设施规划与物流分析课程设计

1、物流工程课程设计报告书变速箱厂总平面布置设计学 号学生姓名所在专业所在班级指导教师成 绩2010年6月23日课程设计任务书课程编号j1410034-0课程名称物流工程课程设计周数2实施地点工程训练中心班级工业0801人数42起止时间1920周形式集中 分散指导教师论文（设计）进度安排本课程设计计划用二周时间完成，各阶段进度计划如下。 一、现场调研 1、产品调查 0.5天； 2、工艺过程调查 0.5天； 3、现有工厂平面布置状况调查 0.5天； 4、编写调研报告 0.5天； 二、工厂平面布置设计 1、物流分析 2天； 2、作业单位相互关系分析，物流与非物流相互关系合并 1天； 3、绘制作业单位位

2、置相关图 1.5天； 4、绘制作业单位面积相关图 0.5天； 5、绘制布置方案图 1天；6、编写设计说明书 2天；论文（设计）内容物流系统工程课程设计的主要目标是培养学生如何分析、发现现有生产厂布置方面存在的问题，并加以改善的工作能力，以及掌握完整的系统布置设计方法。为此，本课程设计包括两个阶段：一是现场调研阶段；二是给定工厂布置设计阶段。具体内容与工作量要求如下： 1、现场调研 适当选择一个小型工厂作为研究对象，该工厂的生产类型最好属于多品种，中小批量生产，其产品品种在510种，生产部门与主要辅助部门10个左右。若没有合适研究对象，以某液压转向器厂给定的已知条件进行设施布置设计，详见课程设计

3、指导书（工业工程专业课程设计指导，机械工业出版社）。根据以上两种研究对象，完成下列工作： (1)产品调查，分析产品构成，详细列出工厂主要产品零部件明细表。 (2)生产工艺过程调查，针对35种主要产品加工工艺过程绘制详细工艺过程图，并注明各工序间的物料搬运量。 (3)绘制各生产车间、仓储部门之间的物料流程图。 (4)作业单位调查，针对各种不同的部门编制相应内容的调查表。对于生产车间，主要调查产品，产量，设备类型与台数、物料流动模式、建筑物结构型式与占地面积等；对于职能管理部门主要调查职责、人员构成、设备配备、办公室面积等；对于仓储部门，应调查储存物品，储存方式、占地面积大小等；对于辅助服务部门，

4、主要调查工作性质、功能、占地面积大小等。当上述数据调查有困难时，可以简单地从工厂平面布置图中直接取得各部门的占地面积的大小。 (5)绘制工厂现有平面布置图。 (6)对现有平面布置进行分析，找出不合理处，并提出改善建议。 2、工厂布置设计 针对给定的工厂实例，完成下列工作： (1)产品分析，产品产量分析，确定生产类型。 (2)生产工艺过程分析，绘制工艺过程图。 (3)进行物流分析，得到物流相关表。 (4)进行作业单位相互关系分析，得到作业单位相互关系表。 (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。 (6)绘制作业单位位置相关图。 (7)绘制作业单位面积相关

5、图。 (8)参考现场调研的情况，列出影响布置的修正因素与实际限制条件。 (9)产生三套布置方案。 (10)布置方案的自我评价，从物流效率、工艺流程要求及生产变化的适应性等方面对各方案进行评价比较，得出最佳方案。 3、编写课程设计说明书 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工厂布置设计中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3000字。 (2)工厂布置设计说明书应包括各阶段工作数据表格、各布置方案简图及文字说明，工作量不少于12000字，说明书为16开纸（A4纸张）。4、图样工作量 图样是工厂布置设计的阶段成果与最终成果，包括： (1)作业

6、单位位置相关图 相当于A1图样的坐标纸1张。 (2)作业单位面积相关图 相当于A1图样的坐标纸1张。(3)布置方案图 A1图样三套。（注：图样打印也可用A4纸张打印，但要保证图样清晰，美观）要求(包括纪律要求和报告书要求)1. 设计说明书是整个设计工作的总结，是设计成果的局面表述和重要组成部分。设计说明书应由封面、设计任务书、评语、正文目录、正文及参考文献等构成。2. 提交电子版说明书和打印的纸质说明书各一份。注：本表按自然班填写。于动员时发给学生。不够纸请另附页。目录一、设计题目6二、原始给定条件6（一）变速箱的结构及有关参数6（二）作业单位划分7（三）生产工艺过程7三、产品产量分析9四、产

7、品工艺过程分析9（一）计算物流量9（二）绘制各零件的工艺过程图10（三）绘制产品总工艺过程图13（四）绘制产品初始工艺过程表15五、物流分析17（一）绘制从至表17（二）绘制物流强度汇总表17（三）划分物流强度等级18（四）绘制作业单位物流相关图19六、作业单位非物流相互关系分析20七、作业单位综合相互关系分析22八、工厂总平面布置25（一）综合接近程度25（二）作业单位位置相关图25九、方案的评价与选择30十、参考文献30一、设计题目变速箱厂总平面布置设计二、原始给定条件公司有地16000 (m X m ),厂区南北为200m,东西宽80m,该厂预计需要工人300人，计划建成年产100000

8、套变速箱的生产厂。（一）变速箱的结构及有关参数变速箱由39个零件构成。每个零件、组件的名称、材料、单件重量及年需求量均列于下表：工厂名称：变速箱厂产品名称变速箱产品代号110计划年产量10000序号零件名称零件代号自制外购材料总计划需求量零件图号形状单件重量/kg39垫圈65Mn2000000.00438螺母Q2352000000.01137螺栓Q2353000000.03236销351000000.02235防松垫片Q2151000000.01034轴端盖圆Q2351000000.05033螺栓Q2352000000.02032通气器Q2351000000.03031视孔盖Q21510000

9、00.05030垫片橡胶纸1000000.00429机盖HT2001000002.50028垫圈65Mn6000000.00627螺母Q2356000000.01626螺栓Q2356000000.10325机座HT2011000003.00024轴承2000000.45023挡油圈Q3152000000.00422毡封油圈羊毛毡1000000.00421键Q2751000000.08020定距环Q2351000000.09019密封盖Q2351000000.05018可穿透端盖HT1501000000.04017调整垫片08F2000000.00416螺塞Q2351000000.03215垫片

10、橡胶纸1000000.00414游标尺1000000.05013大齿轮401000001.00012键Q2751000000.08011轴Q2751000000.80010轴承2000000.4509螺栓Q23524000000.0258端盖HT2001000000.0507毡封油圈羊毛毡1000000.0046齿轮轴Q2751000001.4005键Q2751000000.0404螺栓Q23512000000.0143密封盖Q2351000000.0202可穿透端盖HT2001000000.0401调整垫片08F2000000.010（二）作业单位划分根据变速箱的结构及工艺特点，设立如下表所

11、示11单位，分别承担原材料存储、备料、热处理、加工与装配、产品性能试验、生产管理等各项任务。序号作业单位名称用途建筑面积/(m x m)备注1原材料库储存钢材、铸锭20 x 30露天2铸造车间铸造12 x 243热处理车间热处理12 x 124机加工车间车、铣、钻12 x 365精密车间精镗、磨削12 x 366标准件、半成品库储存外购件、半成品12 x 247组装车间组装变速器12 x 368锻造车间锻造12 x 249成品库成品储存12 x 1210办公、服务楼办公室、食堂等80 x 6011设备维修车间机床维修12 x 24（三）生产工艺过程变速箱的零件较多，但是大多数零件为标准件。假定

12、标准件采用外购，总的工艺过程可分为零件的制作与外购、半成品暂存、组装、性能测试、成品储存等阶段。1、零件的制作与外购变速箱上的机盖、机座、大齿轮、轴、齿轮轴和端盖都是采用自制的方法获得。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购件均存放在半成品库。3、组装 所有零件、组件在组装车间集中组装成变速箱成品。4、性能测试 所有组装出的变速箱均需进行性能试验，试验合格的成品送入成品库，试验不合格的返回组装车间进行修复。一次组装合格率值为80%，二次组装合格率为100%。5、产品存储 所有合格的变速箱存放在成品库等待出厂。产品名称件号材料单件质

13、量/kg计划年产量年产总质量机盖29HT2002.50010000序号作业单位名称工序内容工序材料利用率（%）1原材料库备料2铸造车间铸造803机加工车间粗铣，镗，钻804精密车间精铣，镗985半成品库暂存产品名称件号材料单件质量/kg计划年产量年产总质量机座25HT200310000序号作业单位名称工序内容工序材料利用率（%）1原材料库备料2铸造车间铸造803机加工车间粗铣，镗，钻804精密车间精铣，镗985半成品库暂存产品名称件号材料单件质量/kg计划年产量年产总质量大齿轮13401.000100000序号作业单位名称工序内容工序材料利用率（%）1原材料库备料2铸造车间锻造803机加工车间

14、粗铣，插齿，钻804热处理车间渗碳淬火5机加工车间磨986半成品库暂存产品名称件号材料单件质量/kg计划年产量年产总质量轴11Q2750.800100000序号作业单位名称工序内容工序材料利用率（%）1原材料库备料2机加工车间粗车，磨，铣803精密车间精车954热处理车间渗碳淬火5机加工车间磨986半成品库暂存产品名称件号材料单件质量/kg计划年产量年产总质量齿轮轴6Q2751.400100000序号作业单位名称工序内容工序材料利用率（%）1原材料库备料2机加工车间粗车，磨，铣803精密车间精车954热处理车间渗碳淬火5机加工车间磨986半成品库暂存产品名称件号材料单件质量/kg计划年产量/k

15、g年产总质量端盖8HT2000.050100000序号作业单位名称工序内容工序材料利用率（%）1原材料库备料2铸造车间铸造603机加工车间精车80三、产品产量分析生产的产品品种的多少及每种产品产量的高低，决定了工厂的生产类型，进而影响着工厂设备的布置形式。根据以上已知条件可知，待布置设计的变速箱厂的产品品种单一，产量较大，其年产量为10000套，属于大批量生产，适合于按产品原则布置，宜采用流水线的组织形式。四、产品工艺过程分析（一 ）计算物流量通过对产品加工、组装、检验等各种加工阶段以及各工艺过程路线的分析，计算每个工艺过程各工序加工前工件单件重量及产生的废料重量，并根据全年生产量计算全年物流

16、量。具体过程如下表：产品名称毛重/kg机盖2.5/(0.80x0.80x0.98)=3.98机座3.0/(0.80x0.80x0.98)=4.78大齿轮1.0/(0.80x0.80x0.98)=1.59端盖0.05/(0.6x0.8)=0.10轴0.8/(0.8x0.95x0.98)=1.07齿轮轴1.4/(0.8x0.95x0.98)=1.87废料/kg铸造废料机加工废料3.98x0.2=0.7963.98x0.8x0.2=0.6364.78x0.2=0.9564.78x0.8x0.2=0.7641.59x0.2=0.3181.59x0.8x0.2+1.59x0.8x0.8x0.02=0.2

17、740.1x0.4=0.040.1x0.6x0.2=0.0121.07x0.2+1.07x0.8x0.95x0.02=0.231.87x0.2+1.87x0.8x0.95x0.02=0.402废料/kg精加工废料全年总质量3.98x0.8x0.8x0.02=0.051.482x100000=1482004.78x0.8x0.8x0.02=0.061.78x100000=1780000.592x100000=592000.052x100000=52001.07x0.8x0.05=0.0420.272x100000=272001.87x0.8x0.05=0.0740.476x100000=4760

18、0（二）绘制各零件的工艺过程图根据各零件的加工工艺过程与物流量，绘制各零件的工艺过程图。图中序号分别是：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半成品库、8锻造车间。原材料原材料1 1 3.98 4.782243.184 0.796 3.822 0.9564 废料 废料55 2.548 0.636 3.058 0.764 废料 废料66 0.05 0.06 废料 废料 2.498 2.988 机盖物流量 机座物流量原材料 原材料1128 1.59 0.144 1.272 0.318 0.06 0.04 废料 废料 1.0186 1.018 0.020 0.0123 0

19、.254 废料 废料6 废料 0.048 0.998 端盖物流量 大齿轮物流量 原材料 1 1.07 4 0.814 0.856 65 0.214 0.016 废料 废料 0.814 3 0.042 0.798 废料 轴物流量 原材料 1 1.87 4 1.422 1.496 0.02865 0.374 废料 废料1.422 3 0.074 1.394 废料 齿轮轴物流量 （三）绘制产品总工艺过程图变速箱总的生产过程可分为零件加工阶段 总装阶段 性能试验阶段，所有零件、组件在组装车间集中组装。将变速箱的所有工艺过程如下图所示。该图清楚地表示出变速箱生产的全过程以及各工序和各作业单位之间的物流情

20、况，为进一步进行深入的物流分析奠定了基础。变速箱装配顺序：2514、15、1665、23、24111310、12、20、2129368（9）1、2、3、4、5、717、18、19、20、2226、27、2837、38、3930、31、3233、34、35（四）绘制产品初始工艺过程表 为了研究各零件、组件生产过程之间的相互关系，将总工艺过程图中的产品按照物流强度大小顺序，由左到右排列于产品工艺过程表中，即最左边的产品物流强度最大，由左到右物流强度逐渐递减，这样得到变速箱初始工艺过程表如下图。作业单位机盖 机座 大齿轮 端盖 轴 齿轮轴序号名称流程Djk流程Djk流程Djk流程Djk流程Djk流程

21、Djk1原材料12354212354212354611234212546321125463212铸造1117锻造24机加工11211113热处理-1116半成品库-1-15精加工-1-1-1-1n-1DjkWjkK=11119400134520061500030800109600191600W 3220000 较佳产品工艺过程图作业单位机盖 机座 大齿轮 端盖 轴 齿轮轴序号名称流程Djk流程Djk流程Djk流程Djk流程Djk流程Djk1原材料123452123452123546112342125423262112542326212铸造1117锻造24机加工2211113热处理1111-11

22、-15精工加-1-1-16半成品库n-1DjkWjkk=11873800224860051320030800109600191600W 4776000五、物流分析（一）绘制从至表根据变速箱较佳工艺过程图，绘制出变速箱工艺过程物流从至表，如下表所示。（二）绘制物流强度汇总表根据产品的工艺过程和物流从至表，统计各单位之间的物流强度，并将物流强度汇总到物流强度汇总表之中。 变速箱从至表 至从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半成品库7组装车间8锻造车 间9成品库合计1原材料库88629415913392铸造车间706.6706.63热处理车间325.4325.44机加工车间79

23、5.8330.211265精密车间223.6548.6772.26半成品库1261.51261.57组装车间1261.51261.58锻造车间127.2127.29成品库合计886223.61455.2795.8878.81261.51591261.56921.4物流强度汇总表序号作业单位对（路线）物流强度/t112886214294318159424706.6534325.4645795.8746330.2856548.69791261.5（三）划分物流强度等级将各作业单位对的物流强度大小排序，自大到小填入物流强度分析表中，根据物流强度分布划分物流强度等级。作业单位对或称为物流路线的物流强度

24、等级，应按物流路线比例或承担的物流量比例来确定。针对变速箱的工艺过程图，利用上表中的统计的物流量，按由小到大的顺序绘制物流强度分析表。表中未出现的作业单位之间不存在固定物流，因此，物流强度为U级。序号作业单位对（路线） 物流强度（单位：t）0 200 400 600 800 1200 1600 2000 物流强度等级179A212E345E424I556I634I746O814O918O（四）绘制作业单位物流相关图根据以上分析，绘制作业单位物流相关图，如下图所示。六、作业单位非物流相互关系分析针对变速箱生产特点，制定各作业单位相互关系密切程度理由如下表所示。根据变速箱“基准相互关系”（见下表）

25、，在此基础上建立非物流作业单位相互关系图。变速箱各作业单位相互关系密切程度理由编号理由1工作流程的连续性2生产服务3物料搬运4管理方面5安全及污染6振动、噪声、烟尘7人员联系8信息传递变速箱基准相互关系字母一对作业单位密切程度理由A组装车间与成品库搬运物料的数量、次数以及类似的搬运问题E机加工与精密车间原材料与铸造车间锻造与成品库搬运物料的数量和形式不可损坏没有包装的物品服务的频繁和紧急程度I原材料库与铸造车间 铸造车间与机加工车间精密车间与半成品车间，机加工车间搬运物料的数量和频数以及类似的搬运问题服务的频繁程度O办公楼与设备维修车间、原材料库与锻造办公楼与其他加工车间联系频繁程度管理方便U

26、设备维修与原材料库、半成品、成品库原材料库与半成品接触不多、不常联系联系密切程度不大X办公楼、服务楼与铸造车间、热处理车间、精密车间、锻造车间灰尘、噪声、振动、异味、烟尘 作业单位非物流相关图七、作业单位综合相互关系分析从上面两图可知，变速箱作业单位物流相关与非物流相互关系不一致。为了确定各作业单位之间的综合相互关系密切程度，需要将两表合并再分析判断。其合并过程如下：1. 选取加权值加权值大小反映工厂布置时考虑的侧重点，对于变速箱来说，物流因素（m）影响并不明显大于其他非物流因素（n）的影响，因此，取加权值m:n=1:1。2. 综合相互关系的计算根据该厂各作业单位对之间物流与物流关系等级的高级

27、进行量化，并加权求和，求出综合相互关系如下表所示。当作业单位数目为11时，总作业单位数目对数为： P=11(11-1)/2=55因此，下表将有55个作业单位对，即55个相互关系 表2-34 作业单位之间综合相互关系计算表作业单位对 关系密切综合关系物流关系加权值：1非物流关系加权值：1分数等级分数等级分数等级123E3E6E130U0U0U141O1O2O150U0U0U160U0U0U170U0U0U181O1O2O190U0U0U1100U0U0U1110U0U0U230U0U0U242I2I4I250U0U0U260U0U0U270U0U0U280U0U0U290U0U0U2100U-1

28、X-1X2110U0U0U342I2I2I350U0U0U360U0U0U370U0U0U380U0U0U390U0U0U3100U-1X-1X3110U0U0U453E3E6E461O1O2O470U0U0U480U0U0U490U0U0U4100U1O1O4110U0U0U562I2I4I570U0U0U580U0U0U590U0U0U5100U1O1O5110U3E3I673E0U3I680U0U0U690U0U0U6100U0U0U6110U0U0U780U0U0U794A4A8A7100U1O1O7110U3E3I890U3E3I8100U1O1O8110U3E3I9100U1O1O

29、9110U0U0U10110U1O1O在表2-34中，综合关系分数取值范围为18，按分数排列得出各分数段所占比例如表2-35所示。在此基础上与表2-36综合相互关系密级程度划分比例进行对比，若各等级相差太大，则需要对表2-34中关系密切表中的作业单位对之间的关系密切程度做适当的调整，使各等级比例与表2-36尽量接近。 表2-35 综合相互关系密级等级划分总分关系密级作业单位对数百分比8A11.856E23.634I814.52O916.301U3360-1X23.6 表2-36 综合相互关系密级与划分比例 关系密级关系密级作业单位对数比例绝对必要靠近A13特别重要靠近E25重要I38一般O51

30、5不重要U2085不希望靠近X0104.建立作业单位综合关系表将表234中的综合相互关系总分转化为关系密级等级，绘制成作业单位综合相互关系图，如下图八、工厂总平面布置（一）综合接近程度由于变速箱作业单位之间的相互关系数目较多，为绘图方便，先计算各作业单位的综合接近程度，如表2-37所示。综合接近程度分数越高，说明该作业单位越应该靠近布置图中心；分数越低，说明该作业单位应该远离布置图的中心，最好处于布置图的边缘。因此，布置设计应该按综合接近程度分数高低顺序进行，即按综合接近程度分数高低顺序来布置作业单位顺序。根据表2-37综合接近程度排序表使得各作业单位布置顺序依次为：机加工车间 组装车间 精密车间成品库设备维修车间锻造车间原材料库半成品库铸造车间办公、服务楼热处理车间 表2-37 综合接近程度排序图作业单位代号12345678910111E/3U/O/1U/U/U/