变速箱厂总平面布置设计课程设计说明书

课程设计课程名称设备规划与物流分析题目名称变速箱厂总平面布置设计学生学院管理学院专业班级工业工程091学号学生姓名指导教师___________2012年7月8日目录一、设计产品名称 3二、原始给定条件 3三、产品——产量分析 11四、产品工艺过程分析 12五、物流分析 15六、作业单位非物流相互关系分析 17七、作业单位综合相互关系分析 20八．作业单位位置相关图22九、工厂总平面布置 22十、方案的评价与选择 23十一、参考文献 23PAGE24PAGE25一、设计任务准备原始资料。工艺过程分析物流分析与作业单位相互关系分析。绘制作业单位位置相关图。绘制作业单位面积相关图。修正。方案评价与选优。二、设计产品名称某变速箱厂总平面设施布置设计三、原始给定条件公司占地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，尺寸见下图。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2-1，2-2，2-3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2-1中。图2-1减速器装配图（1）图2-2减速器装配图（2）图2-3减速器装配图（3）（二）作业单位划分根据变速箱的结构及工艺特点，设立如表1所示的11个单位，分别承担原材料储存、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。（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。零、组件的制作与外购制作的零件如表2、表4～表8,表中的利用率为加工后与加工前的比率。标准件、外购件与半成品暂存生产出的零件加工完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。组装所有零件在组装车间集中组装成变速箱成品。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。成品储存所有合格变速箱均存放在成品库等待出厂。表1作业单位建筑汇总表序号作业单位名称用途建筑面积

(m×m)备注1原材料库储存钢材、铸锭20×302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12×365精密车间精镗、磨削12×366标准件、半成品库储存外购件、半成品12×247组装车间组装变速器12×368锻造车间锻造12×249成品库成品储存12×1210办公、服务楼办公室、食堂等80×6011设备维修车间机床维修12×24表2机盖加工工艺过程表表3机座加工工艺过程表表4大齿轮加工工艺过程表表5轴加工工艺过程表表6齿轮轴加工工艺过程表表7端盖加工工艺过程表表8零件明细标准件、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协件均存放在半成品库。组装所有零件、组件在组装车间集中组装成变速箱成品。性能测试所有组装出的变速箱均需进行性能试验，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。产品存储所有合格变速箱存放在成品库等待出厂。四、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100000台，属于大批量生产，适合按产品的原则布置，宜采用流水线的组织形式。四、产品工艺过程分析计算物流量通过对产品的加工、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位质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4-1所示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如图4-1——图4-6所示。图中序号分别为：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。表表4-1全年生产量计算全年物流量产品名称毛重/kg废料/kg铸造废料锻造废料机加工废料精加工废料全年总质量机盖2.500/（0.8*0.8*0.98）=3.98603.9860*0.2=0.79723.9860*0.8*0.2=0.63783.9860*0.8*0.8*0.02=0.05101.486*100000=148600机座3.000/(0.8*0.8*0.98)=4.78324.7832*0.2=0.95664.7832*0.8*0.2=0.76534.7832*0.8*0.8*0.02=0.06131.783*100000=178300大齿轮1.000/(0.8*0.8*0.98)=1.59441.5944*0.2=0.31891.5944*0.8*0.2=0.25511.5944*0.8*0.8*0.02=0.02040.5944*100000=59440轴0.800/(0.8*0.90*0.98)=1.13381.1338*0.2=0.22681.1338*0.8*0.1+1.1338*0.8*0.9*0.02=0.1070.3338*100000=33380齿轮轴1.400/(0.8*0.95*0.98)=1.87971.8797*0.2=0.37591.8797*0.8*0.05+1.8797*0.8*0.95*0.02=0.10380.4797*100000=47970端盖0.050/(0.6*0.8)=0.10420.10424*0.4=0.04170.1042*0.6*0.2=0.01250.0542*100000=54202废料12废料199996图4-1机盖物流量45废料废料3.98600.79720.63780.05103.18882.55102.500原材料62废料16图4-2机座物流量45废料废料4.78320.95660.76530.06133.82663.06133.000原材料68废料18废料1图4-3大齿轮物流量43废料1.59440.25511.27551.02046废料0.02041.00044原材料0.318964\4废料1图4-4轴物流量53废料1.13380.22680.09070.9070.81636废料0.01630.8005原材料6图4-6端盖物流量0.0417原材料4废料1图4-6端盖物流量0.0417原材料4废料1图4-5齿轮轴物流量53废料1.87970.37590.07521.50381.42866废料0.02861.4005原材料62废料15废料0.10420.01250.06250.05066666绘制产品总工艺过程图变速箱总的生产过程可分为零件的加工阶段——总装阶段——性能实验阶段，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上，得到变速箱总工艺过程如图4-7所示。该图清楚的表示出变速器生产的全过程以及各工序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。外购件原材料原材料原材料原材料原材料原材料1111111111111122484222484255445444544333543335565465565465666666667799注：装配顺序：机座—轴注：装配顺序：机座—轴—齿轮轴—端盖—机盖

—五、物流分析表5-1变速箱加工工艺从至表(单位：t)至从123456789合计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组装车间锻造车间成品库1原材料库887.34301.35159.441348.132铸造车间701.546.25707.793热处理车间326.53326.534机加工车间102.04802.31904.355精密车间224.498751099.496半成品库1293.21293.27组装车间1293.21293.28锻造车间127.55127.559成品库合计887.34326.531130.441135.09875875159.441293.26682.04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5-2之中。表5-2物流强度汇总表序号作业单位对（路线）物流强度/t序号作业单位对（路线）物流强度/t11—2887.3474—5802.3121—4301.3585—3224.4931—8159.4494—3102.0442—4701.54105—6875.052—56.25116—71293.263—5326.53127—91293.2138—4127.55划分物流强度等级将各作业单位对的物流强度按大小排序，自从达填入物流强度分析表中，根据物流强度分别划分物流强度等级。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去确定。针对变速箱的工艺过程图，利用表5-2中统计的物流量，按由小到大的顺序绘制物流强度分析表5-3，表5-2中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。表5-3物流强度分析表相关图根据以上分析，绘制作业图5-1作业单位物流相关图六、作业单位非物流相互关系分析针对变速箱生产特点，制定各作业单位间相互关系密切程度理由如表6-1所示。根据表6-2制定变速箱“基准相互关系”（见表6-2），在此基础上建立非物流作业单位相互关系图，如图6-1所示。表6-1变速箱各作业单位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6-2作业单位基准相互关系等级表符号含义说明比例A绝对重要2—5E特别重要3—10I重要5—15O一般密切程度10—25U不重要45—80X负的密切程度不希望接近图6-1作业单位非物流相关图七、作业单位综合相互关系分析从表5-4和表6-3可知，变速箱厂作业单位物流相互关系关与非物流相互关系不一致。为了确定各作业单位之间综合相互关系密切程度，需要将两表合作后再进行分析判断。其合并过程如下：选取加权值加权值的大小反映工厂布置时考虑因素的侧重点，对于变速箱厂来说，物流因素（m）影响并不明显大于其它非物流因素（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7-1所示。当作业单位数目为11时，总作业单位对数为：N=11*（11-1）/2=55,式中，N为作业单位对数。因此，表7-1中将有55各作业单位对，即将有55个相互关系。表7-1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11—23E3E6E21—30U2I2O31—42I2I4I41—50U0U0U51—60U1O1O61—70U0U0U71—81O1O2O81—90U0U0U91—100U1O1O101—110U0U0U112—30U0U0U122—42I2I4I132—51O1O2O142—60U0U0U152—70U0U0U162—80U0U0U172—90U0U0U182—100U-1X-1X192—110U1O1O203—41O1O2O213—52I2I4I223—60U0U0U233—70U0U0U243—80U0U0U253—90U0U0U263—100U-1X-1X273—110U2I2O284—53E3E6E294—60U0U0U304—70U0U0U314—81O1O2O324—90U0U0U334—100U-1X-1X344—110U1O1O355—63E3E6E365—70U0U0U375—80U0U0U385—90U0U0U395—100U1O1O405—110U2I2O416—74A4A8A426—80U0U0U436—90U1O1O446—100U0U0U456—110U0U0U467—80U0U0U477—94A4A8A487—100U0U0U497—110U2I2I508—90U0U0U518—100U-1X-1X528—110U1O1O539—100U1O1O549—110U0U0U5510—110U1O1O划分关系密级在表7-1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7-2所示，在此基础上与表7-3中推荐的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7-1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7-3中推荐的比例尽量接近。表7-2综合相互关系密级等级划分总分关系等级作业单位对数百分比（%）8A23.66—7E35.54—5I47.32—3O16290—1U2647.3-1X47.3表7-3综合相互关系密级与划分比例关系等级符号作业单位对数比例（%）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建立作业单位综合相互关系表将图7-1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，如图7-1所示。图7-1作业单位综合相关关系图八、工厂总平面布置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8-1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。表8-1综合接近程度排序表至从1234567891011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组装车间锻造车间成品库办公服务楼设备维修车间1原材料库E/3O/1I/2U/0O/1U/0O/1U/0O/1U/02铸造车间E/3U/0I/2O/1U/0U/0U/0U/0X/-1O/13热处理车间O/1U/0O/1I/2U/0U/0U/0U/0X/-1O/14机加工车间I/2I/2O/1E/3U/OU/0O/1U/0X/-1O/15精密车间U/0O/1I/2E/3E/3U/0U/0U/0O/1O/16半成品库O/1U/0U/0U/OE/3A/4U/0O/1U/0U/07组装车间U/0U/0U/0U/0U/0A/4U/0A/4U/0I/28锻造车间O/1U/0U/0O/1U/0U/0U/0U/0X/-1O/19成品库U/0U/0U/0U/0U/0O/1A/4U/0O/1U/010办公服务楼O/1X/-1X/-1X/-1O/1U/0U/0X/-1O/1O/111设备维修车间U/0O/1O/1O/1O/1U/0I/2O/1U/0O/1综合接近程度9649119102608排序3895142107116根据表8-1综合接近程度排序