设施规划与物流分析课程设计-变速箱厂总平面布置设计

河北农业大学课程设计报告书设施规划与物流分析课程设计学院:专业班级:学生姓名:指导教师:日期:

目录设计题目……………1原始给定条件………………………1〔一〕变速箱结构及有关参数………2〔二〕作业单元划分…………………4〔三〕生产工艺过程…………………5三、产品—产量分析………………………5四、产品工艺过程分析……………………5〔一〕计算物流量……………………6〔二〕绘制各零件工艺流程图………6〔三〕绘制产品总工艺过程图………7〔四〕绘制产品工艺过程表…………9五、物流分析………………11〔一〕绘制从至表……………………11〔二〕绘制物流强度汇总表…………11〔三〕划分物流强度…………………12〔四〕绘制作业单元物流相关图……………………12六、作业单位非物流相互关系分析………12七、作业单位综合相互关系分析…………13八、工厂总平面图…………16〔一〕综合接近程度分析……………16〔二〕作业单位位置相关图…………17〔三〕作业单位面积相关图…………17九、方案评价与选择………………………19十、参考文献………………20一、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(m2)，厂区南北为200，东西宽80，该厂预计需要工人300人，方案建成年产100000套变速箱的生产厂。〔一〕变速箱的结构及有关参数表1表1零件相关数据表工厂名称：变速箱厂产品名称变速箱产品代号110方案年产量100000序号零件名称零件代号自制外购材料总方案需求量零件图号形状单件重量/kg40小端盖√HT20010000039垫圈√65Mn20000038螺母√Q23520000037螺栓√Q23530000036销√352000002235防松垫片√Q21560000034轴端盖圆√Q23510000033螺栓√Q23520000032通气器√Q23510000031视孔盖√Q21510000030垫片√橡胶纸10000029机盖√HT20010000028垫圈√65Mn60000027螺母√Q23560000026螺栓√Q23560000025机座√HT20010000024轴承√20000023挡油圈√Q21520000022毡封油圈√羊毛毡10000021键√Q27510000020定距环√Q23510000019密封盖√Q23510000018可穿透端盖√H整垫片√08F20000016螺塞√Q23510000015垫片√橡胶纸10000014游标尺√10000013大齿轮√4010000012键√Q27510000011轴√Q27510000010轴承√2000009螺栓√Q23524000008端盖√HT2001000007毡封油圈√羊毛毡1000006齿轮轴√Q2751000005键√Q2751000004螺栓√Q23512000003密封盖√Q2351000002可穿透端盖√HT2001000001调整垫片√08F200000图1〔二〕作业单位划分根据变速箱的结构及工艺特点，设立如下表所示11单位，分别承当原材料存储、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。表2作业单位建筑汇总表序号作业单位名称用途建筑面积/(mxm)备注1原材料库储存钢材、铸锭20x30露天2铸造车间铸造12x243热处理车间热处理12x124机加工车间车、铣、钻12x365精密车间精镗、磨削12x366标准件、半成品库储存外购件、半成品12x247组装车间组装变速器12x368锻造车间锻造12x249成品库成品储存12x1210办公、效劳楼办公室、食堂等80x6011设备维修车间机床维修12x24〔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、零件的制作与外购制作的零件如下表。2、标准件、外购件与半成品暂存生产出的零件加工完成经各车间检验合格后，送入半成品库暂存，外购的标准件和标准件均存放在半成品库。3、组装所有零件在组装车间集中组装成变速箱成品。4、性能测试所有成品均在组装车间进行性能试验，不合格的产品在组装车间进行修复。合格后送入成品库。5、产品存储 所有合格的变速箱存放在成品库等待出厂。表3变速箱零件加工工艺过程表产品名称件号材料单件质量/kg方案年产量年产总质量机盖29HT20010000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半成品库暂存表4变速箱零件加工工艺过程表产品名称件号材料单件质量/kg方案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半成品库暂存表5变速箱零件加工工艺过程表产品名称件号材料单件质量/kg方案年产量年产总质量大齿轮1340100000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半成品库暂存表6变速箱零件加工工艺过程表产品名称件号材料单件质量/kg方案年产量年产总质量轴11Q275100000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半成品库暂存表7变速箱零件加工工艺过程表产品名称件号材料单件质量/kg方案年产量年产总质量齿轮轴6Q275100000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半成品库暂存表8变速箱零件加工工艺过程表产品名称件号材料单件质量/kg方案年产量/kg年产总质量端盖〔大〕8HT200100000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表9变速箱零件加工工艺过程表产品名称件号材料单件质量/kg方案年产量/kg年产总质量端盖(小)40HT200100000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上下，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，适合于按产品原那么布置，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量。具体过程如下表：表10变速箱零件加工工艺过程表产品名称毛重/kg废料/kg铸造废料机加工废料精加工废料总废料机盖1.482*100000=148200机座1.78*100000=178000大齿轮1/〔0.8*0.8*0.98〕注：锻造0.593*100000=59300轴齿轮1.4/〔0.8*0.95*0.98〕0.4802*100000=48200轴0.8/〔0.8*0.95*0.98〕=0.0430.2743*100000=27430端盖〔8〕0.05/〔0.6*0.8〕0.054*100000=5400端盖〔40〕0.035/〔0.6*0.8〕0.076*0.4=0.038*100000=3800〔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 原材料11111111111122 222244 444 废料废料4552.5980.636 0.764废料55 废料废料 废料6 废料66616 6616 废料废料 机盖物流量 机座物流量 端盖〔8〕物流量原材料 废料111128 28 废料44 废料446 废料废料 663 废料63 废料 大齿轮物流量 端盖〔40〕物流量原材料原材料1111 4444 废料废料6655 废料废料6655 废料废料 533533废料 1.4废料 轴齿轮物流量轴物流量图2各零件的工艺过程图〔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。将变速箱所有工艺过程汇总到一张图中〔下列图〕变速箱装配顺序：25→14、15、16→40→6→5、23、24→11→13→10、12、20、21→29→36→8→9→1、2、3、4、5、7→17、18、19、20、22→26、27、28→37、38、39→30、31、32→33、34、3516001600废料500051246废料废料废料机座956007640060002988007986004780003822003058001外购件139400280014960031456废料废料齿轮轴187000废料3740014220074001422001246废料废料小端盖7300290044009003500948001外购件8560031456废料废料轴107000214008140042008140079800废料200012720036846废料废料大齿轮1590003180010180025400101800998006外购件11500024980051246废料废料废料机盖3980003184006360025480050007960044006外购件400012001246废料废料端盖100006000600006外购件113800外购件1248006外购件198360外购件113700外购件18400外购件110000外购件13031601303160减速器总工艺过程图388〔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列图。表11初始产品工艺过程表工序机座机盖大齿轮齿轮轴轴端盖〔8〕端盖〔40〕序号名称DjkDjkDjkDjkDjkDjkDjk1274365原材料铸造锻造机加工热处理半成品库精加工①②③⑤④211-1①②③⑤④211-1①②③⑤④⑥1221-1①②⑤④⑥③111-1-1①②⑤④⑥③111-1-1①②③④211①②③④211134440011192006170001926801099923204022400W3437712表12较佳产品工艺过程表工序机座机盖大齿轮齿轮轴轴端盖〔8〕端盖〔40〕序号名称DjkDjkDjkDjkDjkDjkDjk1274365原材料铸造锻造机加工热处理精加工半成品库①②③④\⑤2111①②③④⑤2111①②③⑤④⑥1221-1①②⑤④③⑥111-1-1①②⑤④③⑥111-1-1①②③④211①②③④211187400022504006170001926801099923204022400W5098512五、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.表13变速箱从至表单位〔t〕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15913392铸造车间3热处理车间4机加工车间11265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159表14物流强度汇总表序号作业单位对〔路线〕物流强度/t11—221—431—815942—453—464—574—685—697—913〔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等级，应按物流路线比例或承当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。表15物流强度分析表序号作业单位对〔路线〕物流强度〔单位：t〕0200400600800120016002000物流强度等级17—9A21—2E34—5E42—4I55—6I63—4I74—6O81—4O91—8O图4作业单位物流相关图〔四〕绘制作业单位物流相关图图4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，如图4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〕，在此根底上建立非物流作业单位相互关系图。表16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效劳的频繁和紧急程度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效劳的频繁程度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、效劳楼与铸造车间、热处理车间、精密车间、锻造车间灰尘、噪声、振动、异味、烟尘图5图5作业单位非物流相关图编号理由1工作流程的连续性2生产效劳3物料搬运4管理方面编号理由5平安及污染6振动、噪声、烟尘7人员联系8信息传递七、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：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。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个相互关表18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1——23E3E6E1——30U0U0U1——41O1O2O1——50U0U0U1——60U0U0U1——70U0U0U1——81O1O2O1——90U0U0U1——100U0U0U1——110U0U0U2——30U0U0U2——42I2I4I2——50U0U0U2——60U0U0U2——70U0U0U2——80U0U0U2——90U0U0U2——100U-1X-1X2——110U0U0U3——42I2I2I3——50U0U0U3——60U0U0U3——70U0U0U3——80U0U0U3——90U0U0U3——100U-1X-1X3——110U0U0U4——53E3E6E4——61O1O2O4——70U0U0U4——80U0U0U4——90U0U0U4——100U1O1O4——110U0U0U5——62I2I4I5——70U0U0U5——80U0U0U5——90U0U0U5——100U1O1O5——110U3E3I6——73E0U3I6——80U0U0U6——90U0U0U6——100U0U0U6——110U0U0U7——80U0U0U7——94A4A8A7——100U1O1O7——110U3E3I8——90U3E3I8——100U1O1O8——110U3E3I9——100U1O1O9——110U0U0U10——110U1O1O在表18中，综合关系分数取值范围为1——8，按分数排列得出各分数段所占比例如表19所示。在此根底上与表20综合相互关系密级程度划分比例进行比照，假设各等级相差太大，那么需要对表18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20尽量接近。表19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8A15~6E23~4I82O90~1U3360-1X2图6表20综合相互关系密级与划分比例图6关系密级关系密级作业单位对数比例绝对必要靠近A1~3特别重要靠近E2~5重要I3~8一般O5~15不重要U20~85不希望靠近X0~10八、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21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上下顺序进行，即按综合接近程度分数上下顺序来布置作业单位顺序。表21综合接近程度排序图作业单位代号12345678910111E/3U/O/1U/U/U/O/1U/U/U/2E/3U/I/2U/U/U/U/U/X/-1U/3U/U/I/2U/U/U/U/U/X/-1U/4O/1I/2I/2E/3O/1U/U/U/O/1U/5U/U/U/E/3I/2U/U/U/O/1I/26U/U/U/O/1I/2I/2U/U/U/U/7U/U/U/U/U/I/2U/A/4O/1I/28O/1U/U/U/U/U/U/I/2U/I/29U/U/U/U/U/U/A/4I/2O/1U/10U/X/-1X/-1O/1O/1U/O/1U/O/1O/111U/U/U/U/I/2U/I/2I/2U/O/1综合接近程度541108595737排序7911138264105根据表8-1综合接近程度排序表使得各作业单位布置顺序依次为：①机加工车间②组装车