工业工程工厂设计

1、设施规划与物流分析 课程设计说明书设施规划与物流分析课程设计说明书姓 名：于亚红学 号: 010840739专 业：工业工程院 系：机械学院指导教师： 张明 丁原日 期： 2012年3月20日目 录简 介 1第一章 基本要素分析 4第二章 物流分析. 9 第三章 作业单位飞物流相互关系分析 20第四章 作业单位间综合相互关系分析 22 第五章 作业单位间物流与非物流相互关系合并.25第六章 绘制作业单位面积相关图 28第七章 绘制工厂总平面布置可行方案 29第八章 评价择优 31参考文献 32课程设计题目：减速器厂总平面布置设计一、 课程设计的目的设施规划与物流分析课程设计是设施规划与物料搬运

2、课程的重要实践教学环节，主要是培养学生如何分析、发现现有生产企业布置方面存在的问题，并加以改善的工作能力，是学生综合运用所学专业知识，完成工厂布置设计工作而进行的一次基本训练。其目的是培养学生：1 能正确运用工业工程基本原理及有关专业知识，学会由产品入手对工厂生产系统进行调研分析的方法。2 通过对减速器工厂布置设计的实际操作，熟悉布置设计方法中的各种图例符号和表格，系统布置设计方法的规范设计程序。3 通过课程设计，培养学生如何编写有关技术文件。4 通过课程设计，初步树立正确的设计思想，培养学生运用所学专业知识分析和解决实际问题的能力。 二、课程设计内容与要求减速器厂总平面布置设计内容与要求如下

3、：1 减速器厂物流分析。2 减速器厂作业单位相互关系分析。3 作业单位位置相关图，相当于A3图样的坐标纸一张。4 作业单位面积相关图，相当于A3图样的坐标纸一张。5 减速器厂总平面布置图，A1图样二张。6 评价择优选出最佳总平面布置图。7 编写设计说明书，工作量不少于5000字。注：为了便于书写，此说明书部分图表中作业单位用以下代码表示（按需要自行增减） 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标准件、半成品库 7组装车间性能 实验室 8成品库 9办公、服务楼 10设备维修车间 11锻造车间 12橡塑车间 4、原始条件：见附件5、时间安排：1） 产品调查和工艺调查 2

4、天2） 工厂平面布置状况调查1天3） 物流分析 2天4） 作业单位相互关系分析，绘制作业单位位置相关图、作业单位面积相关图 5天5） 布置方案图 2天6） 编写设计说明书 2天7） 答辩 1天第一章 基本要素分析现有一建设用地，占地面积为16000m2，南北长为200m，东西宽为80m，所处地理位置如图11所示。该厂职工300人，计划改建成年产90000套减速器产品的生产厂，需要完成工厂总平面布置设计。公路公 路北图1-1 待建变速箱厂厂区图1 变速箱产品结构及有关参数变速箱产品由39个零、组件构成，每个零、组件的名称、材料、单价重量及年需求量均列于表1-1中。 表1-1 零件明细表 工厂名称

5、：变速箱厂第 1页产品名称：变速箱产品代号：110计划年产量：90000（套）第 1页序号零件：名称零件：代号自制外购材料总计划零件 量单位重量（kg）说明1调整垫片08F1800000.0102可穿透端盖HT200900000.0403密封盖Q235900000.0204螺栓Q23510800000.0145键Q275900000.0406此轮轴Q275900001.4007毡封油圈羊毛毡900000.0048端盖HT200900000.0509螺栓Q23521600000.02510轴承1800000.45011轴Q275900000.80012键Q275900000.08013大齿轮40

6、900001.00014游标尺900000.05015垫片橡胶纸900000.00416螺塞Q235900000.03217调整垫片Q23508F0.00418可穿透垫片HT150900000.04019密封盖Q235900000.05020定距圈Q235900000.09021键Q275900000.08022毡封油圈羊毛毡900000.00423挡油圈Q2151800000.00424轴承1800000.45025机座HT200900003.00026螺栓Q2355400000.10327螺母Q2355400000.01628垫圈65Mn5400000.00629机盖HT200900002

7、.50030垫片橡胶纸900000.00431视孔盖Q215900000.05032通气器Q235900000.03033螺栓Q2351800000.02034轴承盖圆Q235900000.05035放松垫圈Q215900000.01036销351800000.02237螺栓Q2352700000.03238螺母Q2351800000.01139垫圈65Mn1800000.004 编制（日期）： 年 月 日 审核（日期）：2 作业单位划分根据变速箱产品结构及其工艺特点，变速强厂设立如表1-2所示变速箱个作业单位，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、生产管理与服务等各项生

8、产任务。表1-2 作业单位建筑物汇总表序号作业单位名称用途建筑面积（m2）结构形式备注1原材料库储存钢材、铸锭20×30露天2铸造车间铸造12×243热处理车间热处理12×124机加工车间车、铣、钻削18×365精密车间精镗、磨削12×366标准件、半成品库储存外购件、成品12×247组装车间组装转向器12×368成品库成品储存12×129办公 服务楼办公室 食堂等80×6010设备维修车间机床维修12×2411锻造车间锻造12×2412橡塑车间成型 剪切12×243 变速箱

9、生产工艺过程由于变速箱结构比较简单，因此其生产工艺工程可分为零、组件制作与外购，半成品暂存，组装，性能试验与成品存储阶段。（1）零、组件制作与外购 变速箱上的标准件、异性件如机盖、垫圈等都采用外购、外协的方法获得，入厂后由半成品库保存。其它零件由本厂自制，其工艺过程分别见表1-3至表1-16。表中各工序加工前工件重量为：（2）标准件、外购件与半成品暂存 生产出的零、组件经车间内检验合格后，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 所有零、组件在组装车间集中组装成变速箱成品。（4）性能试验 所有组装出的变速箱产品均需进行性能试验，试验合格的成品送入成品库，试验不合格

10、的返回组装车间进行修复。一次组装合格率估计值为95%，二次组装合格率为100%。（5）成品储存 所有合格变速箱产品存放在成品库待出厂。4自然气象条件：自然气象等条件按长春的条件加以考虑。表1-3 变速箱零件加工工艺过程表产品名称件号材料单位重量（kg）计划年产量（件）年产总量(kg)螺栓37Q2350.032270000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机加工车间精车、铣903半成品库暂存表1-4 变速箱零件加工工艺过程表产品名称件号材料单位重量（kg）计划年产量（件）年产总量(kg)销36350.022180000序号作业单位名称工序内容工序材料利用率（%）1原材料

11、库备料2机加工车间车803精密车间精车984半成品库暂存表1-5 变速箱零件加工工艺过程表产品名称件号材料单位重量（kg）计划年产量（件）年产总量(kg)轴端盖圆34Q2350.05090000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机加工车间车、镗、钻803精密车间精车、镗984半成品库暂存表1-6 变速箱零件加工工艺过程表产品名称件号材料单位重量（kg）计划年产量（件）年产总量(kg)通气器32Q2350.03090000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机加工车间车、钻803半成品库暂存表1-7 变速箱零件加工工艺过程表产品名称件号材料单位重

12、量（kg）计划年产量（件）年产总量(kg)垫片30橡胶纸0.00490000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橡塑车间成型、剪切983半成品库暂存表1-8 变速箱零件加工工艺过程表产品名称件号材料单位重量（kg）计划年产量（件）年产总量(kg)机盖29HT2002.50090000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精密车间精镗985半成品库暂存表1-9 变速箱零件加工工艺过程表产品名称件号材料单位重量（kg）计划年产量（件）年产总量(kg)机座25HT2003.0090000序号作业单位名称工序内

13、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精密车间精镗985半成品库暂存表1-10 变速箱零件加工工艺过程表产品名称件号材料单位重量（kg）计划年产量（件）年产总量(kg)垫片30橡胶纸0.00490000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橡塑车间成型 剪切983半成品库暂存表1-11 变速箱零件加工工艺过程表产品名称件号材料单位重量（kg）计划年产量（件）年产总量(kg)大齿轮13401.00090000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锻造车间锻造、成型803机加工车间车、铣、滚齿804热处理车间

14、调质处理5机加工车间抛光986半成品库暂存表1-12 变速箱零件加工工艺过程表产品名称件号材料单位重量（kg）计划年产量（件）年产总量(kg)轴11Q2750.80090000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机密车间精车954热处理车间表面淬火5机加工车间磨986半成品库暂存表1-13 变速箱零件加工工艺过程表产品名称件号材料单位重量（kg）计划年产量（件）年产总量(kg)端盖8HT2500.05090000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机加工车间车、铣804半成品暂存表1-14 变速箱零件

15、加工工艺过程表产品名称件号材料单位重量（kg）计划年产量（件）年产总量(kg)齿轮轴6Q2751.40090000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热处理车间表面淬火5机加工车间磨986半成品库暂存表1-15 变速箱零件加工工艺过程表产品名称件号材料单位重量（kg）计划年产量（件）年产总量(kg)键5Q2750.04090000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、镗803精密车间精铣984半成品库暂存表1-16 变速箱零件加工工艺过程表产品名称件号材料单位重量（kg）计划年产量（件）

16、年产总量(kg)可通透端盖2HT2000.04090000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铸造铸造803机加工车间精铣、镗、钻984半成品库暂存第二章 物流分析1产品工艺过程分析（1）分析给定的工艺过程表 通过对产品加工、组装、检验等各加工阶段及各工艺过程路线的分析，计算每个工艺过程的各工序中加工前工件单件重量及产生的废料重量，并折算成全年重量，如表2-1所示。表2-1 自制零件工艺过程计算表原材料机加工车间铸造车间（锻造）精密车间加工前加工后损耗加工前加工后损耗加工前加工后损耗螺栓单件(kg)0.0360.0320.004全年(kg)972086401080销单件

17、(kg)0.0280.02240.00560.02240.0220.0004全年(kg)5040403210084032396072轴端圆盖单件(kg)0.0640.0510.0130.0510.0500.001全年(kg)5760459011704590450090通气器单件(kg)0.0390.0300.008全年(kg)34202700720机盖单件(kg)3.1892.5510.6383.9873.1890.7982.5512.5000.051全年(kg)28701022959057420358830287010718202295902250004590机座单件(kg)3.8263.0

18、610.7654.8283.8261.0023.0613.0000.061全年(kg)34434027549068850434520344340901802754902700005490大齿轮单件(kg)1.02+1.2751.0+1.020.020+0.2551.5931.2750.318全年(kg)91800+11474090000+918001800+2295014437011474028620轴单件(kg)0.816+1.0740.8+0.8590.016+0.2150.8590.8160.043全年(kg)73440+9666072000+773101440+193507731073

19、4403870端盖单件(kg)0.0630.050.0130.1050.0630.042全年(kg)567045001170945056703780齿轮轴单件(kg)1.429+1.881.4+1.5040.029+0.3761.5041.4290.075全年(kg)128610+169200126000+1353602610+338401353601286106750键单件(kg)0.0510.0410.010.0410.0400.001全年(kg)459036909003690360090可通透端盖单件(kg)0.050.040.010.0630.050.013全年(kg)54003600

20、900567045001170原材料橡塑车间加工前加工后损耗垫片单件(kg)0.00410.0040.0001全年(kg)3693609垫片单件(kg)0.00410.0040.0001全年(kg)3693609 35备料0.028 0.0224 0.022精车废料0.0004暂存车145图2-2 销工艺过程图6废料0.0056销（2）绘制自制零件及变速器组件的工艺过程图，如图2-12-14所示。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标准间、半成品库，11锻造车间，12橡塑车间（3）绘制总的工艺过程图，如图2-15所示。螺栓Q2352356410.0

21、360.032精车 铣废料0.040图2-1 螺栓工艺过程图暂存备料挡环0.0750.03车削废料0.045暂存备料20123图2-3 挡环工艺过程图滑环0.0750.03车削废料0.045暂存备料20123图2-4 滑环工艺过程图 通气器Q2352356410.0380.030车钻废料0.008图2-4 通气器工艺过程图暂存备料Q235备料0.0640.051 0.0050精车镗废料0.001暂存车镗钻145图2-3 轴端盖工艺过程图6废料0.013轴端盖HT2004213.9872.551暂存准备铸锭铸造3.189废料0.789562.500粗铣、镗、钻废料0.638废料0.051图2-6

22、 机盖工艺过程图机盖精铣镗垫片橡胶纸23561210.00410.004成型 剪切废料0.0001图2-5 垫片工艺过程图暂存备料 HT2004214.8283.061暂存准备铸锭铸造3.826废料1.002563.000粗铣、镗、钻废料0.765废料0.061图2-7 机座工艺过程图机座精铣镗垫片橡胶纸23561210.00410.004成型 剪切废料0.0001图2-8 垫片工艺过程图暂存备料图2-10 轴工艺过程图Q275备料1.0740.859 精车废料0.0043调制 淬火粗车磨铣145废料0.215轴346磨暂存0.0800.816废料0.016图2-9 大齿轮工艺过程图40备料1

23、.5931.275 车镗滚齿废料0.045调制锻造 成型1114废料0.045大齿轮346抛光暂存1.0000.03废料0.020 图2-12齿轮轴工艺过程图Q275备料1.8801.504 精车废料0.075调制 淬火粗车 磨 铣145废料0.376齿轮轴346磨暂存1.4001.429废料0.029HT250备料0.1050.063 0.050车铣废料0.013暂存铸造124图2-11 端盖工艺过程图6废料0.042端盖Q275备料0.0510.041 0.040精铣废料0.001暂存粗铣 镗145图2-13 键工艺过程图6废料0.01键HT200备料0.0630.050 0.040精车镗

24、钻废料0.010暂存铸造124图2-14 通透端盖工艺过程图6废料0.013通透端盖2456275490344340270000270000901806885064906外购件1大齿轮1通气器1键1齿轮轴1轴1垫片1销1端盖1螺栓1可穿透端盖1垫片1轴端盖1机座3409803409804534696660773107340072009350387044011434614337011474091800918009000090000286202294080045346169200135360128610126000338406750261045645903960360036009090045650

25、40403239603960721008456945056704500450011703780456576045904500450090170246567045003600360090011704345202456229590287010225000225000718205742045901263693603609469720864086401080463693603609116342027002700720 7 83588301机盖图215 总工艺过程图2.物流分析（1）物流强度汇总表根据产品总的工艺过程图计算物流强度，如表2-2所示。当存在逆向物流时，物流强度等于正逆物流强度之和，统计的结

26、果填入物流强度汇总表中，如表2-3所示。表2-2 从至表序号12345678910111112从原材料库铸造车间热处理车间机加工车间精密车间标准件，半成品库组装车间成品库办公服务楼设备维修车间锻造车间相塑车间1原材料库8084702943901433707382铸造车间间6415203热处理车间2232004机加工车间918008200621526405精密车间2397646标准件，半成品库至8241007组装车间8241008性能试验室9成品库10办公，服务楼11设备维修车间11474012设备维修车间720表2-3 物流强度汇总表序号作业单位对（路线）物流强度（kg）序号作业单位对（路线）

27、物流强度（kg）11-280847074-582006221-429439084-615264031-1114337095-623976141-12738106-782410052-4641520117-882410063-4223200（2）物流强度分析表根据物流强度汇总表对各作业单位对之间的物流强度进行排序，并绘制物流强度分析表，进行物流分析，如表2-4所示。表2-4 物流强度分析表序号作业单位对（路线）物流强度物流强度等级20000400006000010000012000016-7A27-8A34-5E41-2E52-4I61-4I75-6I83-4O94-6O101-11O111-1

28、2O表2-5 物流强度等级划分表物流强度等级符号物流线路比例（%）承担物流量比例（%）超高物流强度A1040特高物流强度E2030较大物流强度I3020一般物流强度O4010可忽略搬运U根据表2-5物流强度等级划分表来划分个作业单位组建的物流强度等级，绘制原始物流相关表，如图2-6所示。对于在表2-4中未出现的作业单位不存在固定的物流，因此物流强度等级定为U级。表2-6 原始物流相关表作业单位序号123456789101112作业单位序号作业单位名称原材料库铸造车间热处理车间机加工车间精密车间标准件，半成品库组装车间成品库办公，服务楼设备维修车间锻造车间橡塑车间1原材料库EUIUUUUUUOO

29、2铸造车间间EUEUUUUUUUU3热处理车间UUOUUUUUUUU4机加工车间IUOEOUUUUUU5精密车间UUUEIUUUUUU6标准件，半成品库UUUOIAUUUUU7组装车间UUUUUAAUUUU8成品库UUUUUUAUUUU9办公，服务楼UUUUUUUUUUU10设备维修车间UUUUUUUUUUU11锻造车间UUUUUUUUUUU12橡塑车间UUUUUUUUUUU根据表2-6绘制作业单位物流相关比表，见表2-7UUUOUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUEA锻造车间设备维修车间办公服务楼成品库组装车间标准件、半成品库机加工车间精密车间热处理车

30、间原材料库铸造车间作业单位名称序号11712345689表2-7 作业单位物流相关表AUIUOUIAIEUIOUOUUU10UUUUU12橡塑车间U第三章 作业单位相互关系分析明确各作业单位的特点：原材料库、标准件半成品库、成品库属于存储单位，机加工车间、精密车间、组装车间、性能试验室、设备维修车间、铸造车间、热处理车间属于存储单位，办公、服务楼属于服务单位。分析其作业特点：原材料库、机加工车间、精密车间、组装车间、标准件半成品库、性能试验室、设备维修车间属于无污染作业单位。铸造车间、热处理车间属于有噪声有污染作业单位。办公、服务楼属于服务单位应远离污染区。设备维修车间应靠近作业部门。由上述分

31、析，确定以下5条作业单位相互关系影响因素：表3-1 作业单位相互关系影响因素编码理由1工作流程的连续性2生产服务3物料搬运4管理方便5安全及污染根据作业单位之间的相互关系影响因素和下表中的各等级比例关系确定各作业单位对的关系等级，填入非物流作业单位相互关系表。表3-2 作业单位相互关系表符号含义说明比例（）A绝对重要25E特别重要310I重要515O一般密切程度1025U不重要4580X负的密切程度不希望接近酌情考虑表3-3 非物流作业单位相互关系表 12橡塑车间UO/1A/1E/3A/1I/3X/5X/6UI/3O/1UUUI/3UOX/5X/6UE/2UUUUUUO/8O/4O/4O/1O

32、/4X/5X/6UO/7UUE/2E/2I/2I/2I/1UUX/6UX/6UO/4E/3UUA/3A/3UUUUOUUUUU9865432171011序号作业单位名称原材料库热处理车间精密车间机加工车间标准件、半成品库组装车间成品库办公服务楼设备维修车间锻造车间铸造车间A/3第四章 作业单位间物流与非物流相互关系合并从作业单位物流、非物流的相关图可知，；两者相互关系不一致。对于减速器来说，物流因素影响不明显大于其他非物流因素的影响，因此，取加权值m：n=1:1.表4-1 综合相互关系等级与划分比例含义符号作业单位对比例（）绝对必要A13特别重要E25重要I38普通接近度O515不重要U208

33、5不可靠近X010量化物流强度等级与非物流的密切程度等级，取A4、E3、I=2、O=1、U=0、X=-1。计算量化的作业单位综合相互关系，如表4-2所示。表4-2 作业单位之间综合相互关系计算表作业单位对关系密级综合关系物流关系 加权值=2非物流关系 加权值=1等级分数等级分数分数等级11-2E3A47A21-3U0O11U31-4I2A46E41-5U0U00U51-6U0U00U61-7UOUO0U71-8U0U00U81-9U0U00U91-10U0U00U101-11O1A45I111-12O1A45I122-3U0U00U132-4I2E35I142-5U0X-1-1X152-6U0U00U162-7U0X-1-1X172-8U0U00U182-9U0X-1-1X192-10U0I22O202-11U0U00U212-12U0U00U223-4O1I23O233-5U0X-1-1X243-6U0U00U253-7U0X-1-1X263-8U0U00U273-9U0X-1-1X283-10U0I22O293-11U0U00U303-12U0U00U314-5E3I25I324-6O1O12O334-7U0O11U344-8U0U00U354-9U0O11U364-10U0I22O374-11U0E33O384-12