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1、成绩南京工程学院课程设计说明书(论文)题 目减速箱厂总平面布置设计及其生产计划制定 课程名称 工业工程课程设计 院（系、部、中心） 机械工程学院 专 业 工业工程 班 级 工程081 学生姓名学 号设计地点 工业工程实验室综合仿真室 指导教师 设计起止时间：2011年 12月 26日至2012年01月 13日目录前言- 2 -第一部分 课程设计题目- 3 -一、原始给定条件- 3 -（一）减速箱的结构及有关参数- 3 -（二）作业单位划分- 4 -（三）减速箱生产工艺过程- 5 -二、产品工艺过程分析- 7 -（一）计算物流量- 7 -（二）绘制各零件的工艺过程图- 8 -（三）绘制产品总工艺
2、过程图- 8 -（四）绘制产品初始工艺过程表- 10 -（五）绘制产品较佳工艺过程表- 10 -三、物流分析- 12 -（一）绘制从至表- 12 -（二）绘制物流强度汇总表- 12 -（三）绘制物流强度等级- 13 -（四）绘制作业单位物流相关图- 13 -四、作业单位相互关系分析- 14 -（一）绘制作业单位关系密切程度理由表- 14 -（二）绘制基准相互关系表- 14 -（三）绘制作业单位非物流相关图- 15 -五、作业单位综合相互关系分析- 16 -六、工厂总平面布置- 18 -（一）综合接近程度- 18 -（二）作业单位位置相关图- 19 -（三）作业单位面积相关图- 20 -（四）作
3、业单位面积相关图的调整- 20 -七、方案的评价与选择- 25 -第二部分 生产计划- 26 -一、设置生产单位- 26 -二、生产类型的确定- 28 -三、物料需求计划编制- 28 -（一）、产品种类的确定- 28 -（二）、产品的BOM表- 29 -（三）、物料主文件与12周的预测和订单数据- 30 -（四）、能力计划的编制- 35 -四、库存分析与控制- 37 -（一）库存的ABC分类- 37 -第三部分 实验总结- 40 -体会- 40 -参考文献- 40 -前言生产计划与控制和设施规划与物流分析是工业工程专业重要的主干专业课程。企业生产计划与设施规划是工业工程学科中公认的重要研究领域
4、和分支。工业工程课程设计是上述两门课程的重要实践性教学环节，综合运用所学专业知识，完成工厂布置设计工作、生产计划制定而进行的一次基本训练。其目的是：（1） 能正确运用工业工程基本原理及相关专业知识，学会由产品入手对工厂生产系统进行调研分析的方法。（2） 通过对某工厂布置设计的实际操作，熟悉系统布置实际方法中的各种图例符号和表格，掌握系统布置设计方法的规范设计程序。（3） 通过课程设计，熟悉企业生产计划制定的方法。（4） 通过课程设计，培养学生学会如何编写有关技术文件。通过课程设计，初步树立正确的设计思想，培养学生运用所学专业知识分析和解决实际技术问题的能力。第一部分 课程设计题目减速箱厂总平面
5、布置设计及其生产计划制定一、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套减速箱的生产厂。一年工作10个月。（一）减速箱的结构及有关参数 减速箱由39个零件构成，装配图见图1-1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1-1中。图1-1 减速箱装配图表1-1 零件明细表产品名称减速箱产品代号110计划年产量100000第一页序号零件名称零件代号自制外购材料总计划需求量零件图号形状单件重量/kg说明39垫圈65Mn2200000.00438螺母Q2352200000.01137螺栓Q235330000
6、0.03236销352200000.02235防松垫片Q2151100000.01034轴端盖圆Q2351100000.05033螺栓Q2352200000.02032通气孔Q2351100000.03031视孔窗Q2151100000.05030垫片橡胶纸1100000.00429机盖HT2001100002.50028垫圈65Mn6600000.00627螺母Q2356600000.01626螺栓Q2356600000.10325机座HT2001100003.00024轴承2200000.45023挡油圈Q2152200000.00422毡封油圈羊毛毡1100000.00421键Q2751
7、100000.08020定距环Q2351100000.09019密封盖Q2351100000.05018可穿透端盖HT1501100000.04017调整垫片08F2200000.00416螺塞Q2351100000.03215垫片橡胶纸1100000.00414游标尺1100000.05013大齿轮401100001.00012键Q2751100000.08011轴Q2751100000.80010轴承2200000.4509螺栓Q23526400000.0258端盖HT2001100000.0507毡封油圈羊毛毡1100000.0046齿轮轴Q2751100001.4005键Q275110
8、0000.0404螺栓Q23513200000.0143密封圈Q2351100000.0202可穿透端盖HT2001100000.0401调整垫片08F2200000.010（二）作业单位划分根据减速箱的结构及工艺特点，设立如表1-2所示的11个单位，分别承担原材料的存储。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1-2 作业单位建筑汇总表序号作业单位名称用途建筑面积备注1原材料库储存钢材、铸锭2030露天2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组装车间组装减
9、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（三）减速箱生产工艺过程减速箱的零件较多，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制作与外购、半成品暂存、组装、性能测试、产品存储等阶段。1、零件的制作与外购制作的零件如表1-3表1-8，表中的利用率为加工后产品与加工前的比率。表1-3 减速箱零件加工工艺过程表产品名称件号材料单件质量/kg计划年产量年产总质量机盖29HT2002.500110000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、
10、钻804精密车间精铣、镗985半成品车间暂存表1-4 减速箱零件加工工艺过程表产品名称件号材料单件质量/kg计划年产量年产总质量机座25HT2003.000110000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853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1-5 减速箱零件加工工艺过程表产品名称件号材料单件质量/kg计划年产量年产总质量大齿轮25401.000110000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824热处理车间渗碳淬火5机加工车间磨986半成品库暂存表1-6 减速
11、箱零件加工工艺过程表产品名称件号材料单件质量/kg计划年产量年产总质量轴11Q2750.800110000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853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1-7 减速箱零件加工工艺过程表产品名称件号材料单件质量/kg计划年产量年产总质量齿轮轴6Q2751.400110000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1-8 减速箱零件加工工艺过程表产品名称件号材料单件质量/
12、kg计划年产量年产总质量端盖8HT2000.050110000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653机加工车间精车804半成品库暂存2、标准件、外购件与半成品暂存生产出的零件加工完经过车间检验合格后，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减速箱成品。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、成品存储所有合格减速箱均存放在成品库等待出厂。二、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
13、线分析，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3-1所示。表3-1 各零件物流量计算产品名称毛重/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/(0.80.*0.80*0.98)=3.9863.986*0.20 =0.7973.986*0.80*0.20=0.6383.986*0.80*0.80*0.02=0.0511.486*110000=163460机座3/0.98/0.8/0.85=4.5024.502*0.15=0.6754.502*0.85*0.2=0.7654.502*0.85*0.8
14、0*0.02=0.0611.501*110000=165110大齿轮1/(0.8*0.82*0.98)=1.5561.556*0.2=0.3111.556*0.8*0.18=0.224, 1.556*0.8*0.82*0.02=0.020.555*110000=61050轴0.800/(0.85*0.95*0.98）=1.0111.011*0.15=0.152，1.011-0.152-0.043-0.800=0.016 （1.011-0.152）*0.05=0.043110000*（1.011-0.800）=23210齿轮轴1.4/（0.8*0.95*0.98）=1.8801.880*0.8+
15、1.880*0.8*0.95*0.02=0.4051.880*0.8*0.05=0.0750.48*110000=52800端盖0.05/(0.65*0.8)=0.0960.096*0.35=0.0340.096*0.65*0.2=0.012(0.012+0.034)*110000=5060（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，绘制个零件的工艺过程如图3-1图3-6所示。图中序号分别是：1原材料库，2铸造车间，3锻造车间，4机加工车间，5热处理车间，6精密车间，7半成品车间，8装配车间，9成品库。（三）绘制产品总工艺过程图绘制产品总工艺过程图如图3-7所示。（四）绘制产
16、品初始工艺过程表为研究各零件、组件生产过程之间的相互作用关系，将总工艺过程图中的产品按物流强度大小顺序排列，如下表3-2之中。表3-2 初始产品工艺过程表（五）绘制产品较佳工艺过程表绘制多产品生产工艺过程表3-3。表3-3 绘制多产品生产工艺过程由多产品生产工艺过程表3-3可知，按照现行的工艺顺序，存在物流倒流情况，为使物流强度W达到最大，可对某些作业单位的顺序进行交换。1） 计算各产品物流强度。机盖1344860kg/班，机座1582790 kg/班，大齿轮642730 kg/班，轴473220 kg/班，齿轮轴840620 kg/班，端盖22880 kg/班。物流强度大小顺序为机座、机盖、
17、齿轮轴、大齿轮、轴和端盖。第一道工序都为原材料库。2） 按机座、机盖、齿轮轴、大齿轮、轴和端盖顺序，找出各零件的第2道工序，分别为铸造车间、铸造车间、机加工车间、锻造车间、机加工车间、铸造车间。按物流强度大小顺序，排列出工序为铸造车间、机加工车间、锻造车间。3） 继续按机座、机盖、齿轮轴、大齿轮、轴和端盖顺序，取第3道工序，分别为机加工车间、机加工车间、精密车间、机加工车间、精密车间、机加工车间。应为这些工序有些已经出现在多种产品工艺过程表中，则不再重复已有的，排列精密车间。4） 取第4道工序，分别为精密车间、精密车间、热处理车间、热处理车间、热处理车间、半成品库。不再重复已有工序，先排列热处
18、理车间，后排半成品库。5） 取第5道工序，分别为半成品库、半成品库、机加工车间、机加工车间、机加工车间。不再重复已有工序。6） 取第6道工序，分别为半成品库、半成品库、半成品库。不再重复已有工序。所以最终安排工序顺序为原材料库、铸造车间、机加工车间、锻造车间，精密车间、热处理车间、半成品库。绘制初步改进表3-4。表3-4 改进后产品工艺过程表7） 尝试交换存在物流顺序使得倒流情况的物流量最小，而正向物流量得到最大化，得出表3-5。表3-5 较佳产品工艺过程表三、物流分析（一）绘制从至表根据减速箱的较佳工艺过程表3-4，绘制出减速箱加工工艺从至表4-1中。（二）绘制物流强度汇总表根据减速箱的工艺
19、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4-2中。（三）绘制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，根据物流强度分布划分物流强度等级。绘制物流强度分析表4-3。表4-3 物流强度分析表（四）绘制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4-1所示。图4-1 作业单位物流相关图四、作业单位相互关系分析（一）绘制作业单位关系密切程度理由表针对减速器生产特点，制定个作业单位间相互关系密切程度理由如表5-1所示。表5-1 减速器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
20、震动、噪声、烟尘3物料搬运7人员联系4管理方便8信息传递（二）绘制基准相互关系表根据表5-1制定减速器“基准相互关系”（见表5-2）表5-2 基准相互关系字母一对作业单位密切程度理由A原材料库与铸造车间，半成品与组装车间，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铸造车间与机加工车间，机加工车间与精密车间维修与精密车间，维修与组装车间搬运物料的数量和形式服务的频繁和紧急程度I半成品库与机加工车间、精密车间，机加工与热处理车间办公服务楼与原材料库、半成品库维修与热处理、锻造、铸造、机加工车间搬运物料的数量和频次以及类似的搬运问题报表运送方便、管理方便服务的频繁程度O锻造车间与机加工
21、车间、原材料库办公楼设备维修车间办公楼宇其他加工车间搬运物料的数量、次数联系频繁程度管理方便U维修与原材料库、半成品库、成品库技术部门与成品库原材料库与机加、精密、热处理车间等，铸造与锻造车间接触不多、不常联系不常联系联系密切程度不大X办公楼与铸造、锻造、热处理车间，精密车间与热处理、锻造、铸造车间灰尘、噪声、振动、异味、烟尘（三）绘制作业单位非物流相关图在此基础上建立非物流作业单位相互关系图，如图5-1所示。图5-1 作业单位非物流相关图五、作业单位综合相互关系分析1）选取加权值加权值的大小反映工厂布置时考虑因素侧重点，本列物流因素（m）与非物流因素（n）的比值为m:n=2：1。2）综合相互
22、关系计算当作业单位数目为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6-1中将有55个作业单位对，即将有55个相互关系。表6-1 作业单位之间综合相互关系计算表作业单位对关系密级综合关系物流关系 加权值：2非物流关系 加权值：1分数等级分数等级分数等级1-23E4A10A1-31O1O3O1-42I0U4I1-50U0U0U1-60U0U0U1-70U0U0U1-80U0U0U1-90U0U0U1-100U2I2O1-110U0U0U2-30U0U0U2-43E3E9E2-50U0U0U2-60U-1X-1X2-70U0U0U2-80U0U0U2-90U0U0U2-100
23、U-1X-1X2-110U2I2O3-41O1O3O3-50U0U0U3-60U-1X-1X3-70U0U0U3-80U0U0U3-90U0U0U3-100U-1X-1X3-110U2I2O4-52I2I6I4-63E3E9E4-72I2I6I4-80U0U0U4-90U0U0U4-100U1O1U4-110U2I2O5-61O-1X1U5-70U0U0U5-80U0U0U5-90U0U0U5-100U-1X-1X5-110U2I2O6-72I2I6I6-80U0U0U6-90U0U0U6-100U1O1U6-110U3E3O7-84A4A12A7-94A0U8E7-100U2I2O7-110
24、U0U0U8-90U4A4I8-100U1O1U8-110U3E3O9-100U1O1U9-110U0U0U10-110U1O1U3）划分关系密级在表6-1中，综合关系分数取值范围为-112，按分数排列得出各分数段所占比例如表6-2所示。表6-2 综合相互关系密级等级划分总分关系密度作业单位数百分比(%)12A23.679E35.546I59.123O1018.201U3054.5-1X59.1在此基础上与表6-3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6-1中作业单位对之间的关系密切程度作适当调整，使各等级比例与表6-3中推荐的比例尽量接近。表6-3 综合相
25、互关系密级与划分比例关系密度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在表6-1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6-1所示。图6-1 作业单位综合相互关系图六、工厂总平面布置（一）综合接近程度表7-1综合接近程度排序表得各作业单位布置顺序依次为：1、原材料；2、铸造车间；3、锻造车间；4、机加工车间；5、热处理车间；6、精密车间；7、半成品库；8、组装车间；9、成品库；10、办公服务楼；11、设备维修车间。表7-1 综合接近程度排序（二）作业单位位
26、置相关图绘制关系密级表示法表7-2。表7-2 关系密级表示法符号系数值线条数密切程度等级A4/绝对必要E3/特别重要I2/重要O1/一般U0不重要X-1不希望减速器厂作业单位位置相关图如图7-1所示。图7-1 减速器厂作业单位位置相关图（三）作业单位面积相关图选取绘图比例1：1000，绘制单位为mm，减速器厂作业单位面积相关图，如图7-2所示。图7-2 减速器厂作业单位面积相关图（四）作业单位面积相关图的调整绘制三个工厂布置图，序号与表7-2综合接近程度排序中相对应。图7-3 减速器厂平面布置图之一图7-5 减速器厂平面布置图之三图7-6 减速器厂平面布置图之四七、方案的评价与选择运用加权因素
27、分析法对减速器厂进行评价，其评价过程和评价结果如表8-1所示。表8-1 加权因素评价表由综合排序可选出B方案为最佳方案，因此选B方案为减速器厂的总体布置方案。第二部分 生产计划一、设置生产单位生产单位的设置主要是职能科室、生产车间、中间库及车间内部组织构成。总经理：进行总体规划和总体生产运作管理，协调各科室、部门之间的工作。财务部：进行财务会计统计，包括销售进账、采购出账、固定资产管理、生产成本核算，以及职工工资发放，年度财务统计报表。采购部：根据生产车间和调度室的需求计划，制定采购计划并生成财务需求报表到财务部；同时和各原料供应商联系，商谈采购物料需求，搜集各种相关物料信息。物料采购完毕后交
28、与仓库或直接上生产线。销售部：接受各种订单，并需求更大的销售市场，把相关的销售信息传给财务部和工艺部，让其制定生产计划，同时还负责交易价格的商谈。生产部：负责生产厂品。其下分为： 仓库：负责物料的储备，保持各种物料能够流转的畅通无阻。包括：原料存储备以及出库、在制品的储备以及出库、成品的储备以及出库。生产车间：直接执行生产任务，保证生产任务能够按时完成；同时也与工艺科结合，完成新工艺的布置。仓储部：负责物料的储备，保持各种物料能够流转的畅通无阻。包括：原料的储备以及出库、在制品的储备以及出库、成品的储备以及出库。调度室：调度物料、前后加工工序。根据总的需求计划、生产进度和一些反馈信息来协调物料
29、、人员以及设备的运作，使得生产有条不紊的进行、各类生产资料能合理的利用。工艺部：设计新工艺、优化工艺、工艺的正常维护，负责生产工艺、生产计划、生产进度的制定。工艺科接到订单后，根据订单来制定生产计划、生产进度、物料需求、设备需求、人工需求，然后把各计划交给经理、车间、调度室和仓库。品管部：对生产过程中的零部件及外购件进行检验，防止不合格品流入道工序，保证产品的质量。人力资源部：负责人员的招聘等，满足工厂需求。工厂组织结构图如图8-1所示：为了生产的顺利进行，管理的方便在车间内部有设置了许多小组，其组织结构如下图8-2所示：二、生产类型的确定由于减速箱厂的产品品种单一，产量较大，其年产量为100
30、000套，属于大批量生产。按工艺布置，其特点是：在生产单位内，集中了同类型设备和同工种的工人，对不同产品进行基本相同工艺的加工。每个生产单位只完成产品部分工艺的加工，因此一种产品需要在不同生产单位间协作才能完成产品的整个生产过程。在生产车间内，采用流水生产线模式，其特点是品种较少但是每一种产品产量很大，生产可以不断稳定、重复地进行；在组装车间内，采用开口型布置，流水生产。又因为大量零部件为外购件，且客户稳定，所以可采用订货生产方式。三、物料需求计划编制（一）、产品种类的确定由于是新建立的减速箱厂，主要是生产齿轮减速器，即减速器产品A为父件，其余零件均为子件。（二）、产品的BOM表对产品的各个零
31、件进行编码，如表9-1所示。表9-1零件编码表序号零件名称零件编码序号零件名称零件编码1调整垫片G124轴承B42可穿透端盖G225机座E43密封圈G326螺栓F314螺栓F1127螺母F325键B128垫圈F336齿轮轴B229机盖D17毡封油圈G430垫片D28端盖G531视孔窗D39螺栓F2132通气孔D410轴承C133螺栓F4111轴C234轴端盖圆G1012键C335防松垫片F5113大齿轮C436销G1114游标尺E137螺栓F5215垫片E238螺母F6116螺塞E339垫圈F6217调整垫片G640减速箱A18可穿透端盖G741输入轴组件B19密封盖G842输出轴组件C20定
32、距环C543箱盖组件D21键C644箱座组件E22毡封油圈G945螺栓组件F23挡油圈B346其他零组件G产品的BOM表如表9-2所示：表9-2 产品BOM表父项编码子项编码所需数量父项编码子项编码所需数量AB1EE41AC1FF1112AD1FF2124AE1FF316AF1FF326AG1FF336BB11FF412BB21FF511BB32FF523BB42FF612CC12FF622CC21GG12CC31GG21CC41GG31CC51GG41CC61GG51DD11GG62DD21GG71DD31GG81DD41GG91EE11GG101EE21GG112EE31（三）、物料主文件
33、与12周的预测和订单数据物料主文件主要记录了物料的信息如图9-1所示图9-1 物料信息表物料库存记录主要是记录物料的现有量和在途量，而对于在途量仅存在于外购件中。记录库存情况，记录表如表9-3所示。表9-3 物料库存记录序号零件名称零件编码数量已有库存最高库存最低库存安全库存1调整垫片G122000080027504502502可穿透端盖G211000040026503501503密封圈G311000060026503501504螺栓F111320000100027004002005键B111000060026503501506齿轮轴B211000060026503501507毡封油圈G411
34、000060026503501508端盖G511000030026503501509螺栓F2126400001200270040020010轴承C1220000500270040020011轴C2110000600265035015012键C3110000600265035015013大齿轮C4110000600265035015014游标尺E1110000300265035015015垫片E2110000600265035015016螺塞E3110000500265035015017调整垫片G6220000700275045025018可穿透端盖G7110000400265035015019密封盖G8110000300265035015020定距环C5110000600265035015021键C6110000600265035015022毡封油圈G9110000600265035015023挡油圈B32200001200275045025024轴承B4220000600270040020025机座E4110000400265035015026螺栓F31660000500265035015027螺母F32660000500
