1、 設施規劃課程設計變速箱廠總平面布置設計 目 錄一、設計產品名稱1二、原始給定條件1（一）變速箱的結構及有關參數1（二）作業單位劃分3（三）生產工藝過程3三、產品產量分析5四、產品工藝過程分析5（一）計算物流量5（二）繪制各零件的工藝過程圖6（三）繪制產品總工藝過程圖7（四）繪制產品初始工藝過程表9（五）繪制產品較佳工藝過程表10五、物流分析11（一）繪制從至表11（二）繪制物流強度匯總表11（三）劃分物流強度等級12（四）繪制作業單位物流相關圖13六、作業單位非物流相互關系分析13七、作業單位綜合相互關系分析14八、工廠總平面布置18（一）綜合接近程度18（二）作業單位位置相關圖18（三）作

2、業單位面積相關圖19（四）作業單位面積相關圖的調整20九、方案的評價與選擇20十、參考文獻21第 22 頁 共 23 頁 一、 設計產品名稱變速箱廠總平面設計二、 原始給定條件公司有地16000(m2)，廠區南北為200m，東西寬80m，該廠預計需要工人300人，計劃建成年產100000套變速箱的生產廠。（一）變速箱的結構及有關參數變速箱由39個零件構成，裝配圖見圖230所示。每個零件、組件的名稱、材料、單件重量及年需求量均列于表240中。 圖230變速器裝配圖 表240零件明細表工廠名稱： 變速箱廠產品名稱變速箱產品代號110計劃年產量100000序號零件名稱零件代號自制外購材料總計劃需求量

3、零件圖號形狀單件重量/kg39墊圈65Mn2000000.00438螺母Q2352000000.01137螺栓Q2353000000.03236銷352000000.02235防松墊片Q2151000000.01034軸端蓋圓Q2351000000.05033螺栓Q2352000000.02032通氣器Q2351000000.03031視孔蓋Q2151000000.05030墊片橡膠紙1000000.00429機蓋HT2001000002.50028墊圈65Mn6000000.00627螺母Q2356000000.01626螺栓Q2356000000.10325機座HT2001000003.0

4、0024軸承2000000.45023擋油圈Q2152000000.00422氈封油圈羊毛氈1000000.00421鍵Q2751000000.08020定距環Q2351000000.09019密封蓋Q2351000000.05018可穿透端蓋HT1501000000.04017調整墊片08F2000000.00416螺塞Q2351000000.03215墊片橡膠紙1000000.00414游標尺1000000.05013大齒輪401000001.00012鍵Q2751000000.08011軸Q2751000000.80010軸承2000000.4509螺栓Q23524000000.0258

5、端蓋HT2001000000.0507氈封油圈羊毛氈1000000.0046齒輪軸Q2751000001.4005鍵Q2751000000.0404螺栓Q23512000000.0143密封蓋Q2351000000.0202可穿透端蓋HT2001000000.0401調整墊片08F2000000.010（二）作業單位劃分根據變速箱的結構及工藝特點，設立如表241所示11單位，分別承擔原材料存儲、備料、熱處理、加工與裝配、產品性能試驗、生產管理等各項生產任務。 表241作業單位建筑匯總表序號作業單位名稱用途建筑面積/(m x m)備注1原材料庫儲存鋼材、鑄錠20 x 30露天2鑄造車間鑄造12

6、x 243熱處理車間熱處理12 x 124機加工車間車、銑、鉆12 x 365精密車間精鏜、磨削12 x 366標準件、半成品庫儲存外購件、半成品12 x 247組裝車間組裝變速器12 x 368鍛造車間鍛造12 x 249成品庫成品儲存12 x 1210辦公、服務樓辦公室、食堂等80 x 6011設備維修車間機床維修12 x 24（三）生產工藝過程變速箱的零件較多，但是大多數零件為標準件。假定標準件采用外購，總的工藝過程可分為零件的制作與外購、半成品暫存、組裝、性能測試、成品存儲等階段。1、零件的制作與外購制作的零件如表242表247，表中的利用率為加工后產品與加工前的比率。 表242 變速

7、箱零件加工工藝過程表 產品名稱件號材料單件質量/kg計劃年產量年產總質量機蓋29HT2002.50010000序號作業單位名稱工序內容工序材料利用率（%）1原材料庫備料2鑄造車間鑄造803機加工車間粗銑，鏜，鉆804精密車間精銑，鏜985半成品庫暫存 表243 變速箱零件加工工藝過程表產品名稱件號材料單件質量/kg計劃年產量年產總質量機座25HT200300010000序號作業單位名稱工序內容工序材料利用率（%）1原材料庫備料2鑄造車間鑄造803機加工車間粗銑，鏜，鉆804精密車間精銑，鏜985半成品庫暫存 表244 變速箱零件加工工藝過程表產品名稱件號材料單件質量/kg計劃年產量年產總質量大

8、齒輪13401.000100000序號作業單位名稱工序內容工序材料利用率（%）1原材料庫備料2鑄造車間鍛造803機加工車間粗銑，插齒，鉆804熱處理車間滲碳淬火5機加工車間磨986半成品庫暫存 表245 變速箱零件加工工藝過程表產品名稱件號材料單件質量/kg計劃年產量年產總質量軸11Q2750.800100000序號作業單位名稱工序內容工序材料利用率（%）1原材料庫備料2機加工車間粗車，磨，銑803精密車間精車954熱處理車間滲碳淬火5機加工車間磨986半成品庫暫存 表246 變速箱零件加工工藝過程表產品名稱件號材料單件質量/kg計劃年產量年產總質量齒輪軸6Q2751.400100000序號作

9、業單位名稱工序內容工序材料利用率（%）1原材料庫備料2機加工車間粗車，磨，銑803精密車間精車954熱處理車間滲碳淬火5機加工車間磨986半成品庫暫存表247 變速箱零件加工工藝過程表產品名稱件號材料單件質量/kg計劃年產量年產總質量端蓋8HT2000.050100000序號作業單位名稱工序內容工序材料利用率（%）1原材料庫備料2鑄造車間鑄造603機加工車間精車802、標準件、外購件與半成品暫存生產出的零件加工完經過各車間檢驗合格后，送入半成品庫暫存。外購件與標準件均放在半成品庫。3、組裝所有零件在組裝車間集中組裝成變速箱成品。4、性能測試所有成品都在車間進行性能測試，不合格的就在組裝車間進行

10、修復，合格后送入成品庫，即不考慮成品組裝不了的情況。5、成品存儲所有合格變速箱均存放在成品庫等待出廠。三、 產品產量分析生產的產品品種的多少及每種產品產量的高低，決定了工廠的生產類型，進而影響著工廠設備的布置形式。根據以上已知條件可知，待布置設計的變速箱廠的產品品種單一，產量較大，其年產量為100000套，屬于大批量生產，適合于按產品原則布置，宜采用流水線的組織形式。四、 產品工藝過程分析（一） 計算物流量通過對產品加工、組裝、檢驗等各種加工階段以及各工藝過程路線的分析，計算每個工藝過程各工序加工前工件單件重量及產生的廢料重量，并根據全年生產量計算全年物流量。具體過程如表248所示： 表248

11、 各零件物流量計算產品名稱毛重/kg廢料/kg鑄造廢料機加工廢料精加工廢料全年總質量機蓋2.5/（0.8*0.8*0.98）=3.9863.986*0.2=0.7973.986*0.8*0.2=0.6383.986*0.8*0.8*0.02=0.0511.486*100000=148600機座3/(0.8*0.8*0.98)=4.7834.783*0.2=0.9574.783*0.8*0.2=0.7654.783*0.8*0.8*0.02=0.0611.783*100000=178300大齒輪1/(0.8*0.8*0.98)= 1.5941.594*0.2=0.319(鍛造廢料)1.594*0

12、.8*0.2+1.594*0.8*0.8*0.2=0.2750.594*100000=59400軸0.8/(0.8*0.95*0.98)=1.0741.074*0.2+1.074*0.8*0.95*0.02=0.2311.074*0.8*0.05=0.0430.274*100000=27400齒輪軸1.4/(0.8*0.95*0.98)=1.8801.880*0.2+1.880*0.8*0.950*0.02=0.4051.800*0.8*0.05=0.0750.480*100000=48000端蓋0.05/(0.6*0.8)= 0.1040.104*0.4=0.04160.104*0.6*0.

13、2=0.01250.0541*100000=5410（二） 繪制各零件的工藝過程圖根據各零件的加工工藝過程與物流量，繪制各零件的工藝過程如圖231236所示。圖中序號分別是：1原材料庫，2鑄造車間，3熱處理車間，4機加工車間，5精密車間，6半成品庫，8鍛造車間。 (三) 繪制產品總工藝過程圖變速箱總的生產過程可分為零件加工階段總裝階段性能試驗階段，所有零件、組件在組裝車間集中組裝。將變速箱所有工藝過程匯總到圖237。變速箱裝配順序：2514、15、1665、23、24111310、12、20、212936891、2、3、4、5、717、18、19、20、2226、27、2837、38、3930

14、、31、3233、34、35 圖237 變速箱總工藝過程圖（單位：kg） (四) 繪制產品初始工藝過程表為了研究各零件、組件生產過程之間的相互關系，將總工藝過程圖中的產品按照物流強度大小順序，由左到右排列于產品工藝過程表中，即最左邊的產品物流強度最大，由左到右物流強度逐漸遞減，這樣得到變速箱初始工藝過程表如圖238所示。 圖238 初始產品工藝過程 工序機座 機蓋 大齒輪 齒輪軸 軸 端蓋序號名稱流程Djk流程Djk流程Djk流程Djk流程Djk流程Djk1284356原材料鑄造鍛造機加工熱處理精加工半成品21122112 122-11 1-11-11 1-11-112112245300187

15、1200616400192600 110100 32040W 5067640(五) 繪制產品較佳工藝過程表 由初始產品工藝過程圖238可知，按照現行的工藝順序，存在物流倒流的情況，為了使物流強度達到最大，可對某些作業單位的順序進行交換。經計算發現交換作業單位3和4，可使順流強度達到最大。通過交換調整，得到調整后的較佳產品工藝過程如圖239所示。 圖239 較佳產品工藝過程 工序機座 機蓋 大齒輪 齒輪軸 軸 端蓋序號名稱流程Djk流程Djk流程Djk流程Djk流程Djk流程Djk1283456原材料鑄造鍛造熱處理機加工精加工半成品21222122 11-121 1-2221 1-2221211

16、25514002126300488900 628800 359200 32040W 6186640五、 物流分析（一） 繪制從至表根據變速箱較佳工藝過程圖（圖239），繪制出變速箱工藝過程物流從至表，如表249所示。表249 變速箱加工工藝從至表 （單位：t ） 至從123456789合計原材料庫鑄造車間熱處理車間機加工車間精密車間半成品庫組裝車間鍛造車間成品庫1原材料庫887.3295.4159.41342.12鑄造車間 707.74707.743熱處理車間 326.5326.54機加工車間 127.5797.532512505精密車間 236.3550786.36半成品庫 1312.213

17、12.27組裝車間 1312.21312.28鍛造車間 127.5127.59成品庫 合計887.3363.81329.649258751312.2159.41312.27104.54編制（日期）審核（日期）（二） 繪制物流強度匯總表根據產品的工藝過程和物流從至表,統計各單位之間的物流強度,并將物流強度匯總到物流強度匯總表250之中。表250 物流強度匯總表序號作業單位對（路線）物流強度/t序號作業單位對（路線）物流強度/t112887.3846325214295.4953236.3318159.41056550424707.7411671312.2534326.512791312.26431

18、27.51385127.5745797.5 （三） 劃分物流強度等級將各作業單位對的物流強度大小排序，自大到小填入物流強度分析表中，根據物流強度分布劃分物流強度等級。作業單位對或稱為物流路線的物流強度等級，應按物流路線比例或承擔的物流量比例來確定。針對變速箱的工藝過程圖，利用表250中統計的物流量，按由小到大的順序繪制物流強度分析表251。表251中未出現的作業單位之間不存在固定物流，因此，物流強度為U級。 表251 物流強度分析表序號作業單位對（路線） 物流強度（單位：t） 200 400 600 800 1000 1200 1400 物流強度等級167 A279 A3 12 E4 45 E

19、5 24 E6 56 I7 34 I8 46 I9 14 O10 53 O11 18 O12 85 O（四） 繪制作業單位物流相關圖 根據以上分析，繪制作業單位物流相關圖，如圖240所示。 圖240 作業單位物流相關圖六、 作業單位非物流相互關系分析針對變速箱生產特點，制定各作業單位相互關系密切程度理由如表252所示。根據表253制定變速箱“基準相互關系”（見表253），在此基礎上建立非物流作業單位相互關系圖，如圖241所示。 表252 變速箱各作業單位關系密切程度理由編號理由編號理由1工作流程的連續性5安全及污染2生產服務6振動、噪聲、煙塵3物料搬運7人員聯系4管理方面8信息傳遞 表253

20、基準相互關系字母一對作業單位密切程度理由A組裝車間與成品庫 半成品庫與組裝車間搬運物料的數量、次數以及類似的搬運問題及工作流程的連續性E機加工與精密車間 原材料與鑄造車間鑄造與機加工車間 維修和精密車間設備維修和組裝車間搬運物料的數量和形式 不可損壞沒有包裝的物品服務的頻繁和緊急程度I精密和半成品庫 熱處理和機加工車間機加工車間和半成品庫 辦公樓和原材料、半成品庫維修設備和其他金屬加工車間搬運物料的數量和頻數以及類似的搬運報表運送方便、管理方便問題服務的頻繁程度O辦公樓與設備維修車間、原材料庫與鍛造辦公樓與其他加工車間聯系頻繁程度管理方便U設備維修與原材料庫、半成品、成品庫原材料庫與半成品接觸

21、不多、不常聯系聯系密切程度不大X辦公樓、服務樓與鑄造車間、熱處理車間 熱處理車間與精密車間鑄造車間與精密車間鍛造車間與精密車間灰塵、噪聲、振動、異味、煙塵 圖241 作業單位非物流相關圖七、 作業單位綜合相互關系分析從圖240和241可知，變速箱廠作業單位物流相關與非物流相互關系不一致。為了確定各作業單位之間的綜合相互關系密切程度，需要將兩表合并后再進行分析判斷。其合并過程如下：1. 選取加權值加權值大小反映工廠布置時考慮的側重點，對于變速箱來說，物流因素（m）影響并不明顯大于其他非物流因素（n）的影響，因此，取加權值m:n=1:1。2. 綜合相互關系的計算根據該廠各作業單位對之間物流與非物流

22、關系等級的高低進行量化，并加權求和，求出綜合相互關系如表254所示。當作業單位數目為11時，總作業單位數目對數為：P=11(11-1)/2=55式中，P為作業單位對數。因此，表254將有55個作業單位對，即55個相互關系。 表254 作業單位之間綜合相互關系計算表作業單位對 關系密切綜合關系物流關系加權值：1非物流關系加權值：1分數等級分數等級分數等級123E3E6E130U0U0U141O1O2O150U0U0U160U0U0U170U0U0U181O1O2O190U0U0U 1100U2I2O 1110U0U0U230U0U0U243E3E6E250U-1X-1X260U0U0U270U0

23、U0U280U0U0U290U0U0U 2100U-1X-1X 2110U2I2O342I2I4I3510-1X0U360U0U0U370U0U0U380U0U0U390U0U0U 3100U-1X-1X 3110U2I2O453E3E6E462I2I4I470U101U480U0U0U490U0U0U 4100U1O1U 4110U2I2O562I2I4I570U0U0U581O-1X0U590U0U0U 5100U1O1U 5110U3E3I674A4A8A680U0U0U690U0U0U 6100U2I2O 6110U0U0U780U0U0U794A4A8A 7100U1O1U7110U

24、3E3I890U0U0U8100U0U0U8110U2I2O9100U1O1U9110U0U0U 10110U1O1U3、劃分關系密級在表254中，綜合關系分數取值范圍為-18，按分數排列得出各分數段所占比例如表255所示。在此基礎上與表256中推薦的綜合相互關系密級程度劃分比例進行對比，若各等級相差太大，則需要對表254中作業單位對之間的關系密切程度做適當的調整，使各等級比例與表256中推薦的比例盡量接近。表255 綜合相互關系密級等級劃分總分關系密級作業單位對數百分比(%)8A23.656E35.534I59.12O814.501U3461.8-1X35.5 表256綜合相互關系密級與劃分

25、比例 關系密級關系密級作業單位對數比例(%)絕對必要靠近A13特別重要靠近E25重要I38一般O515不重要U2085不希望靠近X0104、建立作業單位綜合相互關系表 將表254中的綜合相互關系總分轉化為關系密級等級，繪制成作業單位綜合相互關系圖，如圖242所示。 圖242 作業單位綜合相互關系圖八、 工廠總平面布置（一） 綜合接近程度由于變速箱廠作業單位之間的相互關系數目較多，為繪圖方便，先計算各作業單位的綜合接近程度，如表257所示。綜合接近程度分數越高，說明該作業單位越應該靠近布置圖中心；分數越低，說明該作業單位應該遠離布置圖的中心，最好處于布置圖的邊緣。因此，布置設計應該按綜合接近程度

26、分數高低順序進行，即按綜合接近程度分數高低順序來布置作業單位順序。 表257 綜合接近程度排序圖作業單位代號12345678910111E/3U/O/1U/U/U/O/1U/O/1U/2E/3U/E/3X/-1U/U/U/U/X/-10/13U/U/I/2U/U/U/U/U/X/-10/14O/1E/3I/2E/3I/2U/U/U/U/0/15U/X/-1U/E/3I/2U/U/U/U/I/26U/U/U/I/2I/2A/4U/U/O/1U/7U/U/U/U/U/A/4U/A/4U/I/28O/1U/U/U/U/U/U/U/U/O/19U/U/U/U/U/U/A/4U/U/U/10O/1X/-1X/-1U/U/O/1U/U/U/U/11U/0/10/1O/1I/2U/I/2O/1U/U/綜合接近程度652126910 2408排序5791632108114根據表257綜合接近