1、課 程 設 計 課程名稱 設備規(guī)劃與物流分析題目名稱 變速箱廠總平面布置設計學生學院 管理學院專業(yè)班級 工業(yè)工程091學 號 學生姓名 指導教師_ 2012 年 7月 8 日目錄一、設計產(chǎn)品名稱3二、原始給定條件3三、產(chǎn)品產(chǎn)量分析11四、產(chǎn)品工藝過程分析12五、物流分析15六、作業(yè)單位非物流相互關系分析17七、作業(yè)單位綜合相互關系分析20八作業(yè)單位位置相關圖.22九、工廠總平面布置22十、方案的評價與選擇23十一、參考文獻23 一、設計任務1. 準備原始資料。2. 工藝過程分析3. 物流分析與作業(yè)單位相互關系分析。4. 繪制作業(yè)單位位置相關圖。5. 繪制作業(yè)單位面積相關圖。6. 修正。7. 方

2、案評價與選優(yōu)。二、設計產(chǎn)品名稱某變速箱廠總平面設施布置設計三、原始給定條件公司占地16000m2，廠區(qū)南北為200m，東西寬80m，該廠預計需要工人300人，計劃建成年產(chǎn)100000套變速箱，尺寸見下圖。 （一） 變速箱的結構及有關參數(shù)變速箱由39個零件構成，裝配圖見圖2-1，2-2，2-3 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2-1中。圖2-1減速器裝配圖（1）圖2-2減速器裝配圖（2）圖2-3減速器裝配圖（3）（二）作業(yè)單位劃分根據(jù)變速箱的結構及工藝特點，設立如表1所示的11個單位，分別承擔原材料儲存、備料、熱處理、加工與裝配、產(chǎn)品性能試驗、生產(chǎn)管理等各項生產(chǎn)任務。

3、（三）生產(chǎn)工藝過程變速箱的零件較多，但是大多數(shù)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、成品儲存等階段。1. 零、組件的制作與外購制作的零件如表2、表4表8,表中的利用率為加工后與加工前的比率。2. 標準件、外購件與半成品暫存生產(chǎn)出的零件加工完經(jīng)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組裝車間進行性能測試，不合格的就在組裝車間進行修復，合格后送入成品庫，即不考慮成品組裝不了的情況。5. 成品儲存所有合格變速箱均存放在成品庫等待出廠。表1

4、 作業(yè)單位建筑匯總表序號作業(yè)單位名稱用途建筑面積(m×m)備注1原材料庫儲存鋼材、鑄錠20×302鑄造車間鑄造12×243熱處理車間熱處理12×124機加工車間車、銑、鉆12×365精密車間精鏜、磨削12×366標準件、半成品庫儲存外購件、半成品12×247組裝車間組裝變速器12×368鍛造車間鍛造12×249成品庫成品儲存12×1210辦公、服務樓辦公室、食堂等80×6011設備維修車間機床維修12×24表2 機蓋加工工藝過程表表3 機座加工工藝過程表表4 大齒輪加工工藝過

5、程表表5 軸加工工藝過程表表6 齒輪軸加工工藝過程表表7 端蓋加工工藝過程表表8 零件明細 1. 標準件、外購件與半成品暫存生產(chǎn)出的零、組件經(jīng)檢驗合格后，送入半成品庫暫存。定期訂購的標準件和外協(xié)件均存放在半成品庫。2. 組裝所有零件、組件在組裝車間集中組裝成變速箱成品。3. 性能測試所有組裝出的變速箱均需進行性能試驗，不合格的就在組裝車間進行修復，合格后送入成品庫，即不考慮成品組裝不了的情況。4. 產(chǎn)品存儲所有合格變速箱存放在成品庫等待出廠。四、產(chǎn)品產(chǎn)量分析生產(chǎn)的產(chǎn)品品種的多少及每種產(chǎn)品產(chǎn)量的高低，決定了工廠的生產(chǎn)類型，進而影響著工廠設備的布置形式。根據(jù)以上已知條件可知，待布置設計的變速箱廠的

6、產(chǎn)品品種單一，產(chǎn)量較大，其年產(chǎn)量為100000臺，屬于大批量生產(chǎn)，適合按產(chǎn)品的原則布置，宜采用流水線的組織形式。四、產(chǎn)品工藝過程分析(一) 計算物流量通過對產(chǎn)品的加工、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位質(zhì)量及產(chǎn)生的廢料重量，并根據(jù)全年生產(chǎn)量計算全年物流量。具體計算過程如表4-1所示(二) 繪制各零件的工藝過程圖根據(jù)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4-1圖4-6所示。圖中序號分別為： 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。表4-1全年生產(chǎn)量計算全年物流量產(chǎn)品名稱

7、毛重/kg廢料/kg鑄造廢料鍛造廢料機加工廢料精加工廢料全年總質(zhì)量機蓋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機座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大齒輪1.000/(0.8*0.8*0.98)=1.59441.5944*0.2=0.

8、31891.5944*0.8*0.2=0.25511.5944*0.8*0.8*0.02=0.02040.5944*100000=59440軸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齒輪軸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端蓋0.050/(0.6*0.

9、8)=0.10420.10424*0.4=0.04170.1042*0.6*0.2=0.01250.0542*100000=54202廢料199996圖4-1 機蓋物流量45廢料廢料3.98600.79720.63780.05103.18882.55102.500原材料6 2廢料16圖4-2 機座物流量45廢料廢料4.78320.95660.76530.06133.82663.06133.000原材料68廢料1圖4-3 大齒輪物流量43廢料1.59440.25511.27551.02046廢料0.02041.00044原材料0.31896 44廢料1圖4-4 軸物流量53廢料1.13380.2

10、2680.09070.9070.81636廢料0.01630.8005原材料6圖4-6 端蓋物流量0.0417原材料4廢料1圖4-5 齒輪軸物流量53廢料1.87970.37590.07521.50381.42866廢料0.02861.4005原材料6 2廢料15廢料0.10420.01250.06250.05066666 (三) 繪制產(chǎn)品總工藝過程圖變速箱總的生產(chǎn)過程可分為零件的加工階段總裝階段性能實驗階段，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在一張圖上，得到變速箱總工藝過程如圖4-7所示。該圖清楚的表示出變速器生產(chǎn)的全過程以及各工序單位之間的物流情況，為進一步進行深入

11、的物流分析奠定了基礎。外購件 原材料 原材料 原材料 原材料 原材料 原材料 1111111224842544544333556546566667 9注：裝配順序：機座軸齒輪軸端蓋機蓋五、物流分析 表5-1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887.34301.35159.441348.132鑄造車間701.546.25707.793熱處理車間326.53326.534機加工車間102.04802.31904.355精密車間224.498751099.496半成品庫1293.21

12、293.27組裝車間1293.21293.28鍛造車間127.55127.559成品庫合計887.34326.531130.441135.09875875159.441293.26682.04（一） 繪制物流強度匯總表根據(jù)產(chǎn)品的工藝過程和物流從至表，統(tǒng)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5-2之中。 表5-2物流強度匯總表序號作業(yè)單位對（路線）物流強度/t序號作業(yè)單位對（路線）物流強度/t112887.34745802.31214301.35853224.49318159.44943102.04424701.541056875.05256.2511671293.263532

13、6.5312791293.21384127.55（二） 劃分物流強度等級將各作業(yè)單位對的物流強度按大小排序，自從達填入物流強度分析表中，根據(jù)物流強度分別劃分物流強度等級。作業(yè)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去確定。針對變速箱的工藝過程圖，利用表5-2中統(tǒng)計的物流量，按由小到大的順序繪制物流強度分析表5-3，表5-2中未出現(xiàn)的作業(yè)單位之間不存在固定的物流，因此，物流強度等級為U級。表5-3物流強度分析表（三） 相關圖根據(jù)以上分析，繪制作業(yè)圖5-1作業(yè)單位物流相關圖六、作業(yè)單位非物流相互關系分析針對變速箱生產(chǎn)特點，制定各作業(yè)單位間相互關系密切程度理由如表6-

14、1所示。根據(jù)表6-2制定變速箱“基準相互關系”（見表6-2），在此基礎上建立非物流作業(yè)單位相互關系圖，如圖6-1所示。表6-1變速箱各作業(yè)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(xù)性5安全及污染2生產(chǎn)服務6振動，噪聲，煙塵3物料搬運7人員聯(lián)系4管理方便8信息傳遞表6-2作業(yè)單位基準相互關系等級表符號含義說明比例A絕對重要25E特別重要310I重要515 O一般密切程度1025U不重要4580X負的密切程度不希望接近 圖6-1作業(yè)單位非物流相關圖七、作業(yè)單位綜合相互關系分析從表5-4和表6-3可知，變速箱廠作業(yè)單位物流相互關系關與非物流相互關系不一致。為了確定各作業(yè)單位之間綜合相互關系

15、密切程度，需要將兩表合作后再進行分析判斷。其合并過程如下：1. 選取加權值加權值的大小反映工廠布置時考慮因素的側(cè)重點，對于變速箱廠來說，物流因素（m）影響并不明顯大于其它非物流因素（n）的影響，因此，取加權值m:n=1:12. 綜合相互關系的計算根據(jù)該廠各作業(yè)單位對之間物流與非物流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7-1所示。當作業(yè)單位數(shù)目為11時，總作業(yè)單位對數(shù)為：N=11*（11-1）/2=55,式中，N為作業(yè)單位對數(shù)。因此，表7-1中將有55各作業(yè)單位對，即將有55個相互關系。表7-1作業(yè)單位之間綜合相互關系計算表序號作業(yè)單位對關系密切綜合關系物流關系 加權值：1非

16、物流關系 加權值：1分數(shù)等級分數(shù)等級分數(shù)等級1123E3E6E2130U2I2O3142I2I4I4150U0U0U5160U1O1O6170U0U0U7181O1O2O8190U0U0U9 1100U1O1O10 1110U0U0U11230U0U0U12242I2I4I13251O1O2O14260U0U0U15270U0U0U16280U0U0U17290U0U0U18 2100U-1X-1X19 2110U1O1O20341O1O2O21352I2I4I22360U0U0U23370U0U0U24380U0U0U25390U0U0U26 3100U-1X-1X27 3110U2I2O2

17、8453E3E6E29460U0U 0U30470U0U0U31481O1O2O32490U0U0U33 4100U-1X-1X34 4110U1O1O35563E3E6E36570U0U0U37580U0U0U38590U0U0U39 5100U1O1O40 5110U2I2O41674A4A8A42680U0U0U43690U1O1O44 6100U0U0U45 6110U0U0U46780U0U0U47794A4A8A48 7100U0U0U49 7110U2I2I50890U0U0U51 8100U-1X-1X52 8110U1O1O53 9100U1O1O54 9110U0U0U55

18、 10110U1O1O3. 劃分關系密級在表7-1中，綜合關系分數(shù)取值范圍為 -18，按分數(shù)排列得出各分數(shù)段所占比例如表7-2所示，在此基礎上與表7-3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7-1中作業(yè)單位對之間的關系密切程度作適當?shù)恼{(diào)整，使各等級比例與表7-3中推薦的比例盡量接近。表7-2綜合相互關系密級等級劃分總分關系等級作業(yè)單位對數(shù)百分比（%）8A23.667E35.545I47.323O162901U2647.3-1X47.3表7-3綜合相互關系密級與劃分比例關系等級符號作業(yè)單位對數(shù)比例（%）絕對必要靠近A13特別重要靠近E25重要I38一般O515

19、不重要U2085不希望靠近X0104. 建立作業(yè)單位綜合相互關系表將圖7-1中的綜合相互關系總分轉(zhuǎn)化為關系密級等級，繪制成作業(yè)單位綜合相互關系圖，如圖7-1所示。 圖7-1作業(yè)單位綜合相關關系圖八、工廠總平面布置(一) 綜合接近程度 由于變速箱廠作業(yè)單位之間相互關系數(shù)目較多，為繪圖方便，先計算各作業(yè)單位的綜合接近程度，如表8-1所示。綜合接近程度分數(shù)越高，說明該作業(yè)單位越應該靠近布置圖的中心;分數(shù)越低，說明該作業(yè)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分數(shù)高低順序進行，即按綜合接近程度分數(shù)高低順序來布置作業(yè)單位順序。 表8-1綜合接近程度排序表 至從12

20、34567891011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辦公服務樓設備維修車間1原材料庫E/3O/1I/2U/0O/1U/0O/1U/0O/1U/02鑄造車間E/3U/0I/2O/1U/0U/0U/0U/0X/-1O/1 3熱處理車間O/1U/0O/1I/2U/0U/0U/0U/0X/-1O/14機加工車間I/2I/2O/1E/3U/OU/0O/1U/0X/-1O/15精密車間U/0O/1I/2E/3E/3U/0U/0U/0O/1O/16半成品庫O/1U/0U/0U/OE/3A/4U/0O/1U/0U/07組裝車間U/0U/0U/0U/0U/0A/4U/0A/4U/0I/28鍛造車間O/1U/0U/0O/1U/0U/0U/0U/0X/-1O/19成品庫U/0U/0U/0U/0U/0O/1A/4U/0O/1U/010辦公服務樓O/1X/-1X/-1X/-1O/1U/0U/0X/-1O/1O/111設備維修車間U/0O/1O/1O/1O/1U/0I/2O/1U/0O/1綜合接近程度9649119102608排序3895142107116根據(jù)表8-1綜合接近程度排序表得各作業(yè)單位布置順序依次為： 精密車間；組裝車間；原材料；半成品庫；機加工車間；設備維修車間；成品