液压转向器厂生产系统设计报告

液压转向器厂生产系统设计报告
课程设计报告
( 2009 -- 2010 年度第一学期)
名称：生产系统设计与管理
题目：液压转向器厂生产系统设计院系：机械工程系
班级：工业工程0601
学号：
学生姓名：
指导教师：
设计周数： 2 周
成绩：
日期：2010年1 月14 日
《生产系统设计与管理》课程设计
任务书
一、课程设计目的
生产系统设计与管理课程设计是《生产系统设计与管理》课程的重要实践性环节，是综合运用所学的专业知识，完成企业生产系统设计与管理工作而进行的一项基本训练。

其目的是：
（1）能正确应用工业工程的基本原理及有关专业知识，学会由产品入手对生产系统进行调研分析的方法。

（2）通过对某企业的生产计划制定的实际操作，熟悉生产计划的编制、生产环节的控制方法等，熟悉生产管理的基本方法，掌握企业生产计划和生产作业计划的编制方法和步骤及其规范的设计程序。

（3）通过课程设计，培养学生学会如何编写有关技术文件。

（4）通过课程设计的训练，初步树立正确的设计思想，培养学生运用所学知识分析和解决实际技术问题的能力。

二、课程设计内容及要求
生产系统设计与管理课程设计的主要目标是培养学生如何分析、发现现有生产管理方面的问题，并加以改善的工作能力，以及掌握完整的生产系统设计与管理方案制定的方法。

为此，本课程设计包括两个阶段：一是现场调研阶段；二是给定企业的生产管理系统设计阶段。

具体内容要求如下：
1厂址选择
2产品零件研究
3厂区设计规划
4加工车间设计
5生产管理方式
6综合生产计划制定
7库存管理控制
三、进度计划
四、设计成果要求
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本课程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2000字。

（2）生产系统设计与管理课程设计说明书应包括各个阶段的各种工作数据、图表及文字说明，工作量不少于3000字，说明书为A4纸打印。

（3）课程设计答辩材料主要包括答辩投影片、必要的下发材料等。

其它工作量主要根据不同的题目，相应的有一些图纸、软件程序等技术资料。

五、考核方式
课程设计的成绩建议采用五级评分（优秀、良好、中等、及格和不及格）。

成绩的评定主要考虑学生的独立工作能力、设计质量、答辩情况和平时表现等几个方面，特别要注意学生独立进行工程技术工作的能力和创新精神，全面衡量学生的真实质量。

学生姓名：
指导教师：
2010年1月12日
设计正文
1．厂址选择
厂址选择是一项包括政治、经济、技术的综合性工作。

必须贯彻国家建设的各项方针政策，多方案比较论证，选出投资省、建设快、运营费低、具有最佳经济效益、环境效益和社会效益的厂址。

基本原则：
1.符合所在地区、城市、乡镇总体规划布局。

2.节约用地，不占用良田及经济效益高的土地，并符合国家现行土地管理、环境保护、水土保持等法规有关规定。

3.有利于保护环境与景观，尽量远离风景游览区和自然保护区，不污染水源，有利于三废处理，并符合现行环境保护法规规定。

厂址选择的要求：原料、燃料及产品销售
1.接近原料厂地及产品销售地区，运输方便；
2.燃料质量符合要求，保证供应。

面积要求：
1.厂区用地面积应满足生产工艺和运输要求，并预留扩建用地；
2.有废料、废渣的工厂，其堆存废料、废渣所需面积应满足工厂服务年限的要求；
3.居住用地应根据工厂规模及定员，按国家、省、市所规定的定额，计算所需面积；
4.施工用地应根据工厂建设规模、施工人数、临建安排等因素考虑。

外形与地形要求：
1.外形应尽可能简单，如为矩形场地长宽比一般控制在1：1.5之内，较经济合理；
2.地形应有手电于车间布置、运输联系及场地排水；一般情况下，自然地形坡度不大于5‰，丘陵坡地不大于40‰，山区建厂不超过60‰为宜。

交通运输要求：
1.根据工厂运货量、物料性质、外部运输条件、运输距离等因素合理确定采用的运输方式（铁路、公路、水运、空运）；
2.运输路线应最短，方便，工程量小，经济合理。

给水排水要求：
1.靠近水源，保证供水的可靠性，并符合生产对水质、水量、水温的要求；
2.污水便于排入附近江河或城市下水系统。

协作要求：应有利于同相邻企业和依托城市（镇）要科技、信息、生产、修理、公用设施、交通运输、综合利用和生活福利等方面和协作。

能源供应要求：
1.靠近热电供应地点，所需电力、蒸汽等应有可靠来源；
2.自备锅炉房和煤气站时，宜靠近燃料供应地；煤质应符合要求，并备有贮灰场地。

居住区要求：
1.要有足够的用地面积和良好的卫生条件，有危害性的工厂应位于居住区夏季最小风向频率的下风侧并要有一定的防护地带；
2.配合城市建设，宜靠近现有城市，以便利用城市已有的公共设施；
3.
靠近工厂，职工上下班步行不宜超过30min，高原与高寒地区步行不宜超过15～20min。

其它要求：
1.厂址地下如有古墓遗址或地上有古代建筑物、文物时应征得有关部门的处理意见和同意建厂文件；
2.避免将厂址选择在建筑物密集、高压输电线路地工程管道通过地区，以减少拆迁；
3.在基本烈度高于七高地区建厂时，应选择对抗震有利的土壤分布区建厂；
4.厂址不应选择在不能确保安全的水库下游与防洪堤附近。

2自制零部件生产研究
表1零件明细表
2.1对自制零部件的产量，生产流程进行研究
液压转向器零部件：1连续块组2前盖3挡环4滑块5联动轴6阀体7阀芯8阀套9隔盘10限位木11定子12转子13后盖
年产总重=计划年产量*单件重量/工序材料利用率
产品名称材料单件重量（kg）计划年产量（套）年产总重（kg）
连接声组件20 0．09 6000 9818 前盖HT250 0．90 6000 11842
挡环20 0．03 6000 300
滑环20 0．03 6000 450
联动器45 0．27 6000 4091
阀体HT250 7．00 6000 111111
阀芯45 0．6 6000 5195
阀套20 0．56 6000 4200
隔盘20 0．32 6000 2400
限位术45 0．01 6000 866
定子40Cr 1.20 6000 14545
转子45 0．60 6000 5195
后盖20 0.80 6000 6000
部分零件的生产加工流程如下：
连接器组件：原材料库—机加工车间—半成品库
前盖：原材料库—铸造车间—机加工车间—精密车间—半成品库
挡环：原材料库—铸造车间—机加工车间—精密车间—半成品库
滑环：原材料库—机加工车间—半成品库
联动器：原材料库—机加工车间—精密车间—半成品库
阀体：原材料库—铸造车间—机加工车间—精密车间—半成品库
阀芯：原材料库—机加工车间—热处理车间—精密车间—半成品库
阀套：原材料库—机加工车间—半成品库
隔盘：原材料库—机加工车间—半成品库
限位术：原材料库—机加工车间—热处理车间—精密车间—办成品库
定子：原材料库—机加工车间—热处理车间—精密车间—半成品库
转子：原材料库—热处理车间—机加工车间—热处理车间—精密车间—半成品库
后盖：原材料库—机加工车间—半成品库
统计：自制零件生产流程共涉及6个部门，分别是原材料库，铸造车间，热处理车间，机加工车间，精密车间，半成品库。

在加工部门中，最重要的车间是机加工车间。

2.2研究各部门职能
2.3部分零件工艺过程图
3厂区设计
3.1从至表分析生产流程
从至表是指从一个工作地到另一
个工作地搬运次数的汇总表。

表的列为起始工序，行为终止工序，对角线右上方数字表示按箭头前进的搬运次数之和，对角线左下方数字表示按箭头后腿的搬运次数之和。

从至表是一种矩阵式图表，因其表达清晰且阅读方便，因而得到了广泛的应用。

从至表法是一种常用的车间设备布置方法
1原材料库2铸造车间3热处理车间4机加工车间5精密车间6半成品车间7组装车间8性能实验室9成品库10办公服务楼11设备维修车间
3.2厂区布局
厂区布置的根本要求是要有系统观点，兼顾各方面要求，合理布局精心安排，讲究整体效果。

一般应遵循以下三条原则： 1．工艺原则
：厂区布置首先应该满足生产工艺过程的要求，即全厂的工艺流程要顺畅，从上工序转到下工序，运输距离要短直，尽可能避免迂回和往返运输。

2．经济原则：生产过程是一个有机整体，只有在各部门的配合下才能顺利进行，其中，基本生产过程（产品加工过程）是主体，与它有密切联系的生产部门要尽可能与它靠拢，如辅助生产车间和服务部门应该围绕基本生产车间安排。

在满足工艺要求前提下，寻求最小运输量的布置方案，还要求能充分利用土地面积。

3.安全和环保原则：厂区布置还要有利于安全生产，有利于职工的身心健康，如易燃易爆物品库应远离人群密集区，并有安全防范措施，有足够的消防安全设施，各生产部门的布置要符合环保要求，还要有三废处理措施等等。

4加工车间设计
车间厂房布局原则：安全管理规范化，生产流程合理化，空间利用最大化，目视管理简洁化。

安全管理规范化：安全管理主要在两个方面，一是人员培训，对工作人员进行安全教育，树立安全生产观念，二是生产设备安全设计，对于生产中有可能发生意外的
环节进行有效防护，比如对于刨铣磨销铁屑飞溅的防护网设计等。

生产流程合理化:现代化生产主要是流水线生产，高度现代化流水线设计不仅节约生产时间，缩减生产成本，减轻人员工作强度而且生产效率高，产品质量高，产品零
件标准化，设备工具专业化以及工厂专业化。

流水线有一下特点：1.工作地专业化程度高2.具有明显的节奏3.各工序
的生产能力平衡或成比例4.产品按工艺路线单向移动5.具有高度的连续
性
空间利用最大化：按照最符合人因工程理念设计机械布局，不仅节约生产时间，减少不必要的时间浪费，还减轻工人工作强度，最大效力的提高生产效率。

采用后拉试生产方式，U型设备布局，再设置专用的设备传送机构。

目视管理简洁化：采用简单的方式标绘出生产车间的各要素，例如车行轨道，高空作业线，交叉位，库管线，合格品，不合格品等
以机加工车间为例设计加工车间
根据设计原则设计机加工车间
测定节拍为3分钟，每个货篮都有编号，对应到每名操作工，每人控制两台机器，机器U型放置，每人将加工完的零部件放在传送台上，在传送带末尾有专人将货品取下送至下道工序。

5生产管理方式设计
物品管理： 1. 明确物品的名称及用途
方法：分类标示及用颜色区分。

2. 决定物品的放置场所，容易判断。

方法：采用有颜色的区域线及标识加以区分。

3. 物品的放置方法能保证顺利地进行，先入先出。

方法：轨道方式(一头入，另一头出)，斜坡方式(上入，下出)。

4. 决定合理的数量，尽量只保管必要的最小数量，且要防止断货。

方法：标识出最大库存线、安全库存线、下单线，明确下单数量。

品质管理：能有效防止许多“人的失误”的产生，从而减少品质问题的发生
品质管理的要点：
1. 防止因“人的失误”导致的品质问题。

方法：合格品与不合格品分开放置，用颜色加以区分，类似品采用颜色区
分。

2. 设备异常的“显露化”。

方法：重要部位贴“品质要点”标贴，明确点检线路，防止点检遗漏。

3. 能正确地实施点检。

方法：计量仪器按点检表逐项实施定期点检。

安全管理：是要将危险的事物予以“显露化”，刺激人们的“视觉”，唤醒人们的安全意识，防止事故、灾难的发生。

安全管理要点：
1. 注意有高低、突起之处。

方法：使用油漆或荧光色，刺激视觉。

2. 设备的紧急停止按钮设置。

方法：设置在容易触及的地方，且有醒目标识。

3. 注意车间、仓库内的交叉之处。

方法：设置凸面镜或“临时停止脚印”图案。

4. 危险物的保管、使用严格按照法律规定实施。

方法：法律的有关规定醒目的表示出来。

作业管理：要点是明确作业计划及事前需准备的内容，且很容易检查实际进度与计划是否一致。

具体方法是利用保养用日历、生产管理看板、各类看板核查实
际进度与计划
生产组织方式
大批量，专业化生产，结合市场需求柔性化生产。

柔性管理以“人性化”为标志，强调跳跃和变化、速度和反应、灵敏与弹性，它依据信息共享、虚拟整合、竞争性合作、差异性互补、虚拟实践社团等，实现管理和运营知识由隐性到显性的转化，从而创造竞争优势。

当今市场瞬息万变，把握市场脉络能使自己立于不败之地。

对于市场情报的侦查及其重要，及时更新生产计划，或是更改主打产品适应市场，将资源整合，与供货商与销售商互利共赢才是柔性生产所要求的。

供应链管理
所谓供应链，其实就是由供应商、制造商、仓库、配送中心和渠道商等构成的物流网络。

同一企业可能构成这个网络的不同组成节点，但更多的情况下是由不同的企业构成这个网络中的不同节点。

比如，在某个供应链中，同一企业可能既在制造商、仓库节点，又在配送中心节点等占有位置。

在分工愈细，专业要求愈高的供应链中，不同节点基本上由不同的企业组成。

在供应链各成员单位间流动的原材料、在制品库存和产成品等就构成了供应链上的货物流。

采用供应链技术可以
1降低成本（降低合同成本）、实现数量折扣和稳定而有竞争力的价格、提高产品质量和降低库存水平、改善时间管理、缩短交货提前期和提高可靠性、优化面向工艺的企业规划、更好的产品设计和对产品变化更快的反应速度、强化数据信息的获取和管理控制。

2保证有稳定的市场需求、对用户需求更好地了解/理解、提高运作质量、提高零部件生产质量、降低生产成本、提高对买主交货期改变的反应速度和柔性、获得更高的（比非战略合作关系的供应商）利润。

3改善相互之间的交流、实现共同的期望和目标、共担风险和共享利益、共同参与产品和工艺开发，实现相互之间的工艺集成、技术和物理集成、减少外在因素的影响及其造成的风险、降低机会主义影响和投机几率、增强解决矛盾和冲突的能力、订单、生产、运输上实现规模效益以降低成本、减少管理成本、提高资产利用率。

供应链技术在沃尔玛超市成功的实践成果可以应用到企业生产中，设置三个节点，销售商，生产厂家，原料供应商。

我们处于中间环节，即生产厂家。

首先以市场为主体，销售商即将缺货，向生产厂家发送缺货通知，生产厂家根据销售商所要求的供货单生产，同时向原料供应商发送供货单，这样不仅提高了企业对市场信息的把握，减少风险，同时还减少了库存，如果情况得当可以实现零库存。

但是同样这样的供应链管理技术存在风险与问题，一是上游，下游厂家的作为诚信，二是一旦上游发送的供货单过多，及时改变生产计划存在一定难度。

所以要采取措施规避风险，解决困难。

首先我们要和上游的销售商和下游的供货商保持良好的合作关系，并签定合同，保证他们不会被市场中的竞争对手夺走，并要保证自己的这种关系网有多个，在一个存在问题时可以通过另一个来解决；其次，作为生产商，我们要先制定综合生产计划与主生产计划等，要确保正常生产，不会因为市场的变化而使公司在一段时期内停产，而在另一段时期却因为生产不及时而无法交货，所以我认为市场调研，根据市场运作规律，销售商下单规律制定生产计划在生产计划的制定中是十分重要的环节，而根据多个交货单调节生产计划是作为供应链管理中的重要环节而存在的，是十分重要的环节。

JIT生产方式:
JIT-准时制造，也叫做丰田生产方式，它被丰田公司的大野奈一在20世纪70年代发扬广大，使得JIT生产方式被全世界关注。

它的核心在于零库存与快速响应市场变化，采用前面提到的看板管理方式。

其主要生产理念就是后拉式控制，即后工序需要就发送看板给前工序，前工序按照看板的量生产。

看板的使用原则：1没有看板不能生产，也不能搬运，看板要和实物在一起。

2看板只能来自后工序。

3本工序只生产后工序领取的共建适量。

4前工序要按照受到看板的数量进行生产，不得随意改变生产顺序。

5不合格的产品不能交给后道工序。

看板管理的作用:
1. 用看板作为“生产指令”、“取货指令”和“运输指令”，能起到严格控制生产进度的作
用；
2. 由于“看板”任何时候都与实物一起移动，因而生产管理人员和全体职工只要通过
看板，就可以直接了解生产情况。

及时发现生产中的问题；
3. 生产中前后工序都严格按“看板”规定的时间和数量取货和生产，可以对在制品实
现最有效的实物管理，杜绝在制品账实不符；
4. 由于“看板”作为生产中的原始凭证记载了必要的生产信息，因而看板就成了准确
传递信息，保持信息流畅的有力工具。

看板管理的运行条件:
1. 必须以均衡化的流水生产为基础；
2. 必须有稳定的产品质量；
3. 必须有较高的企业生产管理水平。

6综合生产计划的制定
制定计划的方法：
一综合计划：又称年度生产大纲或年度生产计划，它是对企业一年内的资源和需求之剑平衡所作出的概括性设想。

他不具备制定每一品种的生产数量，生产时间以及每一车间的具体任务，而按产品，时间，人员做出安排。

1
二主生产计划：将综合计划中的系列产品分解为每一具体时间段的最终产品的生产数量，时间段常为周，旬，日或月。

三物料需求计划：主生产计划确定后，生产计划部门下一步要保证生产主生产计划所规定的最终产品所需的全部物料，（原材料，零件，部件）以及其他资源能在需要时用上。

四生产作业计划：确定日常生产经营活动的安排，它是主生产计划的执行计划，是日常生产运作活动的依据，是联系供，产，销和生产技术准备工作的纽带。

包括：期量标准的制定，作业计划的编制，生产能力的核算与平衡，日常生产派工和生产作业准备的检查等。

市场调研数据（可根据市场情况作必要调整）
月份 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 需求预测400480520500640700580420470460430400
每月工作天数22 19 21 21 22 20 22 22 21 20 21 22 （2）成本数据：
库存成本10.00元/件/月
缺货损失20.00元/件/月
外包成本182.00元/件
新聘人员成本50元/人
解聘人员成本100元/人
单位产品加工时间12.50小时/件
正常人工成本(每天8小时) 12.50元/小时
加班人工成本(1.5倍正常人工费用) 18.75元/小时
生产计划方案之前，通常把预测需求量转化为生产需求量。

而我们已经不考虑初始库存和安全库存了，因此现在的预测需求量就是我们的生产需求量。

下面我们就几种不同的方案来制定综合生产计划：
计划方案1：满足生产需求量——变动工人人数。

改变工人人数，每天固定工作8小时，使生产出来的产品数量恰好与产品需求一致。

计划方案2：固定工人人数——变动的库存与缺货。

维持固定的工人数，按未来12个月的平均需求进行生产。

固定的工人数是通过计划期内平均每天所需的工人数量计算得出的。

把总需求数量乘以单位产品所需的工时，然后除以一个工人计划期内总的生产时间，即（6000件*12.5小时/件）/（253天*8小时/天）=37人。

允许存货积累，缺货通过延期交货用下个月的生产量补足。

期初存货不足，表明需求需要延期交货。

在某些情况下，如果需求得不到满足，订货可能被取消。

订货的损失通过本期期末存货量为负和下期期初存货量为零表现出来。

计划方案3：固定下限工人数——分包。

用最小预测需求月份（4月）所需要的工人数，在正常生产时间内生产，用分包的方式满足其他月份的生产需求量。

先固定下限工人数，固定工人人数的计算式用最小的月生产需求量乘以单位产品所需工时，再除以一个工人该月内总的生产时间，即（400件*12.50小时/件）/（22天*8小时/天）=28人。

然后将其他月份生产需求量与生产量之间的差额外包出去。

计划方案4：固定工人人数——加班。

在前两个月用固定的工人数在正常时间进行生产，用加班的方式满足其他月份生产需求量。

对于这个计划，保证12月初的安全库存大于0即可。

工人数是很难计算出来的，经过反复的计算，确信38个工人是最合适的。

最后的步骤是做表比较上述4个计划方案的成本，如下表。

四个计划方案的总成本比较
成本生产计划1 生产计划2 生产计划3 生产计划4
总成本942750835802 975256 989006 从上面的表可以看到，采用生产计划2：固定工人人数，变动的库存与缺货的方式成本最低。

另外还应该注意，在这个例子中我们是以这个计划能力以任何工人数目开始运行，而不会发生雇佣或解雇成本为假设前提的。

因为综合生产计划是在现有工作人员的基础上做出的，这个假设就成了一种一般情况，我们可以用这种方式开始制定计划。

但是实际应用中，现有员工可以再公司内部各部门流动，这也可能会使假设条件发生变化。

7库存管理控制
库存控制（inventory control）又称库存管理，是对制造业或服务业生产、经营全过程的各种物品，产成品以及其他资源进行管理和控制，使其储备保持在经济合理的水平上。

其基本思路是何时订货，订多少货可以使费用最少（通称这类库存为Q/R存储系统）。

根据供应和需求规律确定生产和流通过程中经济合理的物资存储量的管理工作。

库存管理应起缓冲作用，使物流均衡通畅，既保证正常生产和供应，又能合理压缩库存资金，以得到较好的经济效果。

库存管理模型的分类：
（1）不同的生产和供应情况采用不同的库存模型。

按订货方式分类，可分为5种订货模型。

①定期定量模型:订货的数量和时间都固定不变。

②定期不定量模型:订货时间固定不变，而订货的数量依实际库存量和最高库存量的差别而定。

③定量不定期模型：当库存量低于订货点时就补充订货，订货量固定不变。

④不定量不定期模型：订货数量和时间都不固定。

以上4种模型属于货源充足、随时都能按需求量补充订货的情况。

⑤有限进货率定期定量模型：货源有限制，需要陆续进货。

（2）库存管理模型按供需情况分类可分为确定型和概率型两类。

确定型模型的主要参数都已确切知道；概率型模型的主要参数有些是随机的。

（3）按库存管理的目的分类又可分为经济型和安全型两类。

经济型模型(图1)的主要目的是节约资金，提高经济效益；安全型模型的主要目的则是保障正常的供应，不惜加大安全库存量和安全储备期，使缺货的可能性降到最小限度。

库存管理的模型虽然很多，但综合考虑各个相互矛盾的因素求得较好的经济效果则是库存管理的共同原则。

推动式库存管理方式 1汇总下级企业递交的订单,并计算总订货量. 2. 生产完成后,若生产满足了需求,则将过剩部分按订货量比例分配给下游企业;若生产未能满足需求,则按订货量比例使下游企业同比缺货.。