1、1 緒論三維工廠設計的原理確實是通過輔助設計系統，在計算機上建立一套完整的工廠模型，并對該模型進行循環滾動的設計和檢查，以發覺并修改設計過程中的不合理成分，最終建立一個完美的工廠模型，并從中生成平面圖、詳圖、剖面圖、立面圖、料表等各種設計產品文檔。這一理論是特不誘人的，然而要實現這一目標，必須要有功能強大的專業軟件作為開發平臺，此外，還要有具備扎實專業知識的人員來使用。它如同一個龐大而復雜的機器，各個部件的運轉以及部件之間的協調，都需要精心呵護才能達到預期目標。一個企業要想保持長期進展，就必須不斷進行產品創新和業務流程再造。CAD/CAM是技術創新的重要手段之一，也是工廠設計等工業工程領域的有

2、力輔助工具。作為一個完全集成化的軟件系統，CATIA以其精確可靠的解決方案為工廠設計提供了完整的2D/3D參數化建模，為用戶提供了嚴密的無紙化工作環境，從而關心用戶達到了縮短生產周期，提高產品質量，降低生產成本的目的。1.1 設施物流當前，隨著全球制造業向中國的轉移，制造企業間的競爭更加激烈。對現代制造業而言，降低產品成本是企業在競爭中取勝的關鍵環節。合理規劃企業設施的總體布局，實現工廠運輸及物流系統的合理化，能夠大大減少物流費用，對降低成本具有直接阻礙，工廠物流系統的優化與改造已成為眾多制造企業治理者關注的焦點。設施規劃特不是其中的工廠設計著重研究工廠總平面布置、車間布置及物料搬運等內容，其

3、目標是通過對工廠各組成部分相互關系的分析，進行合理布置，得到高效運行的生產系統，獲得最佳的經濟效益和社會效益。工廠作為一個生產系統是由人員、設備、技術等多種因素所構成，整個系統的效益即總投入與總產出之比應盡可能達到最高水平。因此，工廠布置設計確實是一項多因素、多目標的系統優化設計課題。由于社會需要的多樣性，生產不同產品工廠的模式必定存在著差異，這就，給工廠布置設計帶來了難題。系統布置設計(SLP)方法提供了一種以作業單位物流與非物流的相互關系分析為主線的規劃設計方法，采納一套表達力極強的圖例符號和簡明表格，通過一套條理清晰的設計程序進行工廠布置設計。這種方法為設施設計人員與生產治理人員廣泛采納

4、，實踐效果良好。系統布置設計不是一種嚴密的設計理論，而是一套實踐性特不強的設計模式和規范的設計程序。在新建工廠或老廠改擴建時，采納一定的技術手段和方法對工廠總體布局及設施規劃過程中的物流系統進行全面分析是特不必要的。在已確定的工廠空間產所中，通過將廠房、倉庫、工廠大門、廠內道路、機器設備及各種輔助設施等生產要素進行合理安排和布置，使物流路線短捷，能夠提高物料在場內運輸、流轉的效率，降低物流費用，從而降低產品的生產成本。1.2 設施規劃的性質與意義1.2.1 研究性質新建企業需要進行工廠布置。老企業隨著產品的更新換代，品種產量的變化，新技術新工藝的應用，都需要對原有生產系統進行調整，改進原有的平

5、面布置。1)、新建與擴建企業一旦選定了廠址，就需要進行全面的工廠布置。2)、產品需求的變化當產品需求量遠遠超過了現有生產系統生產能力時，就需要新建或擴建廠房。而產品需求量發生較小變化時，會使得原有生產系統出現不平衡現象，因此需要對生產系統進行調整。3)、產品的更新與新產品開發新產品投入生產后，原有生產系統的平衡被打破，而且新產品往往要求新的設備或新的生產線，因此需要對原有布置重新作出調整。4)、新技術新工藝的引入新技術新工藝的引入往往改變原有的生產工藝過程，進而阻礙物流系統工作狀態，現在需要對生產系統進行改進乃至重新布置。5)、生產系統發覺薄弱環節物流系統顯著不合理，也有必要進行局部的平面布置

6、。此外，還有許多諸如安全因素、環境因素等都可能要求對生產系統進行重新布置。1.2.2 研究意義合理的平面布置，能夠充分發揮生產系統的生產能力。若一個不合理的平面布局投入使用就需要經常改建和調整，會給生產造成混亂，阻礙生產效率的提高，因而增加生產成本。最佳的生產系統布局能夠取得以下效果：第一，縮短流程時刻：由于各臺生產設備保持有機聯系的布置，能夠減少白費與不合理，便于提高生產率。第二，減少在制品：由于物流均衡，減少了生產線上的在制品停留時刻，減少了生產中間的庫存。第三，提高生產設備的利用率：由于生產設備能力和負荷均衡，便于提高設備利用率。第四，減少搬運作業量：減少生產線上在制品數量、停留時刻及搬

7、運交叉現象，能夠減少搬運作業量，并能確保安全。第五，提高生產柔性：關于多品種小批量生產，采納適當的設備布置形式，生產線易于擴大與補充，具有一定的柔性。2 設施規劃與布置設計2.1 設施規劃設計設施規劃與設計從“工廠設計進展而來，重點探討各類工業設施、服務設施的規劃與設計概念、理論及方法，是工業工程學科的一個重要領域。在現代社會，社會需求朝著多樣化方向進展，產品的更新換代周期迅速縮短，市場競爭日趨激烈，每個企業都面臨著嚴峻的挑戰。加快新產品投放市場速度，提高產品質量，降低產品生產成本，是關系到企業興衰存亡的大問題。如何提高企業的競爭力，是現代治理科學的中心課題。設施規劃與設計以企業生產系統的空間

8、靜態結構(布局)為研究對象，從企業動態結構物流狀況分析動身，探討企業平面布置設計目標、設計原則，著重研究設計方法與設計程序(步驟)，使企業人力、財力、物力和物流、人流、信息流得到最合理、最經濟、最有效的配置和安排，從全然上提高企業的生產效率，達到以最少的投入獲得最大效益的目的。由于各種工廠之間存在專門大的差不，“工廠設計一直沒有形成系統的理論及知識體系，因而從事工廠設計的技術人員往往從經驗動身，用簡單的生產流程的觀點實現工廠布置，使得設計結果難以滿足生產要求，更難取得最佳的設計方案。隨著研究的深入及系統工程、運籌學、計算機技術的進展應用，近年來形成了一些先進的設計方法，其中最具代表性的是繆瑟(

9、RMuther)的“系統布置設計”(即SLPsystematic Layout Planning)法，使工廠布置設計由定性時期進展到定量時期，相關技術也廣泛應用于各種生產系統與服務系統，從而使設施規劃與設計從工業工程中分支出來，形成了一個完整的學科體系。設施規劃總的目標是：使人力、物力、財力和人流、物流、信息流得到最合理、最經濟、最有效的配置和安排，即要確保規劃的企業能以最小的投入獲得最大的效益。不管是新設施的規劃依舊舊設施的再規劃，典型的目標是：簡化加工過程，有效的利用設備、空間、能源和人力資源，最大限度地減少物料搬運，縮短生產周期，力求投資最低，為職工提供方便、舒適、安全和職業衛生的標準條

10、件。上述目標之間往往存在相互沖突，必須要用恰當的指標對每一個方案進行綜合評價，達到總體目標的最優化。2.2 設施布置設計 設施布置設計是指依照企業的經營表和生產綱領，在已確定的空間場所內，按照從原材料的同意、零件和產品的制造、成品的包裝、發運等全過程，力爭將人員、設備和物料所需要的空間做最設當的分配和最有效的組合，以獲得最大的經濟效益。設施布置包括工廠總體布置和車間布置。作為物流工程的重要領域，設施布置設計是決定企業長期運營效率的重要決策，它是將系統各部門按照系統中工作（物料或顧客）移動的情況來布置的。設施布置設計對生產系統極為重要，據測算，工廠生產總運營成本的20%50%是與物料搬運和布置有

11、關的成本。采納有效的布置方法，能夠使這些承包降低30%，甚至更多。2.2.1 布置設計原則設施布置的原則有：整體綜合原則；移動距離最小原則；流淌性原則；空間利用原則；柔性原則；安全原則。2.2.2 布置設計方式典型的布置方式有：工藝原則布置;產品原則布置；固定工位布置。2.3 系統布置設計（SLP）工廠布置的方法和及時醫治是工業工程領域不斷探究的問題。自工業革命以來研究出了許多手工設計、數學分析和圖解技術。20世紀60年代以來，又進展了計算機輔助工廠布置。在眾多的布置方法中，物流處于重要地位，把尋求最佳物流為解決布置問題的要緊目標。工廠布置的程序和方法，以1961年里查得謬瑟提出的系統布置設計

12、(即SLPsystematic Layout Planning)最為聞名，應用十分普遍。這是一種條理性專門強、物流分析與作業單位相互關系緊密程度分析相結合、求得合理布置的技術。采納SLP法進行工廠總平面布置的首要工作是對各作業單位之間的相互關系作出分析，包括物流與非物流的相互關系，綜合得到作業單位相互關系表,然后，依照相關圖中作業單位相互關系的緊密程度，決定各作業單位之間距離的遠近，安排各作業單位的位置，繪制作業大為位置相關圖，將各作業單位實際占地面積與作業單位相關圖結合起來，形成作業單位面積相關圖；通過作業單位面積相關圖的修正和調整，得到若干可行的布置方案；最終采納加權因素對各方案進行評價擇

13、優，并對每個因素進行量化，得分最多的布置方案確實是最佳方案。2.3.1 系統布置設計要素及時期在SLP方法中，Richard繆瑟將研究工廠布置問題的依據和切入點歸納為五個差不多要素，抓住這些確實是解決布置問題的“鑰匙”。五個差不多要素是：P產品(材料)Q數量(產量)R生產路線(工藝過程順序)S輔助部門(包括服務部門)T時刻(時刻安排)。P_Projects指系統物料的種類。在生產系統中P是指待布置工廠將生產的商品、原材料或者加工的零件和成品等。這些資料由生產綱領和產品設計提供，包括項目、品種類型、材料、產品特征等。產品這一要素阻礙著生產系統的組成及其各作業單位間相互關系、生產設備的類型、物料搬

14、運方式等方面。Q_Quantity指數量。在生產系統中指所生產的產品的數量，也由生產綱領和產品設計方案決定，能夠用件數、重量、體積等來表示。產品這一要素阻礙著生產系統的規模、設備的數量、運輸量、建筑物面積大小等方面。R_Routing指路線。它包括工藝路線、生產流程各工件的加工路線以及形成的物流路線。為了完成產品的加工，必須制定加工工藝流程，形成生產路線，能夠用工藝過程表(卡)、工藝過程圖、設備表等表示。它阻礙著各作業單位之間的聯系、物料搬運路線、倉庫及對方地的位置等方面。S_Service指輔助生產與服務過程的部門。在實施系統布置工作往常，必須就生產系統的組成情況做一個總體的規劃，大體上分為

15、生產車間、職能治理部門、輔助生產部門、生活服務部門以及倉儲部門規劃等。我們能夠把除生產車間以外的所有作業單位統稱為輔助服務部門，其所占面積接近甚至大于生產車間所占面積，因此布置設計時應給予足夠的重視。T_Time指物料流淌的時刻。時刻要素是指在什么時候、用多少時刻生產出產品、包括各工序的操作時刻、更換批量的次數。在工藝過程設計中，依照時刻因素，確定生產所需各類設備的數量、占地面積的大小和操作人員數量來平衡。只有在上述各要素充分調查研究并取得全面、準確的各項原始數據的基礎上，通過繪制各種表格、數學和圖形模型，有條理的細致分析和計算，才能最終求得工程布置的最佳方案。整個系統布置設計分為四個時期：確

16、定位置；總體規劃；詳細布置；施工安裝。其中第1時期和第4時期不屬于布置設計工作，第2和第3時期是布置設計的要緊工作。2.3.2 系統布置設計模式系統布置設計模式如圖2.1 輸入數據（P,Q,P-Q,R,S,T）輸入數據（P,Q,P-Q,R,S,T）1.物流分析2作業單位相互關系3物流-作業單位的相互關系圖4.必要的面積5.可利用的面積6面積相互關系圖7.修正條件8.實際制約9擬定幾種可行的布置方案10評價圖2.1 系統布置設計模式有了上述P，Q，R，S，T差不多要素，還要進行P_Q分析。P_Q分析是要回答采納什么樣的生產方式，從而采取什么樣的差不多布置形式。P_Q圖是分析的差不多手段。圖中的橫

17、軸表示產品P(品種或種類)，縱軸表示數量Q。將各類產品按數量遞減的順序排列，繪制出P_Q曲線。曲線的左端表示數量專門多而種類較少的產品，右端表示數量少而種類專門多的產品。P_Q圖的距離圖見圖2.2從圖上能夠看出，M區的產品數量大，品種少，適宜于采納大量生產方式，加工機床按產品原則布置。J區的產品數量少，品種多，屬于單件小批生產方式，應該按工藝原則布置。在M區和J區之間的部分，則適宜采納上述兩種相結合的成組原則布置。MMJ產品A產品B產品CQP 圖2.2 P-Q分析P_Q分析的結果不僅是確定生產方式和布置形式的基礎，也是劃分作業單位的基礎。即把不同生產方式和布置形式的機器設備，分開配置在不同的面

18、積內。例如，能夠把產品原則布置和工藝原則布置的機器設備分不設置在不同的車間內，或者分不設置在一個車間的不同工部內。在生產作業單位確定的基礎上，要相應確定輔助服務部門的作業單位。這就為下一步分析制造了條件。2.3.3 相關圖技術1）、工藝過程R分析物流分析包括確定物料在生產過程中每個必要的工序之間移動的最有效順序機器移動的強度和數量。一個有效的工藝流程是指物料在工藝過程內按順序一直不斷地向前移動直至完成，中間沒有過多的迂回或倒流。各條路線上的物料移動量確實是反映工序或作業單位之間相互關系緊密程度的差不多衡量標準，一定時刻周期內的物料移動量稱為物流強度，關于相似的物料，能夠用重量、體積、托盤或貨箱

19、作為計量單位。當比較不同性質的物料搬運狀況時，各種物料的物流強度大小應酌情考慮物料搬運的困難程度。當物料流淌是工藝過程的要緊部分時，物流分析就成為布置設計的核心工作。針對不同的生產類型，應采納不同的物流分析方法。(1)工藝過程圖在大批量生產中，產品品種專門少，用標準符號繪制的工藝過程圖直觀地反映出工廠生產的詳細情況，現在，進行物流分析只需在工藝過程圖上注明各道工序之間的物流量，就能夠清晰地表現出工廠生產過程中的物料搬運情況。另外，關于某些規模較小的工廠，不論產量如何，只要產品比較單一，都能夠用工藝過程圖進行物流分析。(2)多種產品工藝過程表在多品種且批量較大的情況下(如產品品種為10種左右)，

20、將各產品的生產工藝流程匯總在一張表上，就形成了多種產品工藝過程表，在這張表上各產品工藝路線并列繪出，能夠反映出各個產品的物流路徑。為了在布置上達到物料順序移動，盡可能減少倒流，通過調整圖表上的工序，使彼此自己有最大物流量的工序盡量靠近，直到獲得最佳的順序。(3)成組方法當產品品種達到數十種時，若生產類型為中、小批量生產，進行物流分析時，就有必要采納成組方法，按產品結構與工藝過程的相似性進行歸類分組，然后關于每一類產品采納工藝過程圖進行物流分析；或者采納多種產品工藝過程表表示各組產品的生產工藝過程，再做進一步的物流分析。(4)從一至表當產品品種專門多，產量專門小且零件、物料數量又專門大時，能夠用

21、一張方陣圖表來表示個作業單位之間的物料移動方向和物流量，表中方陣的行表示物料移動的源，稱為從；列表示物料移動的目的地，稱為至，行列交叉點標明由源到目的地的物流量。如此一張表確實是從一至表，從中能夠看出各作業單位之間的物流狀況。2）、物流分析與物流相關表(1)物流分析由上所述，P_Q關系決定了所采納的初步物流分析的方式：當產品品種專門少但產量專門大時，應采納工藝過程圖進行物流分析；隨著產品品種的增加，能夠利用多種產品工藝過程表或從一至表來統計具體物流量大小。在采納SLP法進行工廠布置時，不必關懷各作業單位對之間具體的物流強度，而是通過劃分等級的方法來研究物流狀況，在此基礎上，引入物流相關表，以簡

22、潔明了的形式表示工廠總體物流狀況。制成作業單位距離從一至表、產品數從一至表、搬運量從一至表，然后將其匯總到物流強度匯總表中。當存在物流倒流現象時，倒流物流量出現在從一至表中的下三角方陣中，現在從一至表中任何兩個作業單位之間的總物流量(物流強度)等于正向物流量與逆向(倒流)物流量之和。并將其按物流強度大小排列，制成表。(2)物流強度等級由于直接分析大量物流數據比較困難且沒有必要，SLP中將物流強度轉化成五個等級，分不用符號A、E、I、0、U來表示，其物流強度逐漸減小，對應著高物流強度、特高物流強度、較大物流強度、一般物流強度和可忽略搬運五種物流強度。作業單位對或稱為物流路線的物流強度等級應按物流

23、路線比例或承擔的物流量比例來確定。(3)物流相關表為了能夠簡單明了地表示所有作業單位之間的物流相互關系，仿照從一至表結構，構造一種作業單位之間物流相互關系表，稱之為原始物流相關表。除掉多余的左下三角矩陣表格，將右上三角矩陣變形，就得到了SLP中聞名的物流相關表。進行工廠布置時，從物流系統優化的角度講，物流相關表中物流強度等級高的作業單位之間的距離應盡量縮小，即彼此相互接近，而物流強度等級低的作業單位之間的距離能夠適當加大。3）、作業單位相互關系分析關于布置設計，當物流狀況對企業的生產有重大阻礙時，物流分析確實是工廠布置的重大依據，然而物流分析并不是唯一的依據，當物流對生產阻礙不大或沒有固定的物

24、流時，工廠布置就不能依靠于物流分析，需要進行作業單位間非物流關系分析。(1)作業單位相互關系的決定因素及相互關系等級的劃分在SLP中，產品P、產量Q、工藝過程R、輔助服務部門S及時刻安排T是阻礙工廠布置的差不多要素，P、Q和R是物流分析的基礎，P、Q和S則是作業單位相互關系分析的基礎，同時T對物流分析與作業單位相互關系分析都有阻礙。(2)服務的頻繁和緊急程度據理查德繆瑟在SLP中建議，每個項目中重點考慮的因素不應超過8-,10個，確定了作業單位間相互關系緊密程度的阻礙因素以后，就能夠給出各作業單位間的關系緊密程度等級，在SLP中劃分為A、E、I、0、U、X六個等級。(3)作業單位間相互關系表確

25、定了各作業單位間相互關系緊密程度以后，利用與物流相關表相同的表格形式建立作業單位間相互關系表。4）、作業單位間綜合相互關系表在大多數工廠中，各作業單位之間既有物流聯系也有非物流的聯系，兩作業單位之間的相互關系應包括物流關系與非物流關系，因此在SLP中，要將作業單位見物流的相互關系與非物流的相互關系進行合并，求出合成的相互關系綜合相互關系，然后由各作業單位間綜合相互關系動身，實現各作業單位的合理布置。5）、作業單位位置相關圖在SLP中，工廠總平面布置并不直接去考慮各作業單位的建筑物占地面積及其外形幾何形狀，而是從各作業單位間相互關系緊密程度動身，安排各作業單位之間的相對位置，關系緊密程度高的作業

26、單位之間距離近，關系緊密程度低的作業單位之間距離遠，由此形成作業單位位置相關圖。6）、評價和選擇(1)加權因素法每個布置方案都有一些非經濟因素，可能用費用精確的衡量，因此最通用有效的評價方法確實是加權因素法。(2)費用對比法費用對比法一般是在各個方案都已證明是合理的情況下從經濟上進行對比。對一個全新的項目布置方案，一般需要進行總費用對比，關于原有布置調整的方案，常能夠只對有差不的部分進行對比。在分析比較中，要正確劃分和計算基建費用和生產費用。至于比較哪些指標最好，現在還沒有統一意見。對新項目，能夠利用的有投資收益率、投資回收期等指標。最好采納技術經紀人員推舉和同意的方法。通過比較后，能夠選擇一

27、個推舉方案，繪制布置圖，同時預備文字講明，簡要而有講服力地講明方案的特點、與其他方案優缺點的比較及推舉該方案的理由，提請主管部門審查和批準。關于較小而簡單的項目，系統布置設計的步驟能夠依照項目的具體特點適當簡化。3 減速機工廠物流分析與設施規劃3.1 原始給定條件公司有地16000m2，廠區南北為200m，東西寬80m，打算建成年產1000003.2 減速機結構與零件明細減速器的機體由機座和機蓋組成。為安裝方便，機座和機蓋的分界面通常與各軸中心線所在的平面重合，如此可將軸承、齒輪等軸上零件在體外安裝在軸上，再放入機座軸承孔內，然后合上機蓋。機座上設有標尺，用于檢查油面高度。為放出機體內油污，在

28、機座底部有防油螺塞。為了便于搬運，在機體上裝有環首螺釘或耳鉤。機體上的軸承蓋用于固定軸、調整軸承游隙并承受軸向力；機體內常用機油潤滑，機蓋上有觀看窗，其上設有通氣孔，能使機體內膨脹氣體自由逸出；機座上設有標尺，用于檢查油面高度。為放出機體內油污，在機座底部有防油螺塞。為了便于搬運，在機體上裝有環首螺釘或耳鉤。機體上的軸承蓋用于固定軸、調整軸承游隙并承受軸向力。在輸入、輸出端的軸承蓋孔內放有密封裝置，防止雜物滲入及潤滑油外漏。若軸承利用稀油飛濺潤滑時，還常在基座的剖分面上作出輸油溝，使由齒輪運轉時飛濺到機蓋上的油沿機蓋內壁流入此油溝導入軸承。 減速器機體是用以支持和固定軸系零件，是保證傳動零件的

29、嚙合精度、良好潤滑及密封的重要零件，其重量約占減速器總重量的50。因此，機體結構對減速器的工作性能、加工藝、材料消耗、重量及成本等有專門大阻礙，設計時必須考慮。圖3.1 一級圓柱齒輪減速機示意圖通過CATIA軟件設計出三維模型并計算體積后求得所有零件質量，鑄鐵密度計為7.2g/cm3，鋼材密度計為表3.1 減速機零件明細表序號名稱材料用量單件重量/kg自制外購1箱蓋HT200113.436Y2視孔蓋HT20010.262Y3手柄Q235A10.112Y4螺栓M65.9120.004Y5螺栓M125.960.093Y6螺母M125.960.004Y7墊圈965MN60.002Y8箱座HT2001

30、23.469Y9螺栓M105.920.01Y10螺母M105.920.002Y11墊圈65MN20.001Y12軸承外環固定套Q235 A20.094Y13套筒1Q235 A10.074Y14套筒2Q235 A10.238Y15六角螺塞Q235A10.051Y16油封墊圈工業用革10.001Y17軸4512.538Y18鍵14*454510.05Y19齒輪45114.166Y20 軸承36308GB/t297-942 0.699Y21銷7*30 5.92 0.017Y22大封蓋HT20011.24Y23大通蓋HT20011.256Y24密封蓋板Q235A10.254Y續表3.1 減速機零件明細

31、表序號名稱材料用量單件重量/kg自制外購25齒輪軸4513.477Y26軸承36307GB/t297-9420.328Y27J型油封50*72*12耐油橡膠10.01Y28小封蓋HT20010.87Y29小通蓋Ht 20010.809Y30密封蓋板Q235A10.191Y31鍵10*454510.027Y32調整墊片08F40.01Y33螺栓M8Q235A10.011Y34檔油環Q235A20.02Y35防松墊片65MN60.002Y36油標Q235A10.068Y37墊片橡膠紙10.003Y38軸承外環固定套Q235A20.236Y39J型油封35*60*12耐油橡膠10.009Y40鍵10

32、*384510.022Y3.3 作業單位的劃分依照變速箱的結構及工藝特點，設立如表3.2所示的11個單位，分不承擔原料儲存、備料、熱處理、加工與裝配、產品性能試驗、生產治理等各項生產任務。表3.2 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25 x 502鑄造車間鑄造35 x203熱處理車間熱處理40 x154機加工車間車、銑、鉆30 x20續表3.2 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5周密車間精鏜、磨銷40 x206標準件、半成品庫外購件、半成品30 x207組裝車間組裝變速箱15 x358性能試驗室質量、性能

33、檢驗25 x129成品庫成品儲存40 x2010辦公、服務樓辦公樓、食堂等30 x8011設備維修車間設備維修15 x153.4 減速機生產工藝過程分析變速箱結構比較簡單，因此，生產工藝過程也比較簡單，總的工藝過程可分為：零、組件的制作與外購；半成品暫存、組裝；性能試驗與成品存儲等時期。3.4.1 自制零件加工工藝過程表變速箱上的標準件、異型件如軸承、螺栓等差不多上采納外購、外協的方法獲得，入廠后由半成品庫保存，其他零件由本廠自制，其工藝過程分不見表3.3至表3.20所示。表中各工藝加工前工件重量=該工序加工后工件的重量/該工序材料利用率。箱蓋示意圖及工藝過程表如下：圖3.2 箱蓋示意圖 表3

34、.3 箱蓋加工工藝過程表零件編號零件名稱單件重量年用量總重量1箱蓋13.4361000001343.6t工藝流程作業單位名稱工序內容工序材料利用率1原料庫備料2鑄造車間 鑄造毛坯60% 4機加工車間粗加工80% 5精加工車間精加工95%6半成品庫暫存視孔蓋與手柄示意圖及工藝過程表如下：圖3.3 視孔蓋示意圖 圖3.4 手柄示意圖表3.4 視孔蓋工藝過程表零件編號零件名稱單件重量年用量總重量2視孔蓋0.26210000026.2t工藝流程作業單位名稱工序內容工序材料利用率1原料庫備料4機加工車間粗加工70% 5精加工車間精加工95%6半成品庫暫存表3.5 手柄工藝過程表零件編號零件名稱單件重量年

35、用量總重量3手柄0.11210000011.2t工藝流程作業單位名稱工序內容工序材料利用率1原料庫備料4機加工車間粗加工50% 5精加工車間精加工95%6半成品庫暫存箱座示意圖及工藝過程表如下：圖3.5 箱座示意圖表3.6 箱座工藝過程表零件編號零件名稱單件重量年用量總重量8箱座23.4691000002346.9t工藝流程作業單位名稱工序內容工序材料利用率1原料庫備料2鑄造車間 鑄造毛坯60% 4機加工車間粗加工80% 5精加工車間精加工95%6半成品庫暫存軸承外環固定套與軸套1示意圖及工藝過程表如下： 圖3.6 軸承外環固定套示意圖 圖3.7 軸套1示意圖表3.7 軸承外環固定套工藝過程表

36、零件編號零件名稱單件重量年用量總重量12軸承外環固定套0.09420000018.8t工藝流程作業單位名稱工序內容工序材料利用率1原料庫備料4機加工車間粗加工30% 5精加工車間精加工95%6半成品庫暫存表3.8 軸套1工藝過程表零件編號零件名稱單件重量年用量總重量13軸套10.0741000007.4t工藝流程作業單位名稱工序內容工序材料利用率1原料庫備料4機加工車間粗加工50% 5精加工車間精加工95%6半成品庫暫存軸套2與軸示意圖及工藝過程表如下： 圖3.8 軸套2示意圖 圖3.9 軸示意圖表3.9 軸套2工藝過程表零件編號零件名稱單件重量年用量總重量14軸套20.23810000023

37、.8t工藝流程作業單位名稱工序內容工序材料利用率1原料庫備料4機加工車間粗加工50% 5精加工車間精加工95%6半成品庫暫存 表3.10 軸工藝過程表零件編號零件名稱單件重量年用量總重量17軸2.53810000026.38t工藝流程作業單位名稱工序內容工序材料利用率1原料庫備料4機加工車間粗加工70% 3熱處理車間熱處理5精加工車間精加工90%3熱處理車間熱處理6半成品庫暫存齒輪與大封蓋示意圖及工藝過程表如下：圖3.10 齒輪示意圖 圖3.11 大封蓋示意圖 表3-11 齒輪工藝過程表19齒輪14.1661000001416.6t工藝流程作業單位名稱工序內容工序材料利用率1原料庫備料4機加工

38、車間粗加工60% 3熱處理車間熱處理5精加工車間精加工85%3熱處理車間熱處理6半成品庫暫存 表3. 12 大封蓋工藝過程表零件編號零件名稱單件重量年用量總重量22大封蓋1.24100000124t工藝流程作業單位名稱工序內容工序材料利用率1原料庫備料2鑄造車間 鑄造毛胚60% 4機加工車間粗加工80% 5精加工車間精加工95%6半成品庫暫存大通蓋與密封蓋板示意圖及工藝過程圖如下：圖3.12 大通蓋示意圖 圖3.13密封蓋板示意圖 表3.13 大通蓋工藝過程表零件編號零件名稱單件重量年用量總重量23大通蓋1.256100000125.6t工藝流程作業單位名稱工序內容工序材料利用率1原料庫備料2

39、鑄造車間 鑄造毛胚60% 4機加工車間粗加工80% 5精加工車間精加工95%6半成品庫暫存 表3.14 密封蓋板工藝過程表零件編號零件名稱單件重量年用量總重量24密封蓋板0.25410000025.4t工藝流程作業單位名稱工序內容工序材料利用率1原料庫備料4機加工車間粗加工70% 5精加工車間精加工90%6半成品庫暫存齒輪軸與小封蓋示意圖及工藝過程表如下：圖3.14 齒輪軸示意圖 圖3.15 小封蓋示意圖 表3.15 齒輪軸工藝過過程表25齒輪軸3.477100000347.7t工藝流程作業單位名稱工序內容工序材料利用率1原料庫備料4機加工車間粗加工60% 3熱處理車間熱處理5精加工車間精加工

40、85%3熱處理車間熱處理6半成品庫暫存 表3.16 小封蓋工藝過程表零件編號零件名稱單件重量年用量總重量28小封蓋0.8710000087t工藝流程作業單位名稱工序內容工序材料利用率1原料庫備料2鑄造車間 鑄造毛胚60% 4機加工車間粗加工80% 5精加工車間精加工95%6半成品庫暫存小通蓋與密封蓋板示意圖及工藝過程表如下：圖3.16 小通蓋示意圖 圖3.17 密封蓋板示意圖表3.17 小通蓋工藝過程圖零件編號零件名稱單件重量年用量總重量29小通蓋0.80910000080.9t工藝流程作業單位名稱工序內容工序材料利用率1原料庫備料2鑄造車間 鑄造毛胚60% 4機加工車間粗加工80% 5精加工

41、車間精加工95%6半成品庫暫存表3.18 密封蓋板工藝過程圖零件編號零件名稱單件重量年用量總重量30密封蓋板0.19110000019.1t工藝流程作業單位名稱工序內容工序材料利用率1原料庫備料4機加工車間粗加工70% 5精加工車間精加工90%6半成品庫暫存油標與軸承外環固定套示意圖及工藝過程表如下：圖3.18 油標尺示意圖 圖3.19 軸承外環固定套示意圖表3.19 油標尺工藝過程表零件編號零件名稱單件重量年用量總重量36油標尺0.0681000006.8t工藝流程作業單位名稱工序內容工序材料利用率1原料庫備料4機加工車間粗加工30% 5精加工車間精加工90%6半成品庫暫存表3.20 軸承外

42、環固定套工藝過程表零件編號零件名稱單件重量年用量總重量38軸承外環固定套0.23620000047.2t工藝流程作業單位名稱工序內容工序材料利用率1原料庫備料4機加工車間粗加工70% 5精加工車間精加工90%6半成品庫暫存其他部分零件示意圖：圖3.20 軸承36308示意圖 圖3.21 六角螺塞示意圖3.4.2 計算物流量通過對產品加工、組裝、檢驗等各種加工時期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作工件單位重量及產生的廢料重量，并依照全年生產量計算全年物流量。具體計算如表3.21所示表3.21 物流量計算（單件）產品名稱毛重/kg廢料/kg鑄造機加工精加工總質量箱蓋13.4

43、36/(0.6*0.8*0.95)=29.46529.465*0.4=11.78629.465*0.6*0.2=3.53629.465*0.6.*0.6*0.8*0.05=0.70716.029視孔蓋0.262/(0.7*0.95)=0.3940.394*0.3=0.1180.394*0.7*0.05=0.0140.132手柄0.112/(0.5*0.95)=0.2360.236*0.5=0.1180.236*0.5*0.05=0.0060.124箱座23.469/(0.6*0.8*0.95)=51.46751.467*0.4=20.58751.467*0.6*0.2=6.17651.467*

44、0.05=1.23527.998軸承外環固定套0.094/(0.3*0.95)=0.3300.330*0.7=0.2310.330*0.3*0.05=0.0050.236軸套10.074/(0.5*0.95)=0.1560.156*0.5=0.0780.156*0.5*0.05=0.0040.082軸套20.238/(0.5*0.95)=0.5010.501*0.5=0.2510.501*0.5*0.05=0.0120.263軸2.538/(0.7*0.9)=4.0294.029*0.3=1.2094.029*0.7*0.1=0.2821.491齒輪14.166/(0.6*0.85)=27.7

45、7727.777*0.4=11.11127.777*0.6*0.15=2.513.611續表3.21 物流量計算（單件）產品名稱毛重/kg廢料/kg鑄造機加工精加工總質量大封蓋1.24/(0.6*0.8*0.95)=2.7192.719*0.4=1.0882.719*0.6*0.2=0.3262.719*1.6*0.8*0.05=0.0651.479大通蓋1.256/(0.6*0.8*0.95)= 2.7542.754*0.4=1.1022.754*0.6*0.2=0.3302.754*0.6*0.8*0.05=0.0661.498密封蓋板0.254/(0.7*0.9)=0.4030.403*

46、0.3=0.1210.403*0.7*0.1=0.0280.149齒輪軸3.477/(0.6*0.85)=6.8186.818*0.4=2.7276.818*0.6*0.15=0.6143.341小封蓋0.87/(0.6*0.8*0.95)=1.9081.908*0.4=0.7631.908*0.6*0.2=0.2291.908*0.6*0.8*0.05=0.0461.038小通蓋0.809/(0.6*0.8*0.95)= 1.7741.774*0.4=0.7101.774*0.6*0.2=0.2131.774*0.6*0.8*0.05=0.0420.965密封蓋板0.191/(0.7*0.9

47、)=0.3030.191*0.3=0.0910.191*0.7*0.05=0.0210.112油標尺0.068/(0.3*0.9)=0.2520.252*0.7=0.1760.252*0.3*0.1=0.0080.184軸承外環固定套0.236/(0.3*0.9)=0.8740.874*0.7=0.6120.874*0.3*0.1=0.0260.6383.4.3 繪制各零件的工藝過程圖依照各零件的加工工藝過程與物流量，繪制各零件的工藝過程圖如下所示。圖中序號分不是：1原材料庫，2鑄造車間，3熱處理車間。4機加工車間。5精加工車間，6半成品車間。單位為噸/年。圖例：圓形表示該作業單位性質為操作，

48、圈中數字表示作業單位標號；三角形表示作業單位性質為貯存；正方形表示作業單位性質為檢驗；之間的數字表示兩相鄰作業單位間的物流強度。箱座、箱蓋的工藝過程及物流量如下： 原材料 1 4 5原材料 1 4 5 2 62946.51757.91178.61414.3353.670.71343.6原材料 1 4 5 2 65146.730882058.72470.4617.6123.52346.9圖3.22 箱蓋物流量 圖3.23 箱座物流量視孔蓋、手柄工藝過程及物流量如下： 原材料 1 4原材料 1 4 5 639.427.6原材料 1 4 5 623.611.8圖3.24 視孔蓋物流量 圖3.25手柄

49、物流量軸承外環固定套、定位環1工藝過程及物流量如下： 原材料 1 4 5原材料 1 4 5 66619.818.846.21原材料 1 4 5 67.80.4圖3.26 軸承外環固定套物流量 圖3.27 定位環1物流量定位環2、密封蓋板工藝過程及物流量如下：原材料 1 4原材料 1 4 5 650.12523.825.11.2原材料 1 4 5 640.328.225.412.12.8圖3.28 定位環2物流量 圖3.29 密封蓋板物流量軸、齒輪工藝過程及流量如下：原材料 1 4原材料 1 4 3 5 3 6402.9120.9282253.828.2原材料 1 4 3 5 3 62777.7

50、1111.11666.61416.6250圖3.30 軸物流量 圖3.31 齒輪物流量大封蓋、大通蓋工藝過程及流量如下：原材料 1 4原材料 1 4 5 2 6271.9163.1108.8130.532.66.5124原材料 1 4 5 2 6275.4165.2110.2132.2336.6125.6圖3.32 大封蓋物流量 圖3.33 大通蓋物流量密封蓋板、油標尺工藝過程及流量如下：原材料 1 4原材料 1 4 5 630.32.1原材料 1 4 5 617.66.8圖3.34 密封蓋板物流量 圖3.35 油標尺物流量小封蓋、小通蓋工藝過程及流量如下：原材料 1 4原材料 1 4 5 2

51、 6190.8114.576.391.622.94.687原材料 1 4 5 2 6177.4106.4780.9圖3.36 小封蓋物流量 圖3.37 小通蓋物流量齒輪軸、軸承外環固定套工藝過程及物流量如下：原材料 1 4原材料 1 4 3 5 3 6681.8272.7409.1347.761.4原材料 1 4 5 617.66.8圖3.38 齒輪軸物流量 圖3.39軸承外環固定套物流量外購件物流量如下：外購 6 74.8 外購 6 74.8外購 6 755.8外購 6 72.4圖3.40 M6螺栓流量 圖3.41 M12螺栓流量 圖3.42 螺母M12流量外購 6 71.2 外購 6 71

52、.2外購 6 72外購 6 70.4圖3.43 墊圈流量 圖3.44 螺栓M10流量 圖3.45 螺母M10流量外購 6 7外購 6 70.2外購 6 75.1外購 6 70.1圖3.46 墊圈流量 圖3.47 六角螺塞流量 圖3.48 油封墊圈流量外購 6 75 外購 6 75外購 6 7138.8外購 6 74.8圖3.49 鍵14*45流量 圖3.50軸承36308流量 圖3.51 銷7*30流量外購 6 765.6 外購 6 765.6外購 6 71外購 6 72.7圖3.52 M6軸承36307流量外購 6 74 外購外購 6 74外購 6 726.4外購 6 74圖3.55 調整墊

53、片流量 圖3.56 螺栓M8流量 圖3.57 檔油環流量 外購 6 7外購 6 7圖3.58 防松墊片流量1.2外購 6 7圖3.59 墊片流量0.3外購 6 7外購 6 7圖3.60 J型油封流量0.9外購 6 圖3.61 鍵10*38流量2.2 73.5 繪制產品總工藝過程圖變速箱總的生產過程可分為零件的加工時期總裝時期性能實驗時期，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3.62.。該圖清晰的表示出變速器生產的全過程以及各工序單位之間的物流情況，為進一步進行深入的物流分析奠定了基礎。大封蓋大封蓋 密封蓋板 定位環2 定位環1軸承外環套

54、 手柄 視孔蓋 箱座 箱蓋軸承外套 齒輪軸 小通蓋 小封蓋 油標尺 密封蓋板 大通蓋 齒輪 軸 M6螺栓 M12螺栓M12螺母 墊圈 M10螺栓 M10螺母 墊圈 六角螺塞 油封墊圈 鍵14*45 軸承36308銷7*30 軸承36307 J型油封 鍵 調整墊片 螺栓M8 檔油環 防松墊片 墊片 J型油封 鍵10*38111111111111111111245624564566666666666666666666666666666666666666444444555555444444444555555555222333333 124 25.4 23.8 7.4 18.8 11.2 26.2 2

55、346.9 1343.626.8 347.7 80.9 87 6.8 19.1 125.6 1416.6 253.876606.5894.8 55.8 2.4 1.2 2 0.4 0.2 5.1 0.1 5 138.8 4.8 65.5 1 2.7 4 26.4 4 1.2 0.3 0.9 2.26606.51178.6353.670.72946.51757.91414.35146.730882470.42058.7617.6123.539.427.611.81.423.611.811.80.66619.846.20.450.125271.9163.1130.5108.832.66.5402.

56、9282120.928.22777.71666.61111.1250275.4165.2132.2110.2336.630.325.27.617.66.8190.8114.591.676.322.94.6177.4106.485.17121.34.2681.8409.1272.761.425.27.617.66.8圖3.62 減速機總工藝過程圖3.6 物流分析3.6.1 繪制從至表依照減速器較佳產品工藝過程表，繪制出減速器工藝過程物流從至表，如下表所示。 表3.22 減速機加工工藝從至表 ( 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周密車間半成品庫組裝車間

57、性能試驗室成品庫1原材料庫9008.74240.3132492鑄造車間5405.15405.13熱處理車間2357.72018.14375.84機加工車間2357.74499.368575周密車間2018.14269.962886半成品庫6606.56606.57組裝車間6606.56606.58性能試驗室336606.56639.59成品庫合計9008.74375.89645.4685762886639.56606.56606.556027.4編制（日期）審核（日期）注：性能試驗不合格品返回組裝車間重新組裝，取不合格率為0.5%。3.6.2 繪制物流強度匯總表。依照產品的工藝過程和物流從至表

58、，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3.23中。 表3.23 物流強度匯總表序號作業單位對物流強度/t序號作業單位對物流強度/t1129008.77454499.32144240.38564269.93245396.19676606.54354375.810786639.55362018.111896606.564323 劃分物流強度等級由于直接分析大量物流比較困難，SLP中將物流強度轉化為五個等級，分不用符號A、E、I、O、U來表示，其物流強度逐漸減小。可參考表3.24來劃分。 表3.24 物流強度等級比例劃分表物流強度等級符號物流路線比例/%承擔的物流比例/%超高物

59、流強度A1040特高物流強度E 20 30較大物流強度I 30 20一般物流強度O 40 10可忽略搬運U 參考表3.24物流強度等級比例劃分表，可將表3.23所表示的物流強度排序繪制成表3.25的物流強度分析表。表3.23中未出現的作業單位之間不存在固定的物流，因此，物流強度等級為U級。 表3.25 物流強度分析表序號作業單位對（路線）物流強度（單位：t） 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 10000物流強度等級112A278E367E489E524I645I735I856I914I1043O1136O3.6.4 繪制物流相關表依照以上

60、分析，繪制作業單位物流相關圖，如表3-26所示。表3.26 作業單位物流相關表 原材料原材料庫鑄造車間熱處理車間機加工車間周密車間半成品庫組裝車間性能試驗室成品庫辦公服務區設備維修間 A U I U U U U U U U U I O U I I U U U U U U O U U U U U U U U U U U I U U U U U E U U U U E E U U U U U U U U作業單位名稱3.7 非物流相互關系分析針對變速箱生產特點，制定各作業單位間相互關系緊密程度理由如表3.27所示。依照表3.28制定變速箱“基準相互關系”，在此基礎上建立非物流作業單位相互關系表，如圖