物流工程课程设计.docx
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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1所示.
每个零件、组件的名称、材料、单件重量及年需求量如表1零件明细表所示。
图1减速器装配图
表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
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
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.
2。
3.1零件的制作与外购
制作的零件如表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。
3。
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。
2。
3.3组装
所有零件在组装车间集中组装成变速箱成品。
2.3。
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。
2.3.5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9所示。
表9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
=178320
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2-图7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,7-组装车间、8-锻造车间.
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8所示.
下图中从右到左外购件分别包括（键、挡油圈、轴承），（轴承、键、定距环），（调整垫片、可穿透油盖、密封盖、毡封油圈），（螺栓、轴端盖圆、销），（螺栓、螺母、垫圈、防松垫片）,（垫片、视孔盖、通气器）.
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
由上可知,6钟零件工艺过程共经过7个车间。
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。
其方法为：
1）计算各产品的物流强度。
物流强度大小顺序为机座、机盖、齿轮轴、大齿轮、轴、端盖。
2）按照机座、机盖、齿轮轴、大齿轮、轴、端盖的顺序,找出各零件第一个车间，均为原材料库。
3）按照机座、机盖、齿轮轴、大齿轮、轴、端盖的顺序,找出第二道工艺,分别为铸造、铸造、机加工、锻造、机加工、铸造，按物流大小排列顺序为铸造、锻造、机加工.
4）同理，取其余的工艺过程。
5）由公式计算物流顺流强度度。
机座：
［3/（0。
8＊0.8＊0。
98）＊2+3/（0。
8*0.98）＊1+3/0。
98*2+3*1]=2251546
机盖:
[2.5/（0.8＊0。
8＊0。
98）*2+2.5/（0。
8＊0。
98）*1+2。
5/0。
98*2+2。
5］=1876276
齿轮轴：
［1。
4/（0.8＊0.95＊0。
98）＊1+1.4/（0。
95＊0。
98）＊2+1.4/（0.95＊0。
98）*2—1。
4/0.98＊1+1.4*1]=761572
6）同理,这样计算大齿轮、轴、端盖的物流顺流强度度.
7）W=2251546+1876276+761527+514528+440885+32090=5876852
这样得到变速箱初始工艺过程表如表10所示.
表10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
2251546
1876276
761572
514528
440885
32090
W
5876852
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10，绘制出变速箱工艺过程物流从至表，如表11所示。
表11变速箱加工工工艺从至表
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
882.6
295。
3
159。
4
1327。
3
2
铸造车间
697。
8
697.8
3
热处理车间
326.5
326.5
4
机加工车间
797.5
318
1115.5
5
精密车间
221。
5
543
764。
5
6
半成品库
1284。
8
1284。
8
7
组装车间
1297。
8
1297。
8
8
锻造车间
127.1
127.1
9
成品库
0
合计
882.6
221。
5
1446。
7
797.5
861
1284.8
159.4
1297.8
6941。
3
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
1
1-2
882。
6
2
1—4
295。
3
3
1-8
159。
4
4
2-4
697.8
5
3-4
326。
5
6
4—5
797。
5
7
4—6
318。
0
8
5—3
221。
5
9
5—6
543。
0
10
6—7
1284。
8
11
7—9
1297。
8
12
8—4
127.1
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，利用表12中统计的物流量，按由小到大的顺序绘制物流强度分析表13。
表13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。
表13物流强度汇总表
序号
作业单位对（路线）
物流强度（单位：
t）
150300450600750900105012001350
物流强
度等级
1
7—9
1297.8
A
2
6—7
1284。
8
A
3
1-2
882.6
E
4
4—5
797.5
E
5
2—4
697.8
E
6
5-6
543.0
I
7
3—4
326。
5
I
8
4—6
318.0
I
9
1—4
295。
3
O
10
5—3
221。
5
O
11
1—8
159。
4
O
12
8—4
127.1
O
5.4 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9所示.
图9作业单位物流相关图
6。
作业单位非物流相互分析
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14所示。
表15为作业单位相互关系等级。
表16为制定变速箱“基准相互关系"，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14变速箱各作业单位关系密切程度因素
编号
理由
1
工作流程的连续性
2
生产服务
3
物料搬运,物流量
4
监督和管理方便
5
安全及污染
6
振动，噪声，烟尘,易燃易爆危险品的影响
7
人员之间的联系
8
信息传递
表15作业单位相互关系等级
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
一般密切程度
10—25
U
不重要
45—80
X
负密切程度
不希望接近
视情况而定
表16基准相互关系
字母
一对作业单位
密切程度理由
A
半成品库与组装车间
组装车间与成品库
搬运物料的数量、次数以及类似的搬运问题
E
原材料与铸造车间
铸造车间与机加工车间
机加工车间与精密车间
维修和精密车间,组装
搬运物料的数量和形式
不可损坏没有包装的物品
服务的频繁和紧急程度
I
热处理车间与机加工车间
机加工车间与半成品库
精密车间与半成品库
设备维修与其他金属加工车间之间
办公楼与成品库、半成品库、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
原材料库与机加工车间
原材料库与锻造车间
热处理车间与精密车间
锻造车间与机加工车间
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、服务楼与铸造车间、热处理车间、精密车间
灰尘、噪声、振动、异味、烟尘
图10作业单位非物流相关图
7。
作业单位综合相互关系分析
从以上表格可知，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：
7。
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
7.2 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，N为作业单位对数。
因此，表17中将有55各作业单位对,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
3
E
6
E
1—3
0
U
1
O
1
U
1-4
1
O
1
O
2
O
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