pu变速箱厂总平面布置设计.doc

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1、浙 江 理 工 大 学设施规划与物流分析课程设计报告题 目： 变速箱厂总平面布置设计 班 级： 组 员： 学 院： 指导老师： 年 月 日目录一、课程设计原始给定条件31.1、变速箱的有关参数31.2、作业单位的划分41.3、变速箱生产工艺过程4二、产品-产量分析6三、产品工艺过程分析63.1、计算物流量63.2、绘制各零件的工艺过程图和总工艺过程图7四、物流分析124.1、绘制从至表124.2、绘制物流强度汇总表134.3、划分物流强度等级134.4、绘制作业单位物流相关图14五、作业单位非物流相互关系分析15六、作业单位综合相互关系分析176.1、选取加权值176.2、综合相互关系的计算1

2、76.3、建立作业单位综合关系图19七、工厂总平面图207.1、综合接近程度207.2、作业单位位置相关图217.3、作业单位面积相关图22八、方案的评价与选择24参考文献25一、 课程设计原始给定条件公司有地16000m2，厂区南北为200m，东西宽80m，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。1.1、 变速箱的有关参数表1-1变速箱零件参数明细表工厂名称：变速箱厂产品名称变速箱产品编号110计划年产量100000序号零件名称自制外购材料总计划需求量单件重量/kg39垫圈65Mn2000000.00438螺母Q2352000000.01137螺栓Q2353000

3、000.03236销352000000.02235防松垫片Q2151000000.01034轴端盖圆Q2351000000.05033螺栓Q2352000000.02032通气器Q2351000000.03031视孔盖Q2151000000.05030垫片橡胶纸1000000.00429机盖HT2001000002.50028垫圈65Mn6000000.00627螺母Q2356000000.01626螺栓Q2356000000.10325机座HT2001000003.00024轴承2000000.45023挡油圈Q2152000000.00422毡封油圈羊毛毡1000000.00421键Q27

4、51000000.08020定距环Q2351000000.09019密封盖Q2351000000.05018可穿透端盖HT1501000000.04017调整垫片08F2000000.00416螺塞Q2351000000.03215垫片橡胶纸1000000.00414游标尺1000000.05013大齿轮401000001.00012键Q2751000000.08011轴Q2751000000.80010轴承2000000.4509螺栓Q23524000000.0258端盖HT2001000000.0507毡封油圈羊毛毡1000000.0046齿轮轴Q2751000001.4005键Q2751

5、000000.0404螺栓Q23512000000.0143密封盖Q2351000000.0202可穿透端盖HT2001000000.0401调整垫片08F2000000.0101.2、 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1-2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

6、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 锻造车间锻造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 241.3、 变速箱生产工艺过程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。1.1.1、 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1-3至表1-8所示。表1-3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29H

7、T2002.500100000250000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1-4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25HT2003.000100000300000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1-5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13401.000100000100000序号作业单位名称工序内容

8、工序材料利用率（%）1原材料库备料2锻造车间锻造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1-6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11Q2750.80010000080000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半成品库暂存表1-7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6Q2751.400100000140000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

9、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半成品库暂存表1-8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8HT2000.0501000005000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804半成品库暂存1.1.2、 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。1.1.3、 组装所有零件、组件在组装车间集中组装成变速箱成品。1.1.4、 产品存储所有合格变速箱存放在成品库等待出厂。二、 产品-产量

10、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100000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。三、 产品工艺过程分析3.1、 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。根据加工工艺过程表1-3至表1-8，具体计算过程如表3-1所示。表3-1全年生产量计算全年物流量产品名称毛重/kg废料/kg铸造废料锻造废料机加

11、工废料精密废料全年总重量机盖2.500/(0.8*0.8*0.98)= 3.9863.986*0.2=0.79723.986*0.8*0.2= 0.63783.986*0.8*0.8*0.02= 0.0510(0.797+ 0.638+0.051)*100000= 148600机座3.000/(0.8*0.8*0.98)= 4.7834.783*0.2=0.95664.783*0.8*0.2= 0.76534.783*0.8*0.8*0.02= 0.0612(0.957+ 0.765+0.061)*100000= 178300大齿轮1.000/(0.8*0.8*0.98)= 1.5941.59

12、4*0.2=0.31881.594*(0.8*0.2+0.8*0.8*0.02)= 0.2754(0.319+ 0.275)* 100000= 59400轴0.800/(0.8*0.95*0.98)=1.0741.074*(0.2+0.8*0.95*0.02)= 0.23111.074*0.8*0.05= 0.0430(0.231+ 0.043)* 100000= 27400齿轮轴1.400/(0.8*0.95*0.98)=1.8801.880*(0.2+0.8*0.95*0.02)= 0.40461.880*0.8*0.05= 0.0752(0.405+ 0.075)* 100000= 48

13、000端盖0.050/(0.6*0.8)=0.1040.104*0.4=0.04160.104*0.6*0.2= 0.0125(0.042+ 0.012)* 100000=54003.2、 绘制各零件的工艺过程图和总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3-1至图3-6所示。图3-1 机盖加工工艺过程（单位：kg）12废料645废料废料3.9860.7970.6380.0513.1892.5512.500原材料图3-2 机座加工工艺过程（单位：kg）12废料645废料废料4.7830.9570.4300.0613.8263.0613.000原材料图3-3 大齿轮加

14、工工艺过程（单位：kg）18废料643废料废料1.5940.3190.2551.2751.0201.000原材料40.020图3-4 轴加工工艺过程（单位：kg）614废料53废料废料1.0740.2150.0160.8590.8430.800原材料40.043图3-5 齿轮轴加工工艺过程（单位：kg）14废料653废料废料1.8800.3760.0291.5041.4751.400原材料40.075图3-6 端盖加工工艺过程（单位：kg）12废料64废料0.1040.0420.0120.0620.050原材料 根据图3-1至图3-6和变速箱的零部件装配顺序得出表3-2，然后绘制出变速箱总工艺

15、过程图3-7表3-2变速箱其所需相应零部件重量序号零件名称总计划需求量单件重量/kg每件产品所需相应零部件重量/kg年度所需零部件总重量/t25机座1000003.0003.00030014游标尺1000000.0500.050515垫片1000000.0040.0040.416螺塞1000000.0320.0323.26齿轮轴1000001.4001.4001405键1000000.0400.040423挡油圈2000000.0040.0080.824轴承2000000.4500.9009011轴1000000.8000.8008013大齿轮1000001.0001.00010010轴承20

16、00000.4500.9009012键1000000.0800.080820定距环1000000.0900.090921键1000000.0800.080829机盖1000002.5002.50025036销2000000.0220.0444.48端盖1000000.0500.05059螺栓24000000.0250.600601调整垫片2000000.0100.02022可穿透端盖1000000.0400.04043密封盖1000000.0200.02024螺栓12000000.0140.16816.87毡封油圈1000000.0040.0040.417调整垫片2000000.0040.00

17、80.818可穿透端盖1000000.0400.040419密封盖1000000.0500.050520定距环1000000.0900.090922毡封油圈1000000.0040.0040.426螺栓6000000.1030.61861.827螺母6000000.0160.0969.628垫圈6000000.0060.0363.638螺母2000000.0110.0222.239垫圈2000000.0040.0080.830垫片1000000.0040.0040.435防松垫片1000000.0100.010133螺栓2000000.0200.040431视孔盖1000000.0500.05

18、0532通气器1000000.0300.030334轴端盖圆1000000.0500.0505合计12.9861298.6图3-7变速箱总工艺过程图（单位：kg）四、 物流分析4.1、 绘制从至表当研究的产品、零件或物料品种数量非常多时，用从至表研究物流状态就非常方便了。从至表的画法：从至表是一张方格图，从至表的左边为“从”（From）边，用作业单位表示，从上到下按生产顺序排列；上边为“至”（To）边，也用作业单位表示，从左到右按生产顺序排列。行、列相交的方格中记录从起始作业单位到终止作业单位的各种物流搬运量的总和，有时也可同时注明物流种类代号。根据变速箱各零件的工艺过程如图3-1至图3-6和

19、图3-7，绘制出年度变速箱工艺过程物流从至表，如下表所示。表4-1年度变速箱从至表 单位（t） 至从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成品库合计1原材料库887.3295.4423.6159.41765.72铸造车间707.7707.73热处理车间333.8333.84 机加工车间102797.53251224.55 精密车间231.8550781.86 标准件、半成品库8758757 组装车间1298.61298.68 锻造车间127.5127.59 成品库合计887.3333.81464.4797.5 8751298.6159.

20、41298.67114.64.2、 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之中。表4-2变速箱物流强度汇总表 单位（t）序号单位作业对物流量11-2887.321-4295.431-7423.641-8159.452-4707.763-4333.874-310284-5797.594-6325105-3231.8115-6550126-7875137-91298.6148-4127.54.3、 划分物流强度等级将各作业单位对的物流强度大小排序，自大到小填入物流强度分析表中，根据物流强度分布划分物流强度等级。作业单位对或称为物

21、流路线的物流强度等级，是按物流路线比例或承担的物流量比例来确定，SLP中将物流强度转化成五个等级，分别用符号A、E、I、O、U来表示，其物流强度逐渐减小，对应着超高物流强度、特高物流强度、较大物流强度、一般物流强度和可忽略搬运五种物流强度。针对变速箱的工艺过程图，利用上表中的统计的物流量，按由小到大的顺序绘制物流强度分析表，一般等级划分可以按下表作参考。表43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可忽略搬运强度U表4-4作业单位对物流强度分析图表序号单位作业对物流量物

22、流强度等级0 200 400 600 800 1000 1200137-9A11-2A126-7A84-5E52-4E115-6E31-7I63-4I94-6I21-4I105-3O41-8O148-4O74-3O表45变速箱加工工艺过程单位作业对物流强度等级划分表序号单位作业对物流量（t）承担的物流量比例物流强度等级17-91298.618.25%A21-2887.312.47%A36-787512.30%A44-5797.511.21%E52-4707.79.95%E65-65507.73%E71-7423.65.95%I83-4333.84.69%I94-63254.57%I101-42

23、95.44.15%I115-3231.83.26%O121-8159.42.24%O138-4127.51.79%U144-31021.43%U4.4、 绘制作业单位物流相关图根据以上分析，绘制作业单位物流相关图，如图所示。图41作业单位物流相关图五、 作业单位非物流相互关系分析据R缪瑟在SLP中建议，每个项目中重点考虑的因素不应超过810个。确定了作业单位相互关系密切程度的影响因素以后，就可以给出各作业单位间的关系密切程度等级，在SLP中作业单位间相互关系密切程度等级划分为A、E、I、O、U、X，其含义及比例如下表所示。表51作业单位相互关系等级符号含义说明比例（%）A绝对重要25E特别重要

24、310I重要515O一般密切程度1025U不重要4580X负的密切程度不希望接近，酌情而定010针对变速箱生产特点，制定各作业单位相互关系密切程度理由如下表所示。根据变速箱“基准相互关系”（见下表），在此基础上建立非物流作业单位相互关系图。表5-2变速箱基准相互关系字母密切程度理由A搬运物料的数量、次数以及类似的搬运问题E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联系频繁程度管理方便U接触不多、不常联系联系密切程度不大X灰尘、火灾、噪声、振动、臭味、烟尘、外观表5-3变速箱各作业单位相互关系密切程度理由编号理由编号理由

25、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物料搬运7人员联系4管理方面8信息传递在此基础上建立非物流作业单位相互关系图，如下图所示。图51非物流作业单位相互关系图六、 作业单位综合相互关系分析从上面两图可知，变速箱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的综合相互关系密切程度，需要将两表合并再分析判断。其合并过程如下：6.1、 选取加权值加权值大小反映工厂布置时考虑的侧重点，对于变速箱来说，物流因素（m）影响并不明显大于其他非物流因素（n）的影响，因此，取加权值m:n=1:1。6.2、 综合相互关系的计算根据该厂各作业单位对之间物流与物流关系等级的高级进

26、行量化，一般取A=4，E=3，I=2，O=1，U=0，X=-1，并加权求和，求出综合相互关系如下表所示。当作业单位数目为11时，总作业单位数目对数为： P=11(11-1)/2=55因此，下表将有55个作业单位对，即55个相互关系表6-1作业单位之间综合相互关系计算表序号作业单位对关系密切程度综合关系物流关系（加权值：1）非物流关（加权值：1）等级分值等级分值分数等级112A4I26E213U0U00U314I2U02I415U0U00U516U0U00U617I2U02I718O1U01O819U0U00U9 110U0U00U10 111U0U00U1123U0U00U1224E3I25E

27、1325U0U00U1426U0U00U1527U0U00U1628U0U00U1729U0U00U18 210U0X-1-1X19 211U0U00U2034I2U02I2135O1U01O2236U0U00U2337U0U00U2438U0U00U2539U0U00U26 310U0X-1-1X27 311U0U00U2845E3E36E2946I2I24E3047U0U00U3148U0U00U3249U0U00U33 410U0O11O34 411U0U00U3556E3I25E3657U0U00U3758U0U00U3859U0U00U39 510U0X-1-1X40 511U0U0

28、0U4167A4U04E4268U0U00U4369U0U00U44 610U0U00U45 611U0U00U4678U0U00U4779A4A48A48 710U0O11O49 711U0U00U5089U0E33I51 810U0X-1-1X52 811U0U00U53 910U0U00U54 911U0U00U55 1011U0U00U在表6-1中，综合关系分数取值范围为18，按分数排列得出各分数段所占比例如表6-2所示。在此基础上与表6-3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6-1中关系密切表中的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

29、6-3尽量接近。表62变速箱厂综合相互关系等级划分比例分值关系等级作业单位对数百分比（%）78A21.846E310.923I77.31O97.30U3265.5-1X27.3表63综合相互关系等级及划分比例等级关系符号作业单位对比例（%）绝对必要靠近A13特别重要靠近E25重要I38一般O515不重要U2085不希望靠近X0106.3、 建立作业单位综合关系图根据表6-1，绘制成作业单位综合互相关系图，如下图所示。图61作业单位综合相互关系图七、 工厂总平面图7.1、 综合接近程度由于变速箱作业单位之间的相互关系数目较多，为绘图方便，先计算各作业单位的综合接近程度，如表7-1所示。综合接近程

30、度分数越高，说明该作业单位越应该靠近布置图中心；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。表7-1综合接近程度排序图作业单位代号12345678910111E/3U/0I/2U/0U/0I/2O/1U/0U/0U/02E/3U/0E/3U/0U/0U/0U/0U/0X/-1U/03U/0U/0I/2O/1U/0U/0U/0U/0X/-1U/04I/2E/3I/2E/3E/3U/0U/0U/0O/1U/05U/0U/0O/1E/3E/3U/0U/0U/0X/-1U/06U/

31、0U/0U/0E/3E/3E/3U/0U/0U/0U/07I/2U/0U/0U/0U/0E/3U/0A/4O/1U/08O/1U/0U/0U/0U/0U/0U/0I/2X/-1U/09U/0U/0U/0U/0U/0U/0A/4I/2U/0U/010U/0X/-1X/-1O/1X/-1U/0O/1X/-1U/0U/011U/0U/0U/0U/0U/0U/0U/0U/0U/0U/0综合接近程度85214691026-20排序4781532961110根据表7-1综合接近程度排序表使得各作业单位布置顺序依次为： 机加工车间 组装车间 标准件、半成品库 原材料库 精密车间 成品库 铸造车间 热处理车间 锻造车间 设备维修车间 办公、服务楼7.2、 作业单位位置相关图在作业单位位置相关图中，采用号码来表示作业单位，用工业工程标示符号来表示作业单位的工作性质与功能，可以利用推荐的颜色来绘制作业单位，来表示作业单位的工作性质，以使图形更直观。作业单位之间的相互关系用相互之间的连线类型表示。实线连线表示作业单位相对位置应该彼此接近，线数越多彼此越接近。如表17所示。表72作业单位关系等级表示方式元音字母系数值线条数密切程度颜色规范A4绝对重要红E3特别重要桔黄I2重要绿