設(shè)施規(guī)劃與物流分析變速箱廠總平面布置設(shè)計(jì)

1、 物 流 工 程設(shè)施規(guī)劃與物流分析課程設(shè)計(jì) 目 錄一、設(shè)計(jì)題目1二、原始給定條件1（一）變速箱的結(jié)構(gòu)及有關(guān)參數(shù)1（二）作業(yè)單位劃分3三、產(chǎn)品產(chǎn)量分析5四、產(chǎn)品工藝過程分析6（一）計(jì)算物流量6（二）繪制各零件的工藝過程圖6（三）繪制產(chǎn)品總工藝過程圖7（四）繪制產(chǎn)品初始工藝過程表9五、物流分析11（一）繪制從至表11（二）繪制物流強(qiáng)度匯總表11（三）劃分物流強(qiáng)度等級12（四）繪制作業(yè)單位物流相關(guān)圖12六、作業(yè)單位非物流相互關(guān)系分析13七、作業(yè)單位綜合相互關(guān)系分析13八、工廠總平面布置16（一）綜合接近程度16（二）作業(yè)單位位置相關(guān)圖17九、方案的評價(jià)與選擇19一、設(shè)計(jì)題目變速箱廠總平面布置設(shè)計(jì)二、

2、原始給定條件公司有地16000(m2)，廠區(qū)南北為200，東西寬80，該廠預(yù)計(jì)需要工人300人，計(jì)劃建成年產(chǎn)100000套變速箱的生產(chǎn)廠。（一）變速箱的結(jié)構(gòu)及有關(guān)參數(shù)表1 零件相關(guān)數(shù)據(jù)表變速箱由39個零件構(gòu)成，裝配圖如圖1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1中。工廠名稱： 變速箱廠產(chǎn)品名稱變速箱產(chǎn)品代號110計(jì)劃年產(chǎn)量100000序號零件名稱零件代號自制外購材料總計(jì)劃需求量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q215600

3、0000.01034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(jī)蓋ht2001000002.50028墊圈65mn6000000.00627螺母q2356000000.01626螺栓q2356000000.10325機(jī)座ht2001000003.00024軸承2000000.45023擋油圈q2152000000.00422氈封油圈羊毛氈1000000.00421鍵q2751000000.08020定距環(huán)q2351000000.09019密封

4、蓋q2351000000.05018可穿透端蓋ht1501000000.04017調(diào)整墊片08f2000000.00416螺塞q2351000000.03215墊片橡膠紙1000000.00414游標(biāo)尺1000000.05013大齒輪401000001.00012鍵q2751000000.08011軸q2751000000.80010軸承2000000.4509螺栓q23524000000.0258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q23

5、51000000.0202可穿透端蓋ht2001000000.0401調(diào)整墊片08f2000000.010圖 1太原科技大學(xué)經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院 工業(yè)工程091601（二）作業(yè)單位劃分根據(jù)變速箱的結(jié)構(gòu)及工藝特點(diǎn)，設(shè)立如下表所示11單位，分別承擔(dān)原材料存儲、備料、熱處理、加工與裝配、產(chǎn)品性能試驗(yàn)、生產(chǎn)管理等各項(xiàng)任務(wù)。表2 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 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 x 243鍛造車間鍛造12 x 244熱處理車間熱處理12 x 125機(jī)加工車間車、銑、鉆12 x 366精密車間精鏜、磨削12 x 367標(biāo)準(zhǔn)件、半成品庫

6、儲存外購件、半成品12 x 248組裝車間組裝變速器12 x 369成品庫成品儲存12 x 1210辦公、服務(wù)樓辦公室、食堂等80 x 6011設(shè)備維修車間機(jī)床維修12 x 24（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(biāo)準(zhǔn)件。假定標(biāo)準(zhǔn)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、零件的制作與外購制作的零件如下表。2、標(biāo)準(zhǔn)件、外購件與半成品暫存 生產(chǎn)出的零件加工完成經(jīng)各車間檢驗(yàn)合格后，送入半成品庫暫存，外購的標(biāo)準(zhǔn)件和標(biāo)準(zhǔn)件均存放在半成品庫。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 所有成品均在組裝車間進(jìn)行性能試驗(yàn)

7、，不合格的產(chǎn)品在組裝車間進(jìn)行修復(fù)。合格后送入成品庫。 5、產(chǎn)品存儲 所有合格的變速箱存放在成品庫等待出廠。表3 變速箱零件加工工藝過程表產(chǎn)品名稱件號材料單件質(zhì)量/kg計(jì)劃年產(chǎn)量年產(chǎn)總質(zhì)量機(jī)蓋29ht2002.50010000序號作業(yè)單位名稱工序內(nèi)容工序材料利用率（%）1原材料庫備料2鑄造車間鑄造803機(jī)加工車間粗銑，鏜，鉆804精密車間精銑，鏜985半成品庫暫存表4 變速箱零件加工工藝過程表產(chǎn)品名稱件號材料單件質(zhì)量/kg計(jì)劃年產(chǎn)量年產(chǎn)總質(zhì)量機(jī)座25ht200310000序號作業(yè)單位名稱工序內(nèi)容工序材料利用率（%）1原材料庫備料2鑄造車間鑄造803機(jī)加工車間粗銑，鏜，鉆804精密車間精銑，鏜98

8、5半成品庫暫存表5 變速箱零件加工工藝過程表產(chǎn)品名稱件號材料單件質(zhì)量/kg計(jì)劃年產(chǎn)量年產(chǎn)總質(zhì)量大齒輪13401.000100000序號作業(yè)單位名稱工序內(nèi)容工序材料利用率（%）1原材料庫備料2鑄造車間鍛造803機(jī)加工車間粗銑，插齒，鉆804熱處理車間滲碳淬火5機(jī)加工車間磨986半成品庫暫存表6 變速箱零件加工工藝過程表產(chǎn)品名稱件號材料單件質(zhì)量/kg計(jì)劃年產(chǎn)量年產(chǎn)總質(zhì)量軸11q2750.800100000序號作業(yè)單位名稱工序內(nèi)容工序材料利用率（%）1原材料庫備料2機(jī)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(jī)加工車間磨986半成品庫暫存表7 變速箱零件加工工藝過程表產(chǎn)品名稱件

9、號材料單件質(zhì)量/kg計(jì)劃年產(chǎn)量年產(chǎn)總質(zhì)量齒輪軸6q2751.400100000序號作業(yè)單位名稱工序內(nèi)容工序材料利用率（%）1原材料庫備料2機(jī)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(jī)加工車間磨986半成品庫暫存表8變速箱零件加工工藝過程表產(chǎn)品名稱件號材料單件質(zhì)量/kg計(jì)劃年產(chǎn)量/kg年產(chǎn)總質(zhì)量端蓋8ht2000.050100000序號作業(yè)單位名稱工序內(nèi)容工序材料利用率（%）1原材料庫備料2鑄造車間鑄造603機(jī)加工車間精車80三、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(jìn)而影響著工廠設(shè)備的布置形式。根據(jù)以上已知條件可知，待布置設(shè)計(jì)的變速

10、箱廠的產(chǎn)品品種單一，產(chǎn)量較大，其年產(chǎn)量為10000套，屬于大批量生產(chǎn)，適合于按產(chǎn)品原則布置，宜采用流水線的組織形式。四、產(chǎn)品工藝過程分析（一）計(jì)算物流量通過對產(chǎn)品加工、組裝、檢驗(yàn)等各種加工階段以及各工藝過程路線的分析，計(jì)算每個工藝過程各工序加工前工件單件重量及產(chǎn)生的廢料重量，并根據(jù)全年生產(chǎn)量計(jì)算全年物流量。具體過程如下表：表10 變速箱零件加工工藝過程表產(chǎn)品名稱毛重/kg廢料/kg鑄造廢料機(jī)加工廢料精加工廢料全年總質(zhì)量機(jī)蓋2.5/（0.8*0.8*0.98）=3.9903.990*0.2=0.7983.990*0.8*0.2=0.6383.990*0.8*0.8*0.02=0.0511.487

11、*100000=148700機(jī)座3/(0.8*0.8*0.98)=4.7834.783*0.2=0.95664.783*0.8*0.2=0.7654.783*0.8*0.8*0.2=0.0611.783*100000=178300大齒輪1/(0.8*0.8*0.98)= 1.5941.594*0.2=0.318(鍛造廢料)1.594*0.8*0.2+1.594*0.8*0.8*0.2=0.27540.593*100000=59300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

12、.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=0.1081.800*0.8*0.05=0.07520.42*100000=42000端蓋0.05/(0.6*0.8)= 0.1040.104*0.4=0.04160.104*0.6*0.2=0.01250.0541*100000=5410（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圖。圖中序號分別是：1原材料庫，2鑄造車間，4熱處理車間，5機(jī)加工車間，6精密車間，7半成品庫。原材料原材料原材料111111

13、223.99 4.7830.10423.192 3.826 .0.9566550.7980.0624.0.04165廢料 廢料662.554 0.638 3.0610.765 廢料廢料 廢料0.0125廢料70.05117716 0.06122.502廢料 廢料0.0499 3.00機(jī)蓋物流量 機(jī)座物流量端蓋物流量原材料 原材料111.074450.859廢料 廢料67651.4291.880.376 0.02860.8160.2150.0163廢料 廢料0.0430.075234 0.8廢料1.4 廢料軸齒輪物流量 軸物流量 圖2 各零件的工藝過程圖（三）繪制產(chǎn)品總工藝過程圖變速箱總的生產(chǎn)過

14、程可分為零件加工階段 總裝階段 性能試驗(yàn)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一張圖中（下圖）98圖3 減速器總工藝過程 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、31、3233、34、35（四）繪制產(chǎn)品初始工藝過程表為了研究各零件、組件生產(chǎn)過程之間的相互關(guān)系，將總工藝過程圖中的產(chǎn)品按照物流強(qiáng)度大小順序，由左到右排列于產(chǎn)品工藝過程表中，即最左邊的產(chǎn)品物流強(qiáng)度最大，由左到右物流強(qiáng)度逐漸遞減，這樣得到變速箱初始工藝過程表如下圖。 表

15、11 初始產(chǎn)品工藝過程表 表12 較佳產(chǎn)品工藝過程表 工序機(jī)座 機(jī)蓋 大齒輪 齒輪軸 軸端蓋（8）端蓋（40）序號名稱d jkdjkdjkdjkdjkdjkdjk12 74365原材料鑄造鍛造機(jī)加工熱處理精加工半成品庫211121111221-1111-1-1 111-1-1211211187400022504006170001926801099923204022400w5098512五、物流分析（一）繪制從至表根據(jù)變速箱較佳工藝過程圖，繪制出變速箱工藝過程物流從至表，如下表所示。 表13 變速箱從至表 單位（t） 1原材料庫2鑄造車間3鍛造車間4熱處理車間5機(jī)加工車間6精密車間7半成品庫8組

16、裝車 間9成品庫合計(jì)1原材料庫888.7159.4295.41343.52鑄造車間708.04708.043鍛造車間127.3127.34熱處理車間326.6326.65機(jī)加工車間102.1797.8322.112226精密車間224.5550.3774.87半成品庫合計(jì)888.7159.4326.61457.34 797.8872.41371.45873.64（二）繪制物流強(qiáng)度匯總表根據(jù)產(chǎn)品的工藝過程和物流從至表，統(tǒng)計(jì)各單位之間的物流強(qiáng)度，并將物流強(qiáng)度匯總到物流強(qiáng)度匯總表之中.表14 物流強(qiáng)度匯總表序號單位作業(yè)對物流量11-2888.721-3159.431-5295.442-5708.04

17、53-5127.364-5428.774-6224.585-6797.895-7322.1106-7550.3（三）劃分物流強(qiáng)度等級將各作業(yè)單位對的物流強(qiáng)度大小排序，自大到小填入物流強(qiáng)度分析表中，根據(jù)物流強(qiáng)度分布劃分物流強(qiáng)度等級。作業(yè)單位對或稱為物流路線的物流強(qiáng)度等級，應(yīng)按物流路線比例或承擔(dān)的物流量比例來確定。針對變速箱的工藝過程圖，利用上表中的統(tǒng)計(jì)的物流量，按由小到大的順序繪制物流強(qiáng)度分析表。表中未出現(xiàn)的作業(yè)單位之間不存在固定物流，因此，物流強(qiáng)度為u級。表15 物流強(qiáng)度分析表（四）繪制作業(yè)單位物流相關(guān)圖根據(jù)以上分析，繪制作業(yè)單位物流相關(guān)圖，如圖所示。圖 4 作業(yè)單位物流相關(guān)圖六、作業(yè)單位非物

18、流相互關(guān)系分析針對變速箱生產(chǎn)特點(diǎn)，制定各作業(yè)單位相互關(guān)系密切程度理由如下表所示。根據(jù)變速箱“基準(zhǔn)相互關(guān)系”（見下表），在此基礎(chǔ)上建立非物流作業(yè)單位相互關(guān)系圖。表16 變速箱基準(zhǔn)相互關(guān)系字母一對作業(yè)單位密切程度理由a組裝車間與成品庫搬運(yùn)物料的數(shù)量、次數(shù)以及類似的搬運(yùn)問題e機(jī)加工與精密車間 原材料與鑄造車間鍛造與成品庫搬運(yùn)物料的數(shù)量和形式 不可損壞沒有包裝的物品服務(wù)的頻繁和緊急程度i原材料庫與鑄造車間 鑄造車間與機(jī)加工車間精密車間與半成品車間，機(jī)加工車間搬運(yùn)物料的數(shù)量和頻數(shù)以及類似的搬運(yùn)問題服務(wù)的頻繁程度o辦公樓與設(shè)備維修車間、原材料庫與鍛造辦公樓與其他加工車間聯(lián)系頻繁程度管理方便u設(shè)備維修與原材

19、料庫、半成品、成品庫原材料庫與半成品接觸不多、不常聯(lián)系聯(lián)系密切程度不大x辦公樓、服務(wù)樓與鑄造車間、熱處理車間、精密車間、鍛造車間灰塵、噪聲、振動、異味、煙塵表17 變速箱各作業(yè)單位相互關(guān)系密切程度理由編號理由1工作流程的連續(xù)性2生產(chǎn)服務(wù)3物料搬運(yùn)4管理方面編號理由5安全及污染6振動、噪聲、煙塵7人員聯(lián)系8信息傳遞 圖5 作業(yè)單位非物流相關(guān)圖七、作業(yè)單位綜合相互關(guān)系分析從上面兩圖可知，變速箱作業(yè)單位物流相關(guān)與非物流相互關(guān)系不一致。為了確定各作業(yè)單位之間的綜合相互關(guān)系密切程度，需要將兩表合并再分析判斷。其合并過程如下：1. 選取加權(quán)值加權(quán)值大小反映工廠布置時考慮的側(cè)重點(diǎn)，對于變速箱來說，物流因素（

20、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(quán)值m:n=1:1。2. 綜合相互關(guān)系的計(jì)算根據(jù)該廠各作業(yè)單位對之間物流與物流關(guān)系等級的高級進(jìn)行量化，并加權(quán)求和，求出綜合相互關(guān)系如下表所示。當(dāng)作業(yè)單位數(shù)目為11時，總作業(yè)單位數(shù)目對數(shù)為： p=11(11-1)/2=55因此，下表將有55個作業(yè)單位對，即55個相互關(guān) 表18 作業(yè)單位之間綜合相互關(guān)系計(jì)算表作業(yè)單位對 關(guān)系密切綜合關(guān)系物流關(guān)系加權(quán)值：1非物流關(guān)系加權(quán)值：1分?jǐn)?shù)等級分?jǐn)?shù)等級分?jǐn)?shù)等級123e3e6e130u0u0u141o1o2o150u0u0u160u0u0u170u0u0u181o1o2o190u0u0u 1100u0u0

21、u 1110u0u0u230u0u0u242i2i4i250u0u0u260u0u0u270u0u0u280u0u0u290u0u0u 2100u-1x-1x 2110u0u0u342i2i2i350u0u0u360u0u0u370u0u0u380u0u0u390u0u0u 3100u-1x-1x 3110u0u0u453e3e6e461o1o2o470u0u0u480u0u0u490u0u0u 4100u1o1o 4110u0u0u562i2i4i570u0u0u580u0u0u590u0u0u 5100u1o1o 5110u3e3i673e0u3i680u0u0u690u0u0u 6100

22、u0u0u 6110u0u0u780u0u0u794a4a8a 7100u1o1o7110u3e3i890u3e3i8100u1o1o8110u3e3i9100u1o1o9110u0u0u 10110u1o1o在表18中，綜合關(guān)系分?jǐn)?shù)取值范圍為18，按分?jǐn)?shù)排列得出各分?jǐn)?shù)段所占比例如表19所示。在此基礎(chǔ)上與表20綜合相互關(guān)系密級程度劃分比例進(jìn)行對比，若各等級相差太大，則需要對表18中關(guān)系密切表中的作業(yè)單位對之間的關(guān)系密切程度做適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，使各等級比例與表20盡量接近。表19 綜合相互關(guān)系密級等級劃分總分關(guān)系密級作業(yè)單位對數(shù)百分比8a11.856e23.734i713.22o59.401u3769

23、.8-1x11.8表20 綜合相互關(guān)系密級與劃分比例 關(guān)系密級關(guān)系密級作業(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不重要u2085不希望靠近x0103.建立作業(yè)單位綜合關(guān)系圖如圖圖6 作業(yè)單位綜合關(guān)系圖八、工廠總平面布置（一）綜合接近程度由于變速箱作業(yè)單位之間的相互關(guān)系數(shù)目較多，為繪圖方便，先計(jì)算各作業(yè)單位的綜合接近程度，如表21所示。綜合接近程度分?jǐn)?shù)越高，說明該作業(yè)單位越應(yīng)該靠近布置圖中心；分?jǐn)?shù)越低，說明該作業(yè)單位應(yīng)該遠(yuǎn)離布置圖的中心，最好處于布置圖的邊緣。因此，布置設(shè)計(jì)應(yīng)該按綜合接近程度分?jǐn)?shù)高低順序進(jìn)行，即按綜合接近程度分?jǐn)?shù)高低順序來布置作業(yè)單位順序。表21 綜合接近程度排序圖作業(yè)單位代號12345678910111a/4o/1u/o/1u/u/u/u/u/u/2a/4u/e/3u/u/u/u/u/u/i/23o/1u/u/o/1u/u/u/i/2x/-1u/4u/e/3u/i/2o/1o/1u/u/x/-1u/5o/1u/o/1i/2e/3i/2u/u/u/u/6