变速箱厂总平面布置设计课程设计说明书.doc

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1、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23 一、设计任务1. 准备原始资料。2. 工艺过程分析3. 物流分析与作业单位相互关系分析。4. 绘制作业单位位置相关图。5. 绘制作业单位面积相关图。6. 修正。7. 方

2、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。 （一） 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。

3、（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、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。2. 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。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. 成品储存所有合格变速箱均存放在成品库等待出厂。表1

4、 作业单位建筑汇总表序号作业单位名称用途建筑面积(mm)备注1原材料库储存钢材、铸锭20302铸造车间铸造12243热处理车间热处理12124机加工车间车、铣、钻12365精密车间精镗、磨削12366标准件、半成品库储存外购件、半成品12247组装车间组装变速器12368锻造车间锻造12249成品库成品储存121210办公、服务楼办公室、食堂等806011设备维修车间机床维修1224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 1. 标准件、外购件与半成品暂存生产出的零、组件经检

5、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。2. 组装所有零件、组件在组装车间集中组装成变速箱成品。3. 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。4. 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(一) 计算

6、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(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

7、=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

8、.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199

9、996图4-1 机盖物流量45废料废料3.98600.79720.63780.05103.18882.55102.500原材料6 2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0.31896 44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4-5 齿轮轴物流

10、量53废料1.87970.37590.07521.50381.42866废料0.02861.4005原材料6 2废料15废料0.10420.01250.06250.05066666 (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 111111122484254454433355654656666

11、7 9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887.34326.531130.441135.098

12、75875159.441293.26682.04（一） 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/t112887.34745802.31214301.35853224.49318159.44943102.04424701.541056875.05256.2511671293.2635326.5312791293.21384127.55（二） 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

13、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（三） 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

14、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25E特别重要310I重要515 O一般密切程度1025U不重要4580X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：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，对于变速箱厂来说，物流因素

15、（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=1:12. 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1123E3E6E2130U2I2O3142I2I4I4150U0U0U5160U1O1O6170U

16、0U0U7181O1O2O8190U0U0U9 1100U1O1O10 1110U0U0U11230U0U0U12242I2I4I13251O1O2O14260U0U0U15270U0U0U16280U0U0U17290U0U0U18 2100U-1X-1X19 2110U1O1O20341O1O2O21352I2I4I22360U0U0U23370U0U0U24380U0U0U25390U0U0U26 3100U-1X-1X27 3110U2I2O28453E3E6E29460U0U 0U30470U0U0U31481O1O2O32490U0U0U33 4100U-1X-1X34 4110U

17、1O1O35563E3E6E36570U0U0U37580U0U0U38590U0U0U39 5100U1O1O40 5110U2I2O41674A4A8A42680U0U0U43690U1O1O44 6100U0U0U45 6110U0U0U46780U0U0U47794A4A8A48 7100U0U0U49 7110U2I2I50890U0U0U51 8100U-1X-1X52 8110U1O1O53 9100U1O1O54 9110U0U0U55 10110U1O1O3. 划分关系密级在表7-1中，综合关系分数取值范围为 -18，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

18、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（%）8A23.667E35.545I47.323O162901U2647.3-1X47.3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A13特别重要靠近E25重要I38一般O515不重要U2085不希望靠近X0104. 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

19、，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(一) 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/

20、2U/0O/1U/0O/1U/0O/1U/02铸造车间E/3U/0I/2O/1U/0U/0U/0U/0X/-1O/1 3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

21、/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综合接近程度排序表得各作业单位布置顺序依次为： 精密车间；组装车间；原材料；半成品库；机加工车间；设备维修车间；成品库；铸造车间；热处理车间；锻造车间；办公服务楼。(二) 作业单位位置相互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8-2所示的连线类型来表示，用相应符号来表示作业单位，以便区分作业单位的性质。变速箱作业单位位置相关关

22、系如图8-2表示。图8-1变速箱厂作业单位位置相关图（附页1）(三) 作业单位面积相关图选取绘图比例1：1000，绘制单位为mm，变速箱作业单位面积相关图，如图8-2所示。图8-2 变速箱厂作业单位面积相关图（附页2）（四） 作业单位面积相关关系图的调整根据变速箱的特点，考虑相关规定以及各方面的限制条件，得到变速箱厂平面布置方案见附页3，附页4及附页5。九、方案的评价与选择运用加权因素法对变速箱厂进行评价，其评价过程和评价结果如表9-1所示。 评价因素方案 123相对重要性ai等级得分等级得分等级得分物流效率与方便性A4E3O110空间利用率E3E3I28辅助服务部门的综合效率I2I2I29工作环境安全与舒适E3I2I25管理的方便性E2I2O18布置方案的可扩展性I2I2E37人员联系E3E3I27外观I2I2I24环境保护I3I2I26信息传递E3I2O13综合得分 Tj183159120综合排序123表9-1加权因素评价表由综合排序可选出方案一为最佳方案，因此选此方案为变速箱厂的总体布置方案。十、参考文献1. 企业物流工程 邹安全 2005.1 中国物资出版社2. 物流工程 齐二石 2004.12 中国科学技术出版社3. 设施与规划与物流 朱耀祥 2004.2 机械工业出版社4. 物流设施规划与设计 程国全 2003.9 中国物资出版社