变速箱厂总平面设施布置设计资料.docx
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变速箱厂总平面设施布置设计资料
工厂设施布置设计
一、设计产品名称
年产80000套变速箱厂总平面布置设计。
2、原始给定条件
公司有地面积16000m2，厂区南北为330m，东西宽330m,该厂预计需要工人300人，计划建成年产80000套变速箱的生产厂。
（1）变速箱的结构及有关参数
变速箱由39个零件构成，装配图见附图1所示。
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
72000
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
说明
39
垫圈
√
65Mn
172000
0.004
38
螺母
√
Q235
172000
0.011
37
螺栓
√
Q235
258000
0.032
36
销
√
35
172000
0.022
35
放松垫片
√
Q215
86000
0.010
34
轴端盖圆
√
Q235
86000
0.050
33
螺栓
√
Q235
172000
0.020
32
通气器
√
Q235
86000
0.030
31
视孔盖
√
Q215
86000
0.050
30
垫片
√
橡胶纸
86000
0.004
29
机盖
√
HT200
86000
2.5
28
垫圈
√
65Mn
516000
0.006
27
螺母
√
Q235
516000
0.016
26
螺栓
√
Q235
516000
0.103
25
机座
√
HT200
86000
3.000
24
轴承
√
172000
0.450
23
挡油圈
√
Q215
172000
0.004
22
毡封油圈
√
羊毛毡
86000
0.004
21
键
√
Q275
86000
（续表1）
0.080
20
定距环
√
Q235
86000
0.090
19
密封盖
√
Q235
86000
0.050
18
可穿透端盖
√
HT150
86000
0.040
17
调整垫片
√
08F
172000
0.004
16
螺塞
√
Q235
86000
0.032
15
垫片
√
橡胶纸
86000
0.004
14
游标尺
√
86000
0.050
13
大齿轮
√
40
86000
1.000
12
键
√
Q275
86000
0.080
11
轴
√
Q275
86000
0.800
10
轴承
√
172000
0.450
9
螺栓
√
Q235
2064000
0.025
8
端盖
√
HT200
86000
0.05
7
毡封油圈
√
羊毛毡
86000
0.004
6
齿轮轴
√
Q275
86000
1.400
5
键
√
Q275
86000
0.040
4
螺栓
√
Q235
1032000
0.014
3
密封盖
√
Q235
86000
0.020
2
可穿透端盖
√
HT200
86000
0.040
1
调整垫片
√
08F
172000
0.010
（2）作业单位划分
根据变速箱的结构及工艺特点，建立如表2所示11个单位，分别承担原材料储存、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×m）
备注
1
原材料库
储存钢材、铸锭
20×30
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
（续表2）
12×24
（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，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
零件的制作如表3~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
86000
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
86000
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
86000
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
86000
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
1.4
86000
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
年产总质量
端盖
8
HT200
0.050
86000
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
半成品库
暂存
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.成品储存
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，待布置设计的变速器厂的产品品种单一，产量较大，其年产量为86000，属于大批量生产，适合于按产品原则布置，宜采用流水线的组织形式。
四、产品工艺过程分析
（一）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分析，计算每个工艺过程各工序加工前工件单件重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9所示。
表9各零件物流量的计算
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*86000
=127796
机座
3/0.8*0.8*0.94
=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*86000
=153338
大齿轮
1/0.8*0.8*0.98
=1.594
1.594*0.2
=0.319
0.8*1.594*0.2
+1.594*0.8*0.8
*0.02=0.275
0.594*86000
=51084
轴
0.8/0.8*0.95*0.98
=1.074
1.074*0.2+1.074*
0.8*0.02*0.95
=0.231
1.074*0.8*0.05
=0.043
0.274*86000
=23564
齿轮轴
1.4/0.8*0.95*0.98
=1.880
1.88*0.2+1.88*
0.8*0.95*0.02
=0.405
1.88*0.8*0.5
=0.075
0.480*86000
=41280
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*86000
=4644
（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如图1~图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。
0.061
图1机盖物流量图2机座物流量
图4齿轮轴物流量
图3轴物流量
1.504
6
图5大齿轮物流量图6端盖物流量
（三）绘制产品总工艺过程图
变速器的生产过程可分为零件加工阶段总装阶段，所以零件、组件、在组装车间集中组装。
将变速器的所有工艺过程汇总在一张图中。
得到变速器总工艺过程图如附图2所示。
该图清楚的表示出变速箱生产的全过程以及各工序和各作业单位之间的物流情况，为进一步深入的物流分析奠定了基础。
（四）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，这样得到变速箱初始工艺过程表10所示。
（五）绘制产品较佳工艺过程图
有初始产品工艺过程表10可知，按照现行的工艺顺序，存在物流倒流的情况，为了使物流顺流强度W达到最大，可对某些作业单位的顺序进行交换。
经计算发现改变某些作业单位，可使顺流强度达到最大。
通过交换，得到调整后的较佳产品工艺过程如表11
作业单位
机座
机盖
齿轮轴
轴
大齿轮
端盖
序号
名称
流程
Djk
流程
Djk
流程
Djk
流程
Djk
流程
Djk
流程
Djk
1
2
4
3
5
8
6
原材料
铸造
机加工
热处理
精密车间
锻造
半成品
2
2
1
1
2
2
1
1
1
1
1
-1
-1
1
1
1
-1
-1
1
2
1
-1
-2
2
2
1
2001994
1668486
165636
94686
91504
32852
W
4055158
表10初始产品工艺过程表
表11较佳产品工艺过程表
作业单位
机座
机盖
齿轮轴
轴
大齿轮
端盖
序号
名称
流程
Djk
流程
Djk
流程
Djk
流程
Djk
流程
Djk
流程
Djk
1
2
4
5
6
8
3
原材料
铸造
机加工
精加工
半成品库
锻造
热处理
2
2
2
2
2
2
2
2
1
2
1
1
-2
1
2
1
1
-2
1
1
1
-2
-2
2
2
1
2523240
2102872
417874
238736
-83936
32852
W
5231638
五、物流分析
（一）绘制从至表
根据变速箱较佳产品工艺过程表11，绘制出变速箱工艺过程物流从至表，如表12所示。
（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13
（单位：
t）
表12变速器加工工艺从至表
序号
作业单位对
物流强度/t
序号
作业单位对
物流强度/t
1
1-2
736.708
7
4-5
685.85
2
1-4
254.044
8
4-6
275.2
3
1-8
137.084
9
4-8
109.65
4
2-4
608.622
10
5-6
473
5
3-4
368.51
11
6-7
1127.546
6
3-5
193.07
12
7-9
1127.546
从
至
1
2
3
4
5
6
7
8
9
总计
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
763.078
254.044
137.084
1154.206
2
铸造车间
608.622
608.622
3
热处理车间
280.79
193.07
473.86
4
机加工车间
87.72
685.85
275.2
1048.77
5
精密车间
473
666.07
6
半成品库
1127.546
1127.546
7
组装车间
1127.546
1127.546
8
锻造车间
109.65
109.65
9
成品库
合计
763.078
87.72
1253.106
878.92
748.2
1127.546
137.084
1127.546
6123.2
表13物流强度汇总表
（三）划分物流强度等级
将各作业单位对的物流强度等级按大小排序，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流线路的物流强度等级，应按物流线路比例或承担的物流量比例来确定。
针对变速箱的工艺过程图，利用表13中统计的物流量，按由
大到小的顺序绘制物流强度分析表14。
表14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14物流强度分析表
序号
作业单位对
百分比
（%）
15030045060075090010501200
100
物流强度等级
1
6-7
100
A
2
7-9
67.7
A
3
1-2
60.8
E
4
4-5
54.0
E
5
2-4
E
6
5-6
32.7
41.9
I
7
3-4
24.4
I
8
4-6
22.5
I
9
1-4
17.1
I
10
3-5
12.1
O
11
1-8
9.7
O
12
4-8
O
（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7所示
4
8
7
6
5
1
2
3
9
10
11
图7作业单位物流相关图
六、作业单位非物流相互关系分析
针对变速箱生产特点，制定各作业单位间相互关系密切程度理由如表15所示。
根据表15制定变速箱“基准相互关系”（见表16），在此基础上建立非物流作业单位相互关系图，如图8所示。
表15变速箱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
信息传播
字母
一对作业单位
密切程度理由
A
原材料库与铸造车间、锻造车间
搬运物料的数量、次数以及类似的搬运问题
E
铸造车间与机加工车间，锻造车间与机加工车间
维修和精密车间，组装车间
搬运物料的数量和形式
服务的频繁和紧急程度
I
标准件、半成品库和组装
机加工和热处理、精密车间
设备维修与其他金属加工车间之间
办公楼与成品库、半成品、原材料
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
办公楼与设备维修车间
办公楼与其他加工车间
联系频繁程度
管理方便
U
设备维修与原材料库、半成品、成品库
原材料库与半成品、成品库
技术部门与成品库
接触不多，不常联系
联系密切程度不大
不常联系
X
办公楼、服务楼与锻造车间、热处理车间、铸造车间
精密车间与锻造车间、热处理车间、铸造车间
灰尘、噪声、振动、异味、烟尘
表16基准相互关系
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
图8作业单位非物流相关图
7、作业单位综合相互关系分析
从图7和图8可知，变速箱厂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，需要将两表合并后在进行分析判断。
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对考虑因素的侧重点，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。
2.综合相互关系计算
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17所示。
当作业单位数目为11时，总作业单位对数为:
p=11（11-1）/2=55式中，p为作业单位对数。
因此，表17中将有55个作业单位对，即将有55个相互关系。
表17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
3
E
4
A
7
A
1-3
0
U
0
U
0
U
1-4
2
I
4
A
6
E
1-5
0
U
0
U
0
U
1-6
0
U
0
U
0
U
1-7
0
U
0
U
0
U
1-8
1
O
4
A
5
I
1-9
0
U
0
U
0
U
1-10
0
U
2
I
2
O
1-11
0
U
0
U
0
U
2-3
0
U
0
U
0
U
2-4
3
E
3
E
6
E
2-5
0
U
-1
X
-1
X
2-6
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