物流设施设计

物流设施设计课程设计说明书专业：工业工程学号：学生姓名：指导教师：二级减速机厂的设施布置任务公司有地16000㎡，厂区南北为200m，东西宽80m，该厂估量需要工人300人，打算建成年产套变速机的生产厂。减速机的差不多结构如图1～图2所示。请依照已知条件对二级减速机进行厂址选择和厂区布置设计。图1减速机正视图图2减速机剖视图一减速机厂址选择天津，是中国的第三大都市，中华人民共和国直辖市，中国国家中心都市，中国北方经济中心、环渤海地区经济中心、中国北方国际航运中心、中国北方国际物流中心、国际港口都市和生态都市，中国中医药研发中心。天津位于环渤海经济圈的中心，是中国北方最大的沿海开放都市、近代北方最早对外开放的沿海都市之一。天津是中国近代工业的发源地。天津被誉为“中国经济第三增长极”。通过调查和分析，我们选定天津经济技术开发区逸仙科学工业园为减速机厂的厂址地点。天津经济技术开发区是1984年国务院批准成立的首批国家级经济技术开发区之一，是天津滨海新区的中心。项目审批权限为3000万美元，现有外资企业3400家左右，享有中央政府给予的优待政策，园区规划面积33平方公里，拥有3个小区：西青微电子工业园，武清逸仙科学工业园，汉沽化学工业园。逸仙科学工业园始建于1993年，并于1996年经天津市人民政府批准，隶属于国家级开发区——天津经济技术开发区，由天津经济技术开发区管委会进行统一治理。规划面积10平方公里，是以吸取国内外投资进展高新技术产业为主的工业园区。区内企业享受天津经济技术开发区的产业及税收等各项优待政策。逸仙科学工业园地处环渤海经济圈的中心，背靠北京，依靠天津，处在中国北方外向度最高和经济最发达的区域内。交通专门便利，其中周围高速公路有京津塘高速公路、京沪高速公路、津保高速公路、京沈高速公路、京石高速公路、京开高速公路、唐津高速公路、津滨高速公路等，铁路交通方面有京山铁路、京沪铁路、京九铁路、津蓟铁路等，天津滨海国际机场和天津港让此地区的空运、海运也专门便利。区内土地已实现九通一平，即：道路、通電、通水、排水、供热、燃气、通信、INTERNET专线、卫星电视和土地平坦。综合以上条件，我们认为选择天津经济技术开发区逸仙科学工业园作为二级减速机的厂址。二减速机厂的厂区布置（一）原始给定条件1减速机的有关参数减速机由26个零件以及组件构成，每个零件、组件的名称、材料、单件重量及年需求均列于表1中。（数据为自行运算所得）表1减速机明细表工厂名称：减速机厂产品名称减速机产品代号118打算年产量序号零件名称零件代号自制外购材料总打算需求量零件图号形状单件重量/kg说明1机座√HT2005.0002机盖√HT2004.0003垫片√橡胶纸0.0064标牌√铝0.0105销√350.0156垫圈√65Mn0.0067销√350.0208垫圈√65Mn0.0109螺栓√Q2350.10310螺母√Q2350.01611垫圈√65Mn0.00612螺栓√Q2350.03213螺母√Q2350.1114垫圈√65Mn0.00415销√350.02216游标尺√铝0.10017螺塞√Q2350.03218垫片√橡胶纸0.00619主动轴√Q2751.00020齿轮轴√Q2751.60021从动轴√Q2753.00022大齿轮√401.50023小齿轮√401.00024端盖√HT2000.10025键√Q2750.08026键√Q2750.2002作业单位划分依照减速机的结构及工艺特点，设立如表2所示的11个作业单位，分别承担原材料储备、备料、热处理、加工与装配、产品性能实验、生产治理与服务等各项生产任务。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/㎡结构形式备注1原材料库储存钢材、铸锭30×30露天2铸造车间铸造25×303热处理车间热处理20×204机加工车间车、铣、钻削30×305周密车间精镗、磨削35×356标准件、半成品库储存外购件、半成品25×257组件车间组装减速机20×308性能车间减速机性能检验15×209成品库成品储存12×1210办公、服务楼办公室、食堂、宿舍等80×6011设备修理车间机床修理20×303减速机生产工艺过程减速机结构比较简单，因此生产工艺过程也比较简单，总的过程可分为零、组件的制作与外购；半成品暂存、组装；性能试验与成品储备等时期。(1)零件的制作与外购减速机上的标准件、异形件如塑料护盖、铝制标牌等差不多上采纳外购、外协的方法获得，入厂后由半成品库储存，其他零件由本厂自制，其工艺过程分别见表3～表10。表3机座加工工艺过程表产品名称件号材料单件质量/kg打算年产量年产总质量机座1HT2005.000500000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周密车间精铣，镗985半成品库暂存表4机盖加工工艺过程表产品名称件号材料单件质量/kg打算年产量年产总质量机盖2HT2004.500400000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周密车间精铣，镗985半成品库暂存表5主动轴加工工艺过程表产品名称件号材料单件质量/kg打算年产量年产总质量主动轴19Q2751.000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周密车间精车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6齿轮轴加工工艺过程表产品名称件号材料单件质量/kg打算年产量年产总质量齿轮轴20Q2751.6160000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周密车间精车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从动轴加工工艺过程表产品名称件号材料单件质量/kg打算年产量年产总质量从动轴21Q2753.000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周密车间精车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大齿轮加工工艺过程表产品名称件号材料单件质量/kg打算年产量年产总质量大齿轮22401.500150000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9小齿轮加工工艺过程表产品名称件号材料单件质量/kg打算年产量年产总质量小齿轮23401.000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98半成品库暂存表10主动轴加工工艺过程表产品名称件号材料单件质量/kg打算年产量年产总质量主动轴24HT2000.10010000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(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协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减速机成品。(4)性能测试所有组装出的减速机均需进行性能实验，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。一次组装合格率估量值为80%，二次组装合格率为100%。(5)所有合格减速机存放在成品库等待出厂。(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，进而阻碍着工厂设备的布置形式。依照以上已知条件可知，待布置设计的减速机厂的产品品种单一，产量较大，其年产量为台，属于大批量生产，适合于按产品原则布置，宜采纳流水线的组织形式。（三）产品工艺过程分析1运算物流量通过对产品、组装、检验等各种加工时期以及各工艺过程路线的分析，运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，并依照全年生产量运算全年物流量。具体运算过程如表11所示。表11各零件物流量运算产品名称毛重/kg废料/kg铸造废料机加工废料精加工废料全年总质量机座5/（0.8×0.8×0.98）=7.9727.942×0.2=1.5947.972×0.8×0.2=1.2767.972×0.8×0.8×0.02=0.1022.972×=297200机盖4/（0.8×0.8×0.98）=6.3786.378×0.2=1.2766.378×0.8×0.2=1.0206.378×0.8×0.8×0.02=0.0822.378×=237800主动轴1/（0.8×0.95×0.98）=1.3431.343×0.2+1.343×0.8×0.95×0.02=0.2891.343×0.8×0.05=0.0540.343×=34300齿轮轴1.6/（0.8×0.95×0.98）=2.1482.148×0.2+2.148×0.8×0.95×0.02=0.4622.148×0.8×0.05=0.0860.548×=54800从动轴3/（0.8×0.95×0.98）=4.0284.028×0.2+4.028×0.8×0.95×0.02=0.8674.028×0.8×0.05=0.1611.028×=102800大齿轮1.5/（0.8×0.8×0.98）=2.3922.392×0.2=0.4782.392×0.8×0.2+2.392×0.8×0.8×0.02=0.4130.892×=89200小齿轮1/（0.8×0.8×0.98）=1.5941.594×0.2=0.3191.594×0.8×0.2+1.594×0.8×0.8×0.02=0.2750.594×=59400端盖0.1/（0.6×0.8）=0.2080.208×0.4=0.0830.208×0.6×0.2=0.0250.108×=108002绘制各零件的工艺过程图依照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3～图10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—周密车间，6—半成品库。3绘制产品总工艺流程图减速机总的生产过程可分为零件加工时期→总装时期→性能试验时期，所有零件、组件在组装车间集中组装。将减速机所有工艺过程汇总在一张图中，得到减速机的所有工艺过程图如图9所示。该图清晰地表示出减速机生产的全过程以及各工序和各作业单位之间的物流情形，为进一步进行深入的物流分析奠定了基础。图3机座物流量图4机盖物流量图5主动轴物流量图6齿轮轴物流量图7从动轴物流量图8小齿轮物流量图6大齿轮番程图图8端盖流程图图9减速机总工艺过程图（单位：kg）注：装配顺序为：机座→主动轴→齿轮轴（键）→小齿轮→从动轴（键）→大齿轮→机盖→端盖→外购件（游标尺、垫片、螺塞、垫片、标牌、销、垫圈、螺栓、螺母）。4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步递减，如此得到减速机初始工艺过程表如表12所示。表12初始产品工艺过程图5绘制产品较佳工艺过程图作业单位机座机盖从动轴齿轮轴大齿轮小齿轮主动轴端盖序号名称流程Djk流程Djk流程Djk流程Djk流程Djk流程Djk流程Djk流程Djk1原材料①②③④⑤2122①②③④⑤2122①④②⑤③⑥112-1①④②⑤③⑥112-1①②④③⑤⑥211-1①②④③⑤⑥211-1①④⑤③⑥112-1①②③④2112铸造3热处理4机加工5精加工6半成品库∑DjkWjk2561620156803073270046362W由初始产品工艺过程表12可知，按照现行的工艺顺序，存在物流倒流的情形，为了使物流顺流强度W达到最大，可对某些作业单位的顺序进行交换。经运算发觉作业单位顺序为1→2→4→5→3时，可使顺流强度达到最大。通过交换调整，得到调整后的较佳产品工艺过程如表13所示。表13较佳产品工艺过程表作业单位机座机盖从动轴齿轮轴大齿轮小齿轮主动轴端盖序号名称流程Djk流程Djk流程Djk流程Djk流程Djk流程Djk流程Djk流程Djk1原材料①②③④⑤2221①②③④⑤2221①②⑤③④⑥12１2－１①②⑤③④⑤1212-1①②③⑤④⑥2211-1①②③⑤④⑥2211-1①②⑤③④⑥1212-1①②③④2212铸造4机加工5精加工3热处理6半成品库∑DjkWjk2561210177311064612047431W（四）物流分析1绘制从至表依照减速机较佳产品工艺过程表13，绘制出减速机工艺过程物流从至表，如表14所示。2绘制物流强度汇总表依照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15之中。表14减速机加工工艺从至表（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周密车间半成品库组装车间性能实验室成品库1原材料库1466.6745.22211.82铸造车间1054.81054.83热处理车间982.5982.54机加工车间425.4926.7447.918005周密车间472.8663.41136.26半成品库1822.61822.67组装车间2132.82132.88性能实验室426.31706.52132.89成品库合计1466.6898.21800926.72093.82248.92132.81706.513273.5编制（日期）审核（日期）表15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/t11-21466.664-6447.921-4745.275-6663.432-41054.886-71822.643-6982.597-82132.854-5926.7108-91706.53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，自大到小填入物流强度分析表中，依照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。针对减速机的工艺过程图，利用表15中统计的物流量，按由小到大的顺序绘制物流强度分析表16。表16中未显现的作业单位之间不存在固定的物流，因此物流等级为U级。表16物流强度分析表序号作业单位对（路线）400800120016002000物流强度等级17-8A26-7A38-9E41-2E52-4I63-6I74-5I81-4O95-6O104-6O4绘制作业单位物流相关表依照以上分析，绘制作业单位物流相关图，如图10所示。图10作业单位物流相关图（五）作业单位非物流相互关系分析针对减速机的生产特点，制定各作业单位间相互关系紧密程度理由如表17所示。表17减速机各作业单位关系紧密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治理方便8信息传递依照表17制定减速机“基准相互关系”，如表18所示。表18基准相互关系字母作业单位对紧密程度理由A组装车间与性能实验室原材料库与铸造车间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原材料库与制造车间铸造车间与机加工车间性能实验室与成品库修理和周密车间、组装车间及性能实验室搬运的数量和形式不可损坏还没有包装的物品服务的频繁和紧急程度I机加工与热处理、周密车间设备修理与其他金属加工车间之间办公楼与成品库、半成品库、原材料搬运物流的数量和频数以及类似的搬运问题服务的频繁程度报表运送方便、治理方便O办公楼与设备修理车间办公楼与其他加工车间联系频繁程度治理方便U设备修理与原材料库、半成品库、成品库原材料库与半成品、成品库及组装性能实验室技术部门与成品库接触不多、不常联系联系紧密程度不大X办公楼、服务楼与铸造车间、热处理车间、周密车间、性能实验室灰尘、噪声、振动、异味、烟尘在表17-18的基础上建立非物流作业单位相互关系图，如图11所示。图11作业单位非物流相关图（六）作业单位综合相互关系分析从图10和图11可知，减速机厂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综合相互关系紧密程度，需要将两表合并后再进行分析判定。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素的侧重点，关于减速机来说，物流因素（m）阻碍并不明显大于其他非物流因素（n）的阻碍，因此，取加权值m：n=1:1。2综合相互关系的运算依照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19所示。当作业单位数目为11时，总作业单位对数为：P==55式中，p为作业单位对数。因此，表19中将有55个作业单位对，立即有55个相互关系。表19作业单位之间综合相互关系运算表作业单位对关系密度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1-23E3E6E1-30U1O1U1-41O4A5E1-50U0U0U1-60U0U0U1-70U0U0U1-80U0U0U1-90U0U0U1-100U2I2O1-110U0U0U2-30U0U0U2-42I3E5E2-50U-1X-1X2-60U0U0U2-70U0U0U2-80U-1X-1X2-90U0U0U2-100U-1X-1X2-110U2I2O3-40U2I2O3-50U-1X-1X3-62I0U2O3-70U0U0U3-80U-1X-1X3-90U0U0U3-100U-1X-1X3-110U2I2O4-52I2I4I4-61O1O2O4-70U0U0U作业单位对关系密级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4-80U0U0U4-90U0U0U4-100U1O1U4-110U2I2O5-61O2I3I5-70U0U0U5-80U0U0U5-90U0U0U5-100U1O1U5-110U3E3I6-74A4A8A6-80U0U0U6-90U0U0U6-100U2I2O6-110U0U0U7-84A4A8A7-90U0U0U7-100U1O1U7-110U3E3I8-93E3E6E8-100U1O1U8-110U3E3I9-100U1O1U9-110U0U0U10-110U1O1U3划分关系密级在表19中，综合关系分数取值范畴为-1～8,按分数排列得出各分数段所占比例如表20所示。在此基础上与表21中举荐的综合相互关系密级程度划分比例进行对比，发觉各等级相差不大，因此不需要对表20中作业单位对之间的关系紧密程度作调整。表20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（%）8A23.65～6E47.33～4I59.092O814.550～1U3054.55-1X610.9表21综合相互关系密级与划分比例关系密级符号作业单位对数比例（%）绝对必要靠近A1～3专门重要靠近E2～5重要I3～8一样O5～15不重要U20～85不期望靠近X0～104建立作业单位综合相互关系表将表19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表，如图12所示。图12作业单位综合相互关系图（七）工厂总平面布置1综合接近程度由于减速机厂作业单位之间相互关系数目较多，为了绘图方便，先运算各作业单位的综合接近程度，如表22所示。表22综合接近程度排序图作业单位序号12345678910111E/3U/E/3U/U/U/U/U/O/1U/2E/3U/E/3X/-1U/U/X/-1U/X/-1O/13U/U/O/1X/-1O/1U/X/-1U/X/-1O/14E/3E/3O/1I/2O/1U/U/U/U/O/15U/X/-1X/-1I/2I/2U/U/U/U/I/26U/U/O/1O/1I/2A/4U/U/O/1U/7U/U/U/U/U/A/4A/4U/U/I/28U/X/-1X/-1U/U/U/A/4E/3U/I/29U/U/U/U/U/U/U/E/3U/U/10O/1X