物流中心规划与设计课程设计某变速箱厂总平面设施布置设计.doc

课程设计报告(2011-2012年度第二学期)名 称： 物流中心规划与设计课程设计 题 目： 某变速箱厂总平面设施布置设计 院 系： 班 级： 学 号： 学生姓名： 指导教师： 设计周数： 2 周 成 绩： 日期： 2012 年 5 月 4 日目 录一、任务书课程设计内容、要求与写作规范················································3二、原始给定资料1、变速箱的结构及有关参数···················································62、作业单位分析·····························································103、产品工艺过程分析·························································11三、设计正文1、产品分析·································································142、工艺过程分析·····························································143、物流分析·································································184、作业单位相互关系分析·····················································235、作业单位物流与非物流相互关系合并·········································246、绘制作业单位位置相关图···················································277、绘制作业单位面积相关图···················································288、绘制工厂总平面布置可行方案图·············································299、列出评价标准并依次选出最好方案···········································31四、参考文献································································31 一、任务书（一） 目的与要求设施规划与物流分析课程设计是物流中心规划与设计课程的重要实践性教学环节，是综合运用所学专业知识，完成工厂布置设计工作而进行的一次基本训练。其目的是：1. 能正确运用工业工程基本原理及有关专业知识，学会由产品入手对工厂生产系统进行调研分析的方法。2. 通过对某工厂布置设计的实际操作，熟悉系统布置设计方法中的各种图例符号和表格，掌握系统布置设计方法的规范设计程序。3. 通过课程设计，培养学生学会如何编写有关技术文件。4. 通过课程设计，初步树立正确的设计思想，培养学生运用所学专业知识分析和解决实际技术问题的能力。（二） 主要内容课程设计的题目为某变速箱厂总平面设施布置设计。针对给定的工厂实例，要求学生在教师指导下，独立完成整个设计过程。具体进行下列工作：1. 产品分析，产品-产量分析，确定生产类型。2. 生产工艺过程分析，绘制工艺过程图。3. 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，得到作业单位相互关系表。5. 将作业单位物流相关表与非物流相互关系表加权合并，求出作业单位综合相互关系表。6. 绘制作业单位位置相关图。7. 绘制作业单位面积相关图。8. 参考实际工厂的情况，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。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适应性等方面对各方案进行评价比较，得出最佳方案。11. 编写设计报告阶段。要求学生应编写出详细的设计报告书。12. 答辩阶段。答辩是为了检查学生是否达到了课程设计的基本要求和目的。（三） 进度计划设计实践为两周（10天），具体安排建议如下：序号设计内容完成时间备注1物流分析1.5天2作业单位相互关系分析，物流与非物流相互关系合并1天3绘制作业单位位置相关图1天4绘制作业单位面积相关图0.5天5绘制布置方案图3天6编写课程设计报告2天7准备答辩与答辩1天（四） 设计成果要求课程设计报告应包括各阶段工作数据、各布置方案简图及文字说明。字数不少于8000字，课程设计报告为16开纸（A4纸）。其中SLP方法包括七个表三个图都分别用A4纸表示。表:物流强度汇总表、物流强度分析表、作业单位相关表、作业单位非物流相互关系表、作业单位之间综合相互关系计算表、综合接近程度排序表、作业单位综合相互关系表。图：作业单位位置相关图、作业单位面积相关图、布置方案图（三套）（六）写作规范目 录（小三 宋体 加粗 居中）纸张规格为A4，版面上空2.5cm,下空2cm，左空2.5cm,右空2cm（左装订）。页眉是“华北电力大学课程设计报告”小五 宋体；页脚页数用小五号字下居中标明1 课程设计的目的与要求（小三 宋体 加粗）1.1 -（标题小四 宋体 ） 正文为宋体，五号字 行间距为211.2-2 设计正文（小三 宋体 加粗）2.1 -（标题小四 宋体 ） 正文为宋体，五号字 行间距为21 2.2 -3 课程设计总结（小三 宋体 加粗）正文为宋体，五号字 行间距为21 .4 参考文献（小三 宋体 加粗） 1 作者1, 作者2. 书名. 出版单位, 版本. 出版日期附录（设计流程图、程序、表格、数据等）（小三 宋体 加粗）正文为宋体，五号字 行间距为21二、原始给定资料 公司占地30000m2，厂区成等边L形，尺寸见下图，年产80000套变速箱。1、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2-1，2-2，2-3 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2-1中。图2-1减速器装配图（1）图2-2减速器装配图（2）图2-3减速器装配图（3）表2-1变速箱零件明细表工厂名称：变速箱厂产品名称变速箱产品编号110计划年产量80000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65Mn1600000.00438螺母Q2351600000.01137螺栓Q2352400000.03236销351600000.02235防松垫片Q215800000.01034轴端盖圆Q235800000.05033螺栓Q2351600000.02032通气器Q235800000.03031视孔盖Q215800000.05030垫片橡胶纸800000.00429机盖HT200800002.50028垫圈65Mn4800000.00627螺母Q2354800000.01626螺栓Q2354800000.10325机座HT200800003.00024轴承1600000.45023挡油圈Q2151600000.00422毡封油圈羊毛毡800000.00421键Q275800000.08020定距环Q235800000.09019密封盖Q235800000.05018可穿透端盖HT150800000.04017调整垫片08F1600000.00416螺塞Q235800000.03215垫片橡胶纸800000.00414游标尺800000.05013大齿轮40800001.00012键Q275800000.08011轴Q275800000.80010轴承1600000.4509螺栓Q23519200000.0258端盖HT200800000.0507毡封油圈羊毛毡800000.0046齿轮轴Q275800001.4005键Q275800000.0404螺栓Q2359600000.0143密封盖Q235800000.0202可穿透端盖HT200800000.0401调整垫片08F1600000.0102、作业单位的划分根据变速箱的结构及工艺特点，设立如表2-2所示的11个单位，分别承担原料储存、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2-2作业单位建筑汇总表序号作业单位名称用途建筑面积/（m x m）备注1原材料库储存钢材，铸锭20 x 30露天2铸造车间铸造12 x 243热处理车间热处理12 x 124机加工车间车、铣、钻12 x 365精密车间精镗、磨销12 x 366标准件、半成品库储存外购件、半成品12 x 247组装车间组装变速箱12 x 368锻造车间铸造12 x 249成品库成品储存12 x 1210办公、服务楼办公楼、食堂等80 x 6011设备维修车间机床维修12 x 243、变速箱生产工艺过程变速箱结构比较简单，因此，生产工艺过程也比较简单，总的工艺过程可分为：零、组件的制作与外购；半成品暂存、组装；性能试验与成品存储等阶段。（1）零件的制作与外购变速箱上的标准件、异型件如塑料护盖、铝制标牌等都是采用外购、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2-3至表2-8所示。表中各工艺加工前工件重量=该工序加工后工件的重量/该工序材料利用率。表2-3机盖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29HT2002.50080000200000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803机加工车间粗铣、镗、钻804精密车间精铣、镗985半成品库暂存表2-4机座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25HT2003.00080000240000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803机加工车间粗铣、镗、钻804精密车间精铣、镗985半成品库暂存表2-5大齿轮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13401.0008000080000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铸造车间锻造803机加工车间粗铣、插齿、钻804热处理车间渗碳淬火5机加工车间磨986半成品库暂存表2-6轴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11Q2750.8008000064000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803精密车间精车954热处理车间渗碳淬火5机加工车间磨986半成品库暂存7表2-7齿轮轴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6Q2751.40080000112000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803精密车间精车954热处理车间渗碳淬火5机加工车间磨986半成品库暂存7表2-8端盖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/kg年产总质量端盖8HT2000.050800004000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603机加工车间精车80（2）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放在半成品库。（3）组装所有零件、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。（5）产品存储所有合格变速箱存放在成品库等待出厂。4、自然气象条件自然气象等条件按学生所在地的条件加以考虑三、设计正文1、产品分析 该题分析的变速箱共有39个零件构成，按照各零件获得方式可分类如下：1、 外购、外协获得零件有：变速箱上的标准件、异型件如塑料护盖、铝制标牌对产品处理 ：如库后以半成品存放2、 自制部件有：机盖、机座、大齿轮、轴、齿轮轴、端盖产品名称件 号材 料单件质量/kg计划年产量年产总质量机 盖29HT2002.50080000200000机 座25HT2003.00080000240000大齿轮13401.0008000080000轴11Q2750.8008000064000齿轮轴6Q2751.40080000112000端 盖8HT2000.050800004000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品种单一，产量较小，其年产量为80000件，属于少品种大批量生产，适合按产品的原则布置，宜根据产品制造的步骤安排设备，既流水线布置。2、生产工艺过程分析（1）变速箱上的标准件、异型件如塑料护盖、铝制标牌等都是采用外购、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2-3至表2-8所示。表中各工艺加工前工件重量=该工序加工后工件的重量/该工序材料利用率。（2）各零件及总的工艺过程图如下：0-10-20-30-40-5下料铸造粗铣、镗、钻精铣、镗暂存319t255t204t319t200t图1边角料64t切屑51t切屑4t机盖加工工艺过程图 由于加工工艺过程表知道机盖加工的年产总质量为200t 到精密车间的质量为2000.98=204t到机加工车间质量为2040.8=255t到铸造车间原料的质量为2550.8=319t可以得到如右图图1所示的工艺流程图0-10-20-30-40-5下料铸造粗铣、镗、钻精铣、镗暂存383t306t245t383t240t图2边角料77t切屑61t切屑5t机座加工工艺过程图 由于加工工艺过程表知道机座加工的年产总质量为240t 到精密车间的质量为2400.98=245t到机加工车间质量为2450.8=306t到铸造车间原料的质量为3060.8=383t可以得到如右图图2所示的工艺流程图0-10-20-30-4下料锻造粗铣、镗、钻渗碳淬火磨128t102t82t128t82t图3边角料26t切屑20t切屑2t0-580t0-6大齿轮加工工艺过程图 由于加工工艺过程表知道大齿轮加工的年产总质量为80t 第二次到机加工车间的质量为800.98=82t到热处理车间质量为82t第一次到机加工车间的质量为820.8=102t到锻造车间原料的质量为1020.8=128t可以得到如右图图3所示的工艺流程图0-10-20-30-4下料粗车、磨、铣精车渗碳淬火磨86t69t66t86t66t图4边角料17t切屑3t切屑2t0-564t0-6轴加工工艺过程表 由于加工工艺过程表知道轴加工的年产总质量为64t 第二次到机加工车间的质量为640.98=66t到热处理车间质量为66t到精密车间的质量为660.95=69t第一次到机加工车间原料的质量为690.8=86t可以得到如右图图4所示的工艺流程图0-60-10-20-30-4下料粗车、磨、铣精车渗碳淬火磨151t121t115t151t115t图5边角料30t切屑6t切屑3t0-5112t0-6齿轮轴加工工艺过程表 由于加工工艺过程表知道齿轮轴加工的年产总质量为112t 第二次到机加工车间的质量为1120.98=115t到热处理车间质量为115t到精密车间的质量为1150.95=121t第一次到机加工车间原料的质量为1210.8=151t可以得到如右图图5所示的工艺流程图端盖加工工艺过程表0-10-20-3下料铸造精车8.4t5t4t8.4t图6边角料3.4t切屑1t 由于加工工艺过程表知道齿轮轴加工的年产总质量为4t 到机加工车间质量为40.8=5t到锻造车间原料的质量为50.6=8.4t可以得到如右图图6所示的工艺流程图多种产品的工艺流程表零件作业工艺 作零件或产品机盖机座大齿轮轴齿轮轴端盖储存铸造热处理 车、铣、钻 精镗、磨销 储存半成品 锻造 3、物流分析包括确定物料在生产过程中每个必要工序之间移动的最有效顺序及移动的强度和数量。各条线路上物料移动数量就反映了工序或作业单位之间相互关系密切程度的基本衡量标准一定时期内物料移动量就称物流强度。（1）物流强度汇总表首先，进行作业分单位初编号表3.1 作业单位区域表编号作业单位名称编号作业单位名称1原材料库7组装车间2铸造车间8锻造车间3热处理车间9成品库4机加工车间10办公服务与食堂5精密车间11设备维修车间6半成品库然后根据产品的工艺过程表计算各作业单位间物流强度用从至表表示如下：表3.2变速箱加工工艺从至表 ( 单位：kg ) 至从123456789合计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1原材料库70986523630512755110737212铸造车间5662255662253热处理车间2612252612254机加工车间816336380242600009796575精密车间1795924400006195926半成品库103576010357607组装车间103576010357608锻造车间10204102049成品库合计7098652612251073959638024700000103576010357605582144编制（日期）审核（日期）再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，当存在逆向物流强时，物流强度等于正逆物流强度之和，统计结果填入下物流强度汇总表中。表3.3 物流强度汇总表序号（作业单位对）作业单位对物流强度1（12）原料铸造7098652（14）原料机加工2363053（18）原料锻造1275514（24）铸造机加工5662255 （34）热处理机加工261225342858（43）机加工热处理816336（45）机加工精密6380247（46）机加工半成品2600008（53）精密热处理1795929（56）精密半成品44000010（67）半成品组装103576011（79）锻造机加工103576012（84）锻造机加工10204（2）物流强度分析表依题合理做出物流强度等级划分：表3.4 物流强度等级比例划分表物流强度等级符号物流路线比例承担的物流量比例/%超高物流强度A1040特高物流强度E2030较大物流强度I3020一般物流强度O4010可忽略搬运U根据物流强度汇总表对个作业单位对之间的物流强度进行排序，并绘制成物流强度分析表进行物流分析如表3.5。表3.5 物流强度分析表序号作业单位对物流强度（单位：kg）物流强度等级1（67） 120000 240000 360000 480000 600000 720000 840000 960000A2（79）A3（12）E4（45）E5（24）I6（56）I7（34）I8（46）O9（14）O10（53）O11（18）O12（84）O根据表3.4度等级划分表来划分各作业单位间的物流强度等级，绘制原始物流相关表（如表3.6所示）。对于在表3.3中未出现的作业单位对不存在固定的物流，因此物流强度等级定在U级。3.6原始物流相关表至从1234567891011原材料车间铸造车间热加工车间机加工车间精密车间半成品车间组装车间锻造车间成品库办公与食堂设备维修服务1原材料车间EUOUUUOUUU2铸造车间EUIUUUUUUU3热加工车间UUIUUUUUUU4机加工车间OIIEOUOUUU5精密车间UUUEIUUUUU6半成品车间UUUOIAUUUU7组装车间UUUUUAUAUU8锻造车间OUUOUUUUUU9成品库UUUUUUAUUU10办公与食堂UUUUUUUUUU11设备维修服务UUUUUUUUUU由上面的原始物流相关表得物流相关图如下：表3.7 作业单位物流相关表序号作业单位名称 E U U O I U I U U U U UE U U O O U U U I U U U U U O U U UA U U U U U U U UU U U U A U UU U U U U U U UU1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10办公、服务楼11设备维修车间4、 作业单位相互关系分析首先根据本工厂生产性质特点及相关及相关因素列出作业单位相互关系等级理由如下：表4.1 作业单位间相互关系等级理由编码考虑理由1工作路程的连续性2生产服务3物料搬运4管理方便5安全和污染6公用设备及辅助动力源7振动8人员关系表4.2作业单位基准相互关系等级表符号含义说明比例A绝对重要25E特别重要310I重要515 O一般密切程度1025U不重要4580X负的密切程度不希望接近由此得个作业单位飞物流相关关系如下:表4.3非物流相关表序号作业单位名称 U U I U O O O O U O X UI X X U U X E U U U I X E U U X X UI U U X E X U X EX I X E E I EX I U X I E U UI 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10办公、服务楼11设备维修车间5、作业单位物流相关表与非物流相互关系表加权合并从表3.7和表4.3可知，变速箱厂作业单位物流相互关系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，需要将两表合作后再进行分析判断。其合并过程如下：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，对于变速箱厂来说，物流因素（m）影响并不明显大于其它非物流因素（n）的影响，因此，取加权值m:n=1:1(一) 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5.1所示。当作业单位数目为11时，总作业单位对数为：N=11*（11-1）/2=55,式中，N为作业单位对数。因此，表5.1中将有55各作业单位对，即将有55个相互关系。表5.1作业单位之间综合相互关系计算表作业单位对关系密切综合关系物流关系 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123E0U3E130U0U0U141O0U1O150U1O0U160U0U0U170U0U0U181