物流與設施規(guī)劃—變速箱廠總平面布置設計

1、目 錄一、設計產(chǎn)品名稱1二、原始給定條件1三、產(chǎn)品產(chǎn)量分析9四、產(chǎn)品工藝過程分析9五、物流分析14六、作業(yè)單位非物流相互關系分析16七、作業(yè)單位綜合相互關系分析17八、工廠總平面布置20九、方案的評價與選擇23十、參考文獻24 一 設計產(chǎn)品名稱某變速箱廠總平面設施布置設計二 原始給定條件公司有地20000m2，廠區(qū)南北為200m，東西寬100m，該廠預計需要工人500人，計劃建成年產(chǎn)套變速箱的生產(chǎn)廠。（一） 變速箱的結(jié)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

2、器裝配圖（2）圖2-3減速器裝配圖（3）表2-1變速箱零件明細表工廠名稱：變速箱廠產(chǎn)品名稱變速箱產(chǎn)品編號110計劃年產(chǎn)量序號零件名稱零件代號自制外購材料總計劃需求量零件圖號形狀單件重量/kg說明39墊圈65Mn0.00438螺母Q2350.01137螺栓Q2350.03236銷350.02235防松墊片Q2150.01034軸端蓋圓Q2350.05033螺栓Q2350.02032通氣器Q2350.03031視孔蓋Q2150.05030墊片橡膠紙0.00429機蓋HT2002.50028墊圈65Mn0.00627螺母Q2350.01626螺栓Q2350.10325機座HT2003.00024軸承

3、0.45023擋油圈Q2150.00422氈封油圈羊毛氈0.00421鍵Q2750.08020定距環(huán)Q2350.09019密封蓋Q2350.05018可穿透端蓋HT1500.04017調(diào)整墊片08F0.00416螺塞Q2350.03215墊片橡膠紙0.00414游標尺0.05013大齒輪401.00012鍵Q2750.08011軸Q2750.80010軸承0.4509螺栓Q2350.0258端蓋HT2000.0507氈封油圈羊毛氈0.0046齒輪軸Q2751.4005鍵Q2750.0404螺栓Q2350.0143密封蓋Q2350.0202可穿透端蓋HT2000.0401調(diào)整墊片08F0.010

4、（二） 作業(yè)單位的劃分根據(jù)變速箱的結(jié)構及工藝特點，設立如表2-2所示的11個單位，分別承擔原料儲存、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。表2-2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、磨銷12 x 366標準件、半成品庫儲存外購件、半成品12 x 247組裝車間組裝變速箱12 x 368鑄造車間鑄造12 x 249成品庫成品儲存12 x 1210辦公、服務樓辦公樓、食堂等80 x 6011

5、設備維修車間機床維修12 x 24（三） 變速箱生產(chǎn)工藝過程變速箱結(jié)構比較簡單，因此，生產(chǎn)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階段。1. 零件的制作與外購變速箱上的標準件、異型件如塑料護蓋、鋁制標牌等都是采用外購、外協(xié)的方法獲得，入廠后由半成品庫保存，其他零件由本廠自制，其工藝過程分別見表2-3至表2-8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。表2-3機蓋加工工藝過程表產(chǎn)品名稱件號材料單件質(zhì)量/kg計劃年產(chǎn)量年產(chǎn)總質(zhì)量機蓋29HT2002.500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

6、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2-4機座加工工藝過程表產(chǎn)品名稱件號材料單件質(zhì)量/kg計劃年產(chǎn)量年產(chǎn)總質(zhì)量機座25HT2003.000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機加工車間粗銑、鏜、鉆804精密車間精銑、鏜985半成品庫暫存表2-5大齒輪加工工藝過程表產(chǎn)品名稱件號材料單件質(zhì)量/kg計劃年產(chǎn)量年產(chǎn)總質(zhì)量大齒輪13401.000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2-6

7、軸加工工藝過程表產(chǎn)品名稱件號材料單件質(zhì)量/kg計劃年產(chǎn)量年產(chǎn)總質(zhì)量軸11Q2750.800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7表2-7齒輪軸加工工藝過程表產(chǎn)品名稱件號材料單件質(zhì)量/kg計劃年產(chǎn)量年產(chǎn)總質(zhì)量齒輪軸6Q2751.400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7表2-8端蓋加工工藝過程表產(chǎn)品名稱件號材料單件質(zhì)量/kg計劃年產(chǎn)量/kg年產(chǎn)總質(zhì)量端蓋8H

8、T2000.05025000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機加工車間精車802. 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。3. 組裝所有零件、組件在組裝車間集中組裝成變速箱成品。4. 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。5. 產(chǎn)品存儲所有合格變速箱存放在成品庫等待出廠。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，進而影響著工廠設備的布置形式。根據(jù)以上已知

9、條件可知，待布置設計的變速箱廠的產(chǎn)品品種單一，產(chǎn)量較大，其年產(chǎn)量為臺，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。 產(chǎn)品名稱毛重/kg廢

10、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*=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*=大齒輪1.000/(0.8*0.8*0.98)=1.59441.5944*0.2=0.31891.5944*0.8*0.2+1.5944*0.8*

11、0.8*0.02=0.02040.595*=軸0.800/(0.8*0.95*0.98)=1.07411.074*0.2+1.074*0.8*0.95*0.02=0.01631.074*0.8*0.05=0.04300.274*=齒輪軸1.400/(0.8*0.95*0.98)=1.87971.8797*0.2+1.8797*0.8*0.95*0.02=0.02861.8797*0.8*0.05=0.07520.480*=端蓋0.050/(0.6*0.8)=0.10420.10424*0.4=0.04170.10424*0.6*0.2=0.01250.0542*=27100 表4-1全年生產(chǎn)量

12、計算全年物流量 2廢料16圖4-1 機蓋物流量45廢料廢料3.98600.79720.63780.05103.18882.55102.500原材料 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8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0.3189 44廢料1圖4-4 軸物流量53廢料1.07410.21480.04300.85930.81636廢料0.01630.8004原材料圖4-6 端蓋物流量0.0417原材料4廢料1圖4-

13、5 齒輪軸物流量53廢料1.8797037590.07521.50381.42866廢料0.02861.4004原材料 2廢料14廢料0.10420.01250.06250.050 (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，為進一步進行深入的物流分析奠定了基礎。1245624566661616116124434685534645346442000430008900025000廢料3

14、0000廢料廢料廢料廢料廢料3065020850廢料廢料62505210031250廢料廢料廢料10200廢料廢料廢料215008150廢料廢料廢料376001430079圖 4-7 變速箱總工藝過程圖注：裝配順序為：齒輪軸軸端蓋箱體基座機蓋外購件外購件外購件原材料原材料外購件原材料原材料外購件原材料外購件原材料 五 物流分析（一） 繪制從至表根據(jù)變速箱較佳工藝過程表5-1，繪制出變速箱工藝過程 物流從至表。如表5-1所示 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887.32

15、95.4159.51342.22鑄造車間707.7707.73熱處理車間326.6224.5551.14機加工車間102.0797.5320.0127.61347.15精密車間224.5550.0774.56半成品庫1299.21299.27組裝車間1299.21299.28鍛造車間127.6127.69成品庫合計887.3326.51457.31022870.01299.2287.11299.27448.6編制（日期）審核（日期）（二） 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

16、對（路線）物流強度/t序號作業(yè)單位對（路線）物流強度/t112887.3745797.7214295.4846320.0318159.5948127.6424707.71056550.0534326.611671299.2635224.512791299.2（三） 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

17、物流，因此，物流強度等級為U級。表5-3物流強度分析表序號作業(yè)單位對（路線）物流強度（單位：t） 150 300 450 600 750 900 1050 1200物流強度等級167A279A312E445E524E656I734I846I914O1035O1118O1248O（四） 繪制作業(yè)單位物流相關圖根據(jù)以上分析，繪制作業(yè)單位物流相關表，如圖5-1所示。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6-1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。

18、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

19、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作業(yè)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(shù)等級分數(shù)等級分數(shù)等級123E4A7E130U2I2O141O3E4I150U0U0U160U0U0U

20、170U0U0U181O2I3O190U0U0U 1100U2I2O 1110U0U0U230U0U0U243E3E6E250U0U0U260U0U0U270U0U0U280U0U0U290U0U0U 2100U-1X-1X 2110U1O1O342I2I4I351O0U1U360U0U0U370U0U0U380U0U0U390U0U0U 3100U-1X-1X 3110U1O1U453E3E6E462I3E5I470U0U0U481O0U1U490U0U0U 4100U-1X-1X 4110U1O1U562I2I4I570U0U0U580U0U0U590U0U0U 5100U-1X-1X 5

21、110U1O1U674A4A8A680U0U0U690U0U0U 6100U1O1U 6110U1O1U780U0U0U794A4A8A 7100U3E3O 7110U1O1U890U0U0U 8100U-1X-1X 8110U1O1U 9100U1O1U 9110U0U0U 10110U1O1U3. 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

22、-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（%）8A23.667E35.445I47.423O59.101U3665.4-1X59.1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

23、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1234567891011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/0U/0U/0O/1U/0O/1U/02鑄造車間E/3U/0E/3U/0U/0U/0U/0U/0X/-1O/1 3熱處理車間O/1U/0I/2U/0U/0U/0U/0U/0X

24、/-1U/04機加工車間I/2E/3I/2E/3I/2U/0U/0U/0X/-1U/05精密車間U/0U/0U/0E/3I/2U/0U/0U/0X/-1U/06半成品庫U/0U/0U/0I/2I/2A/4U/0U/0U/0U/07組裝車間U/0U/0U/0U/0U/0A/4U/0A/4O/1U/08鍛造車間O/1U/0U/0U/0U/0U/0U/0U/0X/-1U/09成品庫U/0U/0U/0U/0U/0U/0A/4U/0U/0U/010辦公服務樓O/1X/-1X/-1X/-1X/-1U/0O/1X/-1U/0U/011設備維修車間U/0O/1U/0U/0U/0U/0U/0U/0U/0U/0綜合接近程度8621148904-31排序3581742106119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：4. 原材料庫 ，7. 成品庫 ，1. 機加工車間，6. 設備維修車間 ，2. 半成品庫 ，9. 鍛造車間 ，5. 鑄造車間 ，3.組裝車間 ，11. 辦公服務樓， 8. 精密車間 ， 10. 熱處理