变速箱厂总平面布置设计-11412030118.pdf

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1、一、原始给定条件一、原始给定条件公司有地 16000m2，厂区南北为 200m,东西宽 80m，该厂预计需要工人 300人，计划建成年产 100000 套变速箱的生产厂。1 1。变速箱的结构及有关参数。变速箱的结构及有关参数变速箱由 39 个零件构成，装配图见图 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.表 1零件明细表1 1表 1零件明细表（续）22 2。作业单位划分。作业单位划分根据变速箱的结构及工艺特点，设立如表 2 所示 11 个单位，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、生产管理等各项生产任务。表 2 作业单位建筑汇总表3 33

2、3。生产工艺过程。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、成品存储等阶段。1、零件的制作与外购制作的零件如表 3表 8，表中的利用率为加工后产品与加工前的比率。4 452、标准件、外购件与半成品暂存生产出的零件加工完成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。3、组装6所有零件在组装车间集中组装成变速箱成品.4、性能测试所有成品都在组装车间进行性能测试，不合格的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的情况.5、成品存储所有合格变速箱均存放在成品等待

3、出厂。二、二、产品产品-产量分析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单一,产量较大,其年产为 100000 台,属于大批量生产,适用于按产品原则布置，宜采用流水线的组织形式。三、三、产品工艺过程分析产品工艺过程分析1.1.计算物流量计算物流量根据表 3-表 8,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。具体计算过程如表 9 所示.表9 计算各产品物流量表9 计算各产品物

4、流量废料/kg废料/kg产品名称产品名称毛重/kg毛重/kg铸（锻)造废料铸（锻)造废料机加工废料机加工废料精加工废料精加工废料全年总质量全年总质量(0.797+0.638+0.051)*100000=148600(0.957+0.765+0.061)*100000=178300(0.319+0.275)*100000=594001.074*80%*5%=0.0431.88*80%*5%=0.075（0.231+0.043)*100000=27400(0.405+0.075)*100000=48000(0.042+0.012)*100000=5400机盖机座3.986*80%2.5/(80%*

5、80%*98%)3.986*80%*20%3.986*20%=0.797*80%*2%=3.986=0.638=0.0514.783*80%3/(80%*80%*98%)4.783*80%*20%4.783*20%=0.957*80%*2%=4.783=0.765=0.0611/(80%*80%*98%)=1.5940.8/(80&*95%*98%)=1.0741.4/(80%*95%*98%)=1.8800.05/(60%*80%)=0.1040.104*40%=0.0421.594*80%*(201.594*20%=0.319%+80%*2%)=0.2751.074*20%+1.074*8

6、0%*95%*2%=0.2311.88*(20%+80%*95%*2%)=0.4050.104*60%*20%=0.012大齿轮轴齿轮轴端盖2 2、绘制各零件的工艺过程图、绘制各零件的工艺过程图7 7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图一至图六所示.根据表 2,图中序号分别表示是：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半成品库，8锻造车间。8 8图六图六端盖工艺流程图端盖工艺流程图原材料10.10420.0620.04250.050废料0.012废料端盖3.3.绘制多产品工艺过程表绘制多产品工艺过程表由图一至图六可得到表 109 9零

7、件名称零件名称单件重量单件重量/kg/kg机盖机盖2.500表10表10机座机座3.0001.原材料库：备料2.铸造车间：铸造3.机加工车间：粗铣、镗、钻4.精密加工：精铣、镗5.半成品库：暂存6.组装车间：组装续表10续表10齿轮轴齿轮轴1.4001.原材料库：备料2.机加工车间：粗车、磨、铣3.精密车间：精车4.热处理车间：渗碳淬火5.机加工车间：磨6.半成品库：暂存7.组装车间：组装大齿轮大齿轮1.0001.原材料库：备料2.锻造车间：锻造3.机加工车间：粗铣、插齿、钻4.热处理车间：渗碳淬火5.机加工车间：磨6.半成品库：暂存7.组装车间：组装端盖端盖0.0501.原材料库：备料2.铸

8、造车间：铸造3.机加工车间：精车4.组装车间：组装1.原材料库2.铸造车间：铸造3.机加工车间：粗铣、镗、钻工艺过程工艺过程 4.精密加工：精铣、镗5.半成品库：暂存6.组装车间：组装零件名称零件名称单件重量单件重量/kg/kg轴轴0.8001.原材料库：备料2.机加工车间：粗车、磨、铣3.精密车间：精车工艺过程工艺过程 4.热处理车间：渗碳淬火5.机加工车间：磨6.半成品库：暂存7.组装车间：组装由表 10 可知,6 种零件工艺过程经过 8 个车间，分别为：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、半成品库、组装车间。(1）计算各产品的物流强度.因为在该厂生产的零件年产

9、量都为 100000，所以可直接按单个减速器计算物流量。机盖为 2.5kg/件，机座为 3kg/件，大齿轮为 1kg/件，轴为 0.8kg/件，齿轮轴为 1。4kg/件，端盖为 0。05kg/件,因此物流强度大小顺序为机座、机盖、齿轮轴、大齿轮、轴、端盖.(2）找出各零件加工第一个车间:原材料库.（3)第二个车间：铸造车间、锻造车间、机加工车间.按物流大小排序为铸造车间、机加工车间、锻造车间.（4）第三个车间：机加工车间、精密车间。根据物流强度大小排序为机加工车间、精密车间。(5）第四个车间：精密车间、热处理车间、组装车间.根据物流强度大小排序为精密车间、热处理车间、组装车间(6）第五个车间：

10、半成品库、机加工车间.根据物流强度大小排序为半成品库、机加工车间。（7）取后面各道工艺过程，因前面均已经出现,则不再重复.(8）综上三步:车间顺序为原材料库、铸造车间、机加工车间、锻造车间、精密车间、热处理车间、组装车间、半成品库.(9）至此，已得到初始多种产品工艺过程表，如表11 所示。考虑各产品的各工序之问的物流状况，取得不同的加权值Di j经过求和，求出表 11 的物流程度W42.178。1010表11 初始产品工艺过程表表11 初始产品工艺过程表工序工序机座机座车间名车间名序号序号流程D Djkjk称称原材料12库铸造车22间机加工41车间锻造车8间精密车51间热处理3车间组装车7间半

11、成品6-1库机盖机盖流程D Djkjk221齿轮轴齿轮轴流程D Djkjk1大齿轮大齿轮流程D Djkjk1轴轴流程D Djkjk1端盖端盖流程D Djkjk2211、11、1-11、112-2-1-1-21.9332-2-10.382-120.27916.9013.38442.178-0.701W（10）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且存在负值,为了使物流顺流强度 W 达到最大，可调换存在物流倒流的情况，如表 12 所示，计算物流程度 W=68。288。1111表12 改善产品工艺过程表表12 改善产品工艺过程表工序工序车间名车间名序号序号称称原材料1库铸造

12、车2间机加工4车间锻造车8间精密车5间热处理3车间半成品6库组装车7间机座机座流程D Dj jk k221机盖机盖流程D Dj jk k221齿轮轴齿轮轴流程D Dj jk k1大齿轮大齿轮流程D Dj jk k1轴轴流程D Dj jk k1端盖端盖流程D Dj jk k2211、11、1-11、1112-222.299-224.3332-220.3822229.27924.4017.58468.228W(11）再次通过调换存在倒流的工序对其改进得到多种产品工艺过程表，如表 13 所示.表13 最终产品工艺过程表表13 最终产品工艺过程表机座机座工序工序车间名车间名序号序号流程D Dj jk

13、k称称原材料12库铸造车21间锻造车8间热处理3车间机加工42车间精密车52间半成品62库组装车7间机盖机盖流程D Dj jk k21齿轮轴齿轮轴流程D Dj jk k1大齿轮大齿轮流程D Dj jk k1轴轴流程D Dj jk k1端盖端盖流程D Dj jk k2126.2632229.08878.24622、1-225.86912-2、125.19222、1-220.32131.514W尝试交换存在物流倒流情况的工序顺序。经计算知，均不能增大物流顺流程度。进一步试探，发现物流顺流强度不再增加,于是认为表 13 为最佳产品工艺过程表。最优为 W=78。246。1212所以最优排布顺序为：原材

14、料库（1）、铸造车间（2)、锻造车间（8）、热处理车间(3）、机加工车间(4）、精密车间（5)、半成品库(6）、组装车间(7）.4 4。绘制产品总工艺过程图。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,如图七所示。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.四、物流分析四、物流分析1 1。绘制从至表。绘制从至表根据产品总工过程图绘制从至表,如表 14 所示。表14 从至表表14 从至表从从1 12 2

15、8 83 34 45 56 67 79 91 12 28 83 34 45 56 67 79 9至至原材原材铸造车铸造车 锻造车锻造车 热处理热处理机加工机加工精密车精密车半成半成组装车组装车成品库成品库料库料库间间间间车间车间车间车间间间品库品库间间原材料库原材料库8.8731.5942.954铸造车间铸造车间7.077锻造车间锻造车间1.275热处理车间热处理车间3.328机加工车间机加工车间1.0207.9753.2000.050精密车间精密车间2.3085.500半成品库半成品库13.061组装车间组装车间13.111成品库成品库合计合计8.8731.5943.32814.6347.9

16、758.70013.11113.111合计合计13.4217.0771.2753.32812.2457.80813.06113.11171.3262 2。绘制物流强度汇总表。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，如表 15 所示。1313表15 物流强度汇总表表15 物流强度汇总表序号序号12345678910111213合计单位对单位对7-96-71-24-52-45-63-44-61-45-31-88-44-7物流强度物流强度13.11113.0618.8737.9757.0775.5004.3483.2002.95

17、42.3081.5941.2750.05071.3263 3。划分物流强度等级。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.4 4。根据以上分析绘制出原始物流相关表，如表。根据以上分析绘制出原始物流相关表，如表 1717 所示所示.1414 序 序号号1 12 23 34 45 56 67 78

18、89 910101111 序号 序号 作业 作业单位单位原材料原材料库库铸造车铸造车间间热处理热处理车间车间机加工机加工车间车间精密车精密车间间半成品半成品库库组装车组装车间间锻造车锻造车间间成品成品库库办公、办公、服务楼服务楼设备维设备维修车间修车间1 1原材原材料库料库 表17 原始物流相关表 表17 原始物流相关表2 23 34 45 56 67 78 8铸造铸造热处理热处理机加工机加工精密车精密车半成品半成品组装车组装车锻造车锻造车车间车间车间车间车间车间间间库库间间间间9 9成品成品库库10101111办公、办公、设备维设备维服务楼服务楼 修车间修车间AAUIUUUOUUUUAUUU

19、UUUUUUIOUUUUUUIAIAIUOUUUUUOAEOUUUUUUUIEAUUUUUUUUOAUAUUOUUOUUUUUUUUUUUUAUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUU5.5.绘制作业单位物流相关表。绘制作业单位物流相关表。根据以上分析，绘制作业单位物流相关表,如表 18 所示。1515五、作业单位相互关系分析五、作业单位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 19 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表,如表 20 所示。表表 1919相互关系密切程度理由相互关系密切程度理由编号理由编号理由1工作流

20、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信息传递表表 2020基准相互关系基准相互关系字母字母一对作业单位一对作业单位密切程度的理由密切程度的理由A原材料与铸造、组装车间与成品搬运物料的数量，次数以及类库 半成品库与组装车间似的搬运问题E机加工与精密车间搬运物料的数量,次数和形式原材料与铸造车间等搬运问题锻造与机加工、维修与精密，组装I原材料库与机加工车间、机加工搬运物料的数量，次数和形式车间与半成品库、热处理与机加等搬运问题工车间、机加工车间与半成品车服务的频繁程度间、维修与其他加工车间、办公报表运送方便、管理方便楼与成品、半成品、原材料O办公楼与设

21、备维修车间、原材料联系频繁程度库与锻造车间、精密车间与热处管理方便理、锻造车间与机加工车间、办公楼与其他加工车间U设备维修与原材料库、半成品、接触不多、不常联系成品库联系密切程度不大原材料库与半成品、成品库不常联系X办公楼、服务楼与铸造车间、热灰尘、噪声、振动、异味、烟处理车间、精密车间、锻造车间尘1616表表 2121作业单位相互关系表作业单位相互关系表六、作业单位综合相瓦关系分析六、作业单位综合相瓦关系分析从上图可知，变速箱厂作业单位物流相关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：1 1。选取加权值。选取加权值加权

22、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,根据要求取加权值m：n=2：1.2 2。综合相互关系的计算。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 22 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。1717序号序号作业单作业单位对位对1-21-21 13 31 14 41 15 51 16 61 17 71-81-81-91-

23、91-101-101 111112 23 32 24 42-52-52 26 62-72-72 28 82-92-92-102-102-112-113 34 43-53-53 36 63 37 73 38 83 39 93 310103 311114 45 54 46 64 47 74-84-84 49 94 410104 411115 56 65-75-75 58 81 12 23 34 45 56 67 78 89 9101011111212131314141515161617171818191920202121222223232424252526262727282829293030313

24、1323233333434353536363737表表 2222作业单位之间综合相互关系计算表作业单位之间综合相互关系计算表关系密切程度关系密切程度物流关系（加权值物流关系（加权值 2 2）非物流关系（加权值非物流关系（加权值 1 1）等级等级分值分值等级等级分值分值A A4 4A A4 4U U0 0O O1 1I I2 2A A4 4U U0 0U U0 0U U0 0U U0 0U U0 0U U0 0O O1 1I I2 2U U0 0U U0 0U U0 0I I2 2U U0 0U U0 0U U0 0U U0 0A A3 3E E3 3U U0 0X X-1-1U U0 0U U

25、0 0U U0 0U U0 0U U0 0U U0 0U U0 0U U0 0U U0 0X X1 1U U0 0I I2 2I I2 2I I2 2I I2 2X X1 1U U0 0U U0 0U U0 0U U0 0U U0 0U U0 0U U0 0U U0 0U U0 0X X-1-1U U0 0I I2 2A A4 4E E3 3I I2 2E E3 30 01 1U U0 0O O1 1O O1 1U U0 0U U0 0U U0 0O O1 1U U0 0I I2 2E E3 3I I2 2U U0 0U U0 0U U0 0X X1 11818综合关系综合关系分值分值等级等级

26、1212A A1 1U U6 6I I0 0U U0 0U U0 0U U4 4O O0 0U U2 2U U0 0U U0 0U U9 9E E1 1X X0 0U U0 0U U0 0U U0 0U U1 1X X2 2U U6 6I I3 3O O0 0U U0 0U U0 0U U0 0U U-1-1X X2 2U U1111A A7 7I I2 2U U3 3O O0 0U U1 1U U2 2U U8 8E E0 0U U1 1X X3838393940404141424243434444454546464747484849495050515152525353545455555-9

27、5-95 510105-115-116 67 76 68 86 69 96-106-106-116-117 78 87-97-97 710107-117-118-98-98 810108 811119-109-109 9111110101111U UU UU UA AU UU UU UU UA AU UU UU UU UU UU UU UU UU U0 00 00 04 40 00 00 00 04 40 00 00 00 00 00 00 00 00 0U UO OE EA AU UU UO OU UU UA AO OE EU UX XI II IU UO O0 01 13 34 40 00

28、 01 10 00 04 41 13 30 0-1-12 22 20 01 10 01 13 312120 00 01 10 08 84 41 13 30 01 12 22 20 01 1U UU UO OA AU UU UU UU UE EO OU UO OU UX XU UU UU UU U在上表中，综合关系分数取值范围为(-1，12），按分数排列得出各分数段所占比例如表 23 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,使各等级比例与表 24 推荐的比例尽量接近。表23 综合相互关系密级等级划分表23

29、综合相互关系密级等级划分百分比百分比总分总分关系等级关系等级 作业单位对数作业单位对数（%）10-128-96-73-50-2-1AEIOUX33363555.55.55.510.963.69表24 综合相互关系密级与划分比例表24 综合相互关系密级与划分比例作业单位对数比作业单位对数比关系等级关系等级符号符号例（例（%）绝对必要A13靠近特别重要E25靠近I38重要O515一般U2085不重要不希望靠X010近3.3.建立作业单位综合相互关系表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表，如表 25 所示。1919表表2525作业单位综合相

30、互关系表作业单位综合相互关系表序号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AUUEIOAIEUAUEOUXUUUUUOUUUXUUOUOUUUUUUUXUXUUUUXUIUUUOUUU1234567891011七、列举方案七、列举方案1 1。综合接近程度。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，为绘图方便，先计算各作业单位的综合接近程度，如表 26 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

31、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。2020表26 综合接近程度排序表表26 综合接近程度排序表作业单位作业单位代号代号1 12 23 34 45 56 67 78 89 910101111综合接近综合接近程度程度排序排序1 12 23 34 45 56 67 78 89 9101011117 74 45 56 62 28 814141 16 65 59 92 28 83 33 37 71 11010-3-311112 29 9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；半成品库；组装车间；原材料库；精密车间；铸造车间;锻造车间；热处理车间；设

32、备维修车间；成品库；办公服务楼。2 2。作业单位位置相关图。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表 27 所示的连线类型来表示。表27 线条说明表27 线条说明符号符号AEIOUX系数值系数值43210-1线条特征线条特征/线条说明线条说明三条直线两条直线一条直线虚线不连线双点画线密切程度密切程度绝对必要特别重要重要一般不重要不希望变速箱厂作业单位位置相关图，如图八所示:21213 3。作业单位面积相关图。作业单位面积相关图(1）选取绘图比例 1：1000，绘制单位为 mm,绘制变速箱厂作业单位面积相关图，如图九所示。（2）根据变速箱厂的特点，考虑到各方面的限

33、制条件，得到变速箱厂的块状区布置方案，布置方案如图十至十二所示。22222323八、方案的评价和选择八、方案的评价和选择运用加权因素法对变速箱厂方案进行评价,其评价过程和结果如下表所示。表表 2828加权因素评价表加权因素评价表评价因素物流效率与方便性空间利用率辅助服务部门的综合效率工作环境安全与舒适管理的方便性布置方案的可扩展性人员联系外观环境保护信息传递综合得分 Tj综合排序方案等级EEIIIIEEEI16931得分3322223332等级AEEIIOEIEE18012得分4332213233等级EIEIEIIIEE17023得分323232223310895877463相对重要性 ai i由综合排序可选出方案二为最佳方案。九、绘制变速箱厂的总体布置图九、绘制变速箱厂的总体布置图依据方案而的块状布置方案并适当结合实际绘制变速箱厂的总体布置图，如图十三所示。24242525