）。利用类似算法可以得到改进后产品移动的总距离92（见表4）。经过对比可见，改进后比改进前的产品移动距离减少121-92=29个单位。
也就是说，在加工工序进行优化的前提下，按新布置的方案加工这40种产品的总的运输距离，比按原来的车间布置加工这40种产品的总的运输距离缩短29个单位距离。
表4 改进前产品移动总距离计算表。
4.1物流分析。
用从至表实验法得到的最优作业设施布置的优化目标是最小系统的搬运距离，而不是物流量。仅达到生产系统的搬运距离最小，并不一定是最优的作业布置方案，因为它并未考虑到车间之间的运输物流量与运输成本，也不能减少总运输成本。因此，在确定最优作业设施布置方案时，还需要将物流量与成本也加入综合考虑。
为了对运输成本进行分析，需要如下数据：一个生产周期内各车间之间的物料运送次数；每次运送的单位距离成本；在各种可能的布置方案中各车间之间的距离。
根据资料数据，结合以上要求做以下处理：由于附件厂属于按订单生产的加工型企业，由于订单一般是小批量的，由此可见该附件厂的生产并不规律，以某个月所生产产品的相关数据进行生产设施布置的优化计算是缺乏代表性的。因此，将附件厂某年全年的产量数据平均到每个月（表5），以此作为一个生产周期内各产品的产量。
由于产量数据平均到每个月内显示的数据量过大，以方便计算，将生产周期内各产品产量进行当量换算。换算方法是：各产品产量缩小100倍，并取整得表6.
表5 各产品月产量表。
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