工厂布局.docx
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工厂布局
江西理工大学
工业工程专业课程设计
题目：
某企业物流分析与设施规划
专题题目：
减速器厂总平面布置设计方案
学院：
专业
班级
学号：
学生：
指导教师：
职称：
指导教师：
职称：
时间：
2011年7月12日
目录
一．概述………………………………………………………….…3
二．基本要素分析………………………………………………….3
1．液压转向器结构及有关参数…………………………………………………3
2．作业单位划分…………………………………………………………………4
3．液压转向器生产工艺过程……………………………………………………4
三．物流分析………………………………………………………4
1．产品工艺过程分析…………………………………………………………4
2．物流强度分析………………………………………………………………8
四．作业单位非物流相关分析……………………………………10
1．整理主因，给出理由编码……………………………………………………10
2．确定相互关系等级……………………………………………………………10
3．作业相互关系表………………………………………………………………11
五．作业单位综合相关分析……………………………………11
1.综合物流相关等级表…………………………………………………………12
2.作业单位综合想到关系………………………………………………………14
六．作业单位位置相关图分析……………………………………14
1.综合接近程度排序……………………………………………………………14
2.绘制作业单位位置相关图……………………………………………………15
七．作业单位面积相关分析………………………………………16
1.作业单位面积相关图…………………………………………………………16
八．工厂总平面布置可行方案……………………………………17
1．方案一…………………………………………………………………………17
2．方案二…………………………………………………………………………18
3．方案三…………………………………………………………………………19
九．评价方案并择优………………………………………………20
1.计算权重………………………………………………………………………20
2.评选方案………………………………………………………………………20
一、概述
物流工程课程设计是物流工程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实际技术问题的能力。
二、基本要素分析
课程设计题目 减速器厂总平面布置设计
课程设计内容与要求：
公司有地16000平方米，厂区面积北为200米，东西宽80米，如图1-1所示，该厂预计需要工人300人，计划建成年产100000套减速器的生产厂。
图1-1待建厂厂区图
1、减速器的基本结构及有关参数
减速器的结构及有关参数
减速器由39个零件构成，装配图见图1-2。
每个零件、组件的名称、材料、单件重量及年需求量均列于表1-1。
图1-2减速器装配图
表1-1减速器零件明细表
工厂名称：
减速器厂
产品名称
减速器
产品
代号
110
计划年产量
100000
共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
√
IIT200
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.作业单位的划分
根据变速箱的结构及工艺特点，设立如表所示11个单位，分别承担原材料存储、备料、热处理、加工与装配、产品性能测试、生产管理等各项生产任务。
序号
作业单位名称
用途
建筑面积（m2）
备注
1
原材料库
储存钢材、铸锭
12×30
露天
2
铸造车间
铸造
12×24
3
热处理车间
热处理
12×12
4
机加工车间
车、铣、钻
12×36
5
精密车间
精镗、磨销
12×36
6
标准件、半成品库
储存外购件、半成品
12×24
7
组装车间
组装变速器
12×36
8
锻造车间
锻造
12×24
9
成品库
成品储存
12×12
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
（3）减速器生产工艺过程
器的零件较多，但是大多数零件为标准件。
假定标准件采用外购，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1-3、1-4、1-5、1-6、1-7、1-8，表中的利用率为加工后产品与加工前的比率。
表1-3减速器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
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1-4减速器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
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1-5减速器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
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、镗、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1-6减速器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
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1-7减速器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
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1-8减速器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
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
精密车间
精车
80
4
半成品库
暂存
2）标准件、外购件与半成品暂存
产出的零件加工完经过各个车间检验合格后，送入半成品库暂存。
外购件与标准件均放在办成品库。
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，合格后送入成品库房，即不考虑成品组装不了的情况。
5）成品储存
所有合格变速箱均存放在成品库房等待出厂。
三、设施选址
厂区选址包括：
选位和定址
1.选位、定址
厂区初步选在赣州经济技术开发区
（1）原始假设条件：
所有外购零部件均有一家供应商A公司（东莞）提供、主要销售商为江铃集团（南昌）
（2）考虑因素：
1）非经济因素
政治因素：
赣州着力打造“承接产业转移的先行区”和“中西部地区承接产业转移第一城”并规划建设成为四省通衢的区域性特大城市。
其先后建成的“香港工业园”、“沙河工业园”、“台湾工业园”等一批功能设施齐全的现代化工业园和一个国家出口加工区，吸引了来自海内外的投资商和企业；“三江六岸”城市景观建设和文化产业的大力发展以及国家级旅游城市和省级文明城市的获得更是留住了各类优秀人才。
如今赣州正融入海西经济圈和鄱阳湖生态经济圈的大氛围中，一个特大城市的框架已经拉开。
社会因素：
赣州是客家的摇篮，其人口95%以上均是客家人。
他们自古以来的“耕读”思想更是为他们的素质的提高提供了一个保证。
而且他们热情好客的情节更是留住了无数的人才。
自然因素：
赣州地处江西南部与广东和福建等沿海发达地区紧邻，为两地的产业转移和经济人才的交流提供了有力的条件。
现在梅州、赣州、韶关等的1小时高速公路网更是拉近了城市间的距离。
2）经济因素
运输条件与费用：
赣州黄金开发区地处夏蓉高速和赣粤高速路口；并距赣州飞机场和火车站均在10公里以内。
303国道和105国道更是直插其中。
工业园内已经铺设好了畅通的交通网络。
并在开发区的水西镇建成了一个万吨级的货运码头。
这无疑给企业的运输提供了方便。
原材料供应条件：
假设供应商A公司是在东莞塘厦镇石潭埔工业园内。
105国道和赣粤高速为其原材料供应提供了交通运输条件。
动力能源供应条件：
开发区是一个国家级的经济区，已经是一个比较成熟的经济区域。
所以里面的基础设施都非常的完善。
其动力能源均以规划好。
市场条件：
公司的销售商是江西省第一家上市公司——江铃集团。
江铃汽车集团公司是中国汽车行业重点骨干企业和国家汽车整车出口基地企业，它将成为公司的最主要客户。
劳动力条件：
赣州市政府为吸引全国各地的优秀人才不断推出极具吸引力的政策，比如大学生见习公寓和新市民公寓，或是只要在赣州工作2年以上均有资格申请为赣州市民即成拥有城市户口。
建筑成本：
赣州黄金开发区是赣州市政府的重大项目，所以政府给予该区域内的企业都有比较好的优惠政策。
其中土地成本和建筑成本就在其内。
2．可行方案
综合以上几点得出以下3个方案：
方案一：
方案二：
方案三：
3．方案评定
用加权因素法进行确定最优方案（打分范围1～10）：
表9加权因素分析表
影响因素
权重
方案1
方案2
方案3
评分
得分
评分
得分
评分
得分
劳动条件
7
2
14
5
35
6
42
地理条件
5
5
25
6
30
6
30
气候条件
6
7
42
7
42
7
42
资源供应
4
6
24
7
28
6
24
基础设施
3
3
9
5
15
6
18
产品销售
2
5
10
6
12
6
12
生活条件
6
3
18
5
30
7
42
环境保护
5
5
25
5
25
5
25
政治文化
3
2
6
4
12
4
12
扩展条件
1
6
6
3
3
3
3
总计
179
232
250
由表可知方案3的得分最高，选为最优方案，即地址定在江西省赣州市经济技术开发区金坪工业园内。
四、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。
五、产品工艺过程分析
（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4-1所示。
（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，6—半成品库，8—锻造车间
图2自制零部件工艺过程图
（3）绘制产品总工艺过程图
减速器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。
将减速器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。
4）．物流分析
物流相关分析是机械制造厂平面布置的基础，主要从以下步骤来进行分析：
1、产品工艺过程分析
1．1分析给定的工艺过程表
由于各个部件的年需求量是固定的，也就是说减速器的生产呈理想状态（零库存生产），所以全年的物流量就没有必要给出。
工艺过程表计算出各个工序加工前后单件重量及废料重量如下表16所示：
表16各个零件原料重量与成品重量对比表
产品名称
件号
材料
原料重量（kg）
材料利用率（%）
成品重量（kg）
废料（kg）
机盖
29
HT200
3.986
62.72
2.500
1.486
机座
25
HT200
4.784
62.72
3.000
1.784
大齿轮
13
40
1.594
62.72
1.000
0.594
轴
11
Q275
1.074
77.48
0.800
0.274
齿轮轴
6
Q275
1.879
77.48
1.400
0.479
端盖
8
QT200
0.105
48
0.050
0.505
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
8.875
2.954
1.595
13.424
2
铸造车间
7.016
0.063
7.016
3
热处理车间
3.264
3.264
4
机加工车间
1.020
7.975
3.200
12.195
5
精密车间
0.063
2.244
5.550
7.795
6
半成品库
12.982
12.992
7
组装车间
12.982
12.992
8
锻造车间
1.275
1.275
9
成品库
合计
8.875
3.264
14.509
7.975
5.750
12.992
287.1
12.992
70.953
编制（日期）
审核（日期）
2、绘制从至表
根据减速器较佳工艺过程表5-1，绘制出变速箱工艺过程物流从至表。
如表5-1
3、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
5-2物流强度汇总表
序号
作业单位对（路线）
物流强度/kg
序号
作业单位对（路线）
物流强度/kg
1
1—2
8.875
8
4—5
7.975
2
1—4
2.954
9
4—6
3.200
3
1—8
1.595
10
4—8
1.275
4
2—4
7.016
11
5—6
5.550
5
3—4
4.284
12
6—7
12.992
6
5—3
2.224
13
7—9
12.992
7
2—5
0.063
4、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，自从达填入物流强度分析表中，根据物流强度分别划分物流强度等级。
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，利用表5-2中统计的物流量，按由小到大的顺序绘制物流强度分析表5-3，表5-2中未出现的作业单位之间不存在固定的物流，因此，物流强度等级为U级。
表5-3物流强度分析表
序号
作业单位对（路线）
物流强度（单位：
kg）
1.5003.0004.5006.0007.5009.00010.5012.0013.50
物流强
度等级
1
6—7
A
2
7—9
A
3
1—2
E
4
4—5
E
5
2—4
E
6
5—6
I
7
3—4
I
8
4—6
I
9
1—4
O
10
5—3
O
11
1—8
O
12
8—4
O
13
2--5
5、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表，如图5-1所示。
图5-1作业单位物流相关图
六．作业单位非物流相互关系分析
针对减速器生产特点，制定各作业单位间相互关系密切程度理由如表6-1所示。
根据表6-2制定减速器“基准相互关系”（见表6-2），在此基础上建立非物流作业单位相互关系图，如图6-1所示。
表6-1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
物料搬运
7
人员联系
4
管理方便
8
信息传递
表6-2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
2—5
E
特别重要
3—10
I
重要
5—15
O
一般
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