变速箱厂总平面布置设计11412030118

1、一、原始给定条件 公司有地16000m2，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套变速箱的生产厂。 1.变速箱的结构及有关参数 变速箱由39个零件构成，装配图见图1所示。 每个零件、组件的名称、材料、单件重量及年需求量均列于表1中。 表1 零件明细表 表1 零件明细表（续） 2.作业单位划分 根据变速箱的结构及工艺特点，设立如表2所示11个单位，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、生产管理等各项生产任务。 表2 作业单位建筑汇总表 3.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。假定标准件采用外购，总的工艺过程可

2、分为零件的制作与外购、半成品暂存、组装、性能测试、成品存储等阶段。 1、 零件的制作与外购 制作的零件如表3表8，表中的利用率为加工后产品与加工前的比率。 2、 标准件、外购件与半成品暂存 生产出的零件加工完成经过各车间检验合格后，送入半成品库暂存。外购件与标准件均放在半成品库。 3、 组装 所有零件在组装车间集中组装成变速箱成品。 4、 性能测试 所有成品都在组装车间进行性能测试，不合格的就在组装车间进行修复，合格后送入成品库，即不考虑成品组装不了的情况。 5、 成品存储 所有合格变速箱均存放在成品等待出厂。 二、 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

3、，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单一，产量较大，其年产为100000台，属于大批量生产，适用于按产品原则布置，宜采用流水线的组织形式。三、 产品工艺过程分析 1.计算物流量根据表3表8，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量。具体计算过程如表9所示。2、绘制各零件的工艺过程图根据各流程零件的加工工艺过程与物流量，绘制各零件的工艺过程如图一至图六所示。根据表2，图中序号分别表示是：1-原材料库，2-铸造车间，3-热处理车间，4-机加工

4、车间，5-精密车间，6-半成品库，8-锻造车间。3. 绘制多产品工艺过程表 由图一至图六可得到表10由表10可知，6种零件工艺过程经过8个车间，分别为：原材料库、铸造车间、锻造车间、机加工车间、精密车间、热处理车间、半成品库、组装车间。 （1）计算各产品的物流强度。因为在该厂生产的零件年产量都为100000，所以可直接按单个减速器计算物流量。机盖为2.5kg/件，机座为3kg/件，大齿轮为1kg/件，轴为0.8kg/件，齿轮轴为1.4kg/件，端盖为0.05kg/件，因此物流强度大小顺序为机座、机盖、齿轮轴、大齿轮、轴、端盖。 （2）找出各零件加工第一个车间：原材料库。 （3）第二个车间：铸造

5、车间、锻造车间、机加工车间。按物流大小排序为铸造车间、机加工车间、锻造车间。 （4）第三个车间：机加工车间、精密车间。根据物流强度大小排序为机加工车间、精密车间。（5）第四个车间：精密车间、热处理车间、组装车间。根据物流强度大小排序为精密车间、热处理车间、组装车间（6）第五个车间：半成品库、机加工车间。根据物流强度大小排序为半成品库、机加工车间。（7）取后面各道工艺过程，因前面均已经出现，则不再重复。（8）综上三步：车间顺序为原材料库、铸造车间、机加工车间、锻造车间、精密车间、热处理车间、组装车间、半成品库。 （9）至此，已得到初始多种产品工艺过程表，如表11所示。考虑各产品的各工序之问的物流

6、状况，取得不同的加权值Di j 经过求和，求出表11的物流程度W42.178。 （10）由初始产品工艺过程表可知，按照现行的工艺顺序，存在物流倒流的情况且存在负值，为了使物流顺流强度W达到最大，可调换存在物流倒流的情况，如表12所示，计算物流程度W=68.288。 （11）再次通过调换存在倒流的工序对其改进得到多种产品工艺过程表，如表13所示。 尝试交换存在物流倒流情况的工序顺序。经计算知，均不能增大物流顺流程度。进一步试探，发现物流顺流强度不再增加，于是认为表13为最佳产品工艺过程表。最优为W=78.246。 所以最优排布顺序为：原材料库（1）、铸造车间（2）、锻造车间（8）、热处理车间（3

7、）、机加工车间（4）、精密车间（5）、半成品库（6）、组装车间（7）。4.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。将变速箱所有工艺过程汇总在一张图中，得到变速箱总工艺过程图，如图七所示。该图清楚地表示出变速箱生产的全过程以及各工序和个作业单位之间的物流情况，为进一步进行深入的物流分析奠定了基础。四、物流分析1.绘制从至表 根据产品总工过程图绘制从至表，如表14所示。2.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中，如表15所示。 3.划分物流强度等级将各作业

8、单位对的物流强度按大小排序，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，利用统计的物流量，按由大到小的顺序绘制物流强度分析表、。未出现的作业单位之间不存在固定的物流，因此，物流强度等级为U级。4.根据以上分析绘制出原始物流相关表，如表17所示。5.绘制作业单位物流相关表。根据以上分析，绘制作业单位物流相关表，如表18所示。五、作业单位相互关系分析 针对变速箱生产特点，制定各作业单位间相互关系密切程度理由如表19所示。根据下表建立变速箱“基准相互关系”，在此基准上建立非物

9、流作业单位相互关系表，如表20所示。 表19 相互关系密切程度理由 编号理由编号理由1工作流程的连续性5安全及污染2生产服务6振动、噪声、烟尘3物料搬运7人员联系4管理方便8信息传递表20 基准相互关系字母一对作业单位密切程度的理由A原材料与铸造、组装车间与成品库 半成品库与组装车间 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机加工、维修与精密，组装搬运物料的数量，次数和形式等搬运问题I原材料库与机加工车间、机加工车间与半成品库、热处理与机加工车间、机加工车间与半成品车间、维修与其他加工车间、办公楼与成品、半成品、原材料搬运物料的数量，次数和形式等搬运问题服

10、务的频繁程度报表运送方便、管理方便O办公楼与设备维修车间、原材料库与锻造车间、精密车间与热处理、锻造车间与机加工车间、办公楼与其他加工车间联系频繁程度管理方便U设备维修与原材料库、半成品、成品库原材料库与半成品、成品库接触不多、不常联系联系密切程度不大不常联系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、烟尘表21 作业单位相互关系表六、作业单位综合相瓦关系分析 从上图可知，变速箱厂作业单位物流相关与非物流相互关系不一致。为了确定个作业单位之间综合互相关系密切程度，需要将两表合并后再进行分析判断。其合并过程如下：1.选取加权值加权值的大小反映工厂布置时考虑因

11、素的侧重点，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，根据要求取加权值m:n=2:1。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非物流关系等级的高低进行量化，并加权求和，求出综合相互关系如表22所示。当作业单位数目为11时，总作业单位对数为：p=11*（11-1）/2=55,式中，p为作业单位对数。因此，下表中将有55个作业单位对，即将有55个相互关系。表22 作业单位之间综合相互关系计算表序号作业单位对关系密切程度综合关系物流关系（加权值2）非物流关系（加权值1）等级分值等级分值分值等级11-2A4A412A21-3U0O11U31-4I2A4

12、6I41-5U0U00U51-6U0U00U61-7U0U00U71-8O1I24O81-9U0U00U91-10U0I22U101-11U0U00U112-3U0U00U122-4A3E39E132-5U0X-1-1X142-6U0U00U152-7U0U00U162-8U0U00U172-9U0U00U182-10U0X-1-1X192-11U0I22U203-4I2I26I213-5I2X-13O223-6U0U00U233-7U0U00U243-8U0U00U253-9U0U00U263-10U0X-1-1X273-11U0I22U284-5A4E311A294-6I2E37I304-

13、701U02U314-8O1O13O324-9U0U00U334-10U0O11U344-11U0I22U355-6E3I28E365-7U0U00U375-8U0X-1-1X385-9U0U00U395-10U0O11U405-11U0E33O416-7A4A412A426-8U0U00U436-9U0U00U446-10U0O11U456-11U0U00U467-8A4U08E477-9U0A44O487-10U0O11U497-11U0E33O508-9U0U00U518-10U0X-1-1X528-11U0I22U539-10U0I22U549-11U0U00U5510-11U0O11

14、U在上表中，综合关系分数取值范围为（-1，12），按分数排列得出各分数段所占比例如表23所示。在此基础上与综合相互关系密集程度划分比例进行对比，若各等级相差太大，则需要对上表中作业单位对之间的关系密切程度作适当的调整，使各等级比例与表24推荐的比例尽量接近。3.建立作业单位综合相互关系表将表中的综合相互关系分转化为关系密集等级，绘制成作业单位综合相互关系表，如表25所示。七、列举方案1.综合接近程度由于变速箱厂作业单位之间相互关系数目较多，为绘图方便，先计算各作业单位的综合接近程度，如表26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的中心；分数越低，说明改作业单位应该远离布置图

15、的中心，最好处于布置图的边沿，因此，布置设计应当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。根据综合接近程度排序表得各作业单位布置顺序依次为：机加工车间；半成品库；组装车间；原材料库；精密车间；铸造车间；锻造车间；热处理车间；设备维修车间；成品库；办公服务楼。2.作业单位位置相关图在绘制作业单位位置关系图时，作业单位之间的相互关系用表27所示的连线类型来表示。变速箱厂作业单位位置相关图，如图八所示：3.作业单位面积相关图（1）选取绘图比例1:1000，绘制单位为mm，绘制变速箱厂作业单位面积相关图，如图九所示。（2）根据变速箱厂的特点，考虑到各方面的限制条件，得到变速箱厂的块状区布置方案，布置方案如图十至十二所示。八、方案的评价和选择运用加权因素法对变速箱厂方案进行评价，其评价过程和结果如下表所示。表28 加权因素评价表评价因素方案 123相对重要