2022年变速箱厂总平面布置设计设施规划与物流分析课程设计-蒋文.docx

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1、设施规划与物流分析课程设计报告姓名 蒋文专业工业工程学号学期 2021-20211成 都 理 工 大 学核技术与自动化工程学院设施规划与物流分析课程设计任务书课程设计题目：变速箱厂总平面布置设计课程设计内容与要求：依据给定地原始条件，进行系统分析，完成工厂总平面布置设计，编写课程设计报告主要内容：.1.2.3.4.5.6.7.基本要素分析 .物流分析 .作业单位非物流相互关系分析.作业单位综合相互关系分析.绘制作业单位位置相关图绘制作业单位面积相关图绘制工厂总平面布置图.要求：1课程设计报告是整个设计工作地总结，是设计成果地书面表述和重要组成部分. 课程设计报告应由封面、课程设计任务书、正文等

2、组成.正文应包括工厂布置设计各个阶段工作数据表格、布置方案简图及文字说明.课程设计报告采纳A4 纸打印 .2工厂总平面布置图是工厂布置设计地阶段成果与最终成果，要求采纳A4 图幅， 1 1000 地比例绘制 .课程设计成果：指导老师：陈老师原始给定条件：公司有地 16000m2，厂区南北为 200m ，东西宽 80m，该厂估计需要工人300 人，方案建成年产 100000 套变速箱地生产厂.（一）变速箱地结构及有关参数变速箱由 39 个零件构成，装配图见图所示.每个零件、组件地名称、材料、单件重量及年需求量均列于表中 .图 1 变速箱装配图表 1 零件明细表工厂名称：变速箱厂产品名称变速箱产品

3、代号110方案年产量100000序号零件名称零件代号自制外购材料总方案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Q2151000000.01034轴端盖圆Q2351000000.05033螺栓Q2352000000.02032通气器Q2351000000.03031视孔盖Q2151000000.05030垫片橡胶纸1000000.00429机盖HT2001000002.50028垫圈65Mn6000000.00627螺母Q2356000000.01

4、626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Q2351000000.03215垫片橡胶纸1000000.00414游标尺1000000.05013大齿轮401000001.00012键Q2751000000.08011轴Q2751000000.

5、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 二 作业单位划分依据变速箱地结构及工艺特点，设立如表2 所示地11 个单位，分别承担原材料储存、备料、热处理、加工与装配、产品性能试验、生产治理等各项生产任务.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 /备

6、注（mm ）1原材料库储备钢材、铸锭2030露天2铸造车间铸造12243热处理车间热处理12124机加工车间车、铣、钻12365精密车间精镗、磨销12366标准件、半成品库储存外购件、半成品12247组装车间组装变数器12368锻造车间锻造12249成品库成品储存121210办公、服务楼办公室、食堂等604011设备修理车间机床修理1224（三）生产工艺过程变速箱地零件较多，但是大多数零件为标准件.假定标准件采纳外购，总地工艺过程可划分为零件地制作与外购、半成品暂存、组装、性能测试、成品储备等阶段.（ 1）零件地制作与外购制作地零件如表 3表 8，表中地利用率为加工后产品与加工前地比率.表 3

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方案年产量年产总质量机盖29HT2002.500100000250000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6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方案年产量年 产 总/KG质量机座25HT2003.000100000300000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6表 5变速箱零件加工工艺过程表产品名称件号材料

8、单件质量/KG方案年产量年 产 总/KG质量大齿轮13401.000100000100000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锻造车间铸造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方案年产量年产总产量轴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 ，80铣3 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7表 7 变速箱零件加工工艺过程表产品名称件号材料单

9、件质量 /kg方案年产量年产总产量齿轮轴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 ，80铣3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7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方案年产量年产总产量端盖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804半成品库暂存（ 2）标准件、外购件与半成品暂存生产出地零件加工完经过各车间检查合格后，送入半成品库暂存.外购件与标准件均放在半成品库 .（ 3

10、）组装全部零件在组装车间集中组装成变速箱成品.（ 4）性能测试全部成品都在组装车间进行性能测试，不合格地就在组装车间进行修复，合格后送入成品库，即不考虑成品组装不了得情形.（ 5）成品库存全部合格变速箱均存放在成品库存等待出厂.（四）产品 产量分析生产地产品品种地多少及每每种产品产量地高低，打算了工厂地生产类型，进而影响着工 厂设备地布置形式 .依据以上内容可知，待布置设计地变速箱厂地产品单一，产量大，年产量为 100000 套，属于单件大批量生产，适合于按产品原就布置，宜采纳流水线地组织形式.（五）产品工艺过程分析（ 1）运算物流量通过对产品加工、组装、检验等各种加工阶段以及各工艺过程地分析

11、，运算每个工艺过程各工序加工前工件单件重量及产生地废料重量，并依据全年生产量运算全年物流量如表9 所示：表 9各零件物流量运算产品名称毛重 /kg废料 /kg铸造废料机加工废料机盖2.5/0.800.80 0.98=3.985973.985970.20=0.797193.985970.800.20=0.63776机3.000/0.800.80 0.98=4.783164.783160.20=0.956634.783160.800.20=0.76531座大1.000/0.800.80 0.98=1.594891.594890.800.20+1.594890.80 0.80 0.02=0.2755

12、齿轮轴0.800/0.800.95 0.98=1.074111.07411 0.20+1.07411 0.80 0.95 0.02=0.23115齿轮轴1.400/0.800.95 0.98=1.879701.87970 0.2+1.879700.80 0.95 0.02=0.40451端盖0.050/0.600.80=0.104170.10417 0.40=0.041670.10417 0.60 0.20=0.01250(2) 绘制各零件地工艺过程图依据各零件地加工工艺过程与物流量，绘制各零件地工艺过程图如图2图 7.图中序号分别是：原材料库，铸造车间，热处理车间，机加工车间，精密车间，标准

13、件、半成品库，8锻造车间 .原材料原材料13.9859723.1887842.55102562.5000.79719废料0.63776废料0.05102废料14.7831623.8265343.06122563.0000.95663废料0.765310.06122废料图2机盖物流量图3机座物流量原材料1原材料1.5948981.276010.3188811.0741141.020334废料0.2551760.859290.214825废料1.020333 废料0.020330.8163330.04296废料6废料1.0000.816330.016336废料图4大齿轮物流量0.800图5轴物流量

14、原材料原材料111.879700.10417421.503760.375940.041675废料0.06251.4285730.07519废料4废料0.012501.428570.028576废料1.4006废料0.050图6齿轮轴物流量图7端盖物流量（ 3）绘制产品总工艺过程图生产出地零件加工完，经过各车间检验合格后，送入半成品库暂存.外购件与标准件均放在半成品库 .全部零件在组装车间集中组装成变速箱成品.全部成品都在组装车间进行测试，不 合格地就在组装车间进行修复，合格后送入成品库，不考虑成品组装不了地情形.全部合格品均存放在成品库等待出厂.将变速箱全部工艺过程汇总在一张图中，得到变速箱总

15、工艺过程图如图 8：1714料01材.0原761.4002052.10料 0料废废460.06259150202951797589407235.007料 .0料0料0废废废 0 04710453619.料 78材1原1.503761.42857691.428573284.120240料 .0料废废610.0料废 014536081料470材.1原92958.08813.03816. 0料废1567料2.废图3程31680.过3艺020工总.0料0废010箱184036速984.料95材1原1372600.201.11356736料 .0.59废03减20.0182图160.0料0废003126

16、13.料 87材4原3 42 56652182603.37176206035.917.970料 0料 0料0废废废0250124560795料89材.3原687881.32015.201乘均数0小242中4图件购外（ 4）绘制产品初始工艺过程表为了讨论各零件、组件生产过程之间地相互关系，将总工艺过程中地产品按物流强度大小顺 序，由左至右排列于产品工艺过程表中. 最左边地产品物流强度最大，从左到右物流量强度逐步递减，这样得到变速箱初始工艺过程表如表10：表 10产品初始工艺过程表作业单位机座机盖齿轮轴轴大齿轮端盖序名称流号程原材料D jk流程D jk流程D jk流程D jk流程D jk流程D j

17、k1库 2 211122铸造车间热处理 1113车间2224 机加工车间22 2，1 2， 1 -1 1,15 精密车间标准6 件、半成品库22-2-28锻造车间-2n-1k=1D jkM jk2551529212627628722359269106378270846W5799258（ 5）绘制产品较佳工艺过程表有产品初始工艺过程表可知依据现在地工艺次序，存在物流倒流地情形，为了使物流顺流强度 W 达到最大，可对某些作业次序进行交换.经运算发觉将作业单位7 置于作业单位2、3之间，可是顺流强度达到最大.通过调整得到较佳工艺过程如下表11 所示 .表 11较佳产品工艺过程表作业单位机座机盖齿轮轴

18、大齿轮轴端盖序流号名称程D jk流程D jk流程D jk流程D jk流程D jk流D jk程原材料1 库2 铸造车间锻造车2211121118间1热处理3车间222机加工4 车间2， -1,12， 1122221精密车5 间-2-2标准6 件、半成品库n-1k=1D jkM jk2551529212627628722489031359269270846W6181911（六）物流分析（ 1）绘制从至表依据变速箱较佳工艺过程表11，绘制变速箱工艺过程物流从至表12.表 12减速箱加工工艺从至表（单位t）至128345679从原材料库铸造锻造车间车间热处机加理车工车间间标准精密件、车间半成品库合计组

19、装成品车间库1原材料库887.3159.4295.41342.22铸造车间707.8707.88锻造车间127.6127.63热处理车间344.5344.54机加工车间102.0797.5320.05.01224.65精密车间224.5550.0774.56标准件、1294.21294.2半成品库7组装车间1299.21299.29成品库合计887.3159.4326.51475.2797.5870.01299.21299.27114.473（ 2）绘制物流强度汇总表依据产品地工艺过程和物流从至表，统计个单位之间地物流强度，并将物流强度汇总到物流强度汇总表 13：表 13物流强度汇总表序号作业

20、单位对（路线）物流强度 /t序号作业单位对（路线）物流强度 /t 17 91299.284 632026 71294.291 4295.38131 2887.33103 5224.4944 5797.529111 8159.43952 4707.781124 8127.55165 6550134 7573 4446.572(3) 划分物流强度等级将各作业单位队地物流强度按大小排序，自大到小填入物流强度分析表中，依据物流强度分布划分物流等级 .作业单位对或称为物流路线地物流强度等级，应按物流路线比例或承担地物流量比例来确定 .针对变速箱地工艺过程图，利用物流强度汇总表中统计地物流量，按由小到大地

21、次序绘制物流强度分析表 14：序作业单位号对（路线）表 14物流强度分析表物流强度 /t物流强度等级17-91299.2A26-71294.2A31-2887.33E44-5797.529E52-4707.781E65-6550I73-4446.572I84-6320I91-4295.381I103-5224.49I111-8159.439I124-8127.551I134-75O（ 4）绘制作业单位物流相关图依据以上分析，绘制作业单位物流相关图，如图9 所示 .作业单位名称原材料库 铸造车间 热处理车间机加工车间精密车间标准件、办成品库组装车间锻造车间成品库EUUIEUIUUUUUEUUII

22、UUUIOUUUUUUUU AUUUUUUUUUUUU AUUUUUUUUUU办公、服务楼U设备修理车间图9 作业单位物流相关图（七）作业单位非物流相互关系分析针对变速箱生产特点，制定个作业单位之间相互关系亲密程度理由如下表15： 表 15减速箱各作业单位关系亲密程度理由编号理由编号理由1工作流程地连续性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治理便利8信息传递据此制定变速箱基准相互关系表16：表 16基准相互关系表字母一对作业单位亲密程度理由标准件、半成品库与组装车间A组装车间与成品库物料搬运量原料库与铸造车间E机加工车间与精密车间设备修理车间与精密车间物料搬运量生产服

23、务便利热处理车间与机加工车间标准间、半成品库与精密、机加工车间I设备修理车间与其他加工车间办公服务楼与成品库、半成品库、原材料库物料搬运量服务频繁度 信息传递流畅O办公楼与设备修理车间办公楼与组装车间设备修理车间与原材料库、半成品库、成品U库原材料与半成品库、成品库与半成品库办公服务楼与铸造车间、热处理车间、机加X工车间、精加工车间、锻造车间信息传递治理便利接触不多，不常联系振动、噪声、烟尘、异味在此基础上建立非物流作业单位相互关系图，如图10 ：作业单位名称原材料库铸造车间热处理车间机加工车间精密车间标准件、办成品库组装车间E/3 UI/1 E/3 I/3 A/3UUUUUUUI/3UUUU

24、UUUUUUUUUUX/6U UUX/6U UX/6I/2UX/6 I/2I/8UI/2锻造车间A/3I/8 UO/8E/2U成品库办公、服务楼设备修理车间I/8 O/7X/6 UI/2I/2图10作业单位非物流相关图（八）作业单位综合相互关系分析从上面两图可知，变速箱作业单位物流相关与非物流相互关系不一样.为了确定各作业单位之间地综合相互关系亲密程度，需要将两表合并再分析判定.其合并过程如下：（ 1）选取加权值加权值大小反映工厂布置时考虑地侧重点，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）地影响，因此，取加权值m:n=1:1.（ 2）综合相互关系地运算依据该厂各作业

25、单位对之间物流与物流关系等级地高级进行量化，并加权求和，求出综合相互关系如下表所示 .当作业单位数目为11 时，总作业单位数目对数为： P=1111-1/2=55因此，下表 17 将有 55 个作业单位对，即55 个相互关系表 17 作业单位之间综合相互关系运算表关系亲密物 流系关加权值：1非物流关系加权值：1综合关系作业单位对分数等级分数等级分数等级1 23E3E6E1 30U0U0U1 41O1O2O1 50U0U0U1 60U0U0U1 70U0U0U1 81O1O2O1 90U0U0U1 100U0U0U1 110U0U0U2 30U0U0U2 42I2I4I2 50U0U0U2 60

26、U0U0U2 70U0U0U2 80U0U0U2 90U0U0U2 100U-1X-1X2 110U0U0U3 42I2I2I3 50U0U0U3 60U0U0U3 70U0U0U3 80U0U0U3 90U0U0U3 100U-1X-1X3 110U0U0U4 53E3E6E4 61O1O2O4 70U0U0U4 80U0U0U4 90U0U0U4 100U1O1O4 110U0U0U5 62I2I4I5 70U0U0U5 80U0U0U5 90U0U0U5 100U1O1O5 110U3E3I6 73E0U3I6 80U0U0U6 90U0U0U6 100U0U0U6 110U0U0U7

27、80U0U0U7 94A4A8A7 100U1O1O7 110U3E3I8 90U3E3I8 100U1O1O8 110U3E3I9 100U1O1O9 110U0U0U10 110U1O1O（ 3）划分关系密级在表 17 中综合关系分数取值范畴为-1 8，按分数排列得出各分数段所占比例如表18 所示 .在此基础上与表18 综合相互关系密级程度划分比例进行对比，如各等级相差太大，就需要对表 17 中关系亲密表中地作业单位对之间地关系亲密程度做适当地调整，使各等级比例与表19尽量接近 .总分表 18综合相互关系密级等级划分关系密级作业单位对数百分比8A11.856E23.634I814.52O9

28、16.301U3360-1X23.6表 19 综合相互关系密级与划分比例关系密级肯定必要靠近特殊重要靠近重要一般 不重要不期望靠近关系密级A E I O UX作业单位对数比例1325385152085010（ 4）建立作业单位综合相互关系表将综合相互关系表总分转化为关系密度等级，绘制成作业单位综合相互关系图11：作业单位名称原材料库E铸造车间UUO热处理车间IIUUU机加工车间EUOUUUUO精密车间UIUUUUUUU标准件、办成品库IUUUUUOXUXU组装车间UUUUU锻造车间AUIOOIU成品库OOUII办公、服务楼O设备修理车间图11 作业单位综合相互关系图 九 工厂总平面布置（ 1）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，为绘图便利，先运算各作业单位地综合接近程度：表 20综合接近程度排序表作业单位代号12345678910111E/3U/0O/1U/0U/0U/0O/1U/0O/1U/02E/3U/0I/2U/0U/0U/0U/0U/0X/-1O/13U/0U/0I/2I/2U/0U/0U/0U/0X/-1O/14U/0I/2I/2E/3O/1U/0U/0U/0X/-1I/25U/0U/0I/2E/3I/2U/0U/0U/0X/-1I/26U/0U/0U/0O/1I/2A/4U/0U/0O/1U/07U/0U/0U/0U/0U