设施规划与物流分析课程设计

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1、设施规划与物流分析课程设计说明书学 院: 专业班级: 学生姓名: 指导教师:目录目录- 1 -一、设计题目- 2 -二、原始给定条件- 2 -（一）变速箱的结构及有关参数- 2 -（二）作业单位划分- 4 -（三）生产工艺过程- 4 -三、产品产量分析- 6 -四、产品工艺过程分析- 7 -（一）计算物流量- 7 -(二).绘制各零件的工艺过程图- 8 -(三)绘制产品总工艺过程图- 9 -(四)绘制产品初始工艺过程表- 10 -（五）.绘制产品较佳工艺过程图- 10 -五、物流分析- 11 -(一）.绘制从至表- 11 -（二）.绘制物流强度汇总表- 12 -（三）.划分物流强度等级- 12

2、 -(四）.绘制作业单位物流相关图- 12 -六、作业单位非物流相互关系分析- 13 -七、作业单位综合相互关系分析- 15 -（一）.选取加权值- 15 -（二）.综合相互关系的计算- 15 -(三）.建立作业单位综合相互关系表- 17 -八、工厂总平面布置- 18 -(一）.综合接近程度- 18 -(二）.作业单位位置相关图- 19 -（三）.作业单位面积相关图- 19 -九、方案的评价和选择- 22 -十、参考文献- 23 -一、设计题目变速箱厂总平面布置设计二、原始给定条件公司有地16000(m2)，厂区南北为200，东西宽80，该厂预计需要工人300人，计划建成年产100000套变速

3、箱的生产厂。（一）变速箱的结构及有关参数表1 零件相关数据表变速箱由39个零件构成，装配图如图1所示。每个零件、组件的名称、材料、单件重量及年需求量均列于表1中。工厂名称： 变速箱厂产品名称变速箱产品代号110计划年产量100000序号零件名称零件代号自制外购材料总计划需求量零件图号形状单件重量/kg39垫圈65Mn2000000.00438螺母Q2352000000.01137螺栓Q2353000000.03236销352000000.02235防松垫片Q2156000000.01034轴端盖圆Q2351000000.05033螺栓Q2352000000.02032通气器Q235100000

4、0.03031视孔盖Q2151000000.05030垫片橡胶纸1000000.00429机盖HT2001000002.50028垫圈65Mn6000000.00627螺母Q2356000000.01626螺栓Q2356000000.10325机座HT2001000003.00024轴承2000000.45023挡油圈Q2152000000.00422毡封油圈羊毛毡1000000.00421键Q2751000000.08020定距环Q2351000000.09019密封盖Q2351000000.05018可穿透端盖HT1501000000.04017调整垫片08F2000000.00416螺塞

5、Q2351000000.03215垫片橡胶纸1000000.00414游标尺1000000.05013大齿轮401000001.00012键Q2751000000.08011轴Q2751000000.80010轴承2000000.4509螺栓Q23524000000.0258端盖HT2001000000.0507毡封油圈羊毛毡1000000.0046齿轮轴Q2751000001.4005键Q2751000000.0404螺栓Q23512000000.0143密封盖Q2351000000.0202可穿透端盖HT2001000000.0401调整垫片08F2000000.010 图 1（二）作业单

6、位划分根据变速箱的结构及工艺特点，设立如下表所示11单位，分别承担原材料存储、备料、热处理、加工与装配、产品性能试验、生产管理等各项任务。表2 作业单位建筑汇总表序号作业单位名称用途建筑面积/(m x m)备注1原材料库储存钢材、铸锭20 x 30露天2铸造车间铸造12 x 243锻造车间锻造12 x 244热处理车间热处理12 x 125机加工车间车、铣、钻12 x 366精密车间精镗、磨削12 x 367标准件、半成品库储存外购件、半成品12 x 248组装车间组装变速器12 x 369成品库成品储存12 x 1210办公、服务楼办公室、食堂等80 x 6011设备维修车间机床维修12 x

7、 24（三）生产工艺过程变速箱的零件较多，但是大多数零件为标准件。假定标准件采用外购，总的工艺过程可分为零件的制作与外购、半成品暂存、组装、性能测试、成品储存等阶段。1、零件的制作与外购制作的零件如下表。2、标准件、外购件与半成品暂存生产出的零件加工完成经各车间检验合格后，送入半成品库暂存，外购的标准件和标准件均存放在半成品库。3、组装所有零件在组装车间集中组装成变速箱成品。4、性能测试 所有成品均在组装车间进行性能试验，不合格的产品在组装车间进行修复。合格后送入成品库。 5、产品存储 所有合格的变速箱存放在成品库等待出厂。表3 变速箱零件加工工艺过程表产品名称件号材料单件质量/kg计划年产量

8、年产总质量机盖29HT2002.50010000序号作业单位名称工序内容工序材料利用率（%）1原材料库备料2铸造车间铸造803机加工车间粗铣，镗，钻804精密车间精铣，镗985半成品库暂存表4 变速箱零件加工工艺过程表产品名称件号材料单件质量/kg计划年产量年产总质量机座25HT200310000序号作业单位名称工序内容工序材料利用率（%）1原材料库备料2铸造车间铸造803机加工车间粗铣，镗，钻804精密车间精铣，镗985半成品库暂存表5 变速箱零件加工工艺过程表产品名称件号材料单件质量/kg计划年产量年产总质量大齿轮13401.000100000序号作业单位名称工序内容工序材料利用率（%）1

9、原材料库备料2铸造车间锻造803机加工车间粗铣，插齿，钻804热处理车间渗碳淬火5机加工车间磨986半成品库暂存表6 变速箱零件加工工艺过程表产品名称件号材料单件质量/kg计划年产量年产总质量轴11Q2750.800100000序号作业单位名称工序内容工序材料利用率（%）1原材料库备料2机加工车间粗车，磨，铣803精密车间精车954热处理车间渗碳淬火5机加工车间磨986半成品库暂存表7 变速箱零件加工工艺过程表产品名称件号材料单件质量/kg计划年产量年产总质量齿轮轴6Q2751.400100000序号作业单位名称工序内容工序材料利用率（%）1原材料库备料2机加工车间粗车，磨，铣803精密车间精

10、车954热处理车间渗碳淬火5机加工车间磨986半成品库暂存表8变速箱零件加工工艺过程表产品名称件号材料单件质量/kg计划年产量/kg年产总质量端盖8HT2000.050100000序号作业单位名称工序内容工序材料利用率（%）1原材料库备料2铸造车间铸造603机加工车间精车80三、产品产量分析生产的产品品种的多少及每种产品产量的高低，决定了工厂的生产类型，进而影响着工厂设备的布置形式。根据以上已知条件可知，待布置设计的变速箱厂的产品品种单一，产量较大，其年产量为10000套，属于大批量生产，适合于按产品原则布置，宜采用流水线的组织形式。四、产品工艺过程分析（一）计算物流量通过对产品加工、组装、检

11、验等各种加工阶段以及各工艺过程路线的分析，计算每个工艺过程各工序加工前工件单件重量及产生的废料重量，并根据全年生产量计算全年物流量。具体过程如下表：产品名称毛重/kg废料/kg铸造废料机加工废料精加工废料锻造废料全年总质量机盖2.50.980.80.8)3.9863.9860.20.7973.9860.80.20.6373.9860.80.80.020.0511.485100000148500机座3（0.980.80.84.7834.7830.20.9574.7830.80.20.7654.7830.80.80.020.0611.783100000178300大齿轮10.980.80.81.5

12、941.5940.80.21.5940.80.80.02=0.2751.5940.20.3180.59310000059300 轴0.80.80.950.981.0740.2311.0740.80.050.0430.27410000027400齿轮轴1.40.80.950.981.8790.4051.8790.80.050.0750.4810000048000端盖0.050.60.80.1040.1040.40.04160.104*0.6*0.2 =0.0120.05361000005360(二).绘制各零件的工艺过程图根据各流程零件的加工工艺过程与物流量，绘制各零件的工艺过程如下图所示图中序

13、号分别是：1-原材料库，2-铸造车间，3-热处理车间，4-机加工车间，5-精密车间，6-锻造车间。7-半成品库，原材料原材料原材料111111223.99 4.7830.10423.192 3.826 .0.9566440.7980.0624废料.0.04164废料 废料552.554 0.638 3.0610.765 废料废料70.0511 1677 0.06122.502废料 3.00 废料0.0499 废料 0.0125机盖物流量 机座物流量端盖物流量原材料 原材料11 1.881.074440.859废料 废料5771.4290.376 0.02860.8160.2150.01630.

14、07525废料 废料33 0.04 废料1.4 废料0.8轴齿轮物流量 轴物流量(三)绘制产品总工艺过程图变速箱总的生产过程可分为零件加工阶段总装阶段性能试验阶段，所有零件、组件在组装车间集中组装。将变速箱所有工艺过程汇总在一张图中，得到变速箱总工艺过程图如图所示。该图清楚地表示出变速箱生产的全过程以及各工序和个作业单位之间的物流情况，为进一步进行深入的物流分析奠定了基础。详图见附图1(四)绘制产品初始工艺过程表为了研究各零件、组建生产过程之间的相互关系，将总工艺过程图中的产品排列于产品工艺过程表中，得到变速箱初始工艺过程表如下表所示。作业单位机盖机座大齿轮轴齿轮轴端盖序号名称流程Djk流程D

15、jk流程Djk流程Djk流程Djk流程Djk1264537原材料库铸造车间锻造车间机加工车间精密车间热处理车间半成品21212121 1211-2 1212-2 1212-221DjkWjk1877400225140041460036250063420027040W5567140（五）.绘制产品较佳工艺过程图由初始产品工艺过程表可知，按照现行的工艺顺序，存在物流倒流的情况，为了使物流顺流强度W达到最大，可对某些作业单位的顺序进行交换。经计算发现交换作业单位3和作业单位7，可使顺流强度达到最大。通过交换调整，得到调整后的较佳产品工艺过程，如下表所示。作业单位机盖机座大齿轮轴齿轮轴端盖序号名称流程

16、Djk流程Djk流程Djk流程Djk流程Djk流程Djk1264573原材料库铸造车间锻造车间机加工车间精密车间半成品热处理车间21222122 1211-2 1211-2 1211-221DjkWjk2127600255140041460027750048560027040W5883740五、物流分析(一）.绘制从至表根据变速箱较佳产品工艺过程表，绘制出变速箱工艺过程物流从至表。 至从123456789合计原材料库铸造车间热处理车间机加工车间精密车间半成品车间组装车间锻造车间成品库1原材料库887.3295.3159.413422铸造车间708.04708.043热处理车间326.5326.

17、54机加工车间102.1790.1319.812125精密车间224.4550.2774.66半成品库1194.21194.27组装车间1194.21194.28锻造车间127.6127.69成品库合计887.3454.11329.84790.18701194.2159.41194.26879.14（二）.绘制物流强度汇总表根据产品的工艺过程和物流从至表，统计各单位之间的物流强度，并将物流强度汇总到物流强度汇总表中。物流强度汇总表序号作业单位对物流强度序号作业单位对物流强度11-2887.374-6319.821-4295.385-6550.231-8159.496-71194.242-470

18、8.04107-91194.253-4326.51164-5790.112（三）.划分物流强度等级将各作业单位对的物流强度按大小排序，自大到小填入物流强度分析表中，根据物流强度分布划分物流强度等级。作业单位对或称为物流路线的物流强度等级，应按物流路线比例或承担的物流量比例来确定。针对变速箱的工艺过程图，利用统计的物流量，按由大到小的顺序绘制物流强度分析表、。未出现的作业单位之间不存在固定的物流，因此，物流强度等级为U级。序号作业单位对（路线）物流强度（单位：t） 300 600 900 1200 物流强度等级16-7A27-9A31-2E44-5E52-4E65-6I73-4I84-6I91-

19、4O101-8O(四）.绘制作业单位物流相关图根据以上分析，绘制作业单位物流相关图：六、作业单位非物流相互关系分析针对变速箱生产特点，制定各作业单位间相互关系密切程度理由如表所示。根据下表建立变速箱“基准相互关系”，在此基准上建立非物流作业单位相互关系图。 编号理由编号理由1工作流程的连续性5安全及污染2生产服务6振动、噪声、烟尘3物料搬运7人员联系4管理方便8信息传递字母一对作业单位密切程度的理由A原材料与铸造、组装车间与成品库 半成品库与组装车间 搬运物料的数量，次数以及类似的搬运问题不可破损没有包装的物品E机加工与精密车间原材料与铸造车间锻造与机加工、维修与精密，组装搬运物料的数量，次数

20、和形式等搬运问题I原材料库与机加工车间、机加工车间与半成品库、热处理与机加工车间、机加工车间与半成品车间、维修与其他加工车间、办公楼与成品、半成品、原材料搬运物料的数量，次数和形式等搬运问题服务的频繁程度报表运送方便、管理方便O办公楼与设备维修车间、原材料库与锻造车间、精密车间与热处理、锻造车间与机加工车间、办公楼与其他加工车间联系频繁程度管理方便U设备维修与原材料库、半成品、成品库原材料库与半成品、成品库接触不多、不常联系联系密切程度不大不常联系X办公、服务楼与铸造车间、热处理车间、精密车间、锻造车间灰尘、噪声、振动、异味、烟尘七、作业单位综合相互关系分析从上图可知，变速箱厂作业单位物流相关

21、与非物流相互关系不一致。为了确定个作业单位之间综合互相关系密切程度，需要将两表合并后再进行分析判断。其合并过程如下：（一）.选取加权值加权值的大小反映工厂布置时考虑因素的侧重点，对于变速箱来说，物流因素（m）影响并不明显大于其他非物流因素（n）的影响，因此，取加权值m:n=1:1。（二）.综合相互关系的计算根据该厂各作业单位对之间物流与非物流关系等级的高低进行量化，并加权求和，求出综合相互关系如表7-1所示。当作业单位数目为11时，总作业单位对数为：p=11*（11-1）/2=55,式中，p为作业单位对数。因此，下表中将有55个作业单位对，即将有55个相互关系。作业单位对关系密级综合关系物流关

22、系 加权值：1非物流关系 加权值：1分数等级分数等级分数等级123E4A7A130U1O1U141O4A5E150U0U0U160U0U0U170U0U0U181O1O2O190U0U0U 1100U2I2O 1110U0U0U230U0U0U243E3E6E250U-1x-1X260U0U0U270U0U0U280U0U0U290U0U0U 2100U-1X-1X 2110U2I2O342I2I4I350U-1X-1X360U0U0U370U0U0U380U0U0U390U0U0U 3100U-1X-1X 3110U2I2O453E2I5E462I2I4I470U1O1U480U1O1U49

23、0U0U0U 4100U1O0U 4110U2I2O562I2I4I570U0U0U580U-1X-1X590U0U0U 5100U1O1U 5110U3E3I674A2I6E680U0U0U690U0U0U 6100U2I2O 6110U0U0U780U0U0U794A4A8A 7100U1O1U 7110U3E3I890U0U0U 8100U-1X-1X 8110U0U0U 9100U2I2O 9110U0U0U 10110U1O1U在上表中，综合关系分数取值范围为（-1，8），按分数排列得出各分数段所占比例如表所示。在此基础上与综合相互关系密集程度划分比例进行对比，若各等级相差太大，则需

24、要对上表中作业单位对之间的关系密切程度作适当的调整，使各等级比例与下表推荐的比例尽量接近。综合相互关系密级等级划分总分关系等级作业单位对数百分比（%）7-8A23.65-6E47.33-4I59.12O712.70-1U3156.4-1X610.9综合相互关系密级与划分比例关系等级符号作业单位对数比例（%）绝对必要靠近A13特别重要靠近E25重要I38一般O515不重要U2085不希望靠近X010(三）.建立作业单位综合相互关系表将表中的综合相互关系分转化为关系密集等级，绘制成作业单位综合相互关系图，如图所示。八、工厂总平面布置(一）.综合接近程度由于变速箱厂作业单位之间相互关系数目较多，为绘

25、图方便，先计算各作业单位的综合接近程度，如下表所示。综合接近程度分数越高，说明该作业单位越应该靠近布置图的中心；分数越低，说明改作业单位应该远离布置图的中心，最好处于布置图的边沿，因此，布置设计应当按综合接近程度分数高低顺序进行，即按综合接近程度分数高低顺序来布置作业单位顺序。至从1234567891011原材料库铸造车间热处理车间机加工车间精密车间半成品库组装车间锻造车间成品库办公服务楼设备维修车间1原材料库A/4U/0E/3U/0U/0U/0O/1U/0O/1U/02铸造车间A/4U/0E/3X/-1U/0U/0U/0U/0X/-1O/13热处理车间U/0U/0I/2X/-1U/0U/0U

26、/0U/0X/-1O/14机加工车间E/3E/3I/2E/3I/2U/0U/0U/0U/0O/15精密车间U/0X/-1X/-1E/3I/2U/0X/-1U/0U/0I/26半成品库U/0U/0U/0I/2I/2E/3U/0U/0O/1U/07组装车间U/0U/0U/0U/0U/0E/3U/0A/4U/0I/28锻造车间O/1U/0U/0U/0X/-1U/0U/0X/-1U/0U/09成品库U/0U/0U/0U/0U/0U/0A/4U/0O/1U/010办公服务楼O/1X/-1X/-1U/0U/0O/1U/0X/-1O/1U/011设备维修车间U/0O/1O/1O/1I/2U/0I/2U/0U

27、/0U/0综合接近程度96114489-1417排序3691742118105根据综合接近程度排序表得各作业单位布置顺序依次为： 机加工车间；组装车间；原材料库；半成品库；设备维修车间；铸造车间；精密车间；成品库；热处理车间；办公服务楼；锻造车间。(二）.作业单位位置相关图在绘制作业单位位置关系图时，作业单位之间的相互关系用下表所示的连线类型来表示。为了绘图简便，用“”内标注号码来表示作业单位，而不严格地区分作业单位的性质。符号系数值线条数密切程度等级颜色规范A4/ / / /绝对必要红E3/ / /特别重要桔黄I2/ /重要绿O1/一般蓝U0不重要不着色X-1不希望棕XX-2 极不希望黑变速

28、箱厂作业单位位置相关图如附图所示：变速箱厂作业单位位置相关图（三）.作业单位面积相关图选取绘图比例1:1000，绘制单位为mm，变速箱厂作业单位面积相关图如图所示。变速箱厂作业单位面积相关图根据变速箱特点，考虑相关规定以及各方面的限制条件，得到变速箱平面布置方案如下图。方案一方案二方案三九、方案的评价和选择运用加权因素法对变速箱厂进行评价，其评价过程和结果如下表所示。加权因素评价表评价因素方案 123相对重要性ai等级得分等级得分等级得分物流效率与方便性E3A4E310空间利用率E3I2I28辅助服务部门的综合效率I2E3E39工作环境安全与舒适I2I2I25管理的方便性I2E3E38布置方案的可扩展性I2O1I27人员联系E3E3I27外观I2I2E34环境保护E3E3E36信息传递I2E3E33综合得分 Tj165180150综合排序213由综合排序可选出方案二为最佳方案，因此选此方案为变速箱厂的总体布置方案。十、参考文献【1】蒋祖华.工业工程专业课程设计指导.北京：机械工业出版社，2011，7【2】吴青一.机械制造技术基础.武汉：武汉理工大学出版社，2011，1【3】杨育.设施规划与物流.北京：科学出版社，2010，9【4】蒋祖华.基础工业工程.北京：机械工业出版社，2007，3