課程設(shè)計變速箱廠總平面布置設(shè)計

1、物流工程課程設(shè)計說明書目錄一 課程設(shè)計目的和要求. 2二 課程設(shè)計任務(wù). 3三 產(chǎn)品-產(chǎn)量分析 12四 產(chǎn)品工藝過程分析. 12五 物流分析. 17六 作業(yè)單位非物流相互關(guān)系分析. 22七 作業(yè)單位綜合相互關(guān)系分析. 32八 工廠總平面布置. 35九 方案的評價與選擇. 39十 設(shè)計體會和心得. 40十一 參考文獻. 41十二 附錄. 41一、課程設(shè)計的目的和要求 物流工程課程設(shè)計是物流工程課程的重要實踐性教學環(huán)節(jié)，是綜合運用所學專業(yè)知識，完成工廠布置設(shè)計工作而進行的一次基本訓練。其目的是： （1）能正確運用工業(yè)工程基本原理及有關(guān)專業(yè)知識，學會由產(chǎn)品入手對工廠生產(chǎn)系統(tǒng)進行調(diào)研分析的方法。 （2

2、）通過對某工廠布置設(shè)計的實際操作，熟悉系統(tǒng)布置設(shè)計方法中的各種圖例符號和表格，掌握系統(tǒng)布置設(shè)計方法的規(guī)范設(shè)計程序。 （3）通過課程設(shè)計，培養(yǎng)學生學會如何編寫有關(guān)技術(shù)文件。 （4）通過課程設(shè)計，初步樹立正確的設(shè)計思想，培養(yǎng)學生運用所學專業(yè)知識分析和解實際技術(shù)問題的能力。 二、物流工程課程設(shè)計任務(wù)書課程設(shè)計題目變速箱廠總平面布置設(shè)計課程設(shè)計內(nèi)容與要求：原始給定條件： 公司有地16000平方米，廠區(qū)南北為200米，東西寬80米，工廠預(yù)計需要工人300人，計劃建成年產(chǎn)100000套變速箱的生產(chǎn)廠。1、變速箱的結(jié)構(gòu)及有關(guān)參數(shù)變速箱由19個零件構(gòu)成，裝配圖如圖所示。每個零件、組件名稱、材料、單件重量及年需

3、求量均列于表240中 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100000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65

4、Mn6000000.00627螺母Q2356000000.01626螺栓Q2356000000.10325機座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游標尺1000000.05013大齒輪401000001.00012

5、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Q2351000000.0202可穿透端蓋HT2001000000.0401調(diào)整墊片08F2000000.0102.作業(yè)單位的劃分根據(jù)變速箱的結(jié)構(gòu)及工藝特點，設(shè)立如表所示11個單位，分別承擔原材料存儲、備料、熱處理、加工與裝配、產(chǎn)品性能測試、生產(chǎn)管理等各項生產(chǎn)任務(wù)。作業(yè)

6、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01原材料庫儲存鋼材20*30露天02鑄造車間鑄造12*2403熱處理車間熱處理12*1204機加工車間車、銑、鉆13*3605精密車間精鏜、磨削12*3606標準件、半成品庫儲存外購件、半成品12*2407組裝車間組裝變速箱12*3608鑄造車間鑄造12*2409成品庫產(chǎn)品儲存12*1210辦公服務(wù)樓辦公樓、食堂等80*6011設(shè)備維修車間機床維修12*243、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、性能試驗、成品儲存等階段。1）零件的制作與外購制作的零件

7、如表23至28所示，表中的利用率為加工后產(chǎn)品與加工前的比率。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29HT2002.500100000250000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2-4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25HT2003.000100000300000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

8、-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13401.000100000100000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11Q2750.80010000080000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

9、料單件質(zhì)量/kg計劃年產(chǎn)量年產(chǎn)總質(zhì)量齒輪軸6Q2751.400100000140000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8HT2000.0501000005000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產(chǎn)出的零件加工完經(jīng)過各個車間檢驗合格后，送入半成品庫暫存。外購件與標準件均放在辦成品庫。3）組裝所有零

10、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，合格后送入成品庫房，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房等待出廠。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(shè)備的布置形式。根據(jù)以上已知條件可知，待布置設(shè)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（1）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

11、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。表4-1全年生產(chǎn)量計算全年物流量產(chǎn)品名稱毛重/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*0.0

12、2=0.06131.783*100000=178310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*0.8*0.02=0.02040.595*100000=59440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*100000=27410齒輪軸1.400/(0.8*0.95*0.98)=1.87971.8797*0.2+1.8797*0.8*0.95*0.02=

13、0.02861.8797*0.8*0.05=0.07520.480*10000=47970端蓋0.050/(0.6*0.8)=0.10420.10424*0.4=0.04170.10424*0.6*0.2=0.01250.0542*100000=5420（2）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。2廢料16圖4-1 機蓋物流量45廢料廢料3.98600.79720.63780.05103.18882.55102.50

14、0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4-5 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

15、.10420.01250.06250.050（3）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(chǔ)。666666666161161244346855346453464840086001796002500003000001780050001150001000008000094800140000廢料4170廢料125010420625015944010741012

16、7550102040廢料廢料廢料204025510318908593081630廢料廢料廢料2148043001630187970150380142860廢料廢料廢料37590752028607912992001299200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66五、物流分析 1、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

17、品庫組裝車間鍛造車間成品庫1原材料庫887.3295.4159.51342.22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）2、 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

18、-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/t112887.3745797.7214295.4846320.0318159.5948127.6424707.71056550.0534326.611671299.2635224.512791299.23、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(yīng)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

19、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167A279A312E445E524E656I734I846I914O1035O1118O1248O3、 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)表，如圖5-1所示。圖5-1作業(yè)單位物流相關(guān)圖六作業(yè)單位非物流相互關(guān)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(guān)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(guān)系”（見表6-2），在此基礎(chǔ)上建立非物流

20、作業(yè)單位相互關(guān)系圖，如圖6-1所示。表6-1變速箱各作業(yè)單位關(guān)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(wù)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(guān)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(guān)圖七、作業(yè)單位綜合相互關(guān)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(guān)系關(guān)與非物流相互關(guān)系不一致。為了確定各作業(yè)單位之間綜合相互關(guān)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(quán)值加權(quán)值的大

21、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(quán)值m:n=1:12. 綜合相互關(guān)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(guān)系等級的高低進行量化，并加權(quán)求和，求出綜合相互關(guān)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(guān)系。表7-1作業(yè)單位之間綜合相互關(guān)系計算表作業(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分數(shù)等級分數(shù)等級分數(shù)等級123E4A7E130U2I2O141O3E

22、4I150U0U0U160U0U0U170U0U0U181O2I3O190U0U0U 1100U2I2O 1110U0U0U230U0U0U243E3E6E250U0U0U260U0U0U270U0U0U280U0U0U290U0U0U 2100U-1X-1X 2110U1O1O342I2I4I351O0U1U360U0U0U370U0U0U380U0U0U390U0U0U 3100U-1X-1X 3110U1O1U453E3E6E462I3E5I470U0U0U481O0U1U490U0U0U 4100U-1X-1X 4110U1O1U562I2I4I570U0U0U580U0U0U590U

23、0U0U 5100U-1X-1X 5110U1O1U674A4A8A680U0U0U690U0U0U 6100U1O1U 6110U1O1U780U0U0U794A4A8A 7100U3E3O 7110U1O1U890U0U0U 8100U-1X-1X 8110U1O1U 9100U1O1U 9110U0U0U 10110U1O1U3. 劃分關(guān)系密級在表7-1中，綜合關(guān)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(chǔ)上與表7-3中推薦的綜合相互關(guān)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(guān)系密切程度作適當?shù)恼{(diào)整，使各等級比例

24、與表7-3中推薦的比例盡量接近。表7-2綜合相互關(guān)系密級等級劃分總分關(guān)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(guān)系密級與劃分比例關(guān)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(guān)系表將圖7-1中的綜合相互關(guān)系總分轉(zhuǎn)化為關(guān)系密級等級，繪制成作業(yè)單位綜合相互關(guān)系圖，如圖7-1所示。 圖7-1作業(yè)單位綜合相關(guān)關(guān)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(guān)系數(shù)目較多，為繪圖方便，

25、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(yīng)該靠近布置圖的中心;分數(shù)越低，說明該作業(yè)單位應(yīng)該遠離布置圖的中心，最好處于布置圖的邊緣。因此，布置設(shè)計應(yīng)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(wù)樓設(shè)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/

26、2U/0U/0U/0U/0U/0X/-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(wù)樓O/1X/-1X/-1X/-1X/-1U/0O/1X/-1U/0U/011設(shè)備維修車間U/0O/1U/0U/0U/

27、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：(二) 作業(yè)單位位置相互圖在繪制作業(yè)單位位置關(guān)系圖時，作業(yè)單位之間的相互關(guān)系用表8-2所示的連線類型來表示，用相應(yīng)符號來表示作業(yè)單位，以便區(qū)分作業(yè)單位的性質(zhì)。變速箱作業(yè)單位位置相關(guān)關(guān)系如圖8-2表示。表8-2關(guān)系密切表示法符號系數(shù)值線條數(shù)密切程度等級顏色規(guī)范A4/ / / /絕對必要紅E3/ / /特別重要桔黃I2/ /重要綠O1/一般藍U0不重要不著色X-1 _ _ _ _ _ _ 不希望棕XX-2 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 極不希望黑圖8-1變速箱廠作業(yè)單位位置相關(guān)圖(三) 作業(yè)單位面積相關(guān)圖選取繪圖比例1：1000，繪制單位為mm，變速箱作業(yè)單位面積相關(guān)圖，如圖8-2所示。圖8-2 變速箱廠作業(yè)單位面積相關(guān)圖（四）作業(yè)單位面積相關(guān)關(guān)系圖的調(diào)整根據(jù)變速箱的特點，考慮相關(guān)規(guī)定以及各方面的限制條件，得到變速箱廠平面見附錄九、方案的評價與選擇運用加權(quán)因素法對變速箱廠進行評價，其評價過程和評價結(jié)果如表9-1所示。表9-1加權(quán)因素評價表 評價因素方案 12相對重要性ai等級得分等級得分物流效率與方便性A4E310空間利用率E3E38輔助服務(wù)部門的綜合效率I2I29工作環(huán)