减速器厂规划课程设计汇总.doc

设施规划与物流分析 课程设计(论文)
设计（论文）题目 变速箱长总平面布置设计
学院名称 核技术与自动化工程学院
专业名称 工业工程
学生姓名
学生学号
任课教师
设计（论文）成绩

2016年 1 月 8 日
填写说明
1、 专业名称填写为专业全称，有专业方向的用小括号标明；
2、 格式要求：格式要求：
① 用A4纸双面打印（封面双面打印）或在A4大小纸上用蓝黑色水笔书写。
② 打印排版：正文用宋体小四号，1.5倍行距，页边距采取默认形式（上下2.54cm，左右2.54cm，页眉1.5cm，页脚1.75cm）。字符间距为默认值（缩放100%，间距：标准）；页码用小五号字底端居中。
③ 具体要求：
题目（二号黑体居中）；
摘要(“摘要”二字用小二号黑体居中，隔行书写摘要的文字部分，小4号宋体)；
关键词（隔行顶格书写“关键词”三字，提炼3-5个关键词，用分号隔开，小4号黑体)；
正文部分采用三级标题；
第1章 ××(小二号黑体居中，段前0.5行)
1.1 ×××××小三号黑体×××××（段前、段后0.5行）
1.1.1小四号黑体（段前、段后0.5行）
参考文献（黑体小二号居中，段前0.5行），参考文献用五号宋体，参照《参考文献著录规则（GB/T 7714－2005）》。

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：
根据给定的原始条件，进行系统分析，完成变速箱厂总平面布置设计，编写课程设计报告。
主要内容：
1. 基本要素分析。
2. 物流分析。
3. 作业单位非物流相互关系分析。
4. 作业单位综合相互关系分析。
5. 绘制作业单位位置相关图。
6. 绘制作业单位面积相关图。
7. 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的总结，是设计成果的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。课程设计报告采用A4纸打印。 
2．工厂总平面布置图是工厂布置设计的阶段成果与最终成果，要求采用A4图幅，1﹕1000的比例绘制。

目录
第一章设计产品名称 6
第二章原始给定条件 6
一、变速箱的结构及有关参数 6
二、作业单位划分 9
三、生产工艺过程 9
第三章产品工艺过程分析 13
（一）计算物流量 13
（二）绘制各零件的工艺过程图 14
（三）绘制产品总工艺过程图 （图7） 17
第四章物流分析 18
（一）绘制从至标 18
（二）绘制物流强度汇总表 19
（三）划分物流强度等级 19
(四)制作业物流相关图 20
第五章作业单位非物流相互关系分析 20
第六章作业单位综合相互关系分析 22
1、选取加权值 22
2、综合相互关系的计算 22
3、划分关系密级 24
4、建立作业单位综合相互关系表 25
第七章工厂总平面布置 25
1、综合接近程度 25
2、作业单位位置相关图 26
3、单位面积相关图 28

摘要
根据给定的原始条件，进行系统分析，完成工厂总平面布置设计，包括对产品工艺过程的分析、作业单位分别进行物流与非物流相互关系进行分析、作业单位进行综合相互关系的分析，从而绘制作业单位位置相关图、面积相关图以及绘制工厂总平面布置图。

关键词：工艺过程，物流分析，相关图第一章设计产品名称
变速箱厂总平面布局设计
第二章原始给定条件
公司有地20000㎡，东西长200m，南北宽100m，计划建成年产90000套变速箱的生产厂。
一、变速箱的结构及有关参数
变速箱由39个零件构成，装配图（略）。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

工厂名称：变速箱厂
共1页
产品名称
变速箱
产品代号
110
计划年产量
90000
第1页
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/kg
说明
39
垫圈

√
65Mn
180000

0.004

38
螺母

√
Q235
180000

0.011

37
螺栓

√
Q235
270000

0.032

36
销

√
35
180000

0.022

35
防松垫片

√
Q215
90000

0.010

34
轴端盖圆

√
Q235
90000

0.050

33
螺栓

√
Q235
180000

0.020

32
通气器

√
Q235
90000

0.030

31
视孔盖

√
Q215
90000

0.050

30
垫片

√
橡胶纸
90000

0.004

29
机盖

√

HT200
90000

2.400

28
垫圈

√
65Mn
540000

0.006

27
螺母

√
Q235
540000

0.016

26
螺栓

√
Q235
540000

0.103

25
机座

√

HT200
90000

3.000

24
轴承

√

180000

0.450

23
挡油圈

√
Q215
180000

0.004

22
毡封油圈

√
羊毛毡
90000

0.004

21
键

√
Q275
90000

0.080

20
定距环

√
Q235
90000

0.090

19
密封盖

√
Q235
90000

0.050

18
可穿透端盖

√
HT150
90000

0.040

17
调整垫片

√
08F
180000

0.004

16
螺塞

√
Q235
90000

0.032

15
垫片

√
橡胶纸
90000

0.004

14
游标尺

√

90000

0.050

13
大齿轮

√

40
90000

1.000

12
键

√
Q275
90000

0.080

11
轴

√

Q275
90000

0.800

10
轴承

√

180000

0.450

9
螺栓

√
Q235
2160000

0.025

8
端盖

√

HT200
90000

0.040

7
毡封油圈

√
羊毛毡
90000

0.004

6
齿轮轴

√

Q275
90000

1.500

5
键

√
Q275
90000

0.040

4
螺栓

√
Q235
1080000

0.014

3
密封盖

√
Q235
90000

0.020

2
可穿透端盖

√
HT200
90000

0.040

1
调整垫片

√
08F
180000

0.010

二、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、铲平性能试验、生产管理等各项生产任务。

表2 作业单位建筑汇总表

序号
作业单位名称
用途
建筑面积/mxm
备注
1
原材料库
储存钢材、铸锭
25x30
露天
2
铸造车间
铸造
15x25

3
热处理车间
热处理
15x15

4
机加工车间
车、铣、钻
15x35

5
精密车间
精镗、磨销
15x35

6
标准件、半成品
储存外购件、半成品
15x25

7
组装车间
组装变速器
15x35

8
锻造车间
锻造
15x25

9
成品库
成品储存
15x15

10
办公、服务楼
办公室、食堂等
60x40

11
设备维修车间
机床维修
15x25

三、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，宗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到表8，表中的利用率为加工后产品与加工前的比率。

表3 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
计划年产量
年产总质量
机盖
29
HT200
2.400
90000
216000
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
计划年产量
年产总质量
机座
25
HT200
3.000
90000
270000
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5 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
计划年产量
年产总质量
大齿轮
13
40
1.000
90000
90000
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

5
机加工车间
磨
98
6
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
计划年产量
年产总质量
轴
11
Q275
0.800
90000
72000
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，铣
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
计划年产量
年产总质量
齿轮轴
6
Q275
1.500
90000
135000
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，铣
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
计划年产量
年产总质量
端盖
8
HT200
0.040
90000
3600
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
4
半成品
暂存

2 .标准件、外购件与半成品暂存
生产出的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。
3.组装
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.成品储存
所有合格变速箱均存放在成品库等待出厂
三．产品---产量分析
因年产量为90000套，生产工艺比较复杂，故应将生产线按照产品原则布置，运用流水线作业进行生产。
第三章产品工艺过程分析
（一）计算物流量
产品名称

毛重/kg
废料/kg
锻造废料
铸造废料
机加工废料
精加工废料
全年总质量
机盖
2.4/(0.8
*0.8*0.98)
=3.827

3.986*0.2
=0.765
3.827*0.8
*0.2=0.612
3.827*0.8
*0.8*0.02
=0.049
1.426*90000
=128340
机座
3/(0.8
*0.8*0.98)
=4.783

4.783*0.2
=0.957
4.783*0.8
*0.2=0.765
4.783*0.8
*0.8*0.02
=0.061
1.783*90000
=160470
大齿轮
1/（0.8
*0.8*0.98）
=1.594
1.594*0.2
=0.319

1.594*0.8
*0.2=0.255
1.594*0.8
*0.8*0.02
=0.02
0.225+0.02
=0.275

0.594*90000
=53460
轴
0.8/(0.8*
0.95*0.98)
=1.074

1.074*0.2
=0.215
1.074*0.8
*0.95*0.02
=0.016
0.215+0.016
=0.231
1.074*0.8
*0.05=
0.043
0.274*90000
=24660
齿轮轴
1.5/(0.8*
0.95*0.98
)=2.014

2.01*0.2
=0.402
2.01*0.8*
0.95*0.02
=0.031
0.402+0.031
=0.433
1.88*0.8
*0.05=
0.075
0.508*90000
=45720
46260
端盖
0.04/(0.6*
0.8)=0.083

0.083*0.4
=0.0332
0.083*0.6
*0.2=0.0096

0.043*90000
=3852
表9 自制件的物流量计算

（二）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图,如图1至6所示。图中序号分别是：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、标准件、半成品库，7、组装车间，8、锻造车间，9、成品库。

图1机盖物流量 图2机座物流量

图3大齿轮物流量 图4轴物流量

图5齿轮轴物流量 图6端盖物流量

（三）绘制产品总工艺过程图 （图7）

图7 工艺总流程图
第四章物流分析
（一）绘制从至标
表11 减速器加工工艺从至表（单位：t）
至
从
1
2
3
4
5
6
7
8
9
合计
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、半成品库
组装车间
锻造车间
成品库
1
原材料库

782.307

277.92

143.46

1203.687
2
铸造车间

624.42

624.42
3
热处理车间

303.03

303.03
4
机加工车间

114.75

718.2
300.6

1133.55
5
精密车间

222.3

486

708.3

6
标准件、半成品库

1168.37

1168.37
7
组装车间

1168.37
1168.37
8
锻造车间

114.75

114.75
9
成品库

合计

782.307
337.05
1320.12
337.05
718.2
786.6
1168.37
1168.37
6424.477
（二）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12之中。
表12 物流强度汇总表
序号
作业单位对（路线）
物流强度/t
序号
作业单位对（路线）
物流强度/t
1
1-2
782.307
7
4-6
300.6
2
1-4
277.92
8
5-3
222.3
3
1-8
143.46
9
5-6
486
4
2-4
624.42
10
6-7
1168.37
5
3-4
417.78
11
7-9
1168.37
6
4-5
718.2
12
8-4
114.75

（三）划分物流强度等级
表13 物流强度分析表
序号
作业单位对（路线）
物流强度（单位：t）
物流强度等级

150
300
450
600
750
900
1050
1200

1
6-7

A
2
7-9

A
3
1-2

E
4
4-5

E
5
2-4

E
6
5-6

I
7
3-4

I
8
4-6

I
9
1-4

O
10
5-3

O
11
1-8

O
12
8-4

O

(四)制作业物流相关图
根据以上分析，绘制作业单位物流相关图，如图8所示
第五章作业单位非物流相互关系分析
针对减速器的特点，制定个作业单位间相互关系密切程度理由如表14，根据表14制定减速器“基准相互关系”（如表15），在此基础上建立非物流作业单位相互关系图如图9所示。
表14 减速器各作业单位关系密切程度理由
编号
理由
编号
理由
1
工作流程的连续性
5
安全及污染
2
生产服务
6
振动、噪声、烟尘
3
搬运搬运
7
人员联系
4
管理方便
8
信息传递
表15 基准相互关系
字母
一对作业单位
密切程度的理由
A
原材料库与铸造车间、原材料与机加工
组装和成品库，
搬运物料的数量，次数以及搬运问题
E
铸造车间与机加工车间
维修与精密车间
半成品和组装
搬运物料的数量和形式
不可损害没有包装的物品
服务的频繁和紧急程度
I
半成品库和精密车间
机加工车间和热处理、精密车间
半成品库与办公服务楼
设备维修车间和其他加工车间、锻造
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
报表运送方便，管理方便
O
机加工车间与锻造车间、半成品库
原材料库和锻造车间
办公楼和其他加工车间
物料搬运的数量
联系的频繁程度，
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、组装、热处理
锻造车间和热处理、铸造、成品
接触不多、不常联系
密切程度不大，
X
办公楼服务楼与锻造车间、铸造车间、热处理车间
精密车间与铸造车间，热处理车间
锻造和组装车间、精密
灰尘、噪声、振动、异味、烟尘、振动

第六章作业单位综合相互关系分析
从图8和图9可知，减速器作业单位物流相关与非物流相互关系不一致。为了确定各作业单位之间综合相互关系密切程度，需要将两表合并后再进行分析判断。其合并过程如下：
1、选取加权值
加权值的大小反映工厂布置时考虑因素的侧重点，对于减速起来说，取物流因素（m）与非物流因素（n）的比值为m:n=1:1
2、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16所示。
因作业单位数目为11，则总作业单位对数为：
u=55
式中，u为作业单位对数。
表16 作业单位之间综合相互关系计算表
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
分数
等级
分数
等级
分数
等级
1-2
3
E
4
A
7
A
1-3
0
U
0
U
0
U
1-4
1
O
4
A
5
E
1-5
0
U
0
U
0
U
1-6
0
U
0
U
0
U
1-7
0
U
0
U
0
U
1-8
1
O
1
O
2
O
1-9
0
U
0
U
0
U
1-10
0
U
2
I
2
O
1-11
0
U
0
U
0
U
2-3
0
U
0
U
0
U
2-4
3
E
3
E
6
E
2-5
0
U
-1
X
-1
X
2-6
0
U
0
U
0
U
2-7
0
U
0
U
0
U
2-8
0
U
0
U
0
U
2-9
0
U
0
U
0
U
2-10
0
U
-1
X
-1
X
2-11
0
U
2
I
2
O
3-4
2
I
2
I
4
I
3-5
1
O
-1
X
0
U
3-6
0
U
0
U
0
U
3-7
0
U
0
U
0
U
3-8
0
U
0
U
0
U
3-9
0
U
0
U
0
U
3-10
0
U
-1
X
-1
X
3-11
0
U
2
I
2
O
4-5
3
E
2
I
5
E
4-6
2
I
1
O
3
I
4-7
0
U
1
O
1
U
4-8
1
O
1
O
2
O
4-9
0
U
0
U
0
U
4-10
0
U
1
O
1
U
4-11
0
U
2
I
2
O
5-6
2
I
2
I
4
I
5-7
0
U
0
U
0
U
5-8
0
U
-1
X
-1
X
5-9
0
U
0
U
0
U
5-10
0
U
1
O
1
U
5-11
0
U
3
E
3
I
6-7
4
A
3
E
7
A
6-8
0
U
0
U
0
U
6-9
0
U
0
U
0
U
6-10
0
U
2
I
2
O
6-11
0
U
0
U
0
U
7-8
0
U
-1
X
-1
X
7-9
4
A
4
A
8
A
7-10
0
U
1
O
1
U
7-11
0
U
3
E
3
I
8-9
0
U
0
U
0
U
8-10
0
U
-1
X
-1
X
8-11
0
U
2
I
2
O
9-10
0
U
1
O
1
U
9-11
0
U
0
U
0
U
10-11
0
U
1
O
1
U

3、划分关系密级
在表16中，综合关系分数值范围为-1~8，按分数排列得出各分数段所占比例如表17所示。在此基础上与表18中推荐的综合相互关系密级程度划分比例进行对比，若各等级相差太大，则需要对表16中作业单位对之间的关系密切程度做适当的调整，使各等级比例与表18中推荐的比例尽量接近。
表17 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(%)
7-8
A
3
5.5%
5-6
E
3
5.5%
3-4
I
5
21.8%
2
O
8
10.9%
0-1
U
30
52.7%
-1
X
6
10.9%
表18 综合相互关系密级与划分比列
关系密级
符号
作业单位对数比例（%）
绝对必要靠近
A
1-3
特别重要靠近
E
2-5
重要
I
3-8
一般
O
5-15
不重要
U
20-85
不希望靠近
X
0-10

4、建立作业单位综合相互关系表
根据表16绘制出作业单位综合相互关系图，如图10所示。

第七章工厂总平面布置
1、综合接近程度
为绘图方便，先计算各作业单位的综合接近程度，如表19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，说明该作业单位应该远离布置图的中心，最好处于布置图的边缘。因此，布置设计应该按照综合接近程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。
根据表19综合接近程度排序表得各作业单位布置顺序依次为：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、标准间、半成品车间，7、组装车间，8、锻造车间，9、成品库，10、办公、服务楼，11、设备维修车间。
表19 综合接近程度排序图
作业单位代号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
1原材料库

A/4
U/0
E/3
U/0
U/0
U/0
O/1
U/0
O/1
U/0
2铸造车间
A/4

U/0
E/3
X/-1
U/0
U/0
U/0
U/0
X/-1
O/1
3热处理车间
U/0
U/0

I/2
U/0
U/0
U/0
U/0
U/0
X/-1
O/1
4机加工车间
E/3
E/3
I/2

E/3
I/2
U/0
O/1
U/0
U/0
O/1
5精密车间
U/0
X/-1
U/0
E/3

I/2
U/0
X/-1
U/0
U/0
I/2
6半成品库
U/0
U/0
U/0
I/2
I/2

A/4
U/0
U/0
O/1
U/0
7组装车间
U/0
U/0
U/0
U/0
U/0
A/4

X/-1
A/4
U/0
I/2
8锻造车间
O/1
U/0
U/0
O/1
X/-1
U/0
X/-1

U/0
X/-1
O/1
9成品库
U/0
U/0
U/0
U/0
U/0
U/0
A/4
U/0

U/0
U/0
10办公楼
O/1
X/-1
X/-1
U/0
U/0
O/1
U/0
X/-1
U/0

U/0
11设备维修
U/0
O/1
O/1
O/1
I/2
U/0
I/2
O/1
U/0
U/0

综合接近程度
9
6
2
15
5
9
9
0
4
-1
8
排序
2
6
9
1
7
3
4
10
8
11
5
2、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20所示的连来表示。为了绘图简便，用“○”内标注号码来表示作业单位，而不严格地区分作业单位的性质。
对表19进行汇总得表21，综合得出减速器厂作业单位位置相关图如图11所示。
表20 关系密级表示法
符号
系数值
线条数
密切程度等级
颜色规范
A
4
////
绝对必要
红
E
3
///
特别重要
桔黄
I
2
//
重要
绿
O
1
/
一般
蓝
U
0

不重要
不着色
X
-1
―――――
不希望
棕

表21 相互关系表

A
E
I
O
U
X
作业单位1
2
4

8,10
3,5,6,7,9,11

作业单位2
1
4

11
3,6,7,8,9，
5，10
作业单位3

4
11
1,2,5,6,7,8,9，
10
作业单位4

1，2，5
3，6
8，11
7，9，10

作业单位5

4
6，11

1，3,7，9,10
2，8
作业单位6
7

4，5，
10
1，2，3，8，9，11

作业单位7
6，9

11

1，2，3，4，5，10
8
作业单位8

9
1，4，11
2，3，6,9
5，7，10
作业单位9
7

1，2，3，4，5，6，8，10，11

作业单位10

1,6
4，5，7，9，11
2，3，8
作业单位11

5，7
2，3，4，8
1，6，9，10

3、单位面积相关图
选取绘图比例1：1000，绘制单位为mm，减速器厂作业单位面积相关图，如图12

图11 作业单位位置相关图

图12 减速器厂作业单位面积相关图
图13 减速器厂平面布置图