课程设计

课程设计 （SLP）

一、 企业数据分析阶段

1、 产品分析

分析产构成，详细列出工厂主要产品零部件明细表 产品和产量 零件号 3522593 3529759 3531759 3530350 3595243 4037617

产量400，000 360，000 240，000 320，000 480，000 200，000 （件） 2.绘制各生产车间、仓储部门之间的物料流程图。

原材料 原材料 原材料 1 1 1 1.23 7.09 2 1.22 3 8.3 4 6.95 5.84 5 6.95 6 12.67 3.08 8 2.83 成 0.25 2.64

二、工厂布置设计阶段

1.产品分析、P-Q分析、确定生产类型

P-Q分析的结果不仅是确定生产方式和布置形式的基础，也是划分作业单位的基础。企业生产的产品品种的多少以及每种产品产量的高低，决定了工厂的生产类型，直接影响着工厂的总体布局及生产设备的布置形式。产品品种的多少、产量的高低直接决定了设备布置的形式，直观反映了产品——产量与设备布置形式的关系。因此，只有对产品——产量关系进行深入分析，才能产生恰当的设备布置形式。

P-Q分析一般分为两个步骤：（1）将各种产品、材料或有关生产项目分组归类；（2）统计或计算每一组或类的产品的数量。

在产品——产量分析过程中，将个产品按数量递减的顺序排列P—Q 曲线，图中M区的产品数量大，品种少，适宜采用大量生产方式，J区产品的产品数量少，品种多，属于单件小批生产类型，而介于M区与J区之间的产品生产类型为成批成产。

涡轮增压器的P-Q分析图如下所示： M 数量Q J 产品（项目或品种）P P—Q分析图

该涡轮增压器产品品种为6种，产量为20-48万件之间。 属于产品品种很少，适宜大批量生产方式，加工机床按产品的原则布置，宜采用流水线的组织形式，为图中M区。

2．生产工艺过程分析，绘制工艺过程图。

一个有效的工艺流程是指物料在工艺过程内按顺序一直不断地向前移动直至完成，中间没有过多的迂回或倒流。当物料移动式工艺过程的主要部分时，物流分析就是工厂布置设计的核心工作。

在大批量生产中，产品品种很少，用标准符号绘制的工艺过程图直观地反映出工厂生产的详细情况。此时，进行物流分析只需在工艺过程图上注明各道工序之间的物流量，就可以清楚地表现出工厂生产过程中的物料搬运情况。另外，杜宇某些规模较小的工厂，不论产量如何，只要产品比较单一，都可以用工艺过程图进行物流分析。因为该厂产品种类很少，且生产流程单一，所以在此采用绘制产品工艺过程图的方法来反映物流途径。

作业单位物流量分布表 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

起点 材料仓库 材料仓库 材料仓库 蜡模作业组 制壳作业组 脱蜡 模壳库 熔炼作业组 清理 清理 检验 检验 终点 蜡模作业组 壳作业组 熔炼作业组 制壳作业组 脱蜡 模壳库 熔炼作业组 清理 材料仓库 检验 材料仓库 成品库 物流量（吨） 1.23 7.09 5.84 1.22 8.3 6.95 6.95 12.66 2.64 3.08 0.25 2.83

工序材料蜡模制壳脱蜡模壳库熔炼清理检验 成品库材料压模型压烧口工序内容组树 制壳脱蜡 熔炼振壳喷砂切割打磨FP探伤X-RAY终检成品3. 进行物流分析，得到物流从至表。

物流分析：产品制造费用的20%～50%是用作物料搬运的，而物料搬运工作量直接与工厂布置情况有关，有效的布置大约能减少搬运费用的30%左右。工厂布置的优劣不仅直接影响着整个生产系统的运转，而且通过对物料搬运成本的影响，成为决定产品生产成本高低的关键因素之一。也就是说，在满足生产工艺流程的前提下，减少物料搬运工作量是工厂布置设计中最为重要的目标之一。因此

在实现工厂布置之前必须就生产系统各作业单位之间的物流状态做出深入的分析。物流分析包括确定物料在生产过程中每个必要的工序之间移动的最有效顺序及其移动的强度和数量。一个有效的工艺流程是指物料在工艺过程内按顺序一直不断地向前移动直至完成，中间没有过多的迂回或倒流。 物流作业单位编号表 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 作业单位 材料仓库 蜡模作业组 制壳作业组 脱蜡 模壳库 熔炼作业组 熔炼作业组 检验 成品库 各作业单位物流量分布表

序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 起点 1 1 1 2 3 4 5 6 7 7 终点 2 3 6 3 4 5 6 7 1 8 物流量（吨） 1.23 7.09 5.84 1.22 8.3 6.95 6.95 12.66 2.64 3.08

11 12 8 8 1 9 0.25 2.83

以上各表通过物流分析，得出下图

的物流从至表

物流从—至表

1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 合计 14.16 1.23 7.09 5.84 2 1.22 1.22 3 8.3 8.3 4 6.95 6.95 5 6.95 6.95 6 12.66 12.66 7 2.64 3.08 5.82 8 0.25 2.83 3.08 9 0 合计 2.89 1.23 8.31 8.3 6.95 12.89 12.66 3.08 2.83

4．进行作业单位相互关系分析，得到作业单位相互关系表。

当产品品种很少但产量很大时，应采用工艺过程进行物流分析。在采用SLP法进行工厂布置时，不必关心各作业单位对之间具体的物流强度，而是通过划分等级的方法，来研究物流状况，在此基础上，引入物流相关表，以简洁明了的形式表示工厂总体物流状况。

由于直接分析大量物流数据比较困难且没有必要，SLP 中将物流强度转化成五个等级，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 物流路线比例承担的物流量比例（%） 超高物流强度 A 特高物流强度 E 较大物流强度 I 一般物流强度 O 可忽略搬运

涡轮增压器厂的物流强度汇总表

序号 1 2 3 4 作业单位对 1-2 1-3 1-6 2-3 物流量（吨） 1.23 7.09 5.84 1.22 物流强度 0.31 1.80 1.48 0.31 U 10 20 30 40 （%） 40 30 20 10

5 6 7 8 9 10 11 12 3-4 4-5 5-6 6-7 7-1 7-8 8-1 8-9 8.3 6.95 6.95 12.66 2.64 3.08 0.25 2.83 2.11 1.77 1.77 3.22 0.67 0.78 0.06 0.72 注：上表物流强度由此公式得出：物流强度=算得59.04吨。

物流强度分析表

15*物流量，此处的?物流量经计

物流量?序号123456789101112作业单位对（物流路线）6-73-41-34-55-61-67-88-97-11-22-38-1物流强度12345物流强度等级 A AEEEIIIIOOO

为了能清楚地表明各作业单位之间的物流关系我们将物流强度用如下图所示的物流相互关系图、非物流关系相关图来表示，在这两个图中不仅区分物料移动的起始与终点作业单位，在行与列的相交方格中填入行作业单位与列作业单位的物流强度等级。

序号123456789工序组名称材料库蜡模制壳A脱蜡制壳库熔炼A清理I检验I成品库EEUUUUUUUUUUOOEUUUUUUUUUUUEIUOUU

作业单位物流相互关系图

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。

一、非物流相互关系图

不同的企业，作业单位的设置时不一样的，作业单位间的相互关系的影响因素也是不一样的。作业单位间的相互关系密切程度的典型影响因素一般可以考虑一下方面： 1、工艺流程； 1、作业性质相似； 2、使用相同的设备； 3、使用同一场所； 4、使用相同的文件档案； 5、使用相同的公用设施；

6、使用同一组人员； 7、工作联系频繁程度； 8、监督和管理方便；

9、噪声、易燃易爆危险品的影响；

在制造业的企业或工厂中，当物流状况对生产有重大影响时，物流分析就是工厂布置的重要依据，但是也不能忽视非物流因素的影响，尤其是当物流对生产影响不大或没有固定的物流时，工厂布置就不能仅依赖于物流分析，而应考虑非物流因素对设施布置的影响。

序号123456789工序组名称材料库蜡模制壳E脱蜡制壳库熔炼E清理E检验E成品库EEIUXUUUUUUUEEEOUUUUUOXUUUEIOIOI

作业单位非物流相互关系图

三、作业单位综合相互关系图

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的联系，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相互关系进行合并，求出合成的相互关系——综合相互关系，然后由各作业单位间综合相互关系出发实现各作业单位的合理布置。作业单位综合相互关系图的建立步骤。

1、确定物流与非物流相互关系的相对重要性

一般来说，物流与非物流的相互关系的相对重要性的比值m:n不应超过1:3-3:1之间。当比值小于1:3时，说明物流对生产的影响非常小，工厂布置时只需考虑非物流的相互关系；当比值大于3：1时，说明物流关系占主导地位，工厂布置时只需考虑物流相互关系的影响。实际工作中，根据物流与非物流相互关系的相对重要性取m:n=3:1,2:1,1：1,1:2,1:3，我们把m:n称为加权值。

2、量化物流强度等级和非物料的密切程度等级

对于物流相互关系图和非物流相互关系图，一般取A=4,E=3,I=2,O=1,U=0,X=-1，得出量化以后的物流相关图以及非物流相互关系图。

3、计算量化的所有作业单位之间的综合相互关系表

设任意两个作业单位分别为Ai 和Aj ，其量化的物流相互关系等级为MRij ,量化的非物流的相互关系密切程度等级为NRij ，则作业单位Ai 和Aj 之间综合相互关系密切程度数量值：TRij=m.MRij+n.NRij

综合相互关系计算表

序号 作业单位对 关系密切程度 物流关系（加权值：1） 非物流关系（加权值：1） 等级 分值 等级 分值 分值 综合关系 等级 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 1-2 1-3 1-4 1-5 1-6 1-7 1-8 1-9 2-3 2-4 2-5 2-6 2-7 2-8 2-9 3-4 3-5 3-6 3-7 3-8 3-9 4-5 4-6 O E U U E I O U O U U U U U U A U U U U U E U 1 3 0 0 3 2 1 0 1 0 0 0 0 0 0 4 0 0 0 0 0 3 0 E E O U E I I I E U U O X O O E U U U U U E I 3 3 1 0 3 2 2 2 3 0 0 1 -1 1 1 3 0 0 0 0 0 3 2 4 6 1 0 6 4 3 2 4 0 0 1 -1 1 1 7 0 0 0 0 0 6 2 I E U U E I O O I U U O X O O A U U U U U E I

24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 4-7 4-8 4-9 5-6 5-7 5-8 5-9 6-7 6-8 6-9 7-8 7-8 8-9 U U U E U U U A U U I U I 0 0 0 3 0 0 0 4 0 0 2 0 2 U U U E X U U E U U E U E 0 0 0 3 -1 0 0 3 0 0 3 0 3 0 0 0 6 -1 0 0 7 0 0 5 0 5 U U U E X U U A U U I U I 最后，经过调整，建立综合关系图。将上图建立的综合相互关系总分转化为关系密切等级后，绘制成作业单位相互关系图。

序号123456789工序组名称材料库蜡模制壳A脱蜡制壳库熔炼A清理I检验I成品库EEOUXUUUUUUUIIEUUUUUUOXUUUEIOOOO

综合相互关系图 6. 绘制作业单位位置相关图

（一）作业单位综合接近程度计算

在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之间的相对位置，关系密级高的作业单位之间距离近，关系密级低的作业单位之间距离远，由此形成作业单位位置相关图。

当作业单位数量较多时，作业单位之间相互关系数目就非常多，为作业单位数量的平方量级，因此即使只考虑A级关系也有可能同时出现很多个，这就给如何入手绘制作业单位位置相关图带来了困难。为了解决这个问题，我们引入了综合接近度的概念。所谓某一作业单位综合接近程度等于该作业单位与其他所有作业单位之间量化后的关系密级分值的总和。这个值的高低，反映了该作业单位在布置图上是应该处于中心位置还是应该处于边缘位置。也就是说，综合接近程度高的作业单位与其他作业单位相互关系总体上是比较密切的，即与大多数作业单位都比较接近。当然，这个作业单位就应该处于布置图的中央位置；反之，这个作业单位就应该处于布置图的边缘。为了计算各作业单位的综合接近程度，我们把作业单位综合相互关系图，变换成右上三角矩阵与左下三角矩阵表格对称的方阵表格。然后量化关系密级，并按行或列累加关系密级分值，其结果就是某一作业单位的综合接近程度。

作业单位综合接近程度排序表

作业单位代号 1 I E U U E I O O 12 1 2 I I U U O X O O 6 7 3 E I A U U U U U 9 3 4 U U A E O U U U 8 4 5 U U U E E X U U 5 8 6 E O U O E A U U 12 2 7 I X U U X A I U 6 6 8 O O U U U U I I 6 5 9 O O U U U U U I 4 9 1 2 3 4 5 6 7 8 9 综合接近程度 排序

按给出的层次结构模型，设为目标层A，准则层C（有六个准则因素），用标度方法给出各层因素之间的两两比较得出A-C判断矩阵（注：为了计算方便，此处的赋值全为1）

AC1C2C3C4C5C6

3、 计算方法

C1111111C2111111C3111111C4111111C5111111C6111111

用方根法计算该判断矩阵的特征向量的近似值，这也是各因素的相对权重 （1） 计算判断矩阵每行所有元素的几何平均值：

???wi?6??aj?16ij i=1,2…..,6

得到w?(w1?w6) （2） 将其归一化，即计算:

Twi?

wi

?

?w

i?1

n

?

i=1.2……,6

i

因此得到各因素的特征向量的近似值，即各因素相对权重 w?(1)?(1,1,1,1,1,1)

=??maxi?16（3） 计算判断矩阵的最大特征值?max

(Aw)inwi??

（4） 检验其一致性

由于以上矩阵均为互反矩阵，最大特征值都等于矩阵列数n。判断矩阵一致性

的指标（CI）

CI=最大特征值—n / n—1

当最大特征值等于n时，CI=0，为完全一致，无须修正。 4、 组合权重计算

设有目标层A，准则层C，方案层P构成的层次模型，目标层A对准则层的相对权重为 w?(1)?(5,8,6,5,4,5)

准则层的各准则c对方案层P两个可行方案的相对权重分别为： W1=(3,6) w2=(8,8) w3=(6,4) W4=(4,5) w5=(3,5) w6=(7,5)

权c层重p层方案一c1536因素及权重c2c3c4865886445c5435c6575组合权重V182188

方案二

由上表中组合权重结果可知方案二优于方案一，所以方案二在各因素权衡下为最优方案

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