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1、物流工工程课课程设计计报告书书变速箱厂厂总平面面布置设设计Geneerall Layoout dessignn off Traansmmisssionn Plannt学 号200881144131107学生姓名名何桂浩所在专业业工业工程程所在班级级10811指导教师师侯东亮职称讲师成 绩20111年 112 月月 299 日日目 录目 录录摘要IABSTTRACCTIII1设计题题目12原始给给定条件件12.1变变速箱的的结构及及有关参参数12.2作作业单位位划分332.3生生产工艺艺过程443产品产量分分析64产品工工艺过程程分析664.1计计算物流流量64.2绘绘制各零零件的工工艺过程程图
2、74.3绘绘制产品品总工艺艺过程图图84.4绘绘制产品品初始工工艺过程程表1005物流分分析1115.1绘绘制从至至表1115.2绘绘制物流流强度汇汇总表1115.3划划分物流流强度等等级1225.4绘绘制作业业单位物物流相关关图1226作业单单位非物物流相互互分析1137作业单单位综合合相互关关系分析析158工厂总总平面布布置1998.1综综合接近近程度1198.2作作业单位位位置相相关图1198.3作作业单位位面积相相关图2208.4作作业单位位面积相相关图的的调整2219方案的的评价与与选择225鸣谢266参考文献献27摘 要摘要设施规划划与物流流分析是是工业工工程专业业一门重重要的主主
3、干专业业课，其其主要内内容是研研究工厂厂总平面面布置、车车间布置置以及物物料手动动等内容容；其目目标是通通过对工工厂各组组成部分分相互关关系的研研究分析析，进行行合理的的工厂布布置，得得到高效效运行的的生产系系统，获获得最佳佳的经济济效益和和社会效效益。工厂布置置设计是是一项多多因素、多多目标的的系统优优化问题题。系统统布置设设计方法法提供了了一种以以作业单单位物流流与非物物流的相相互关系系分析为为主的规规划设计计方法，采采用一套套表达极极强的图图例符号号和简明明表格，通通过一系系列条理理清晰的的设计程程序进行行工厂布布置设计计。本课课程设计计综合运运用所学学知识，采采用了系系统布置置设计等等
4、方法，综综合考虑虑各方面面因素，分分析物流流强度等等，对变变速箱厂厂进行总总体平面面布局，设设计出多多套相应应的方案案，通过过评价得得到最佳佳的平面面布局。关键词：设施规规划；平平面布局局；变速速箱厂IIIABSTRACTABSTTRACCTFaciilittiess Pllannningg annd LLogiistiics anaalyssis is an impporttantt inndusstriial enggineeeriing bacckboone of couursees, thee maain conntennt oof tthe tottal plaant layyout
5、t, pplannt llayoout andd maaterriall maanuaallyy, eetc.; IIts objjecttivees iis tthrooughh thhe rrelaatioonshhip bettweeen tthe varriouus ccompponeentss off pllantt reeseaarchh annd aanallysiis ccondductted Rattionnal plaant layyoutt, pprodducttionn syysteems aree hiighlly eeffiicieent opeerattionn
6、too obbtaiin tthe besst eeconnomiic aand socciall beeneffitss.Plannt llayoout dessignn iss a manny ffacttorss annd mmanyy off thhe ttargget sysstemm opptimmizaatioon pprobblemms. Sysstemm laayouut ddesiign metthodd prroviidess a to worrk uunitt wiith thee loogissticcs llogiistiics thee reelattionnsh
7、iip oof tthe anaalyssis of thee pllannningg annd ddesiign metthodd maainlly, usiing a sset of exppresss sstroong illlusttrattionns ssymbbolss annd cconccisee foorm, thhrouugh a sseriies of strructtureed ddesiign prooceddurees oof pplannt llayoout dessignn. TThiss cooursse ddesiign commpreehennsivve
8、kknowwleddge, thhe ssysttem arrranggemeent dessignn meethood, takkingg acccouunt of varriouus ffacttorss, ssuchh ass loogissticcs sstreengtth aanallysiis oof tthe geaarboox ffacttoryy inn ovveraall layyoutt, ddesiign a sset of corrressponndinng ssoluutioons, thhrouugh thee evvaluuatiion gett thhe bb
9、estt laayouut.KEYWWORDDS: Facciliitiees pplannninng; Layyoutt; GGearrboxx faactoory广东海洋大学2008级本科生课程设计变速箱厂厂总平面面布置设设计工业工程程，2000811141131007，何何桂浩指导教师师：侯东东亮1 设计题目目变速箱厂厂总平面面布置设设计2 原始给定定条件公司有地地160000，厂区区南北为为2000m。东东西宽880m，该该厂预计计需要工工人3000人，计计划建成成年产11000000套套变速箱箱的生产产厂。2.1 变速箱的的结构及及有关参参数变速箱由由39个个零件构构成，装装配图见见
10、图2-1速箱箱装配图图所示；每个零零件、组组件的名名称、材材料、单单件重量量及年需需求量如如表2-1零件件明细表表所示：图2-11变速箱箱装配图图表2 -1 零零件明细细表工厂名称称：变速速箱厂产品名称称变速箱产品代号号110计划年产产量1000000序号零件名称零件代号号自制外购材料总计划需需求量零件图号号形状单件重量量/kgg说明39垫圈65Mnn20000000.000438螺母Q235520000000.011137螺栓Q235530000000.033236销3520000000.022235防松垫片片Q215510000000.011034轴端盖圆圆Q235510000000.05
11、5033螺栓Q235520000000.022032通气器Q235510000000.033031视孔盖Q215510000000.055030垫片橡胶纸10000000.000429机盖HT200010000002.500028垫圈65Mnn60000000.000627螺母Q235560000000.011626螺栓Q235560000000.100325机座HT200010000003.000024轴承20000000.455023挡油圈Q215520000000.000422毡封油圈圈羊毛毡10000000.000421键Q275510000000.088020定距环Q23551000
12、0000.099019密封盖Q235510000000.055018可穿透端端盖HT155010000000.044017调整垫片片08F20000000.000416螺塞Q235510000000.033215垫片橡胶纸10000000.000414游标尺10000000.055013大齿轮4010000001.000012键Q275510000000.088011轴Q275510000000.800010轴承20000000.45509螺栓Q23552400000000.02258端盖HT200010000000.05507毡封油圈圈羊毛毡10000000.00046齿轮轴Q2755100
13、00001.40005键Q275510000000.04404螺栓Q23551200000000.01143密封盖Q235510000000.02202可穿透端端盖HT200010000000.04401调整垫片片08F20000000.01102.2 作业单位位划分根据变速速箱的结结构及工工艺特点点，设立立如表22-2所所示111各单位位，分别别承担原原材料存储储、备料料、热处处理、加加工与装装配、产产品性能能试验、生生产管理理等各项项生产任任务。表2-22 作业业单位建建筑汇总总表序号作业单位位名称用途建筑面积积/（m x mm）备注1原材料库库储存钢材材、铸锭锭20 xx 300露天2铸
14、造车间间铸造12 xx 2443热处理车车间热处理12 xx 1224机加工车车间车、铣、钻钻12 xx 3665精密车间间精镗、磨磨销12 xx 3666标准件、半半成品库库储存外购购件、半半成品12 xx 2447组装车间间组装变速速器12 xx 3668锻造车间间锻造12 xx 2449成品库成品储存存12 xx 12210办公、服服务楼办公楼、食食堂等80 xx 60011设备维修修车间机床维修修12 xx 2442.3 生产工艺艺过程变速箱的的零件比比较多，但但是大多多数零件件为标准准件。假假定标准准件采用用外购，总的工艺艺过程可可分为零零件的制制作与外外购、半半成品暂暂存、组组装、
15、性性能测试试、成品品存储等等阶段。1、 零件的制制作与外外购制作的零零件如表表2-33表22-8，表表中的利利用率为为加工后后产品与与加工前前的比率率。表2-33变速箱箱零件-机盖加加工工艺艺过程表表产品名称称件号材料单件质量量/kgg计划年产产量年产总质质量机盖29HT20002.50001000000序号作业单位位名称工序内容容工序材料料利用率率（%）1原材料库库备料2铸造车间间铸造803机加工车车间粗铣，镗镗，钻804精密车间间精铣，镗镗985半成品库库暂存表2-44变速箱箱零件-机座加加工工艺艺过程表表产品名称称件号材料单件质量量/kgg计划年产产量年产总质质量机座25HT20003.
16、00001000000序号作业单位位名称工序内容容工序材料料利用率率（%）1原材料库库备料2铸造车间间铸造803机加工车车间粗铣、镗镗、钻804精密车间间精铣、镗镗985半成品库库暂存表2-55变速箱箱零件-大齿轮轮加工工工艺过程程表产品名称称件号材料单件质量量/kgg计划年产产量年产总质质量大齿轮13401.00001000000序号作业单位位名称工序内容容工序材料料利用率率（%）1原材料库库备料2锻造车间间锻造803机加工车车间粗铣，插插齿，钻钻804热处理车车间渗碳淬火火5机加工车车间磨986半成品库库暂存表2-66变速箱箱零件-轴加工工工艺过过程表产品名称称件号材料单件质量量/kgg计
17、划年产产量年产总质质量轴11Q27550.80001000000序号作业单位位名称工序内容容工序材料料利用率率（%）1原材料库库备料2机加工车车间粗车，磨磨，铣803精密车间间精车954热处理车车间渗碳淬火火5机加工车车间磨986半成品库库暂存表2-77变速箱箱零件-齿轮轴轴加工工工艺过程程表产品名称称件号材料单件质量量/kgg计划年产产量年产总质质量齿轮轴6Q27551.40001000000序号作业单位位名称工序内容容工序材料料利用率率（%）1原材料库库备料2机加工车车间粗车，磨磨，铣803精密车间间精车954热处理车车间渗碳淬火火5机加工车车间磨986半成品库库暂存表2-88变速箱箱零件
18、-端盖加加工工艺艺过程表表产品名称称件号材料单件质量量/kgg计划年产产量/kkg年产总质质量端盖8HT20000.05501000000序号作业单位位名称工序内容容工序材料料利用率率（%）1原材料库库备料2铸造车间间铸造603机加工车车间精车802、 标准件、外外购件与与半成品品暂存生产出的的零件加加工完经经过各车车间检验验合格后后，送入入半成品品库暂存存。外购购件与标标准件均均放在半半成品库库。3、 组装所有零件件在组装装车间集集中组装装成变速速箱成品品。4、 性能测试试所有成品品都在组组装车间间进行性性能测试试，不合合格的就就在组装装车间进进行修复复，合格后送入入成品库库，即不不考虑成成
19、品组装装不了的的情况。5、 成品存储储 所有合合格变速速箱均存存放在成成品库等等待出厂厂。3 产品产产量分析析生产的产产品品种种的多少少及每种种产品产产量的高高低，决决定了工工厂的生生产类型型，进而而影响着着工厂设设备的布布置形式式。根据据以上已已知条件件可知，待待布置设设计的变变速箱厂厂的产品品品种单单一，产产量较大大，其年年产量为为10000000，属于于大批量量生产，适适合按产产品的原原则布置置，宜采采用流水水线的组组织形式式。4 产品工艺艺过程分分析4.1 计算物流流量通过对产产品加工工、组装装、检验验等各种种加工阶阶段以及及各工艺艺过程路路线的分分析，计计算每个个工艺过过程各工工序加
20、工工前工件件单位质质量及产产生的废废料重量量，并根根据全年年生产量量计算全全年物流流量。具具体计算算过程如如表4-1所示示。表4-11 各零零件物流流量计算算产品名称称毛重/kkg废料/kkg铸造废料料锻造废料料机加工废废料精加工废废料全年总质质量机盖2.5000/(0.880*00.800*0.98)=3.9986003.98860*0.220=0.7797223.98860*0.880*00.200=0.6637883.98860*0.880*00.80*0.002=0.005100（0.779722+0.63778+00.05110)*10000000=14886000机座3.0000/
21、(0.880*00.800*0.98)=4.7783224.78832*0.220=0.9956664.78832*0.880*00.200=0.7765334.78832*0.880*0.80*0.002=0.006122(0.995666+0.76553+00.06612)*10000000=17883100大齿轮1.0000/(0.880*00.800*0.98)=1.5594441.59944*0.200=0.3318991.59944*0.880*00.200+1.59444*00.800*0.80*0.002=0.227555(0.331899+0.27555)*10000000=
22、5994400轴0.8000/(0.880*00.955*0.98)=1.0074111.07741*0.220+11.07741*0.880*00.955*0.02=0.2231111.07741*0.880*0.005=00.04430(0.223111+0.04330)*10000000=2774100齿轮轴1.4000/(0.880*00.955*0.98)=1.8879771.87797*0.220+11.87797*0.880*00.955*0.02=0.4404551.87797*0.880*0.005=00.07752(0.440455+0.07552)*10000000=47
23、79700端盖0.0550/(0.660*00.822)=0.1104220.10042*0.440=0.0041770.10042*0.660*00.200=0.001255(0.004177+0.01225)*10000000=544204.2 绘制各零零件的工工艺过程程图根据各零零件的加加工工艺艺过程与与物流量量，绘制制各零件件的工艺艺过程如如图4-1图4-6所示示。图中中序号分分别为： 1原材料料库，22铸造车车间，33热处理理车间,4机加工工车间，55精密车车间，88锻造车车间,66半成品品库2废料16图4-1 机盖物流量45废料废料3.98600.79720.63780.05103
24、.18882.55102.500原材料0.95660.76530.06122废料16图4-2 机座物流量45废料废料4.78323.82663.06133.0001原材料0.25510.02048废料1图4-3 大齿轮物流量43废料1.59441.27551.02046废料1.00044原材料0.31890.21480.04300.016244废料1图4-4 轴物流量53废料1.07410.85930.81636废料0.8004原材料0.04170.37590.07520.02864废料1图4-5 齿轮轴物流量53废料1.87971.50381.42866废料1.4004原材料0.01252废
25、料14废料0.10420.06250.050图4-6 端盖物流量4.3 绘制产品品总工艺艺过程图图变速箱总总的生产产过程可可分为零零件的加加工阶段段总装装阶段性能能实验阶阶段，所所有零件件，组件件在组装装车间集集中组装装。将变变速箱所所有工艺艺过程汇汇总在一一张图上上，得到到变速箱箱总工艺艺过程如如图4-7所示示。该图图清楚的的表示出出变速器器生产的的全过程程以及各各工序单单位之间间的物流流情况，为为进一步步进行深深入的物物流分析析奠定了了基础。装装配顺顺序：机机座齿轮轴轴外购件件（键、挡挡油圈、轴承）轴大齿轮外购件（轴承、键、定距环）端盖外购件件（调整整垫片、可穿透透油盖、密封盖盖、毡封封油
26、圈）机盖外购件件（螺栓栓、轴端端盖圆、销销）外购件件（游标卡卡尺、垫垫片、螺螺塞）外购件件（螺栓栓、螺母母、垫圈圈、防松松垫片）外购件（垫片、视孔盖、通气器）4.4 绘制产品品初始工工艺过程程表为了研究究各零件件、组件件生产过过程之间间的相互互关系，将将总工艺艺过程图图中的产产品按照照物流强强度大小小顺序，由由左到右右排列于于产品工工艺过程程表中，即即最左边边的产品品物流强强度最大大，由左左到右物物流强度度逐渐递递减，这这样得到到变速箱箱初始工工艺过程程表如表表4-22所示表4-22 变速速箱初始始工艺过过程表作业单位位机座机盖齿轮轴大齿轮轴端盖序号名称流程Dij流程Dij流程Dij流程Dij
27、流程Dij流程Dij1原材料212121211212-1121 1-112 12-12112铸造8锻造4机加工5精加工3热处理6半成品库库225115600187662800771559051455404409900320990W5886696005 物流分析析5.1 绘制从至至表根据变速速箱初始始产品工工艺过程程表4-2，绘绘制出变变速箱工工艺过程程物流从从至表，如如表5-1所示示。表5-11 变速速箱加工工工工艺艺从至表表（单位位：t） 至 从123456789合计原材料库库铸造车间间热处理车车间机加工车车间精密车间间半成品库库组装车间间锻造车间间成品库1原材料库库887.34295.38
28、159.4413422.1662铸造车间间707.79707.79003热处理车车间326.53326.534机加工车车间797.5432011177.5445精密车间间224.49550774.496半成品库库12977.80012977.8007组装车间间12977.80012977.8008锻造车间间127.55127.559成品库0合计887.34224.4914577.255797.54870.0012977.800 1599.44412977.80069911.666编制（日日期）审核（日日期）5.2 绘制物流流强度汇汇总表根据产品品的工艺艺过程和和物流从从至表，统统计各单单位之间
29、间的物流流强度，并并将物流流强度汇汇总到物物流强度度汇总表表5-22之中。表5-22 物流流强度汇汇总表序号作业单位位对（路路线）物流强度度/t序号作业单位位对（路路线）物流强度度/t112887.34746320.00214295.38853224.49318159.44956550.00424707.79106712977.800534326.53117912977.80064-5797.54128-4127.555.3 划分物流流强度等等级将各作业业单位对对的物流流强度按按大小排排序，自自从大到到小填入入物流强强度分析析表中，根根据物流流强度分分布划分分物流强强度等级级。作业单位位对或称
30、称为物流流路线的的物流强强度等级级，应按按物流路路线比例例或承担担的物流流量比例例来去确确定。针针对变速速箱的工工艺过程程图，利利用表55-2中中统计的的物流量量，按由由小到大大的顺序序绘制物物流强度度分析表表5-33。表55-3中中未出现现的作业业单位之之间不存存在固定定的物流流，因此此，物流流强度等等级为UU级。表5-33 物流流强度汇汇总表序号作业单位位对（路路线）物流强度度（单位位：t） 1500 3000 4500 6000 7500 9000 10550 112000 13350 物流强度等级167 12297.80 A279 12997.880A312 8877.344E445
31、7797.54E524 7707.79E656550.00I734326.53I846320I914295.38O1053224.49O1118 1599.444O1284 1277.555O5.4 绘制作业业单位物物流相关关图根据以上上分析，绘绘制作业业单位物物流相关关图，如如图5-1所示示。图5-11 作业业单位物物流相关关图6 作业单位位非物流流相互分分析针对变速速箱生产产特点，制制定各作作业单位位间相互互关系密密切程度度理由如如表6-1所示示。根据据表6-1制定定变速箱箱“基准相相互关系系”（见表表6-22），在在此基础础上建立立非物流流作业单单位相互互关系图图，如图图6-11所示。表
32、6-11变速箱箱各作业业单位关关系密切切程度理理由编号理由编号理由1工作流程程的连续续性5安全及污污染2生产服务务6振动，噪噪声，烟烟尘3物料搬运运7人员联系系4管理方便便8信息传递递表6-22 基准准相互关关系字母一对作业业单位密切程度度理由A半成品库库与组装装车间组装车间间与成品品库搬运物料料的数量量、次数数以及类类似的搬搬运问题题E原材料与与铸造车车间铸造车间间与机加加工车间间机加工车车间与精精密车间间维修和精精密车间间,组装装搬运物料料的数量量和形式式不可损坏坏没有包包装的物物品服务的频频繁和紧紧急程度度I热处理车车间与机机加工车车间机加工车车间与半半成品库库精密车间间与半成成品库设备
33、维修修与其他他金属加加工车间间之间办公楼与与成品库库、半成成品库、原原材料搬运物料料的数量量和频数数以及类类似的搬搬运问题题服务的频频繁程度度报表运送送方便、管管理方便便O原材料库库与机加加工车间间原材料库库与锻造造车间热处理车车间与精精密车间间锻造车间间与机加加工车间间办公楼与与设备维维修车间间办公楼与与其他加加工车间间联系频繁繁程度管理方便便U设备维修修与原材材料库、半半成品、成成品库原材料库库与半成成品、成成品库技术部门门与成品品库接触不多多、不常常联系联系密切切程度不不大不常联系系X办公楼、服服务楼与与铸造车车间、热热处理车车间、精精密车间间灰尘、噪噪声、振振动、异异味、烟烟尘图6-1
34、1 作业业单位非非物流相相关图7 作业单位位综合相相互关系系分析从图5-1和图图6-11可知，变变速箱厂厂作业单单位物流流相互关关系关与与非物流流相互关关系不一一致。为为了确定定各作业业单位之之间综合合相互关关系密切切程度，需需要将两两表合作作后再进进行分析析判断。其其合并过过程如下下：1. 选取加权权值加权值的的大小反反映工厂厂布置时时考虑因因素的侧侧重点，对对于变速速箱来说说，物流流因素（m）影影响并不不明显大大于其它它非物流流因素（nn）的影影响，因因此，取取加权值值m:nn=1:12. 综合相互互关系的的计算根据该厂厂各作业业单位对对之间物物流与非非物流关关系等级级的高低低进行量量化，
35、并并加权求求和，求求出综合合相互关关系如表表7-11所示。当作业单单位数目目为111时，总总作业单单位对数数为：P=111*（111-11）/22=555,式中，NN为作业业单位对对数。因此，表表7-11中将有有55各各作业单单位对，即即将有555个相相互关系系。表7-11 作业业单位之之间综合合相互关关系计算算表作业单位位对关系密级级综合关系系物流关系系 加权权值：11非物流关关系 加加权值：1分数等级分数等级分数等级1-23E3E6E1-30U1O1U1-41O1O2O1-50U0U0U1-60U0U0U1-70U0U0U1-81O1O2O1-90U0U0U1-1000U2I2O1-1110U0U0U2-30U0U0U2-43E3E6E2-50U-1X-1X2-60U0U0U2-70U0U0U2-80U0U0U2-90U0U0U2-1000U-1X-1X2-1110U2I2O3-42I2I4I3-51O-1X0U3-60U0U0U3-70U0U0U3-80U0