设施规划与物流分析课程设计-变速箱厂总平面布置设计(共32页).doc

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1、精选优质文档-倾情为你奉上目录第一章 基本要素分析现有一建设用地，占地面积为20000m2，东西长为200m，南北宽为100m，所处地理位置如图11所示。该厂职工300人，计划改建成年产50000套变速箱产品的生产厂，需要完成工厂总平面布置设计。1.1 变速箱产品结构及有关参数变速箱产品由39个零、组件构成，每个零、组件的名称、材料、单价重量及年需求量均列于表1-1中。表1-1 零件明细表 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：50000（套）序号零件：名称零件：代号自制外购材料总计划零件量单位重量（kg）说明1调整垫片08F0.0102可通透端盖HT200500000

2、.0503密封盖Q235500000.0204螺栓Q2350.0145键Q275500000.0406齿轮轴Q275500001.4007毡封油圈羊毛毡500000.0048端盖HT200500000.0609螺栓Q2350.02510轴承0.45011轴Q275500000.80012键Q275500000.08013大齿轮40500001.00014游标尺500000.05015垫片橡胶纸500000.00516螺塞Q235500000.03017调整垫片Q235500000.00418可透垫片HT150500000.04019密封盖Q235500000.05020定距圈Q23550000

3、0.09021键Q275500000.08022毡封油圈羊毛毡500000.00423挡油圈Q2150.00424轴承0.45025机座HT200500002.00026螺栓Q2350.10027螺母Q2350.02028垫圈65Mn0.00629机盖HT200500002.00030垫片橡胶纸500000.00531视孔盖Q215500000.05032通气器Q235500000.04033螺栓Q2350.02034轴端圆盖Q235500000.04035放松垫圈Q215500000.01036销Q2350.02037螺栓Q2350.03038螺母Q2350.01039垫圈65Mn0.004

4、1.2 作业单位划分根据变速箱产品结构及其工艺特点，变速箱厂设立如表1-2所示14个作业单位，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、生产管理与服务等各项生产任务。表1-2 作业单位建筑物汇总表序号作业单位名称用途建筑面积（m2）结构形式备注1原材料库储存钢材、铸锭6002铸造车间铸造3003热处理车间热处理3324机加工车间车、铣、钻削4605精密车间精镗、磨削3086标准件、外购件库储存外购件、半成品5647组装车间组装变速箱12008成品库成品储存4109办公服务楼办公室、食堂等132010设备维修车间机床维修30811调试车间调试33212橡塑车间成型、剪切2681

5、3工具车间存放工具33214车库停车486第二章 生产过程分析2.1 变速箱生产工艺过程由于变速箱结构比较简单，因此其生产工艺工程可分为零、组件制作与外购，半成品暂存，组装，调试与成品存储阶段。（1）零、组件制作与外购：变速箱上的标准件大部分采用外购、外协的方法获得，入厂后由标准件库保存。其它零件由本厂自制，其工艺过程分别见图表2-1至2-10。表中各工序加工前工件重量为：（2）标准件、外购件与半成品暂存：生产出的零、组件经车间内检验合格后，送入标准件库暂存。定期订购的标准件和外协件均存放在标准件库。（3）组装：所有零、组件在组装车间集中组装成变速箱成品。（4）调试：所有组装出的变速箱产品均需

6、进行性能试验，试验合格的成品送入成品库，试验不合格的返回组装车间进行修复。一次组装合格率估计值为95%，二次组装合格率为100%。（5）成品储存：所有合格变速箱产品存放在成品库待出厂。2.1.1 工艺过程图表2-1 变速箱零件加工工艺过程表产品名称件号材料单位重量（kg）计划年产量（件）年产总量(kg)螺栓37Q2350.0304500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机加工车间精车、铣903半成品库暂存表2-2 变速箱零件加工工艺过程表产品名称件号材料单位重量（kg）计划年产量（件）年产总量(kg)销36Q2350.0202000序号作业单位名称工序内容工序材料利用

7、率（%）1原材料库备料2机加工车间车803精密车间精车984半成品库暂存 2550 2040 2000废料40145图2-2 销工艺过程图6废料510原材料原材料23564149504500废料450图2-1 螺栓工艺过程图表2-3 变速箱零件加工工艺过程表产品名称件号材料单位重量（kg）计划年产量（件）年产总量(kg)轴端圆盖34Q2350.040500002000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机加工车间车、镗、钻803精密车间精车、镗984半成品库暂存表2-4 变速箱零件加工工艺过程表产品名称件号材料单位重量（kg）计划年产量（件）年产总量(kg)通气器32Q

8、2350.040500002000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机加工车间车、钻803半成品库暂存图2-3轴端圆盖工艺过程图原材料23564125002000废料500图2-4通气器工艺过程图 2550 2040 2000废料401456废料510原材料表2-5 变速箱零件加工工艺过程表产品名称件号材料单位重量（kg）计划年产量（件）年产总量(kg)垫片30橡胶纸0.00550000250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橡塑车间成型、剪切983半成品库暂存原材料2356121255250废料5图2-5 垫片工艺过程图表2-6 变速箱零件

9、加工工艺过程表产品名称件号材料单位重量（kg）计划年产量（件）年产总量(kg)机盖29HT2002.00050000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精密车间精镗985半成品库暂存图2-6 机盖工艺过程图421废料3189056废料25510废料2040原材料表2-7 变速箱零件加工工艺过程表产品名称件号材料单位重量（kg）计划年产量（件）年产总量(kg)机座25HT2002.0050000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精密车间精镗985半成品库暂

10、存421废料3189056废料25510废料2040图2-7 机座工艺过程原材料表2-8 变速箱零件加工工艺过程表产品名称件号材料单位重量（kg）计划年产量（件）年产总量(kg)垫片30橡胶纸0.00550000250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橡塑车间成型 剪切983半成品库暂存表2-9 变速箱零件加工工艺过程表产品名称件号材料单位重量（kg）计划年产量（件）年产总量(kg)端盖8HT2500.060500003000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机加工车间车、铣804半成品暂存2500 6250 3750 30

11、00废料750124图2-9 端盖工艺过程图6废料原材料原材料2356121255250废料5图2-8 垫片工艺过程图表2-10 变速箱零件加工工艺过程表产品名称件号材料单位重量（kg）计划年产量（件）年产总量(kg)可通透端盖2HT2000.050500002500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热处理车间热处理4机加工车间精铣、镗、钻985半成品库暂存2.1.2 总工艺过程图图2-11 总工艺过程图2.2 辅助服务分析 在实施系统布置工作以前，必须对生产系统的组成情况有个总体的规划，可以大体上分为生产车间、职能管理部门、生活服务部门及仓库部门等

12、；可以把除生产车间以外的所有作业单位统称为辅助部门，包括工具、维修、动力、收货、发运、铁路专用线路、办公室、食堂等。这些作业单位构成生产系统的生产支持系统部分，在某种意义上加强了生产能力。有时辅助服务部门的占地面积接近甚至大于生产车间所占面积，所以布置设计时应给予足够重视。 2.3 时间分析时间要素是指在什么时候、用多少时间生产出产品，包括各工序的操作时间、更换批量的次数。在工艺过程设计中，根据时间因素确定生产所需要各类设备的数量、占地面积的大小及操作人员的数量来平衡各工序的生产时间。第三章 物流分析物流分析是工厂平面布置的基础，根据统计资料分析，物流搬运费用占产品制造费用的20%50%，而物

13、料搬运工作量直接与工厂不知情况有关。有效的布置大约能减少搬运费用30%左右。工厂布置的优劣是决定生产成本的关键因素之一。因此，满足生产工艺过程的前提下，减少物料搬运工作是工厂布置设计的重要目标之一。3.1物流强度分析3.1.1 计算物流量（1）计算各作业单位之间的物流量。根据产品的总工艺过程图，统计各作业单位间的物流强度，当物流方向逆向时，物流强度为正向、逆向物流强度之和。（2）绘制物流强度汇总表和物流分析表。根据计算的物流强度，填写物流强度汇总表，并对作业单位对间的物流强度大小进行排序，之后按物流强度分布比例划分物流强度等级3.1.2 划分物流强度等级将各作业单位对的物流强度按自大到小排序，

14、根据物流强度分布比例划分物流强度等级。作业单位对或称为物流线路的物流强度等级，应按物流路线比例或承担的物流量比例来确定。表3-1 物流强度等级划分表物流强度等级符号物流线路比例（%）承担物流量比例（%）超高物流强度A1040特高物流强度E2030较大物流强度I3020一般物流强度O4010可忽略搬运U根据产品总的工艺过程图计算物流强度。当存在逆向物流时，物流强度等于正逆物流强度之和，统计的结果填入物流强度汇总表中，如表3-2所示。表3-2 物流强度汇总表序号作业单位对（物流线路）物流强度所占百分比（%）物流强度等级11-211.91E21-4125500.46O31-125100.02O42-

15、325500.09O52-49.39I63-451000.19O74-57.41I84-6120500.44O95-67.40O106-720.89E116-125000.02O127-1120.89A138-1120.89A总计100该物流强度等级划分比例如表3-3。表3-3 变速箱物流强度等级划分表物流强度等级符号物流线路比例（%）承担物流量比例（%）超高物流强度A1041.78特高物流强度E2032.80较大物流强度I3016.80一般物流强度O408.62可忽略搬运U3.1.3 物流相关表绘制物流相关表，如表3-4。U第四章 作业单位相互关系分析4.1 作业单位相互关系等级的划分据R谬

16、瑟在SLP中建议，每个项目中重点考虑的因素不应超过810个。确定了作业单位相互关系密切程度的影响因素后，就可以做出各作业单位间关系密切程度等级，在SLP中作业单位间相互关系密切程度等级划分为A、E、I、O、U、X，其含义与比例如表4-1。表4-1 作业单位相互关系等级符号含义说明比例（%）符号含义说明比例（%）A绝对重要25O一般密切程度1025E特别重要310U不重要4580I重要515X负的密切程度不希望接近，酌情而定 作业单位相互关系影响因素主要有以下八个方面，如表4-2所示。表4-2 作业单位关系密切程度基准表序号理由1工作流程的连续性2物料搬运3生产服务4安全污染5管理方便6人员移动

17、7噪声、烟尘8信息传递4.2 非物流相互关系表绘制非物流相关表，如表4-3。第五章 作业单位综合相互关系分析5.1 作业单位间综合相互关系计算从作业单位物流、非物流的相关图可知，；两者相互关系不一致。对于变速箱来说，物流因素影响不明显大于其他非物流因素的影响，因此，取加权值m：n=1:1。表5-1 综合相互关系等级与划分比例含义符号作业单位对比例（）绝对必要A13特别重要E25重要I38普通接近度O515不重要U2085不可靠近X010量化物流强度等级与非物流的密切程度等级，取A4、E3、I=2、O=1、U=0、X=-1。计算量化的作业单位综合相互关系，如表5-2所示。表5-2 作业单位之间综

18、合相互关系计算表作业单位对关系密级综合关系物流关系 加权值=1非物流关系 加权值=1等级分数等级分数分数等级11-2E3A47A21-3U0O11U31-4O1A45E41-5U0U00U51-6U0U00U61-7UOUO0U71-8U0U00U81-9U0U00U91-10U0U00U101-11U0U00U111-12O1A45E121-13U0I22O131-14U0I22O142-3O1U01U152-4I2E35E162-5U0X-1-1X172-6U0U00U182-7U0X-1-1X192-8U0U00U202-9U0X-1-1X212-10U0I22O222-11U0U00U

19、232-12U0U00U242-13U0U00U252-14U0U00U263-4O1A45E273-5U0X-1-1X283-6U0U00U293-7U0X-1-1X303-8U0U00U313-9U0X-1-1X323-10U0I22O333-11U0U00U343-12U0U00U353-13U0E33I363-14U0U00U374-5I2I24I384-6O1O12O394-7U0O11U404-8U0U00U414-9U0O11U424-10U0I22O434-11U0O11U444-12U0U00U454-13U0E33I464-14U0U00U475-6O1I23I485-7U

20、0U00U495-8U0U00U505-9U0O11U515-10U0E33I525-11U0O11U535-12U0U00U545-13U0U00U555-14U0U00U566-7E3I25E576-8U0U00U586-9U0O11U596-10U0E33I606-11U0U00U616-12O1O12O626-13U0U00U636-14U0I22O647-8U0E33I657-9U0O11U667-10U0U00U677-11A4E37A687-12U0U00U697-13U0I22O707-14U0I22O718-9U0O11U728-10U0U00U738-11A4A48A748

21、-12U0U00U758-13U0U00U768-14U0E33I779-10U0O11U789-11U0O11U799-12U0U00U809-13U0O11U819-14U0I22O8210-11U0U00U8310-12U0U00U8410-13U0E33I8510-14U0O22O8611-12U0U00U8711-13U0U00U8811-14U0U00U8912-13U0O11U9012-14U0U00U9113-14U0U00U根据上表的计算结果，统计各段分数作业单位对的比例，见表5-3。表5-3 综合相互关系密级等级划分总分关系密级作业单位对数百分比（%）7-8A33.35E5

22、5.53-4I99.92O1213.20-1U5661.5-1X66.6总计911005.2 综合相互关系表绘制综合相互关系表，如表5-4。第六章 绘制作业单位位置相关图6.1 综合接近程度排序表综合接近程度计算，利用综合接近程度排序表，量化综合相互关系等级并计算个作业单位综合接近程度，按综合接近程度分数由高到低排序，如表6-1。表6-1 变速器综合接近程度排序表作业单位代号12345678910111213141 234567891011121314综合接近程度12531541098-1108487排序21013112458143711696.2 作业单位位置相关图选择单位距离长度，规定关系

23、密级为A级的作业单位对之间距离为1个单位距离，E级作业单位对之间的距离为2个单位距离，以此类推。根据表6-1的排序结果绘制作业单位位置相关图，如图6-1。第七章 绘制作业单位面积相关图7.1 作业单位面积相关图考虑修正因素与实际条件因素，修改调整面积相关图。包括因素如下：（1） 按待布置工厂的复杂程度，选择图幅大小，工厂越复杂则图幅越大。（2） 按图样大小与厂区大小比例选择绘图比例，绘图比例一般为或中的较小值，并圆整成标准值。（3） 将作业单位位置相关图放大到面积相关图图样上，放大时应使位置相关图居中布置，并在各作业单位之间留有尽量大的空间（4） 按综合接近程度高低顺序，将各作业单位面积绘入面

24、积相关图中，若预留空间不够。则可适当调整。绘制作业单位面积相关图，如图6-2。第八章 绘制工厂总平面布置可行方案图8.1 工厂总平面布置图考虑修正因素与实际条件因素，修改调整面积相关图。包括因素如下：（1） 厂区占地大小。（2） 根据产品特点，确定物料搬运方法，如采用托盘搬运产品并用电瓶车来实现车间之间的运输。（3） 确定场内外运输方式，一般采用汽车（4） 根据厂区地理条件选择道路形式及其技术参数，包括主、次干道路宽度、弯道半径、交叉路口转弯半径等。（5） 根据厂外公路情况，设定数个厂门位置，形成多种布置方案。（6） 设置厂前区位置，合理改变办公、服务楼外形。（7） 考虑风向特别是盛行风相对作

25、业单位相对位置的影响，避免烟尘、异味等空气污染影响人身健康。（8） 考虑建筑物朝向、间距、防火、防噪声等因素。考虑上述各种因素，整理出三套可行布置方案，按制图标准绘制成工厂总平面布置方案图。注:主干道宽9m，次干道宽6m，车间引道宽3m，车间之间、车间与围墙之间的消防通道宽为34.5m。第九章 评价择优9.1 评价择优利用加权法，选择出最佳方案:（1） 选择方案评价因素，如物料搬运效率及方便性、扩建可能性、生产管理的方便性、防止污染、安全生产、辅助服务方便性等。（2） 确定各因素的相对重要性（权值）。（3） 评比各方案的优劣等级（4） 计算各方案的得分，得分最高的为最佳方案。见表9-1表9-1

26、 方案评价择优表序号方案评价因素权重各方面等级和分数方案一方案二方案三1物料搬运效率及方便性10E/30A/40A/402生产管理的方便性9E/303/30E/303安全生产10A/40A/40A/404辅助服务方便性5I/10A/40A/405与外部运输的配合7I/14I/14A/286防止污染9E/27E/27E/277生产环境舒适性8E/24E/24E/248空间利用率5A/20A/20A/209扩展可能性3E/9E/9I/6总分204244255注：等级含义分值A很好4E比较好3I一般2O比较差1U很差0根据加权因素评价表可以看出，方案三分数最高，所以方案三为最佳方案。 参考文献：1. 设施规划与物流分析 主编：董海 副主编：梁迪 机械工业出版社专心-专注-专业