工业工程综合课设.docx
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工业工程综合课设
1引言....................................................................................................2
2产品--产量分析.................................................................................2
3产品工艺过程分析............................................................................2
3.1计算物流量...................................................................................2
3.2绘制各零件的工艺过程图...........................................................3
3.3绘制产品总工艺过程图...............................................................6
4物流强度分析....................................................................................7
4.1绘制物流从至表...........................................................................7
4.2绘制物流强度汇总表...................................................................8
4.3划分物流强度等级.......................................................................8
4.4绘制作业单位物流相关图...........................................................9
5作业单位非物流相互关系分析.......................................................10
6作业单位综合相互关系分析...........................................................13
7绘制作业单位位置相关图...............................................................17
8绘制作业单位面积相关图...............................................................18
9产生工厂总体布置方案并进行分析评价.......................................19
9.1改进原方案...................................................................................19
9.2方案的评价与选择......................................................................19
10对减速器铭牌铣削工序进行工作研究..........................................21
10.1制定标准作业方法.....................................................................21
10.2制定标准工时.............................................................................22
11.本次课设小结..................................................................................25
参考文献...............................................................................................26
1引言
设施规划与物流分析是工业工程专业的一门重要的主干专业课程。
设施规划着重研究工厂总平面布置、车间布置及物料搬运系统等内容，其目标是通过对工厂各组成部分相互关系的分析，进行合理布置，得到高效运行的生产系统，获得最佳的经济效益和社会效益。
随着现代化系统优化技术的发展和计算机辅助设计技术的应用，工厂布置设计已广泛地采用计算机辅助进行设计规划与布置，由于影响设计布置的因素错综复杂，并且因素之间相互影响，相互制约，而且大多数因素还具有不确定性，因此，在设施布置设计中常常以物流分析作为其主要的内容。
大多数的计算机辅助设施布置设计软件也都是以物流分析为主，采用定量分析和定性分析相结合的方法，并将定性分析转化为定量分析。
作为现代设施设计人员与生产管理人员，掌握并应用计算机辅助布置设计的方法和程序已成为必然。
工厂布置设计是一项多因素，多目标的系统优化问题。
学习和掌握工厂布置设计方法最有效的手段就是直接参与设计工作。
由于社会需要的多样性，生产不同产品的工厂之间必然存在差异。
这就给工厂布置设计带来了难题。
系统布置设计方法提供了一种以作业单位物流与非物流的相互关系分析为主线的规划设计方法，采用一套表达极强的图例符号和简明表格，通过一系列条理清晰的设计程序进行工厂布置设计。
它是一套初中性非常强的设计模式和规范怕设计程序，并且为设施规划人员与生产管理人员广泛采用，运用效果良好。
通过本课程设计，达到巩固设施规划与设计的专业知识，培养学生用所学知识解决工程实际问题的能力，同时培养学生善于使用文献检索工具的能力；提高综合所学知识创新性进行设计的能力。
2产品--产量分析
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。
3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。
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
3.2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如图3-1——图3-6所示。
图中序号分别为：
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—标准件、半成品库，8—锻造车间。
3.3绘制产品总工艺过程图
变速箱总的生产过程可分为零件加工阶段——总装阶段——性能试验阶段，所有零件、组件在组装车间集中组装。
将变速箱所有工艺过程汇总在一张图中，得到变速箱总工艺过程图如图所示。
该图清楚地表示出变速箱生产的全过程以及各工序和个作业单位之间的物流情况，为进一步进行深入的物流分析奠定了基础。
装配顺序：
1.机座2.外购件3.齿轮轴4.外购件5.轴与大齿轮及外购件装配一起6.机盖7.外购件8.端盖9.外购件
4物流强度分析
4.1绘制物流从至表
根据表3-1全年生产量计算全年物流量绘制车间之间的物流从至表
表4-1物流从至表单位：
吨
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
半成品库
组装车间
锻造车间
成品库
1
原材料库
910.080
96.53
38.480
1045.09
2
铸造车间
725.93
725.930
3
热处理车间
326.52
326.52
4
机加工车间
537.05
647.15
5
1189.2
5
精密车间
81.63
870
951.63
6
半成品库
875
875
7
组装车间
875
875
8
锻造车间
153.9
153.9
9
成品库
合计
910.8
772.58
822.46
973.67
870
875
38.48
875
6142.27
4.2绘制物流强度汇总表
根据产品的工艺过程和表4-1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4-2之中。
表4-2物流强度汇总表
序号
作业单位对（路线）
物流强度/t
1
1—2
910.08
2
1—4
96.53
3
1—8
38.48
4
2—4
725.93
5
3—5
326.52
7
4—5
647.15
8
4—6
5
9
5—3
81.63
10
5—6
870
11
6—7
875
12
7—9
875
13
8—3
153.9
4.3划分物流强度等级
作业单位对或称为物流路线的物流强度等级，应参照表4-3作业相互关系等级表按物流路线比例或承担的物流量比例来来确定。
将各作业单位对的物流强度按大小排序，从大到小依次填入表4-4物流强度分析表中，根据物流强度参照表4-3作业相互关系等级表分别划分物流强度等级。
表4-4物流强度分析表
4.4绘制作业单位物流相关图
根据表4-4物流强度分析表绘制图4-1作业单位物流相关图。
表4-1物流从至表中未出现的作业单位之间不存在固定的物流，物流强度等级为U级。
图4-1作业单位物流相关图
5作业单位非物流相互关系分析
当物流状况对企业的生产有重大影响时，物流分析就是工厂布置的总要依据。
但是，也不能忽视非物流因素的影响，尤其是当物流对生产影响不大或没有固定的物流时，工厂布置就不能依赖于物流分析，而应当考虑非物流因素对各作业单位间相互关系的影响。
在评价作业单位相互关系时，首先应制定出一套“基准相互关系”，其他作业单位之间的相互关系，通过对照“基准相互关系”来确定。
表5-1给出的基准相互关系可供实际工作中参考。
表5-1基准相互关系表
明确各作业单位的特点，包括工作内容、工作性质，有无振动、噪声、烟尘及异味等环境污染，表5-2所示。
表5-2各作业单位作业特点
从上面分析并整理出作业单位影响因素的密切程度排序及其理由：
参照表5-3作业单位相互关系等级表的比例，将最后的作业单位之间的相互关系等级填入作业单位相互关系表。
图5-1作业单位非物流相关图：
6作业单位综合相互关系分析
从图4-1作业单位物流相关图和图5-1作业单位非物流相关图可知，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：
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
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6-1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。
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
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
1—2
4
A
4
A
8
A
2
1—3
0
U
2
I
2
O
3
1—4
1
O
2
I
3
O
4
1—5
0
U
0
U
0
U
5
1—6
0
U
1
O
1
U
6
1—7
0
U
0
U
0
U
7
1—8
1
O
1
O
2
O
8
1—9
0
U
0
U
0
U
9
1—10
0
U
1
O
1
U
10
1—11
0
U
0
U
0
U
11
2—3
0
U
0
U
0
U
12
2—4
2
I
2
I
4
I
13
2—5
0
U
1
O
1
U
14
2—6
0
U
0
U
0
U
15
2—7
0
U
0
U
0
U
16
2—8
0
U
0
U
0
U
17
2—9
0
U
0
U
0
U
18
2—10
0
U
-1
X
-1
X
19
2—11
0
U
1
O
1
U
20
3—4
2
I
1
O
3
O
21
3—5
2
I
2
I
4
I
22
3—6
0
U
0
U
0
U
23
3—7
0
U
0
U
0
U
24
3—8
1
O
0
U
1
U
25
3—9
0
U
0
U
0
U
26
3—10
0
U
-1
X
-1
X
27
3—11
0
U
2
I
2
O
28
4—5
2
I
3
E
5
I
29
4—6
1
O
0
U
1
U
30
4—7
0
U
0
U
0
U
31
4—8
0
U
1
O
1
U
32
4—9
0
U
0
U
0
U
33
4—10
0
U
-1
X
-1
X
34
4—11
0
U
1
O
1
U
35
5—6
3
E
3
E
6
E
36
5—7
0
U
0
U
0
U
37
5—8
0
U
0
U
0
U
38
5—9
0
U
0
U
0
U
39
5—10
0
U
1
O
1
U
40
5—11
0
U
2
I
2
O
41
6—7
3
E
4
A
7
E
42
6—8
0
U
0
U
0
U
43
6—9
0
U
1
O
1
U
44
6—10
0
U
0
U
0
U
45
6—11
0
U
0
U
0
U
46
7—8
0
U
0
U
0
U
47
7—9
3
E
4
A
7
E
48
7—10
0
U
0
U
0
U
49
7—11
0
U
2
I
2
O
50
8—9
0
U
0
U
0
U
51
8—10
0
U
-1
X
-1
X
52
8—11
0
U
1
O
1
U
53
9—10
0
U
1
O
1
U
54
9—11
0
U
0
U
0
U
55
10—11
0
U
1
O
1
U
3划分关系密级
在表6-1中，综合关系分数取值范围为-1—8，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6-1中作业单位对之间的关系密切程度作适当的调整，使各等级比例与表6-3中推荐的比例尽量接近。
表6-2综合相互关系密级等级划分
总分
关系等级
作业单位对数
百分比（%）
线条类型
8
A
1
1.8
6—7
E
3
5.5
4—5
I
3
5.5
2—3
O
7
12.7
0—1
U
37
67.2
-1
X
4
7.3
表6-3综合相互关系密级与划分比例
关系等级
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综合接近排序
根据表6-1作业单位之间综合相互关系计算表计算得到表6-4综合接近程度排序表。
表6-4综合接近程度排序表
至
从
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
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
办公服务楼
设备维修车间
1
原材料库
A/8
O/2
O/3
U/0
U/1
U/0
O/2
U/0
U/1
U/0
2
铸造车间
A/8
U/0
I/4
U/1
U/0
U/0
U/0
U/0
X/-1
U/1
3
热处理车间
O/2
U/0
O/3
I/4
U/0
U/0
U/1
U/0
X/-1
O/2
4
机加工车间
O/3
I/4
O/3
I/5
U/1
U/0
U/1
U/0
X/-1
U/1
5
精密车间
U/0
U/1
I/4
I/5
E/6
U/0
U/0
U/0
U/1
O/2
6
半成品库
U/1
U/0
U/0
U/1
E/6
E/7
U/0
U/1
U/0
U/0
7
组装车间
U/0
U/0
U/0
U/0
U/0
E/7
U/0
E/7
U/0
O/2
8
锻造车间
O/2
U/0
U/1
U/1
U/0
U/0
U/0
U/0
X/-1
O/1
9
成品库
U/0
U/0
U/0
U/0
U/0
U/1
E/7
U/0
U/1
U/0
10
办公服务楼
U/1
X/-1
X/-1
X/-1
U/1
U/0
U/0
X/-1
U/1
U/1
11
设备维修车间
U/0
U/1
O/2
U/1
O/2
U/0
O/2
O/1
U/0
U/1
综合接近程度
17
13
11
17
19
16
16
4
9
0
10
排序
3
6
7
2
1
4
5
10
9
11
8
由得表6-4综合接近程度排序表各作业单位布置顺序依次为：
1.精密车间（5）；2.机加工车间（4）；3.原材料库
（1）；4.半成品库（6）；5.组装车间（7）；6.铸造车间
（2）；7.热处理车间（3）；8.设备维修车间（11）；9.成品库（9）；10.锻造车间（8）；11.办公服务楼（10）。
5建立作业单位综合相互关系表
将表6-1中的综合相互关系总分转化为关系密级等级，绘制成作业单位综合相互关系图
7绘制作业单位位置相关图
由参考资料中可以得到工艺过程符号：
表7-1工艺过程符号
按A、E、I、O、U、X级排序，处理各级作业单位对之间的相互位置，统计作业单位对按综合接近程度分数高低的顺序，安排各作业单位的位置。
根据表6-2为关系密集程选线条类型，并且规定，关系密级为A级的作业单位之间的距离为一个单位长度，E为两个单位长度，以此类推，得到作业单位位置相关图。
按综合接近程度分数大小顺序，由大到小依次把各作业单位布置到图上，绘图时，当预留空间不足时，调整作业单位相关位置，保证调整后符合作业单位位置相关图的要求。
数次调整与重绘，得到作业单位面积相关图。
如图7-1为减速器厂单位面积相关图。
图7-1作业单位位置相关图
8绘制作业单位面积相关图
公司占地20000m2，厂区东西为200m，南北宽100m，该厂有工人300人，计划建成年产100000套变速箱的生产厂。
表8-1作业单位建筑汇总表
序号
作业单位名称
用途
建筑面积
（m×m）
备注
1
原材料库
储存钢材、铸锭
15×30
露天
2
铸造车间
铸造
15×24
3
热处理车间
热处理
12×15
4
机加工车间
车、铣、钻
15×36
5
精密车间
精镗、磨削
15×36
6
标准件、半成品库
储存外购件、半成品
15×24
7
组装车间
组装变速器
15×36
8
锻造车间
锻造
15×24
9
成品库
成品储存
12×15
10
办公、服务楼
办公室、食堂等
80×60
11
设备维修车间
机床维修
12×24
根据表8-1作业单位建筑汇总表绘制厂房平面布置图，见附录1。
9产生工厂总体布置方案并进行分析评价
9.1改进原方案
1.原方案中半成品库6、组装车间7、成品库9的间距太近，可能会妨碍交通且不利于来往车辆的避让。
2.原方案中锻造车间8与精密车间5距离太近。
精密车间对作业环境要求严格，应远离振动和噪声。
3.经查相关手册，车间之间的双向通行道的宽度应≧8米。
（改进后图纸见附录2）
9.2方案的评价与选择
运用加权因素法对变速箱厂进行评价，其评价过程和评价结果如表9-1所示。
表9-1加权因素评价表
评价因素
原方案
改进后
相对重要性ai
等级
得分
等级
得分
物流效率与方便性
E
3
A
4
10
空间利用率
E
3
E
3
8
辅助服务部门的综合效率
I
2
I
2
9
工作环境安全与舒适
O
1
E
3
5
管理的方便性
I
2
I
2
8
布置方案的可扩展性
E
3
E
3
7
人员联系
E
3
E
3
7
外观
I
2
I
2
4
环境保护
I
2
E
3
6
信息传递
I
2
I
2
3
综合得分Tj
161
187
综合排序
2
1
由综合排序可选出改进后的方案为较
升级会员 