设施规划与物流分析课程设计说明书-毕业论文.doc

《设施规划与物流分析》
课程设计说明书

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指导教师

201X年X 月

目录
1.设施布置已知条件 2
1.1原始给定条件 2
1.2变速箱的结构及有关参数 2
1.3作业单位的划分 3
1.4变速箱生产工艺过程 3
1.4.1零件的制作与外购 3
1.4.2标准件、外购件、与半成品暂存 5
1.4.3组装 6
1.4.4性能测试 6
1.4.5成品储存 6
2.工艺过程分析 7
2.1工艺流程图 7
2.2各零件工艺流程图 7
2.3 总工艺过程图和总工艺过程表 9
3.物流分析 11
3.1物流分析介绍 11
3.2自制零件从至表 11
3.3从至表汇总 15
3.4 物流强度汇总 16
3.5物流强度等级划分和分析 16
3.6原始物流分析 17
3.7非物流分析 19
3.8综合相互关系 21
4.作业单位位置相关图和作业单位面积相关图 25
4.1作业单位位置相关图 25
4.2作业单位面积相关图 27
5.方案评价与选择 28
5.1评价方案 28
5.2方案选择 28
6.课程设计总结 30

1.设施布置已知条件
1.1原始给定条件
公司有地20000m²，厂区南北为200m，东西为100m，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。
1.2变速箱的结构及有关参数
变速箱由39个零件构成。每个零件、组件的名称、材料、单位重量及年需求量均列于表1.1中。
表1.1 零件相关数据表
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
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
39
垫圈

√
65Mn
200000

0.004
38
螺母

√
Q235
200000

0.011
37
螺栓

√
Q235
300000

0.032
36
销

√
35
200000

0.022
35
防松垫片

√
Q215
100000

0.010
34
轴端盖圆

√
Q235
100000

0.050
33
螺栓

√
Q235
200000

0.020
32
通气器

√
Q235
100000

0.030
31
视孔盖

√
Q215
100000

0.050
30
垫片

√
橡胶纸
100000

0.004
29
机盖

√

HT200
100000

2.500
28
垫圈

√
65Mn
600000

0.006
27
螺母

√
Q235
600000

0.016
26
螺栓

√
Q235
600000

0.103
25
机座

√

HT200
100000

3.000
24
轴承

√

200000

0.450
23
挡油圈

√
Q215
200000

0.004
22
毡封油圈

√
羊毛毡
100000

0.004
21
键

√
Q275
100000

0.080
20
定距环

√
Q235
100000

0.090
19
密封盖

√
Q235
100000

0.050
18
可穿透端盖

√
HT150
100000

0.040
17
调整垫片

√
08F
200000

0.004
16
螺塞

√
Q235
100000

0.032
15
垫片

√
橡胶纸
100000

0.004
14
游标尺

√

100000

0.050
13
大齿轮

√

40
100000

1.000
12
键

√
Q275
100000

0.050
11
轴

√

Q275
100000

0.800
10
轴承

√

200000

0.450
9
螺栓

√
Q235
2400000

0.025
8
端盖

√

HT200
100000

0.050
7
毡封油圈

√
羊毛毡
100000

0.004
6
齿轮轴

√

Q275
100000

1.400
5
键

√
Q275
100000

0.040
4
螺栓

√
Q235
1200000

0.014
3
密封盖

√
Q235
100000

0.020
2
可穿透端盖

√
HT200
100000

0.040
1
调整垫片

√
08F
200000

0.010
1.3作业单位的划分
根据变速箱的结构及工艺特点，设立如表1.2所示的11个单位，分别承担原材料、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。
1.4变速箱生产工艺过程
变速箱的零件较多，但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。
1.4.1零件的制作与外购
变速箱上的标准件、异型件等都是采用外购、外协的方法获得。入厂后由半成品库保存，其他零件由本厂自制，其工艺过程分别见表1.3所示。表中各工序加工前的工件重量为：该工序加工后的重量/该工序材料利用率。下面针对自制的零件进行工艺汇总表。
表1.3变速箱机盖加工工艺表
工艺表
产品名称
件号
材料
单件质量/kg
计划产量
年产总质量
机盖
29
HT200
2.5
100000
250000
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
80
3
机加工车间

粗铣，镗，钻
90
4
精密车间

精铣，镗
98
5
半成品库

暂存

表1.4变速箱机座加工工艺表
工艺表
产品名称
件号
材料
单件质量/kg
计划产量
年产总质量
机座
25
HT200
3
100000
300000
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
80
3
机加工车间

粗铣，镗，钻
80
4
精密车间

精铣，镗
98
5
半成品库

暂存

表1.5变速箱大齿轮加工工艺表
工艺表
产品名称
件号
材料
单件质量/kg
计划产量
年产总质量
大齿轮
13
40
1
100000
100000
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

锻造
80
3
机加工车间

粗铣，插齿，钻
80
4
热处理车间

渗碳淬火
98
5
机加工车间

磨

6
半成品库

暂存

表1.6变速箱轴加工工艺表
工艺表
产品名称
件号
材料
单件质量/kg
计划产量
年产总质量
轴
11
Q275
0.8
100000
80000
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

粗铣，镗，钻
80
3
精密车间

精车
95
4
热处理车间

渗碳淬火

5
机加工车间

磨
98
6
半成品库

暂存

表1.7变速箱齿轮轴加工工艺表
工艺表
产品名称
件号
材料
单件质量/kg
计划产量
年产总质量
齿轮轴
6
Q275
1.4
100000
140000
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

粗铣，镗，钻
80
3
精密车间

精车
95
4
热处理车间

渗碳淬火

5
机加工车间

磨
98
6
半成品库

暂存

表1.8变速箱端盖加工工艺表
工艺表
产品名称
件号
材料
单件质量/kg
计划产量
年产总质量
端盖
8
HT200
0.05
100000
5000
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
60
3
机加工车间

精车
80

1.4.2标准件、外购件、与半成品暂存
生产出的零件经过各车间检验合格后，进入半成品库暂存。外购件与标准件均放在半成品库。
1.4.3组装
所有零件在组装车间集中组装成变速箱成品。
1.4.4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，既不考虑成品组装不了的情况。
1.4.5成品储存
所有合格变速箱均放在成品库等待出厂。

2.工艺过程分析
2.1工艺流程图
工艺流程图可以用来详细描述产品生产工程中各个工序之间的关系，也可以用来描述全厂各部门之间的工艺流程。在描述全厂各部门之间产品工艺流程时，用操作符号表示加工与装配等生产车间；用储存符号表示仓储部门；用检验符号表示检验部门。
2.2各零件工艺流程图
为了完成产品的加工，必须制定最佳的加工工艺过程图，本次设计采用的工艺过程图，他的合理与否直接影响个作业单位之间的分析，物料搬运路线及仓库位置，本厂的各个零件的工艺过程图和总的工艺过程图如下。

1
2
3
4

1
2
6-齿轮轴
Q275 187.97t
粗铣，镗，钻

切屑
37.59t
精车
切屑
7.52t
磨
切屑
2.86t
150.38t
142.86t
1.4t

2

1
2
1
精车
边角料4.17t
铸造
切屑
1.25t
6.25t
5t
8-端盖
HT200 10.42t

31

1
2
3
4

1
2
11-轴
Q275 107.42t
粗铣，镗，钻

切屑
21.48t
精车
切屑
42.9t
磨
切屑
1.63tt
85.93t
81.63t
0.8t

1
2
3

1
2
29-机盖
HT200 354.3t
铸造

边角料70.86t
粗铣，镗，钻

切屑
28.34t
精铣，镗

切屑
5.1t
283.44t
255.1t
250t

1
2
3

1
2
25-机座
HT200 478.32t
粗铣，镗，钻

边角料95.66t
铸造
切屑
76.53t
精铣，镗
切屑
6.12t
382.66t
306.12t
300t

1
2
3
4

1
2
13-大齿轮
40 159.33t
锻造
边角料31.89t
粗铣，插齿，钻
切屑
25.51t
磨
切屑
20.41t
127.55t
102.04t
1t
图1.1 各自制零件工艺流程图

8-端盖
HT200 10.42T
切屑
7.52t

粗铣，镗，钻

切屑
21.48t

18
19
20

10
11
29-机盖
HT200 354.3t
粗铣，镗，钻

边角料70.86t
精铣，镗
切屑
28.34t
铸造
切屑
5.1t
283.44t
255.1t
250t
3
6-齿轮轴
Q275 187.97t
切屑
37.59t
精车
磨
切屑
2.86t
150.38t
142.86t
140t

15

8
9
25-机座
HT200 478.32t
粗铣，镗，钻

铸造
切屑
76.53t
精铣，镗
382.66t
306.12t
300t

11
12
13
14
6
7
13-大齿轮
40 159.33t
边角料31.89t
粗铣，插齿，钻
切屑
25.51t
切屑
2.04t
127.55t
102.04t
100t

7
8
9

4
5
11-轴
Q275 107.42t
粗铣，镗，钻

精车
磨
切屑
1.63tt
85.93t
80t
1
6.25t
2
1
5

6
2
4
17
16
2.3 总工艺过程图和总工艺过程表
21
装配
974.9t
外购件
421.2t

铸造

边角料
4.17t

精车

切削
1.25t

5t

图2.2 总工艺过程图

表2.1 总工艺过程表

3.物流分析
3.1物流分析介绍
从原料进厂，至各生产车间进行加工，由组装到成品出厂，始终都离不开物料的流动，厂内各生产车间形成了物流网络生产过程中依赖于物料的流动进行。一方面企业物流要按照生产工艺流程来组织，与生产同步。另一方面，其范围又超出生产过程，物料是否流畅是生产过程连续进行的前提，而且企业的物流关系的改善可以带来巨大的经济效益，可以提高企业的整体素质。
3.2自制零件从至表
表3.1 机盖物流量从至表

序号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
合计
序号
作业单位
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
成品库

1
原材料库

354

354.3
2
铸造车间

283.44

283.44
3
锻造车间

0
4
机加工车间

255.1

255.1
5
精密车间

250

250
6
热处理车间

0
7
半成品库

0
8
组装车间

0
9
成品库

合计
0
354
0
283.44
255.1
0
250
0
0
1142.8

表3.2 机座物流量从至表
机座
25
序号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
合计
序号
作业单位
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
成品库

1
原材料库

478

478.43
2
铸造车间

382.66

382.66
3
锻造车间

0
4
机加工车间

306.1

306.12
5
精密车间

300

300
6
热处理车间

0
7
半成品库

0
8
组装车间

0
9
成品库

合计
0
478
0
382.66
306.1
0
300
0
0
1467.2

表3.3 大齿轮物流量从至表
13
序号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
合计

序号
作业单位
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
成品库
1
原材料库

159

159.44
2
铸造车间

0
3
锻造车间

127.55

127.55
4
机加工车间

102
100

202.04
5
精密车间

0

序号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
合计
序号
作业单位
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
成品库

6
热处理车间

102.04

102.04
7
半成品库

0
8
组装车间

0
9
成品库

合计
0
0
159
229.59
0
102
100
0
0
591.07

表3.4 轴物流量从至表
轴
11
序号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
合计
序号
作业单位
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
成品库

1
原材料库

107.41

107.41
2
铸造车间

0
3
锻造车间

0
4
机加工车间

85.91

800

885.91
5
精密车间

81.6

81.63
6
热处理车间

81.63

81.63
7
半成品库

0
8
组装车间

0
9
成品库

合计
0
0
0
189.04
85.91
81.6
800
0
0
1156.6

表3.5 齿轮轴物流量从至表
6
序号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
合计
序号
作业单位
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
成品库

1
原材料库

187.97

187.97
2
铸造车间

0
3
锻造车间

0
4
机加工车间

150.4

140

290.38
5
精密车间

143

142.86
6
热处理车间

142.86

142.86
7
半成品库

0
8
组装车间

0
9
成品库

合计
0
0
0
330.83
150.4
143
140
0
0
764.07

表3.6 端盖物流量从至表
端盖
8
序号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
合计
序号
作业单位
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
成品库

1
原材料库

10.4

10.42
2
铸造车间

6.25

6.25
3
锻造车间

0
4
机加工车间

5

5
5
精密车间

0
6
热处理车间

0
8
序号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
合计
序号
作业单位
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
成品库

7
标准件、半成品库

0
8
组装车间

0
9
成品库

合计
0
10.4
0
6.25
0
0
0
5
0
21.67

3.3从至表汇总
将所有外购件和内制件汇总，得到总的从至表。
表3.7 总的从至表

序号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
合计
序号
作业单位
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
标准件、半成品库
组装车间
成品库

1
原材料库

843.04
159.44
295.38

1297.86
2
铸造车间

672.35

672.35
3
锻造车间

127.55

127.55
4
机加工车间

797.53
102.04
320
5

1224.57
5
精密车间

224.49
550

774.49
6
热处理车间

326.53

326.53
7
半成品库

1291.2

1291.2
8
组装车间

1296.2
1296.2
9
成品库

合计
0
843.04
159.44
1421.81
797.53
326.53
870
1296.2
1296.2
7010.75

3.4 物流强度汇总
根据工艺过程分析，和从至表，做出了物流强度汇总表如下。

表3.8 物流强度汇总表
序号
作业单位（对）
物流强度
物流量比例
1
1-2
843.04
12.02%
2
1-3
159.44
2.27%
3
1-4
295.38
4.21%
4
2-4
672.35
9.59%
5
3-4
127.55
1.82%
6
4-5
797.53
11.38%
7
4-6
428.57
6.11%
8
4-7
320
4.56%
9
4-8
5
0.07%
10
5-6
224.49
3.20%
11
5-7
550
7.85%
12
7-8
1291.2
18.42%
13
8-9
1296.2
18.49%

根据物流强度的大小进行排序。

表3.9 物流强度汇总表
序号
作业单位（对）
物流强度
物流量比例
1
8-9
1296.2
18.49%
2
7-8
1291.2
18.42%
3
1-2
843.04
12.02%
4
4-5
797.53
11.38%
5
2-4
672.35
9.59%
6
5-7
550
7.85%
7
4-6
428.57
6.11%
8
4-7
320
4.56%
9
1-4
295.38
4.21%
10
5-6
224.49
3.20%
11
1-3
159.44
2.27%
12
3-4
127.55
1.82%
13
4-8
5
0.07%
3.5物流强度等级划分和分析
根据物流强度汇总表各作业单位队之间的物流量，按物流 路线所占的比例，把物流量从大到小依次划分位A、E、I、O、U。
表3.10 物流强度分析表
序号
作业单位（对）
物流强度
物流量比例
物流强度等级
1
8-9
1296.2
18.49%
A
2
7-8
1291.2
18.42%
A
3
1-2
843.04
12.02%
E
4
4-5
797.53
11.38%
E
5
2-4
672.35
9.59%
E
6
5-7
550
7.85%
I
7
4-6
428.57
6.11%
I
8
4-7
320
4.56%
I
9
1-4
295.38
4.21%
I
10
5-6
224.49
3.20%
O
11
1-3
159.44
2.27%
O
12
3-4
127.55
1.82%
O
13
4-8
5
0.07%
O

表3.11 物流强度等级比例划分表
物流强度等级
符号
物流量比例/%
超高物流强度
A
36.91%
特高物流强度
E
32.99%
较大物流强度
I
22.74%
一般物流强度
O
7.37%

根据物流强度分析表中物流强度等级的计算，承担的物流量比例见下表

3.6原始物流分析
为了能够简单明了的表示所有作业单位之间的相互关系，仿照从至表结构构造一种作业单位之间的流相互关系表，称之为原始物流相关表，如表所示，在表中各物流移动的起始与终止作业单位，在行与列的相应方格内填入行作业与列作业单位件的物流强度等级。

表3.12 原始物流相关表

序号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
序号
作业单位
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
成品库
办公服务楼
设备维修车间
1
原材料库

E
O
I
U
U
U
U
U
U
U
2
铸造车间
E

U
E
U
U
U
U
U
U
U
3
锻造车间
O
U

O
U
U
U
U
U
U
U
4
机加工车间
I
E
O

E
O
I
O
U
U
U
5
精密车间
U
U
U
E

O
I
U
U
U
U
6
热处理车间
U
U
U
O
O

U
U
U
U
U
7
半成品库
U
U
U
I
I
U

A
U
U
U
8
组装车间
U
U
U
O
U
U
A

A
U
U
9
成品库
U
U
U
U
U
U
U
A

U
U
10
办公服务楼
U
U
U
U
U
U
U
U
U

U
11
设备维修车间
U
U
U
U
U
U
U
U
U
U

表3.13 原始物流相关表

3.7非物流分析
当物流对企业的生产有重大影响时，物流分析就是工厂布置的主要依据。但是，也不能忽视非物流因素影响,尤其是当物流对生产影响不大或没有固定的物流时，工厂布置就不能依赖于物流分析，而应当考虑其他因素对各作业单位间相互关系的影响
作业单位间相互关系的影响因素与企业的性质有很大的关系，根据本厂制造过程，物流强度比较大。一般可以考虑：（1）物流；（2）工作联系频繁程度；（3）作业单位性质；（4）使用相同的公用设施；（5）监督和管理；（6）使用相同设备；（7）服务的频繁和紧急程度等方面；（8）噪声震动的影响。
对作业单位相互关系分析时，首先，制定出基准相互关系表。
表3.14 基准相互关系表
字母
一对作业单位
关系密切程度的理由
A
准件、半成品库和组装车间
组装车间和成品库
搬运物料的数量、次数以及类似的搬运问题
报表运送方便、管理方便
E
铸造车间与机加工车间
维修和精密车间
搬运物料的数量和形式
不可损坏没有包装的物品
服务的频繁和紧急程度
I
原材料库与铸造车间,机加工车间
精密车间设备维修与其他金属加工车间之间
搬运物料的数量和频数以及类似的搬运问题
服务的频繁程度
O
办公楼与设备维修车间
办公楼与成品库
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、成品库及组装
接触不多、不常联系联系密切程度不大不常联系
X
办公楼、服务楼与铸造车间、热处理车间精密车间
灰尘、噪声、振动、异味、烟尘、振动

在对各作业单位进行分析后，利用与物流相关表相同的表格形式，建立非物流作业单位相互关系表。
表3.15 非物流相关表

序号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
序号
作业单位
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
成品库
办公服务楼
设备维修车间
1
原材料库

I
U
I
U
U
U
U
U
U
U
2
铸造车间
I

U
E
U
U
U
U
U
X
I
3
锻造车间
U
U

U
U
U
U
U
U
X
I
4
机加工车间
I
E
U

U
I
U
U
U
X
I
5
精密车间
U
U
U
U

U
U
U
U
X
E
6
热处理车间
U
U
U
I
U

U
U
U
X
I
7
半成品库
U
U
U
U
U
U

A
U
U
U
8
组装车间
U
U
U
U
U
U
A

A
U
U
9
成品库
U
U
U
U
U
U
U
A

O
U
10
办公服务楼
U
X
X
X
X
X
U
U
O

O
11
设备维修车间
U
I
I
I
E
I
U
U
U
O

表3.16 非物流相关表

3.8综合相互关系
各作业单位之间既有物流的联系，也有非物流的联系，各作业单位之间的相互关系，应包括物流关系和非物流关系，要将作业单位之间的物流相互关系和非物流相互关系进行合并求出综合相互关系，然后从各作业单位间的综合关系出发，实现各作业单位间的合理布置。
（1）加权值的选取
由于一部分零件是自制的，而且是批量生产在组织和管理生产变化很小，物流关系和非物流关系，重要性相差比较大，所以物流关系与非物流关系的加权值2：1。
（2）综合关系相互计算
根据各作业单位之间物流与非物流关系等级的高低进行量化计算加权求和，求出综合相互关系表。当作业单位对数目为N时，总的作业单位对数可用下式计算。
P=N（N-1）/2
该厂有11个作业单位，则总的作业单位对数为55，即有55个相互关系。

表3.17 作业单位之间综合相互关系计算表

关系密度
综合关系
作业单位对
物流关系 加权值：2
非物流关系：加权值1

等级
分数
等级
分数
分数
等级
1—2
E
3
I
2
8
E
1—3
O
1
U
0
2
O
1—4
I
2
I
2
6
E
1—5
U
0
U
0
0
U
1—6
U
0
U
0
0
U
1—7
U
0
U
0
0
U
1—8
U
0
U
0
0
U
1—9
U
0
U
0
0
U
1—10
U
0
U
0
0
U
1—11
U
0
U
0
0
U
2—3
U
0
U
0
0
U
2—4
E
3
E
3
9
E
2—5
U
0
U
0
0
U
2—6
U
0
U
0
0
U
2—7
U
0
U
0
0
U
2—8
U
0
U
0
0
U
2—9
U
0
U
0
0
U
2—10
U
0
X
-1
-1
X
2—11
U
0
I
2