物流工程课程设计报告何桂浩.docx
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物流工程课程设计报告何桂浩
《物流工程》课程设计报告书
变速箱厂总平面布置设计
GeneralLayoutdesignofTransmissionPlant
学号
200811413107
学生姓名
何桂浩
所在专业
工业工程
所在班级
1081
指导教师
侯东亮
职称
讲师
成绩
2011年12月29日
摘要I
鸣谢26
摘要
设施规划与物流分析是工业工程专业一门重要的主干专业课,其主要内容是研究工厂总平面布置、车间布置以及物料手动等内容;其目标是通过对工厂各组成部分相互关系的研究分析,进行合理的工厂布置,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。
工厂布置设计是一项多因素、多目标的系统优化问题。
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。
本课程设计综合运用所学知识,采用了系统布置设计等方法,综合考虑各方面因素,分析物流强度等,对变速箱厂进行总体平面布局,设计出多套相应的方案,通过评价得到最佳的平面布局。
关键词:
设施规划;平面布局;变速箱厂
abstract
FacilitiesPlanningandLogisticsanalysisisanimportantindustrialengineeringbackboneofcourses,themaincontentofthetotalplantlayout,plantlayoutandmaterialmanually,etc.;ItsobjectivesisthroughtherelationshipbetweenthevariouscomponentsofplantresearchandanalysisconductedRationalplantlayout,productionsystemsarehighlyefficientoperationtoobtainthebesteconomicandsocialbenefits.
Plantlayoutdesignisamanyfactorsandmanyofthetargetsystemoptimizationproblems.Systemlayoutdesignmethodprovidesatoworkunitwiththelogisticslogisticstherelationshipoftheanalysisoftheplanninganddesignmethodmainly,usingasetofexpressstrongillustrationssymbolsandconciseform,throughaseriesofstructureddesignproceduresofplantlayoutdesign.Thiscoursedesigncomprehensiveknowledge,thesystemarrangementdesignmethod,takingaccountofvariousfactors,suchaslogisticsstrengthanalysisofthegearboxfactoryinoveralllayout,designasetofcorrespondingsolutions,throughtheevaluationgetthebestlayout.
Keywords:
Facilitiesplanning;Layout;Gearboxfactory
变速箱厂总平面布置设计
工业工程,200811413107,何桂浩
指导教师:
侯东亮
1设计题目
变速箱厂总平面布置设计
2原始给定条件
公司有地16000㎡,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。
2.1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速箱装配图所示;每个零件、组件的名称、材料、单件重量及年需求量如表2-1零件明细表所示:
图2-1变速箱装配图
表2-1零件明细表
工厂名称:
变速箱厂
产品名称
变速箱
产品代号
110
计划年产量
100000
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
2.2作业单位划分
根据变速箱的结构及工艺特点,设立如表2-2所示11各单位,分别承担原
材料存储、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
/(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、半成品库
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
办公楼、食堂等
80x60
11
设备维修车间
机床维修
12x24
2.3生产工艺过程
变速箱的零件比较多,但是大多数零件为标准件。
假定标准件采用外购,
总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2-3~表2-8,表中的利用率为加工后产品与加工前的比率。
表2-3变速箱零件-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
29
HT200
2.500
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
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2-4变速箱零件-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
25
HT200
3.000
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
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2-5变速箱零件-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
13
40
1.000
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2-6变速箱零件-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
11
Q275
0.800
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
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2-7变速箱零件-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
6
Q275
1.400
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
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2-8变速箱零件-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
8
HT200
0.050
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
铸造车间
铸造
60
3
机加工车间
精车
80
2、标准件、外购件与半成品暂存
生产出的零件加工完经过各车间检验合格后,送入半成品库暂存。
外购件与标准件均放在半成品库。
3、组装
所有零件在组装车间集中组装成变速箱成品。
4、性能测试
所有成品都在组装车间进行性能测试,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、成品存储
所有合格变速箱均存放在成品库等待出厂。
3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,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。
4产品工艺过程分析
4.1计算物流量
通过对产品加工、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4-1所示。
表4-1各零件物流量计算
产品名称
毛重/kg
废料/kg
铸造废料
锻造废料
机加工废料
精加工废料
全年总质量
机盖
2.500/(0.80*0.80*0.98)
=3.9860
3.9860*0.20
=0.7972
3.9860*0.80*0.20
=0.6378
3.9860*0.80*0
.80*0.02
=0.0510
(0.7972+0.6378+0
.0510)*100000
=148600
机座
3.000/(0.80*0.80*0.98)
=4.7832
4.7832*0.20
=0.9566
4.7832*0.80*0.20
=0.7653
4.7832*0.8
0*0.80*0.02
=0.0612
(0.9566+0.7653+0.0612)*100000
=178310
大齿轮
1.000/(0.80*0.80*0.98)
=1.5944
1.5944*
0.20
=0.3189
1.5944*0.80*0.20+1.5944*0.80*0.80*0.02
=0.2755
(0.3189+0.2755)
*100000=59440
轴
0.800/(0.80*0.95*0.98)
=1.0741
1.0741*0.20+1.0741*0.80*0.95*0.02
=0.2311
1.0741*0.80
*0.05=0.0430
(0.2311+0.0430)
*100000=27410
齿轮轴
1.400/(0.80*0.95*0.98)
=1.8797
1.8797*0.20+1.8797*0.80*0.95*0.02
=0.4045
1.8797*0.80
*0.05=0.0752
(0.4045+0.0752)
*100000=47970
端盖
0.050/(0.60*0.82)
=0.1042
0.1042*0.40
=0.0417
0.1042*0.60*0.20
=0.0125
(0.0417+0.0125)
*100000=5420
4.2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4-1—图4-6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,8—锻造车间,6—半成品库
2
废料
1
6
图4-1机盖物流量
4
5
废料
废料
3.9860
0.7972
0.6378
0.0510
3.1888
2.5510
2.500
原材料
0.9566
0.7653
0.0612
2
废料
1
6
图4-2机座物流量
4
5
废料
废料
4.7832
3.8266
3.0613
3.0001
原材料
0.2551
0.0204
8
废料
1
图4-3大齿轮物流量
4
3
废料
1.5944
1.2755
1.0204
6
废料
1.000
44
原材料
0.3189
0.2148
0.0430
0.0162
4\4
废料
1
图4-4轴物流量
5
3
废料
1.0741
0.8593
0.8163
6
废料
0.800
4
原材料
0.0417
0.3759
0.0752
0.0286
4
废料
1
图4-5齿轮轴物流量
5
3
废料
1.8797
1.5038
1.4286
6
废料
1.400
4
原材料
0.0125
2
废料
1
4
废料
0.1042
0.0625
0.050
图4-6端盖物流量
4.3绘制产品总工艺过程图
变速箱总的生产过程可分为零件的加工阶段——总装阶段——性能实验阶段,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上,得到变速箱总工艺过程如图4-7所示。
该图清楚的表示出变速器生产的全过程以及各工序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。
装装配顺序:
机座→齿轮轴→外购件(键、挡油圈、轴承)→轴→大齿轮→外购件(轴承、键、定距环)→端盖
→外购件(调整垫片、可穿透油盖、密封盖、毡封油圈)→机盖→外购件(螺栓、轴端盖圆、销)→外购件
(游标卡尺、垫片、螺塞)→外购件(螺栓、螺母、垫圈、防松垫片)→外购件(垫片、视孔盖、通气器)
4.4绘制产品初始工艺过程表
为了研究各零件、组件生产过程之间的相互关系,将总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,这样得到变速箱初始工艺过程表如表4-2所示
表4-2变速箱初始工艺过程表
作业单位
机座
机盖
齿轮轴
大齿轮
轴
端盖
序号
名称
流程
Dij
流程
Dij
流程
Dij
流程
Dij
流程
Dij
流程
Dij
1
原材料
①
②
③
④
⑤
2
1
2
1
①
②
③
④
⑤
2
1
2
1
①
②
⑤
③
④
⑥
1
2
1
2
-1
①
②
③⑤
④
⑥
1
2
1
1
-1
①
②
⑤
③
④
⑥
1
2
1
2
-1
①
②
③
2
1
1
2
铸造
8
锻造
4
机加工
5
精加工
3
热处理
6
半成品库
2251560
1876280
771590
514540
440900
32090
W
5886960
5物流分析
5.1绘制从至表
根据变速箱初始产品工艺过程表4-2,绘制出变速箱工艺过程物流从至表,如表5-1所示。
表5-1变速箱加工工工艺从至表(单位:
t)
至
从
1
2
3
4
5
6
7
8
9
合计
原材料库
铸造车间
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
887.34
295.38
159.44
1342.16
2
铸造车间
707.79
707.790
3
热处理车间
326.53
326.53
4
机加工车间
797.54
320
1117.54
5
精密车间
224.49
550
774.49
6
半成品库
1297.80
1297.80
7
组装车间
1297.80
1297.80
8
锻造车间
127.55
127.55
9
成品库
0
合计
887.34
224.49
1457.25
797.54
870.00
1297.80
159.44
1297.80
6991.66
编制(日期)
审核(日期)
5.2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5-2之中。
表5-2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
887.34
7
4—6
320.00
2
1—4
295.38
8
5—3
224.49
3
1—8
159.44
9
5—6
550.00
4
2—4
707.79
10
6—7
1297.80
5
3—4
326.53
11
7—9
1297.80
6
4-5
797.54
12
8-4
127.55
5.3划分物流强度等级
将各作业单位对的物流强度按大小排序,自从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流路线的物流强度等级,应按物流路线比例或承担的物流量比例来去确定。
针对变速箱的工艺过程图