变速箱厂总平面布置设计-设施规划课程设计(全套包括说明书-6个cad制图可导入到CAD中-一.pdf

西南科技大学西南科技大学设施规划与物流分析设施规划与物流分析变速箱厂总平面布置变速箱厂总平面布置设计设计 班级：班级：姓名：姓名：学号：学号：指导老师：指导老师：设施规划与物流分析设施规划与物流分析 西南科技大学西南科技大学第第 1 页页设施规划与物流分析课程设计任务书设施规划与物流分析课程设计任务书课程设计题目课程设计题目：变速箱厂总平面设计变速箱厂总平面设计课程设计内容与要求：课程设计内容与要求：1.课程设计说明书课程设计说明书 课程设计说明书是整个设计工作的总结，应包括各阶段工作、数据、各布置课程设计说明书是整个设计工作的总结，应包括各阶段工作、数据、各布置方案简图及文字说明。工作量不少于方案简图及文字说明。工作量不少于 5000 字，说明书为字，说明书为 A4 纸，若手写必须碳素纸，若手写必须碳素或蓝黑墨水。或蓝黑墨水。2.图样工作量图样工作量 图样是工厂布置设计的阶段成果与最终成果，包括：图样是工厂布置设计的阶段成果与最终成果，包括：（1）作业单位位置相关图）作业单位位置相关图 相当于相当于 A1 图样的坐标纸图样的坐标纸 1 张。张。（2）作业单位面积相关图）作业单位面积相关图 相当于相当于 A1 图样的坐标纸图样的坐标纸 1 张。张。（3）布置方案图）布置方案图 A1 图样三套。图样三套。注：上述图样均应上墨处理。注：上述图样均应上墨处理。（也可用计算机绘图并打印）（也可用计算机绘图并打印）3.针对给定的工厂实例完成下列工作：针对给定的工厂实例完成下列工作：（1）产品分析，产品产品分析，产品产量分析，确定生产类型。产量分析，确定生产类型。（2）生产工艺过程分析，绘制工艺工程图。生产工艺过程分析，绘制工艺工程图。（3）进行物流分析，得到物流相关表。进行物流分析，得到物流相关表。（4）进行作业单位相互关系分析，得到作用单位相互关系表。进行作业单位相互关系分析，得到作用单位相互关系表。（5）将作用单位物流相关表与非物流相关表加权合并，求出作业单位综将作用单位物流相关表与非物流相关表加权合并，求出作业单位综合相关表。合相关表。（6）绘制作业单位位置相关图。绘制作业单位位置相关图。（7）绘制作业单位面积相关图。绘制作业单位面积相关图。（8）参考现场调研的情况，列出影响布置的修正因素与实际限制条件。参考现场调研的情况，列出影响布置的修正因素与实际限制条件。（9）产生三套布置方案。产生三套布置方案。（10）布置方案的自我评价，从物流效率、工艺流程要求及生产变化的布置方案的自我评价，从物流效率、工艺流程要求及生产变化的适应性等方面对各方案进行评价比较，得出最佳方案。适应性等方面对各方案进行评价比较，得出最佳方案。设施规划与物流分析设施规划与物流分析 西南科技大学西南科技大学第第 2 页页目目 录录一一.绪论绪论 3二二.变速箱厂总平面布置设计概述变速箱厂总平面布置设计概述 41.基本生产布置的原则 42.工厂总平面布置设计原则 53.SLP 过程步骤 5三系统布置设计（三系统布置设计（SLP）基本要素分析）基本要素分析 71.原始给定条件 72.变速箱的结构及相关参数 73.作业单位的划分 84.生产工艺过程 9四四.产品产品产量分析产量分析 11五五.物流分析物流分析 121.计算物流量 122.绘制各零件的工艺过程图 123.绘制多种产品工艺过程表 144.绘制产品总工艺过程表 17六六.物流强度分析物流强度分析 18七七.作业单位相互关系分析作业单位相互关系分析 21八八.物流与非物流的相互关系合并物流与非物流的相互关系合并 24九九.绘制作业单位位置相关图绘制作业单位位置相关图 271.综合接近程度计算 272.绘制作业单位位置相关图 29十十.绘制作业单位面积相关图绘制作业单位面积相关图 32十十 一一.绘制总平面布置图和方案选择绘制总平面布置图和方案选择 33十二十二.参考文献参考文献 37 设施规划与物流分析设施规划与物流分析 西南科技大学西南科技大学第第 3 页页一一.绪绪 论论 设施规划与物流分析是工业工程专业的一门重要的主干专业课程。设施规划设施规划与物流分析是工业工程专业的一门重要的主干专业课程。设施规划着重研究工厂总平面布置、车间布置及物料搬运系统等内容，其目标是通过对工着重研究工厂总平面布置、车间布置及物料搬运系统等内容，其目标是通过对工厂各组成部分相互关系的分析，进行合理布置，得到高效运行的生产系统，获得厂各组成部分相互关系的分析，进行合理布置，得到高效运行的生产系统，获得最佳的经济效益和社会效益。最佳的经济效益和社会效益。随着现代化系统优化技术的发展和计算机辅助设计技术的应用，工厂布置设随着现代化系统优化技术的发展和计算机辅助设计技术的应用，工厂布置设计已广泛地采用计算机辅助进行设计规划与布置，由于计已广泛地采用计算机辅助进行设计规划与布置，由于 影响设计布置的因素错影响设计布置的因素错综复杂，并且因素之间相互影响，相互制约，而且大多数因素还具有不确定性，综复杂，并且因素之间相互影响，相互制约，而且大多数因素还具有不确定性，因此，在设施布置设计中常常以物流分析作为其主要的内容。大多数的计算机辅因此，在设施布置设计中常常以物流分析作为其主要的内容。大多数的计算机辅助设施布置设计软件也都是以物流分析为主，采用定量分析和定性分析相结合的助设施布置设计软件也都是以物流分析为主，采用定量分析和定性分析相结合的方法，并将定性分析转化为定量分析。作为现代设施设计人员与生产管理人员，方法，并将定性分析转化为定量分析。作为现代设施设计人员与生产管理人员，掌握并应用计算机辅助布置设计的方法和程序已成为必然。掌握并应用计算机辅助布置设计的方法和程序已成为必然。工厂布置设计是一项多因素，多目标的系统优化问题。学习和掌握工厂布置工厂布置设计是一项多因素，多目标的系统优化问题。学习和掌握工厂布置设计方法最有效的手段就是直接参与设计工作。由于社会需要的多样性，生产不设计方法最有效的手段就是直接参与设计工作。由于社会需要的多样性，生产不同产品的工厂之间必然存在差异。这就给工厂布置设计带来了难题。系统布置设同产品的工厂之间必然存在差异。这就给工厂布置设计带来了难题。系统布置设计方法提供了一种以作业单位物流与非物流的相互关系分析为主线的规划设计方计方法提供了一种以作业单位物流与非物流的相互关系分析为主线的规划设计方法，采用一套表达极强的图例符号和简明表格，通过一系列条理清晰的设计程序法，采用一套表达极强的图例符号和简明表格，通过一系列条理清晰的设计程序进行工厂布置设计。它是一套初中性非常强的设计模式和规范怕设计程序，并且进行工厂布置设计。它是一套初中性非常强的设计模式和规范怕设计程序，并且为设施规划人员与生产管理人员广泛采用，运用效果良好。为设施规划人员与生产管理人员广泛采用，运用效果良好。通过本课程设计，达到巩固设施规划与设计的专业知识，培养学生用所学知识解通过本课程设计，达到巩固设施规划与设计的专业知识，培养学生用所学知识解决工程实际问题的能力，同时培养学生善于使用文献检索工具的能力；提高综合决工程实际问题的能力，同时培养学生善于使用文献检索工具的能力；提高综合所学知识创新性进行设计的能力所学知识创新性进行设计的能力。设施规划与物流分析设施规划与物流分析 西南科技大学西南科技大学第第 4 页页二二.变速箱厂总平面布置设计概述变速箱厂总平面布置设计概述 在进行工厂总平面布置设计时，我们应该对设施规划与物流分析在进行工厂总平面布置设计时，我们应该对设施规划与物流分析课本中的基本生产布置有所了解课本中的基本生产布置有所了解1.基本生产布置的原则基本生产布置的原则（基本生产专业化布置的原则和形式，影响企业内部（基本生产专业化布置的原则和形式，影响企业内部的生产分工和协作关系，决定物料流向，物流路线和运输量，所以它是企业的生产分工和协作关系，决定物料流向，物流路线和运输量，所以它是企业生产和车间平面布置中必须考虑的重要问题）生产和车间平面布置中必须考虑的重要问题）（1）整体综合原则。整体综合原则。设计时应将对生产设施布置有影响的所有因素都考虑设计时应将对生产设施布置有影响的所有因素都考虑进去，以达到优化的方案进去，以达到优化的方案（2）移动距离最小原则。移动距离最小原则。产品搬运距离的大小，不仅反映搬运费用的高低，产品搬运距离的大小，不仅反映搬运费用的高低，也反映物料游动的通畅程度，因此，应按搬运距离最小原则选择最佳方也反映物料游动的通畅程度，因此，应按搬运距离最小原则选择最佳方案。案。（3）游动性原则游动性原则.良好的生产设施布置应使在制品在生产过程中流动顺畅，良好的生产设施布置应使在制品在生产过程中流动顺畅，消除无谓停滞，力求生产流程连续化消除无谓停滞，力求生产流程连续化。（4）空间利用原则。空间利用原则。无论是生产区域还是依存区域的空间安排，都要力求无论是生产区域还是依存区域的空间安排，都要力求充分有效地利用空间充分有效地利用空间（5）柔性原则。柔性原则。在进行生产布置前，应考虑各种因素变化可能带来的布置变化，以在进行生产布置前，应考虑各种因素变化可能带来的布置变化，以便以后更好的适应市场产品的需求。便以后更好的适应市场产品的需求。（柔性原则布置（柔性原则布置 U 形生产线布置示意图形生产线布置示意图.如图如图2-1）7654321入口入口出口出口工人行走路线工人行走路线图图 2-1 设施规划与物流分析设施规划与物流分析 西南科技大学西南科技大学第第 5 页页（6）安全原则。安全原则。应考虑使作业人员有安全感，并感到方便，舒适应考虑使作业人员有安全感，并感到方便，舒适2.工厂总平面布置设计原则工厂总平面布置设计原则（1）满足生产要求，工艺流程合理）满足生产要求，工艺流程合理 工厂总体布局应满足生产要求，符合工艺过程，减少物流量，同时重视各部工厂总体布局应满足生产要求，符合工艺过程，减少物流量，同时重视各部门间的关系密切程度，具体布置模型有两种：按功能划分门间的关系密切程度，具体布置模型有两种：按功能划分 T 区和采用系统布置设区和采用系统布置设计模式。计模式。我们这个变速箱厂决定采用系统布置设计模式，即按各部门之间物流与非物我们这个变速箱厂决定采用系统布置设计模式，即按各部门之间物流与非物流相互关系密切程度进行系统布置，可以避免物料搬运的往返交叉，节省搬运时流相互关系密切程度进行系统布置，可以避免物料搬运的往返交叉，节省搬运时间与费用。间与费用。（2）适应工厂内外运输要求，线路短捷顺畅）适应工厂内外运输要求，线路短捷顺畅厂内道路承担着物料运输、入流输送、消防通行的任务。还具有划分厂区的功厂内道路承担着物料运输、入流输送、消防通行的任务。还具有划分厂区的功能；道路系统的布局对厂区绿化、美化、排水设施布置，工程管线铺设都有重大能；道路系统的布局对厂区绿化、美化、排水设施布置，工程管线铺设都有重大影响。影响。工厂内部运输方式、道路布局等应与厂外运输方式相适应，这也是工厂总平工厂内部运输方式、道路布局等应与厂外运输方式相适应，这也是工厂总平面布置应给予重视的问题。面布置应给予重视的问题。（3）合理用地）合理用地工业企业建设中，在确保生产和安全的前提下，应尽量合理地节约用地。在工厂工业企业建设中，在确保生产和安全的前提下，应尽量合理地节约用地。在工厂总平面布置时可以采取如下措施：总平面布置时可以采取如下措施：根据运输、防火、安全、卫生、绿化等要求，合理确定通道宽度以及各部门建根据运输、防火、安全、卫生、绿化等要求，合理确定通道宽度以及各部门建筑物之间的距离，力求总体布局紧凑合理。筑物之间的距离，力求总体布局紧凑合理。在满足生产工艺要求前提下，将联系密切的生产厂房进行合并，建成联合厂房，在满足生产工艺要求前提下，将联系密切的生产厂房进行合并，建成联合厂房，此外可以采用多层建筑或适宜的建筑物外形。此外可以采用多层建筑或适宜的建筑物外形。（4）充分注意防火，防爆，防振与防噪场。充分注意防火，防爆，防振与防噪场。（5）利用风向，朝向的自然条件减小环境污染。）利用风向，朝向的自然条件减小环境污染。（6）充分利用地形，地貌，地质条件。充分利用地形，地貌，地质条件。(7)考虑建筑群体的空间组织和造型，注意美学效果。考虑建筑群体的空间组织和造型，注意美学效果。设施规划与物流分析设施规划与物流分析 西南科技大学西南科技大学第第 6 页页3.SLP 过程步骤过程步骤 准备原始资料准备原始资料 在系统设计开始时，首先必须明确给出基本要素在系统设计开始时，首先必须明确给出基本要素产品产品 P、产量、产量 Q、生产、生产工艺路线工艺路线 R、辅助服务部门、辅助服务部门 R 及时间安排及时间安排 T 这些原始资料，同时也需要对作业这些原始资料，同时也需要对作业单位的划分情况进行分析，通过分解与合并，得到最佳的作业单位划分状况。单位的划分情况进行分析，通过分解与合并，得到最佳的作业单位划分状况。物流分析与作业单位相互关系分析物流分析与作业单位相互关系分析 工厂的物料移动是工艺过程的主要部分时，物流分析就成了布置设计中最关工厂的物料移动是工艺过程的主要部分时，物流分析就成了布置设计中最关键的方面；由于非物流关系对工厂设计也很重要，介于两者之间的情况，则需要键的方面；由于非物流关系对工厂设计也很重要，介于两者之间的情况，则需要考虑作业单位之间物流与非物流之间的相互关系。考虑作业单位之间物流与非物流之间的相互关系。物流分析的结果可以用物流强度等级及物流相关表来表示。非物流作业单位物流分析的结果可以用物流强度等级及物流相关表来表示。非物流作业单位间的相互关系可以用关系密集及相互关系表来表示。综合考虑作业单位间物流与间的相互关系可以用关系密集及相互关系表来表示。综合考虑作业单位间物流与非物流的相互关系时，可以采用简单加权的方法将物流关系表及作业单位相互关非物流的相互关系时，可以采用简单加权的方法将物流关系表及作业单位相互关系表综合成综合相互关系表。系表综合成综合相互关系表。绘制作业单位位置相关图绘制作业单位位置相关图 根据物流相关表与作业单位相互关系表，考虑每对作业单位间相互关系等级根据物流相关表与作业单位相互关系表，考虑每对作业单位间相互关系等级的高低，决定两作业单位相对位置的远近，得出各作业单位之间的相对位置关系，的高低，决定两作业单位相对位置的远近，得出各作业单位之间的相对位置关系，这时并考虑各作业单位具体的占地面积，从而得到的仅是作业单位位置相关图。这时并考虑各作业单位具体的占地面积，从而得到的仅是作业单位位置相关图。作业单位占地面积的计算作业单位占地面积的计算 各作业单位所需占地面积与设备、人员、通道等有关，计算出的面积应与可各作业单位所需占地面积与设备、人员、通道等有关，计算出的面积应与可用面积相适应。变速箱厂的各作业单位面积已给出。用面积相适应。变速箱厂的各作业单位面积已给出。绘制作业单位面积相关图绘制作业单位面积相关图 把各作业单位占地面积附加到作业单位位置相关图上，就形成了作业单位面把各作业单位占地面积附加到作业单位位置相关图上，就形成了作业单位面积相关图。积相关图。修正修正 作业单位面积相关图只是一个原始布置图，还需要根据其它因素进行调整与作业单位面积相关图只是一个原始布置图，还需要根据其它因素进行调整与修正。此时需要考虑的修正要素包括物料搬运方式、操作方式、储存周期等，同修正。此时需要考虑的修正要素包括物料搬运方式、操作方式、储存周期等，同时还需要考虑实际限制条件，如成本、安全和职工倾向等方面是否允许。时还需要考虑实际限制条件，如成本、安全和职工倾向等方面是否允许。设施规划与物流分析设施规划与物流分析 西南科技大学西南科技大学第第 7 页页考虑了各种修正因素与实际限制后，对面积图进行调整，得出三个有价值的考虑了各种修正因素与实际限制后，对面积图进行调整，得出三个有价值的可行方案。可行方案。方案评价与择优方案评价与择优 针对得到的三个方案，进行加权因素评价。通过对方案的比较评价，选出或针对得到的三个方案，进行加权因素评价。通过对方案的比较评价，选出或修正方案，得出布置方案图。修正方案，得出布置方案图。三系统布置设计（三系统布置设计（SLP）基本要素分析）基本要素分析1.原始给定条件原始给定条件公司有地公司有地 16000 平方米，厂区南北为平方米，厂区南北为 200 米，东西宽米，东西宽 80 米，该厂预计需要工人米，该厂预计需要工人300 人，计划建成年生产人，计划建成年生产 100000 套变速箱的生产厂。套变速箱的生产厂。2.变速箱的结构及相关参数变速箱的结构及相关参数 变速箱由变速箱由 n39 个零件构成，每个零件，组件的名称，材料，单件重量及需求量如个零件构成，每个零件，组件的名称，材料，单件重量及需求量如表表 3-1 表表 3-1 零件明细表零件明细表工厂名称：变速箱厂工厂名称：变速箱厂共共1 1页页 产品名称产品名称变速箱变速箱产品代产品代号号110110计划年产量计划年产量110000110000第第1 1页页序序号号零件名称零件名称零件零件代号代号自制自制外购外购材料材料总计划总计划需求量需求量零件零件图号图号形状形状零件重零件重量量/kg/kg说说明明3939垫圈垫圈65Mn65Mn2200002200000.0040.0043838螺母螺母Q235Q2352200002200000.0110.0113737螺栓螺栓Q235Q2353300003300000.0320.0323636销销35352200002200000.0220.0223535防松垫片防松垫片Q215Q2151100001100000.0100.0103434轴端盖圆轴端盖圆Q235Q2351100001100000.0500.0503333螺栓螺栓Q235Q2352200002200000.0200.0203232通气器通气器Q235Q2351100001100000.0300.0303131视孔盖视孔盖Q215Q2151100001100000.0500.050 设施规划与物流分析设施规划与物流分析 西南科技大学西南科技大学第第 8 页页3.作业单位的划分作业单位的划分根据变速箱的结构及工艺特点，设立如下所示的根据变速箱的结构及工艺特点，设立如下所示的 11 个单位个单位，分别承担原材料存储，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。如表备料，热处理，加工与装配，产品性能试验，生产管理等各项任务。如表 3-2 表表 3-2 作业单位建筑汇总表作业单位建筑汇总表3030垫片垫片橡胶纸橡胶纸1100001100000.0040.0042929机盖机盖HT200HT2001100001100003.5003.5002828垫圈垫圈65Mn65Mn6600006600000.0060.0062727螺母螺母Q235Q2356600006600000.0160.0162626螺栓螺栓Q235Q2356600006600000.1030.1032525机座机座HT200HT2001100001100004.0004.0002424轴承轴承2200002200000.4500.4502323挡油圈挡油圈Q215Q2152200002200000.0040.0042222毡封油圈毡封油圈羊毛毡羊毛毡1100001100000.0040.0042121键键Q275Q2751100001100000.0800.0802020定距环定距环Q235Q2351100001100000.0900.0901919密封盖密封盖Q235Q2351100001100000.0500.0501818可穿透端盖可穿透端盖HT150HT1501100001100000.0400.0401717调整垫片调整垫片08F08F2200002200000.0040.0041616螺塞螺塞Q235Q2351100001100000.0320.0321515垫片垫片橡胶纸橡胶纸1100001100000.0040.0041414游标尺游标尺1100001100000.0500.0501313大齿轮大齿轮40401100001100002.0002.0001212键键Q275Q2751100001100000.0800.0801111轴轴Q275Q2751100001100001.8001.8001010轴承轴承2200002200000.4500.4509 9螺栓螺栓Q235Q235264000026400000.0250.0258 8端盖端盖HT200HT2001100001100001.0501.0507 7毡封油圈毡封油圈羊毛毡羊毛毡1100001100000.0040.0046 6齿轮轴齿轮轴Q275Q2751100001100002.4002.4005 5键键Q275Q2751100001100000.0400.0404 4螺栓螺栓Q235Q235132000013200000.0140.0143 3密封盖密封盖Q235Q2351100001100000.0200.0202 2可穿透端盖可穿透端盖HT200HT2001100001100000.0400.0401 1调整垫片调整垫片08F08F2200002200000.0100.010序号序号作业单位名称作业单位名称用途用途建筑面积建筑面积/(m/(m x x m)m)备注备注1 1原材料库原材料库储存钢材、铸锭储存钢材、铸锭12*1212*12露天露天2 2铸造车间铸造车间铸造铸造12*3612*363 3热处理车间热处理车间热处理热处理20*3020*304 4机加工车间机加工车间车、銑、钻车、銑、钻12*2412*24 设施规划与物流分析设施规划与物流分析 西南科技大学西南科技大学第第 9 页页4.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。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）.零件的制作与外购零件的制作与外购制作的零件如表制作的零件如表 3-3 到到 3-8，表中，表中 的利用率为加工后产品与加工前的比率。的利用率为加工后产品与加工前的比率。表表 3-3 变速箱零件加工工艺过程表变速箱零件加工工艺过程表产品名称产品名称件号件号材料材料单件质量单件质量/kg计划年产量计划年产量年产总质量年产总质量机盖机盖29HT2002.5005000001250000序号序号作业单位名称作业单位名称工序内容工序内容工序材料利用率（工序材料利用率（%）1原材料库原材料库备料备料2铸造车间铸造车间铸造铸造803机加工车间机加工车间粗铣、镗、钻粗铣、镗、钻804精密车间精密车间精铣、镗精铣、镗985半成品库半成品库暂存暂存表表 3-4 变速箱零件加工工艺过程过程表变速箱零件加工工艺过程过程表产品名称产品名称件号件号材料材料单件质量单件质量/kg计划年产量计划年产量年产总质量年产总质量机座机座25HT2003.0005000001500000序号序号作业单位名称作业单位名称工序内容工序内容工序材料利用率（工序材料利用率（%）1原材料库原材料库备料备料2铸造车间铸造车间铸造铸造803机加工车间机加工车间粗铣、镗、钻粗铣、镗、钻804精密车间精密车间精铣、镗精铣、镗985 5精密车间精密车间精镗、磨削精镗、磨削12*3612*366 6标准件、半成品库标准件、半成品库储存外购件、半成品储存外购件、半成品12*2412*247 7组装车间组装车间组装变速器组装变速器12*3612*368 8锻造车间锻造车间锻造锻造12*2412*249 9成品库成品库成品储存成品储存12*1212*121010办公、服务楼办公、服务楼办公室、食堂等办公室、食堂等80*6080*601111设备维修车间设备维修车间机床维护机床维护12*2412*24 设施规划与物流分析设施规划与物流分析 西南科技大学西南科技大学第第 10 页页5半成品库半成品库暂存暂存表表 3-5 变速箱零件加工工艺过程表变速箱零件加工工艺过程表产品名称产品名称件号件号材料材料单件质量单件质量/kg计划年产量计划年产量年产总质量年产总质量大齿轮大齿轮13401.000500000500000序号序号作业单位名称作业单位名称工序内容工序内容工序材料利用率（工序材料利用率（%）1原材料库原材料库备料备料2铸造车间铸造车间锻造锻造803机加工车间机加工车间粗铣、插齿、钻粗铣、插齿、钻804热处理车间热处理车间渗碳淬火渗碳淬火5机加工车间机加工车间磨磨986半成品库半成品库暂存暂存表表 3-6 变速箱零件加工工艺过程表变速箱零件加工工艺过程表产品名称产品名称件号件号材料材料单件质量单件质量/kg计划年产量计划年产量年产总质量年产总质量轴轴11Q2750.800500000400000序号序号作业单位名称作业单位名称工序内容工序内容工序材料利用率（工序材料利用率（%）1原材料库原材料库备料备料2机加工车间机加工车间粗车、磨、铣粗车、磨、铣803精密车间精密车间精车精车954热处理车间热处理车间渗碳淬火渗碳淬火5机加工车间机加工车间磨磨986半成品库半成品库暂存暂存7表表 3-7 变速箱零件加工工艺过程表变速箱零件加工工艺过程表产品名称产品名称件号件号材料材料单件质量单件质量/kg计划年产量计划年产量年产总质量年产总质量齿轮轴齿轮轴6Q2751.400500000700000序号序号作业单位名称作业单位名称工序内容工序内容工序材料利用率（工序材料利用率（%）1原材料库原材料库备料备料2机加工车间机加工车间粗车、磨、铣粗车、磨、铣803精密车间精密车间精车精车95 设施规划与物流分析设施规划与物流分析 西南科技大学西南科技大学第第 11 页页4热处理车间热处理车间渗碳淬火渗碳淬火5机加工车间机加工车间磨磨986半成品库半成品库暂存暂存7表表 3-8 变速箱零件加工工艺过程表变速箱零件加工工艺过程表产品名称产品名称件号件号材料材料单件质量单件质量/kg计划年产量计划年产量/kg年产总质量年产总质量端盖端盖8HT2000.05050000025000序号序号作业单位名称作业单位名称工序内容工序内容工序材料利用率（工序材料利用率（%）1原材料库原材料库备料备料2铸造车间铸造车间铸造铸造603机加工车间机加工车间精车精车80（2）.标准件、外购件与半成品暂存标准件、外购件与半成品暂存生产出的零、组件经检验合格后，送入半成品库暂存。定期订购的标准件和外协件均存生产出的零、组件经检验合格后，送入半成品库暂存。定期订购的标准件和外协件均存放在半成品库。放在半成品库。（3）.组装组装所有零件、组件在组装车间集中组装成变速箱成品。所有零件、组件在组装车间集中组装成变速箱成品。（4）.性能测试性能测试所有组装出的变速箱均需进行性能试验，不合格的就在组装车间进行修复，合格后送入所有组装出的变速箱均需进行性能试验，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。成品库，即不考虑成品组装不了的情况。（5）.产品存储产品存储所有合格变速箱存放在成品库等待出厂。所有合格变速箱存放在成品库等待出厂。四四.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，其年产量为品品种单一，产量较大，其年产量为 100000 台，属于大批量生产，适合按产品的原台，属于大批量生产，适合按产品的原则布置，宜采用流水线的组织形式则布置，宜采用流水线的组织形式。设施规划与物流分析设施规划与物流分析 西南科技大学西南科技大学第第 12 页页五五.物流分析物流分析1.计算物流量计算物流量通过对产品的加工、组装、检验等各种加工阶段以及各工艺过程路线的分析，计算通过对产品的加工、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位质量及产生的废料重量，并根据全年生产量计算全每个工艺过程各工序加工前工件单位质量及产生的废料重量，并根据全年生产量计算全年物流量。例如，对机盖来说，它的工艺过程为原材料库年物流量。例如，对机盖来说，它的工艺过程为原材料库铸造车间铸造车间机加工车间机加工车间精精密车间密车间标准件，其中在铸造、机加工和精密加工的过程中材料利用率分别为标准件，其中在铸造、机加工和精密加工的过程中材料利用率分别为80%、80%、98%，而它的单件质量为，而它的单件质量为 2.5Kg，由此得出它的毛重为，由此得出它的毛重为2.500/(0.800.800.98)=3.986 Kg。从而在根据材料利用率得出各个过程产生的废料质。从而在根据材料利用率得出各个过程产生的废料质量。如表量。如表 5-1表表 5-1 全年生产量计算全年物流量2.绘制各零件的工艺过程图绘制各零件的工艺过程图根据各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根据各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 5-15-1图图 5-65-6 所所废料废料/kg/kg产品名称产品名称毛重毛重/kg/kg铸造废料铸造废料锻造废料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机盖机盖2.500/2.500/（0.8*0.8*0.0.8*0.8*0.9898）=3.9860=3.98603.9860*0.2=3.9860*0.2=0.79720.79723.9860*0.8*0.2=03.9860*0.8*0.2=0.6378.63783.9860*0.8*3.9860*0.8*0.8*0.02=0.0.8*0.02=0.051005101.486*500001.486*500000=7430000=743000机座机座3.000/(0.8*0.8*0.93.000/(0.8*0.8*0.98)=4.78328)=4.78324.7832*0.2=4.7832*0.2=0.95660.95664.7832*0.8*0.24.7832*0.8*0.2=0.7653=0.76534.7832*0.8*4.7832*0.8*0.8*0.02=0.0.8*0.02=0.061306131.783*500001.783*500000=8915000=891500大齿轮大齿轮1.000/(0.8*0.8*0.91.000/(0.8*0.8*0.98)=1.59448)=1.59441.5944*01.5944*0.2.2=0.3189=0.31891.5944*0.8*0.2+11.5944*0.8*0.2+1.5944*0.8*0.8*0.5944*0.8*0.8*0.02=0.020402=0.02040.595*500000.595*500000=2975000=297500轴轴0.800/(0.8*0.95*0.0.800/(0.8*0.95*0.98)98)=1.0741=1.07411.074*0.2+1.074*1.074*0.2+1.074*0.8*0.95*0.02=0.0.8*0.95*0.02=0.016301631.074*0.8*01.074*0.8*0.05=0.0430.05=0.04300.274*500000.274*500000=1370000=137000齿轮轴齿轮轴1.400/(0.8*0.95*0.1.400/(0.8*0.95*0.98)98)=1.8797=1.87971.8797*0.2+1.8791.8797*0.2+1.8797*0.8*0.95*0.02=7*0.8*0.95*0.02=0.02860.02861.8797*0.8*1.8797*0.8*0.05=0.07520.05=0.07520.480*500000.480*500000=2400000=240000端盖端盖0.050/(0.6*0.8)0.050/(0.6*0.8)=0.1042=0.10420.10424*0.40.10424*0.4=0.0417=0.04170.10424*0.6*0.2=0.10424*0.6*0.2=0.01250.01250.0542*50000.0542*500000=2710000=27100 设施规划与物流分析设施规划与物流分析 西南科技大学西南科技大学第第 13 页页示。图中序号分别为如下表示。图中序号分别为如下表 5-25-2 表表 5-25-21原材料库原材料库2铸造车间铸造车间3热处理车间热处理车间4机处理车间机处理车间5精密车间精密车间6半成品库半成品库7组装车间组装车间8锻造车间锻造车间 2废料16图 5-1 机盖物流量45废料废料3.98600.79720.63780.05103.18882.55102.500原材料2废料16图 5-2 机座物流量45废料废料4.78320.95660.76530.06133.82663.06133.000原材料 设施规划与物流分析设施规划与物流分析 西南科技大学西南科技大学第第 14 页页 44废料1图 5-4 轴物流量53废料1.07410.21480.04300.85930.81636废料0.01630.8004原材料 图 5-3 大齿轮物流量 2废料14废料0.10420.01250.06250.050图 5-6 端盖物流量图 5-5 齿轮轴物流量3.绘制多种产品工艺过程表绘制多种产品工艺过程表由图由图 5-1 到到 5-6 可得到表可得到表 5-3表 5-3 多种产品工艺过程表 设施规划与物流分析设施规划与物流分析 西南科技大学西南科技大学第第 15 页页由表可有：得一共有原材料库、铸造车间、锻造车间、机加工车间、精密车间、由表可有：得一共有原材料库、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、组装车间八个车间。热处理车间、半成品库、组装车间八个车间。首先计算备产品的物流强度。机盖为首先计算备产品的物流强度。机盖为 2.5kg/件，机座为件，机座为 3kg/件，大齿轮为件，大齿轮为 1kg/件，轴为件，轴为 0.8kg/件，齿轮轴为件，齿轮轴为 1.4kg/件，端盖为件，端盖为 0.05kg/件，因此物流强度大小顺件，因此物流强度大小顺序为机座、机盖、齿轮轴、大齿轮、端盖。序为机座、机盖、齿轮轴、大齿轮、端盖。找出各零件加工第一个车间。原材料库。找出各零件加工第一个车间。原材料库。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、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。机加工车间、锻造车间。第三个车间。机加工车间、精密车间，热处理车间，根据物流强度大小排序为第三个车间。机加工车间、精密车间，热处理车间，根据物流强度大小排序为机加工车间、精密车间，热处理车间。机加工车间、精密车间，热处理车间。综上三步：车间顺序为原材料库、锻造车间、机加工车间、锻造车间、精密车综上三步：车间顺序为原材料库、锻造车间、机加工车间、锻造车间、精密车间、热处理车间、半成品库、组装车间。间、热处理车间、半成品库、组装车间。根据上述步骤得出多种产品工艺过程表，表根据上述步骤得出多种产品工艺过程表，表 5-4 所示。所示。表表 5-4 经计算物流顺流程度经计算物流顺流程度 W=68.378。调换存在物流倒流的情况，计算物流顺流程度调换存在物流倒流的情况，计算物流顺流程度 W。经过两次的迭代，发现经过两次的迭代，发现 W 物流不在不再增加，即为最优，最优为物流不在不再增加，即为最优，最优为 W=79.366 所以最优排布顺序为：原材料库（所以最优排布顺序为：