課程設計--變速箱廠總平面布置設計

1、<p>　　工業(yè)工程專業(yè)課程設計2</p><p>　　設 計 報 告</p><p>　　題 目 年產(chǎn)105000套變速箱廠總平面布置設計 </p><p>　　2013年11月26日</p><p><b>　　目錄</b></p&

2、gt;<p>　　一、課設原始給定條件1</p><p>　　1.1變速箱的結構及有關參數(shù)1</p><p>　　1.2作業(yè)單位的劃分4</p><p>　　1.3變速箱生產(chǎn)工藝過程5</p><p>　　二、產(chǎn)品——產(chǎn)量分析8</p><p>　　三、產(chǎn)品工藝過程分析8</p>

3、<p>　　3.1計算物流量8</p><p>　　3.2繪制各零件的工藝過程圖9</p><p>　　3.3繪制產(chǎn)品總工藝過程圖11</p><p>　　3.4多品種工藝過程分析13</p><p><b>　　四、物流分析14</b></p><p>　　4.1繪制從至表

4、14</p><p>　　4.2 繪制物流強度匯總表15</p><p>　　4.3劃分物流強度等級16</p><p>　　4.4繪制作業(yè)單位物流相關圖17</p><p>　　五、作業(yè)單位非物流相互關系分析17</p><p>　　六、作業(yè)單位綜合相互關系分析19</p><p>

5、;　　6.1選取加權值19</p><p>　　6.2綜合相互關系的計算19</p><p>　　6.3建立作業(yè)單位綜合相互關系表22</p><p>　　七、工廠總平面布置22</p><p>　　7.1綜合接近程度22</p><p>　　7.2作業(yè)單位位置相關圖23</p><p&

6、gt;　　八、方案的評價與選擇26</p><p><b>　　參考文獻26</b></p><p>　　一、課設原始給定條件</p><p>　　公司占地16000m2，廠區(qū)南北為200m，東西寬80m。該廠預計需要工人300人，計劃建成年產(chǎn)105000 套變速箱的生產(chǎn)廠。</p><p>　　1.1變速箱的結構及

7、有關參數(shù)</p><p>　　變速箱由39個零件構成，裝配圖見圖1-1，1-2，1-3 所示。每個零件、組件的名稱、材料、單件重量及年需求量均列于表1-1中。</p><p>　　圖1-1 減速器裝配圖（1）</p><p>　　圖1-2 減速器裝配圖（2）</p><p>　　圖1-3 減速器裝配圖（3）</p><p&

8、gt;　　表1-1 變速箱零件明細表</p><p>　　1.2作業(yè)單位的劃分</p><p>　　根據(jù)變速箱的結構及工藝特點，設立如表1-2所示的11個單位，分別承擔原料儲存、備料、熱處理、加工與裝配、產(chǎn)品性能試驗、生產(chǎn)管理等各項生產(chǎn)任務。</p><p>　　表1-2 作業(yè)單位建筑匯總表</p><p>　　1.3變速箱生產(chǎn)工藝過程<

9、;/p><p>　　變速箱的零件較多，但是大多數(shù)零件為標準件。假定標準件采用外購，總的工藝過程可分為零件的制作與外購、半成品暫存、組裝、性能測試、成品儲存等階段。</p><p><b>　　零件的制作與外購</b></p><p>　　制作的零件如表1-3至表1-8所示。表中的利用率為加工后產(chǎn)品與加工前的比率。</p><p&

10、gt;　　表1-3 機蓋加工工藝過程表</p><p>　　表1-4 機座加工工藝過程表</p><p>　　表1-5 大齒輪加工工藝過程表</p><p>　　表1-6 軸加工工藝過程表</p><p>　　表1-7 齒輪軸加工工藝過程表</p><p>　　表1-8 端蓋加工工藝過程表</p><

11、;p>　　2.標準件、外購件與半成品暫存</p><p>　　生產(chǎn)出的零件加工完經(jīng)過各車間檢驗合格后，送入半成品庫暫存。外購件與標準件均放在半成品庫。</p><p><b>　　3組裝</b></p><p>　　所有零件在組裝車間集中組裝成變速箱成品。</p><p><b>　　4性能測試</

12、b></p><p>　　所有成品都在組裝車間進行性能試驗，不合格的就在組裝車間進行修復，合格后送入成品庫，即不考慮成品組裝不了的情況。</p><p><b>　　5產(chǎn)品存儲</b></p><p>　　所有合格變速箱存放在成品庫等待出廠。</p><p>　　二、產(chǎn)品——產(chǎn)量分析</p><

13、p>　　生產(chǎn)的產(chǎn)品品種的多少及每種產(chǎn)品產(chǎn)量的高低，決定了工廠的生產(chǎn)類型，進而影響著工廠設備的布置形式。根據(jù)以上已知條件可知，待布置設計的變速箱廠的產(chǎn)品品種單一，產(chǎn)量較大，其年產(chǎn)量為105 000臺，屬于大批量生產(chǎn)，適合按產(chǎn)品的原則布置，宜采用流水線的組織形式。</p><p>　　三、產(chǎn)品工藝過程分析</p><p><b>　　3.1計算物流量</b><

14、/p><p>　　通過對產(chǎn)品的加工、組裝、檢驗等各種加工階段以及各工藝過程路線的分析，計算每個工藝過程各工序加工前工件單位質量及產(chǎn)生的廢料重量，并根據(jù)全年生產(chǎn)量計算全年物流量。具體計算過程如表3-1所示</p><p>　　表3-1 全年生產(chǎn)量計算全年物流量</p><p>　　3.2繪制各零件的工藝過程圖</p><p>　　根據(jù)各零件的加工工

15、藝過程與物流量，繪制各零件的工藝過程如圖3-1——圖3-6所示。圖中序號分別為： 1—原材料庫， 2—鑄造車間， 3—熱處理車間, 4—機加工車間， 5—精密車間， 6—半成品庫， 8—鍛造車間</p><p>　　圖3-3軸物流量 圖3-4齒輪軸物流量</p><p>　　圖3-5大齒輪物流量 圖3

16、-6端蓋物流量</p><p>　　3.3繪制產(chǎn)品總工藝過程圖</p><p>　　變速箱總的生產(chǎn)過程可分為零件的加工階段——總裝階段——性能實驗階段，所有零件，組件在組裝車間集中組裝。將變速箱所有工藝過程匯總在一張圖上，得到變速箱總工藝過程如圖3-7所示。該圖清楚的表示出變速器生產(chǎn)的全過程以及各工序單位之間的物流情況，為進一步進行深入的物流分析奠定了基礎。</p><

17、p>　　按照機座—外購件（14，15，16）—齒輪軸—外購件(5，23，24)—軸 —大齒輪—外購件（10，12，20，21）—機蓋—銷—端蓋—螺栓—外購件（1，2，3，4，5，7）—外購件（17，18，19，20，22）—外購件（26，27，28）—外購件(37，38，39) —外購件（30，31，32）—外購件（33，34，35）的裝配順序 </p><p>　　圖3-7 變速箱裝配工藝流程圖<

18、/p><p>　　3.4多品種工藝過程分析</p><p>　　表3-2多種產(chǎn)品生產(chǎn)產(chǎn)品流程</p><p>　　由表 3-2可知，6種零件共經(jīng)過7個工位，包括原材料庫，鑄造車間，鍛造車間，機加工車間，精密車間，熱處理車間，半成品庫，該車間共有7個工序。</p><p>　　計算各產(chǎn)品的物流強度，物流強度大小順序為機座，機蓋，齒輪軸，大齒輪，軸，

19、端蓋。</p><p>　　按照機座，機蓋，齒輪軸，大齒輪，軸，端蓋找出零件的第一道工序都為原材料庫，寫在表3-3初始工藝過程表的第二列。</p><p>　　繼續(xù)按機座，機蓋，齒輪軸，大齒輪，軸，端蓋，取出第二道工序，分別為鑄造車間，鍛造車間，機加工車間鍛造車間，機加工車間鑄造車間，物流強度鑄造車間為582750kg,鍛造車間為105000kg機加工車間為231000kg。考慮到大齒輪的

20、加工工序，鍛造車間在前，機加工車間在后，所以順序為，鑄造車間，鍛造車間，機加工車間，寫在表3-3初始工藝過程表的第二列。</p><p>　　取第三道工序機加工車間，機加工車間，精密車間，機加工車間，精密車間，機加工車間，因為機加工前面已經(jīng)排好，所以只剩下精密車間，寫在表3-3初始工藝過程表的第二列。</p><p>　　取第四道工序精密車間，精密車間，熱處理車間，熱處理車間熱處理車間，因

21、為精密車間已經(jīng)排好，這里不再重復，只有熱處理車間，寫在表3-3初始工藝過程表的第二列。</p><p>　　取第五道工序，半成品庫，半成品庫，機加工車間，機加工車間，機加工車間，因為機加工車間以排好，只剩下半成品庫，寫在表3-3初始工藝過程表的第二列。</p><p>　　根據(jù)物流強度得到初始作業(yè)單位流程為: 原材料庫-鑄造車間-鍛造車間-機加工車間-精密車間-熱處理車間-半成品庫?？紤]到

22、各產(chǎn)品的各種工序之間的物流狀況，取得不同的加權值Djk。</p><p>　　表3-3 初始產(chǎn)品作業(yè)流程表</p><p>　　嘗試交換存在物流倒流情況的作業(yè)單位，選擇3和4交換。經(jīng)計算知，發(fā)現(xiàn)物流強度不再增加，于是認為表3-3為最佳作業(yè)流程表。</p><p><b>　　四、物流分析</b></p><p><

23、b>　　4.1繪制從至表</b></p><p>　　根據(jù)變速箱初始產(chǎn)品作業(yè)流程表3-3，繪制出變速箱工藝過程物流從至表。如表4-1所示</p><p>　　表4-1 變速箱加工工藝從至表 ( 單位： t )</p><p>　　4.2 繪制物流強度匯總表</p><p>　　根據(jù)產(chǎn)品的工藝過程和物

24、流從至表，統(tǒng)計各單位之間的物流強度，并將物流強度匯總到物流強度匯總表4-2之中。 </p><p>　　表4-2 物流強度匯總表</p><p>　　合并4—3與3—4。物流強度107.1+225.725=332.825</p><p>　　4.3劃分物流強度等級</p><p>　　將各作業(yè)單位對的物流強度按大小排序，自從達填入物流強度分析

25、表中，根據(jù)物流強度分別劃分物流強度等級。</p><p>　　作業(yè)單位對或稱為物流路線的物流強度等級，應按物流路線比例或承擔的物流量比例來去確定。針對變速箱的工藝過程圖，利用表4-2中統(tǒng)計的物流量，按由小到大的順序繪制物流強度分析表4-3，表4-2中未出現(xiàn)的作業(yè)單位之間不存在固定的物流，因此，物流強度等級為U級。</p><p>　　表4-3物流強度分析表</p><p

26、>　　4.4繪制作業(yè)單位物流相關圖</p><p>　　根據(jù)以上分析，繪制作業(yè)單位物流相關表，如圖4-4所示。</p><p>　　圖4-4 物流相關圖</p><p>　　五、作業(yè)單位非物流相互關系分析</p><p>　　針對變速箱生產(chǎn)特點，制定各作業(yè)單位間相互關系密切程度理由如表5-1所示。根據(jù)表5-1制定變速箱“基準相互關系”

27、（見表5-2），在此基礎上建立非物流作業(yè)單位相互關系圖，如圖5-3所示。</p><p>　　表5-1 變速箱各作業(yè)單位關系密切程度理由</p><p>　　表5-2作業(yè)單位基準相互關系</p><p>　　圖5-3 作業(yè)單位非物流相關圖</p><p>　　六、作業(yè)單位綜合相互關系分析</p><p>　　從表5-1

28、和表5-3可知，變速箱廠作業(yè)單位物流相互關系關與非物流相互關系不一致。為了確定各作業(yè)單位之間綜合相互關系密切程度，需要將兩表合作后再進行分析判斷。其合并過程如下：</p><p><b>　　6.1選取加權值</b></p><p>　　加權值的大小反映工廠布置時考慮因素的側重點，對于變速箱廠來說，物流因素（m）影響并不明顯大于其它非物流因素（n）的影響，因此，取加權

29、值m:n=1:1</p><p>　　6.2綜合相互關系的計算</p><p>　　根據(jù)該廠各作業(yè)單位對之間物流與非物流關系等級的高低進行量化，并加權求和，求出綜合相互關系如表7-1所示。</p><p>　　當作業(yè)單位數(shù)目為11時，總作業(yè)單位對數(shù)為：N=11*（11-1）/2=55,式中，N為作業(yè)單位對數(shù)。</p><p>　　因此，表6-

30、1中將有55各作業(yè)單位對，即將有55個相互關系</p><p>　　表6-1 作業(yè)單位之間綜合相互關系計算表</p><p>　　在表6-1中，綜合關系分數(shù)取值范圍為1——8，按分數(shù)排列得出各分數(shù)段所占比例如表6-2所示。在此基礎上與表6-3綜合相互關系密級程度劃分比例進行對比，若各等級相差太大，則需要對表6-1中關系密切表中的作業(yè)單位對之間的關系密切程度做適當?shù)恼{(diào)整，使各等級比例與表6-

31、3盡量接近。</p><p>　　表6-2 綜合相互關系密級等級劃分</p><p>　　表6-3 綜合相互關系密級與劃分比例</p><p>　　6.3建立作業(yè)單位綜合相互關系表</p><p>　　將表6-3中的綜合相互關系總分轉化為關系密級等級，繪制成作業(yè)單位綜合相互關系圖，如圖6-3所示。</p><p>　　

32、圖6-3 作業(yè)單位非物流相關圖</p><p><b>　　七、工廠總平面布置</b></p><p><b>　　7.1綜合接近程度</b></p><p>　　由于變速箱廠作業(yè)單位之間相互關系數(shù)目較多，為繪圖方便，先計算各作業(yè)單位的綜合接近程度，如表7-1所示。綜合接近程度分數(shù)越高，說明該作業(yè)單位越應該靠近布置圖的中心

33、;分數(shù)越低，說明該作業(yè)單位應該遠離布置圖的中心，最好處于布置圖的邊緣。因此，布置設計應該按綜合接近程度分數(shù)高低順序進行，即按綜合接近程度分數(shù)高低順序來布置作業(yè)單位順序</p><p>　　表7-1 綜合接近程度排序表</p><p>　　根據(jù)表7-1綜合接近程度排序表使得各作業(yè)單位布置順序依次為：①機加工車間 ② 組裝車間③ 精密車間④成品庫⑤設備維修車間⑥鍛造車間⑦原材料庫⑧半成品庫⑨鑄

34、造車間⑩辦公、服務樓?熱處理車間</p><p>　　7.2作業(yè)單位位置相關圖</p><p>　　在繪制作業(yè)單位位置關系圖時，作業(yè)單位之間的相互關系用表7-2所示的連線類型來表示。為了繪圖簡便，用“○”內(nèi)標注號碼來表示作業(yè)單位，而不嚴格地區(qū)分作業(yè)單位性質。</p><p>　　表7-2 關系密切表示法</p><p>　　選取繪圖比例1：1

35、000 ，繪制單位為mm，變速箱作業(yè)單位面積相關圖如圖</p><p>　　圖7-1變速箱作業(yè)單位面積相關圖</p><p>　　圖7-2變速箱作業(yè)單位面積相關圖</p><p>　　根據(jù)變速箱特點，考慮相關規(guī)定以及各方面的限制條件，得到變速箱平面布置方案如下圖。</p><p>　　圖7-3變速箱廠平面布置圖A</p><

36、;p>　　圖7-4變速箱廠平面布置圖B</p><p>　　八、方案的評價與選擇</p><p>　　運用加權因素法對變速箱廠進行評價，其評價過程和評價結果如表8-1</p><p>　　表8-1變速箱廠評價表</p><p>　　由綜合排序可選出B方案為最佳方案，因此選擇B方案為變速箱廠的總體布置方案。</p><

37、p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1] 楊育主編. 設施規(guī)劃[M]. 北京：科學出版社，2010.</p><p>　　[2] 蔣祖華, 苗瑞，陳友玲，編著. 工業(yè)工程專業(yè)課程設計指導書[M]. 北京：機械工業(yè)出版社，2006.7</p><p>　　[3] 蔡啟明，張慶，莊品，編著.基礎工業(yè)工程（第二版）[M].北