变速箱设施规划完整1.docx
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变速箱设施规划完整1
设施规划与物流分析
课程设计报告
姓名
专业工业工程
变速箱厂总平面布局设计
一、设计产品名称
变速箱厂总平面布局设计
二、原始给定条件
公司有地18000㎡，东西长200m，南北宽90m，计划建成年产100000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
100000
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
200000
0.004
38
螺母
√
Q235
200000
0.011
37
螺栓
√
Q235
300000
0.032
36
销
√
35
200000
0.022
35
防松垫片
√
Q215
100000
0.010
34
轴端盖圆
√
Q235
100000
0.050
33
螺栓
√
Q235
200000
0.020
32
通气器
√
Q235
100000
0.030
31
视孔盖
√
Q215
100000
0.050
30
垫片
√
橡胶纸
100000
0.004
29
机盖
√
HT200
100000
2.500
28
垫圈
√
65Mn
600000
0.006
27
螺母
√
Q235
600000
0.016
26
螺栓
√
Q235
600000
0.103
25
机座
√
HT200
100000
3.000
24
轴承
√
200000
0.450
23
挡油圈
√
Q215
200000
0.004
22
毡封油圈
√
羊毛毡
100000
0.004
21
键
√
Q275
100000
0.080
20
定距环
√
Q235
100000
0.090
19
密封盖
√
Q235
100000
0.050
18
可穿透端盖
√
HT150
100000
0.040
17
调整垫片
√
08F
200000
0.004
16
螺塞
√
Q235
100000
0.032
15
垫片
√
橡胶纸
100000
0.004
14
游标尺
√
100000
0.050
13
大齿轮
√
40
100000
1.000
12
键
√
Q275
100000
0.080
11
轴
√
Q275
100000
0.800
10
轴承
√
200000
0.450
9
螺栓
√
Q235
2400000
0.025
8
端盖
√
HT200
100000
0.050
7
毡封油圈
√
羊毛毡
100000
0.004
6
齿轮轴
√
Q275
100000
1.400
5
键
√
Q275
100000
0.040
4
螺栓
√
Q235
1200000
0.014
3
密封盖
√
Q235
100000
0.020
2
可穿透端盖
√
HT200
100000
0.040
1
调整垫片
√
08F
200000
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
20x30
露天
2
铸造车间
铸造
12x24
3
热处理车间
热处理
12x12
4
机加工车间
车、铣、钻
12x36
5
精密车间
精镗、磨销
12x36
6
标准件、半成瓶库
储存外购件、半成品
12x24
7
组装车间
组装变速器
12x36
8
锻造车间
锻造
12x24
9
成品库
成品储存
12x12
10
办公、服务楼
办公室、食堂等
60x40
11
设备维修车间
机床维修
12x24
（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
2.500
100000
250000
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
100000
300000
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
100000
100000
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
100000
80000
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
1.400
100000
140000
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
0.050
100000
5000
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
三、产品---产量分析
因年产量为100000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。
四、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
2.5/（0.8
*0.8*0.98）
=3.986
3.986*0.2
=0.797
3.986*0.8
*0.2
=0.638
3.986*0.8
*0.8*0.02
=0.051
1.486*100000
=148600
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*100000
=178300
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*100000
=59400
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*100000
=27400
齿轮轴
1.4/（0.8*
0.95*0.98
）=1.88
1.88*0.2
=0.376
1.88*0.8*
0.95*0.02
=0.029
0.376+0.029
=0.405
1.88*0.8
*0.05=
0.075
0.48*100000
=48000
端盖
0.05/（0.6*
0.8）=0.104
0.104*0.4
=0.042
0.104*0.6
*0.2=0.012
0.054*100000
=5400
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—6所示。
图中序号分别是：
1、原材料库，2、铸造车间，3、机加工车间，4、精密车间，5、热处理车间，6、锻造车间，7、标准件、半成品库，8、组装车间，9、成品库。
（三）绘制产品总工艺过程图（图7）
（四）绘制产品初始工艺过程表
为了研究个零件、组件生产过程之1间的相互关系，将工艺过程图中的产品按照物流强度大小顺序，由左到右排列于产品工艺过程表1中，即最左边的产品物流强度最大，由左到右物流强度逐渐递减，这样得到减速器初始工艺过程表如表10所示。
表10初始产品工艺过程表
作业单位
机座
机盖
齿轮轴
大齿轮
轴
端盖
序号
名称
流程
流程
流程
流程
流程
流程
1
原材料
①
②
③
④
⑦
2
2
2
1
①
②
③
④
⑦
2
2
2
1
①
③
③
④
⑤
⑦
1
2
1
2
-2
①
③
③
⑤
⑥
⑦
1
1
1
-2
-2
①
③
③
④
⑤
⑦
1
2
1
2
-2
①
②
③
⑦
2
2
1
2
铸造车间
3
机加工车间
4
精密车间
5
热处理车间
6
锻造车间
7
标准件、半成品库
2634000
2195200
628800-
-97600
359200
38200
W
5757800
五、物流分析
（一）绘制从至表
根据减速器产品工艺过程表10，绘制减速器工艺工程物流从至表，图11所示
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
机加工车间
精密车间
热处理车间
锻造车间
标准件、半成品库
组装车间
成品库
1
原材料库
887.3
295.4
159.4
1342.1
2
铸造车间
707.7
707.7
3
机加工车间
797.4
102
370
1269.4
4
精密车间
224.5
550
774.5
5
热处理车间
326.5
326.5
6
锻造车间
127.5
127.5
7
标准件、半成品库
875
875
8
组装车间
875
875
9
成品库
合计
887.3
1457.1
797.4
326.5
159.4
920
875
875
6297.7
（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
887.3
7
3-7
370
2
1-3
295.4
8
4-5
224.5
3
1-6
159.4
9
4-7
550
4
2-3
707.7
10
7-8
875
5
3-4
797.4
11
8-9
875
6
3-5
102
（三）划分物流强度等级
表13物流强度分析表
（四）绘制作业物流相关图
根据以上分析，绘制作业单位物流相关图，如图8所示。
六、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
原材料库与机加工车间，铸造车间热处理车间精密车间
搬运物料的数量，次数以及搬运问题
E
机加工车间与铸造车间，精密车间。
组装车间与成品库
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
标准件、半成品库和精密车间
机加工车间和半成品库
热处理车间和机加工车间
原材料库和机加工车间
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
原材料库和锻造车间
机加工车间与锻造车间
精密车间与热处理车间
物料搬运的数量
联系的频繁程度，
管理方便
U
设备维修、原材料库，半成品，成品库
原材料库与半成品，成品库
接触不多、不常联系
密切程度不大，
X
办公楼、服务楼。
精密车间与铸造车间，热处理车间
灰尘、噪声、振动、异味、烟尘、振动
七、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
4
A
4
A
8
A
1-3
1
O
4
A
5
E
1-4
0
U
0
U
0
U
1-5
0
U
0
U
0
U
1-6
1
O
3
E
4
I
1-7
0
U
0
U
0
U
1-8
0
U
0
U
0
U
1-8
0
U
0
U
0
U
1-9
0
U
0
U
0
U
1-10
0
U
0
U
0
U
1-11
0
U
0
U
0
U
2-3
2
I
4
A
6
E
2-4
0
U
-1
X
-1
X
2-5
0
U
0
U
0
U
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
2
I
3
I
3-6
0
U
0
U
0
U
3-7
1
O
3
E
4
I
3-8
0
U
3
E
3
I
3-9
0
U
1
O
1
O
3-10
0
U
-1
X
-1
X
3-11
0
U
2
I
2
O
4-5
3
E
-1
X
2
O
4-6
2
I
2
I
4
I
4-7
2
I
3
E
5
E
4-8
0
U
3
E
3
I
4-9
0
U
0
U
0
U
4-10
0
U
0
U
0
U
4-11
0
U
3
E
3
I
5-6
0
U
-1
X
-1
X
5-7
0
U
-1
X
-1
X
5-8
0
U
0
U
0
U
5-9
0
U
0
U
0
U
5-10
0
U
-1
X
-1
X
5-11
0
U
2
I
2
O
6-7
0
U
3
E
3
I
6-8
0
U
3
E
3
I
6-9
0
U
0
U
0
U
6-10
0
U
-1
X
-1
X
6-11
0
U
2
I
2
O
7-8
3
E
2
I
5
E
7-9
0
U
0
U
0
U
7-10
0
U
1
O
1
O
7-11
0
U
0
U
0
U
8-9
3
E
0
U
3
I
8-10
0
U
0
U
0
U
8-11
0
U
3
E
3
I
9-10
0
U
1
O
1
O
9-11
0
U
0
U
0
U
10-11
0
U
1
O
1
O
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
1
1.8%
5-6
E
4
7.27%
3-4
I
12
21.8%
1-2
O
9
16.4%
0
U
22
40%
-1
X
7
12.7%
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。
八、工厂总平面布置
（一）综合接近程度
为绘图方便，先1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、机加工车间，4、精密车间，5、热处理车间，6、锻造车间，7、标准件、半成品库，8、组装车间，9、成品库
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