工业工程毕业设计（论文）- 曲轴生产线物流仿真与优化.doc

毕业设计(论文)题 目 曲轴生产线物流仿真与优化 学生姓名 专业班级 工业工程08-2班 所在院系大连交通大学机械工程学院 指导教师 职称讲师 所在单位 工业工程教研室 教研室主任 完成日期 2012 年 6 月 7 日摘 要曲轴的生产包括很多道工序，为了保证整个生产系统发挥处最优绩效，就必须优化该生产车间的作业系统。曲轴生产车间作业系统是一个典型的离散事件调度问题。它的优化和仿真研究可以提高产品的生产效率、合理配置资源。在分析曲轴生产车间的曲轴加工生产线的基础上，利用系统仿真软件eM-Plant对其生产线的物流情况进行仿真，研究了系统中出现的生产线平衡，瓶颈等问题，对系统可能的问题进行了深入分析与研讨，并提出了解决这些的方法，在分析的基础上重新设置新的方案，并进行仿真建模。分析的结果为生产线的分析提供了科学的依据。本文通过对生产物流及设施规划相关理论的研究，利用eM-Plant仿真软件这一平台构建模型，对大连机车厂曲轴生产车间的生产及物流系统进行建模仿真，并统计分析其主要性能参数，选出更为科学合理的生产设施布局方案。为了实现曲轴生产线的物流优化，本文主要做了如下几个方面的工作：1、利用生产线平衡优化理论，分析了曲轴加工生产线生产平衡方面的问题，并利用EM-PLANT软件研究了曲轴生产线平衡问题，提出了改进措施。2、利用离散事件系统仿真方法，并应用EM-PLANT软件实现了对曲轴生产线的仿真，结合工业工程相关理论，对相关工序进行合并、增减设备数量、增加人员等措施，改进生产系统，使得生产过程中保证了生产的正常进行，减少了生产过程中物流的阻塞等问题。3、通过对生产线系统的布局仿真，提出了布局的改进方案，减少了物流搬运过程中的时间，提高了生产效率。关键词：生产线，Em-Plant仿真，瓶颈，优化AbstractThe production of a piece of resin cast Crankshaft consists of a lot of working procedures. In order to grantee the best performance of whole production system, the job shop scheduling system must be optimized. Job shop system of transformer production is a typical system discrete event. The research of its optimization and simulation which can improve production efficiency and can distribute resource logically has great value for application.Based of a study of the characteristics of the Crankshaft line of output shafts in workshops of auto mobile spare parts, the paper uses the software are eM-plant to sinulate the logistics condition of the production line, studies problems such as the unbalance and bottleneck of the production line carries out an in-depth analysis of the possible problems in the system, and suggests counte measures for their solution. Then on the foundation of the afore mentioned analysis, it proposes a new production scheme and then submits it to a simulation study. With results shedding light on the scientific planning of production lines.Through researching on the principles of manufacturing logistics and facility layout， this assay simulates the manufacturing falsity layout of China CNR Corporation Limited by eM-Plant count sand analyzes main performance parameters， and selects a more scientific and reasonable manufacturing facility layout proposal. Main tasks of this assay are as follows:In order to realize the crankshaft production line and optimize logistics, this paper mainly do the following several aspects: 1、The use of production line balancing optimization theory, this paper analyses the crankshaft production processing line balance problems, and use EM-PLANT software research the production line balancing problems and improving measures are put forward. 2、Use discrete event systems simulation method, and application EM-PLANT software realize the crankshaft production line of the simulation, combined with the industrial engineering related theory, combined with relevant process and equipment, and to increase the number of increase and decrease personnel of the measures to improve the production system, makes the production process ensure the normal operation of the production, reduce the production process of logistics block. 3、Through to the production line system layout simulation, put forward the improvement plan layout, reduce logistics handling process of time and improve production efficiency.Keywords：production line, eM-Plant, simulation bottleneck，optimization 目 录第一章 绪 论11.1本课题的目的、意义及技术要求11.1.1本课题的目的及意义11.1.2本课题的技术要求11.2本课题发展概况1第二章 课题研究的技术条件及研究的主要内容42.1离散事件系统仿真方法42.1.1基本要素42.1.2仿真方法42.1.3离散事件系统仿真的一般步骤52.2eM-Plant软件简介及特点52.2.1eM-Plant软件简介52.2.2eM-Plant软件的特点52.2.3eM-Plant软件的构成62.3生产线平衡72.3.1 生产线平衡的基本概念72.3.2生产线平衡的意义72.3.3工艺平衡率的计算82.3.4生产线平衡的优化方法82.4课题研究的主要内容8第三章 曲轴加工车间物流仿真与优化研究103.1曲轴与齿轮加工生产线的基本信息103.1.1曲轴加工生产线的基本信息113.2物流分析113.2.1曲轴加工的工艺过程图113.2.2曲轴加工的物流仿真图213.3曲轴加工的生产线物流仿真图213.3.1建立原有生产线仿真图213.3.2运行仿真软件并进行分析233.4曲轴加工的生产线物流仿真图分析273.4.1生产平衡率计算273.4.2问题分析及解决方案273.5曲轴加工的生产线物流仿真优化273.5.1改进模型273.5.2运行模型303.6.改进后生产线平衡率的计算32第四章 总结与展望354.1总结354.2展望35谢 辞36参考文献37大连交通大学2012届本科生毕业设计（论文）第一章 绪 论1.1本课题的目的、意义及技术要求1.1.1本课题的目的及意义随着经济的不断发展、科学技术的不断进步，使全球制造业日益追求生产自动化、柔性化、敏捷、准时制乃至虚拟制造。科技发展大大缩短了产品的更新周期，而经济全球化更使得企业间的竞争日趋激烈。制造技术向着系统化、柔性化、可重组化、集成化、智能化等方向发展，其目的在于提高制造生产效率、效益，缩短制造周期，保证产品和服务的质量，以持续提高企业竞争力。现代物流业被誉为继采取先进技术有效降低资源消耗和通过人力素质的提高增加利润之后的“第三利润源”。降低成本、提高生产效率和扩大销售额的空间已经越来越小，同时由于企业对市场营销的普遍重视，由市场营销所带来的企业竞争优势会逐渐减弱，企业必须寻找新的竞争优势来源。物流领域的潜力开发已经成为新一轮竞争的热点。近年来国内外企业的生产实践充分说明了现代技术的研究，在加强企业内部管理，降低企业成本，提高经济效益、增强市场竞争力方面具有不可忽视的重要作用。据资料统计分析，产品制造费用的20%50%。是用作物料搬运的，而物料搬运工作量直接与工厂布置情况有关，有效的布置大约能减少搬运费用的30%左右。工厂布置的优劣不仅直接影响着整个生产系统的运转，而且通过对物料搬运成本的影响，成为决定产品生产成本高低的关键因素之一。也就是说，在满足生产工艺流程的前提下，减少物料搬运工作量是工厂布置设计中最为重要的目标之一。因此，在实现工厂布置之前必须就生产系统各作业单位之间的物流状态做出深入的分析。其作用是在已确定的空间场所内，按照从原材料的接受、零件和产品的制造，到产品的包装、发运的全过程，将人员、设备、物料所需的空间做最合适的分配和最有效的组合以使获得工厂物流最大的生产经济效益 1 。1.1.2本课题的技术要求首先，本课题要求到工厂车间中进行现场调研，方便收集相关数据和了解车间布局情况。然后熟练eM-Plant软件，通过eM-Plant软件对进行曲轴生产进行现场仿真。在通过瓶颈分析对整个生产线进行物流系统进行优化。1.2本课题发展概况生产物流系统是生产过程的重要组成部分，也是联系生产制造各环节成为有机整体的纽带。设施布局规划在生产物流系统规划中占有着重要的地位。优劣不同的设施布局，施工费用可能相差无几，但对生产运营的影响会有很大区别。因此优良的设施布置是提高生产系统效益的重要手段，是改善生产系统整体功能、实现现代化管理和先进生产方式的前提和基础2。由于国外的物流发展比较快，其物流仿真在模型的建立和创新方面步伐较快，在仿真应用上也走在了前面。而我国的物流研究起步晚、发展快，不少大学已经成立了物流研究中心，但是国内对物流研究主要集中在两个方面:物流设施和技术、物流产业，真正从系统管理角度对物流进行的研究不多，对物流系统进行计 算机仿真研究还比较有限3。布局问题是复杂的组合优化问题，无法给出最优解，数值解也不易求出，20世纪70年代，国外开始对带有性能约束的布局问题进行求解，Pereira4利用人工只能对平面矩阵之间有确定相邻不相邻关系的布局进行了研究；Scheithauer5对布局问题的模型进行了研究；Udy、Kim6利用优化算法来求解布局问题。系统仿真是一项用于系统分析和研究的十分有效的技术，己经被广泛的用于对生产物流系统进行规划设计，国外学者在对生产物流系统进行仿真时，大多采用的是建立基于Petri网的网络模型的方式，其基本思想是用库所集P来代表系统中实体和活动的状态，用变迁集T代表系统中的事件。A.Sawhney7将Petri网技术用于邮件处理中心，对整个邮件处理中心的工作流程进行了分析与优化，使得邮件的处理效率得到提高。还有一些学者在生产物流系统的仿真中引入了面向对象的建模和仿真方法。面向对象的思想是将系统分解为若干类对象，把具有相似行为和功能的实体归为一类对象，每个对象类之间按照信息的传递关系连接起来。现代物流系统属于复杂的离散事件动态系统，具有复杂性、并发性、递阶性、随机性等特点，而面向对象的技术具有分解、递阶、抽象等特性，非常适合于复杂问题的求解。 Kelleret8提出建立柔性制造系统的面向对象仿真模型一般框架，将面向对象的方法赋予了一般化、标准化的特征。Anglanil9基于ARENA过程仿真语言和UML建模语言，利用面向对象的技术建立了柔性制造系统仿真模型的开发环境UNSIS，从而将概念模型转化为实际模型；Wolfgang10将面向对象的概念引入到离散事件系统的建模与仿真中，并给出了一个系统实现的框架BetaSIM。国内设施布局规划的传统方法主要以模仿性规划为主，规划工程师根据生产产品的形式、种类，通过对国内外的同行业企业的调查、类比进行布置和规划，在最近的研究中这一课题得到了管理学和运筹科学工作者的极大重视，它通常被看为优化问题，在一些约束的条件下通过优化某些性能指标来得到优化的布局方案。系统仿真法，是依据对实际系统建立的动态模型加以研究，仿真技术是以系统技术、相似原理、信息技术以及仿真应用领域的相关专业技术为基础，以计算机系统、各种物理效应设备及仿真器为工具，利用模型对已有的或设想的系统进行研究的一门对学科的综合性的技术11。由于仿真技术能较好的解决实际问题，已经渐渐成为认识客观世界的除理论、试验技术以外的第三种方法。仿真技术具有可试验性、快速性、可量化性、对随机性有良好表现性、经济性和科学性等优点，很适合用来解决复杂的生产物流系统这样的多目标离散动态系统的决策问题。因此，可以应用仿真技术来解决生产物流系统中的问题。熊金猛等12利用增强现实技术来进行车间布局设计的可行性，给出了基于增强现实技术的车间布局仿真系统的技术指标和体系结构，同时借助于 AR-Toolkit 等开发工具实现了其原型系统。徐立等13利用关系数据库驱动三维仿真模型的设计思想和实现方法，将其应用于制造车间的布局的分析和设计，实现了一种开放式，可视化的制造车间布局设计系统。肖声军、李军14讨论了在生产流系统规划中利用Witness软件进行仿真的方法进行文案优选，并通过设置参数达到优化生产过程的目的。第二章 课题研究的技术条件及研究的主要内容2.1离散事件系统仿真方法2.1.1基本要素制造企业生产线一般为离散事件物流系统，并且是复杂的离散事件物流系统。离散事件系统是指那些系统状态变量随时间呈离散状态的变化。描述一个离散事件系统需要五个基本要素，它们是：实体、属性、事件、活动、进程。1、实体（单元）在离散事件系统中实体分为永久性实体和临时实体两类。凡是在系统仿真期间流经系统、在仿真结束时已经离开系统的实体称为临时实体。凡在系统仿真期间自始自终停留在系统中的实体称为永久性实体。显然流经系统的临时实体是系统活动的外在驱动，有了这些实体源源不断地流入，系统才被激活。而永久性实体是系统活动的基础和必要条件。永久实体为临时实体提供了活动的条件，从而保持系统动态过程的持续进行。2、属性实体的所有特征称为实体的属性。这里需要强调的是，实体可能具有若干特征，但并不是所有的特征都被称为仿真系统的实体属性。只有那些与系统仿真相关的特征，才称其为属性。3、事件在离散事件系统仿真中，事件有两类，一类是引起系统状态变化的行为。例如仓储系统物品入库到达被称为一个事件。物品的出库离去被称为一个事件。可以看出这一类事件是系统固有的，是系统状态变化的主要驱动力。另一类事件是所谓的程序事件。例如仿真过程中为了使仿真结束，专门定义一个事件，使其终止仿真。程序事件并非系统所固有的，而是根据需要设定的。4、活动事件与事件之间的过程称为活动。显然事件是系统状态转变的起因，而活动则是系统状态转移的标志。5、进程有序的事件与活动组成的过程。进程描述了其中的事件、活动的相互逻辑关系和时序关系。事件是发生在某一时刻的行为。活动和进程则是发生在某一时间段的过程。2.1.2仿真方法离散事件系统仿真，实质上是对那些由随机系统定义的、用数值方式或逻辑方式描述的动态模型的处理过程。从处理手段上看，离散事件系统仿真方法可分为两类。1、面向过程的离散事件系统仿真面向过程的仿真方法主要研究仿真过程中发生的事件以及模型中实体的活动。这些事件或活动的发生是顺序的，而仿真时钟的推进正是依赖于这些事件和活动的发生顺序。2、面向对象对离散事件系统仿真在面向对象仿真中，组成系统的实体以对象来描述。对象有三个基本的描述部分，即属性、活动和消息。对象内部封装了对象的属性，还封装了描述对象运动及变化规律的内部和外部转换函数，这些函数以消息或时间来激活，消息和活动可以同时产生，在满足一定条件时产生相应的活动。2.1.3离散事件系统仿真的一般步骤 对于每一个成功的仿真研究项目，其应用都包含着特定的步骤。离散事件系统的仿真，一般要进行如下九个步骤：1、问题的定义。2、制定目标和定义系统效能测度。3、描述系统和列出假设。4、列举可能的替代方案。5、收集数据和信息。6、构造计算机模型。7、验证和确定模型。8、运行可替代实验模型。9、输出分析。注意：仿真模型不能只简单遵循这九步的排序，有些项目在获得系统内在细节之后，可能要返回到先前的步骤中去；同时，验证和确认将贯穿于仿真工程的每一个步骤当中。2.2eM-Plant软件简介及特点2.2.1eM-Plant软件简介以色列Tecnomatix公司eMPower软件工具eM-Plant，又称为 SiMPLE+，是用C+实现的关于生产、物流和工程的仿真软件，它是面向对象的、图形化的、集成的建模、仿真工具，系统结构和实施都满足面向对象的要求。eM-Plant可以对各种规模的工厂和生产线，包括大规模的跨国企业，建模、仿真和优化生产系统，分析和优化生产布局、资源利用率、产能和效率、物流和供需链等。 其使用各类控件来表示工位，及物流转运设备和道路。使用“方法”控制物料转运逻辑。并通过“单元”或者时间触发器触发“方法”，达到对物流进行仿真的效果。2.2.2eM-Plant软件的特点1、层次建模 层次无限套叠，支持top-down和bottom-up方式，可以实时修改，无需编译。 2、继承 子对象可以直接继承父对象特征，便于快捷修改和维护。 3、建库 可以利用面向对象技术将公用模块建库，便于重用。 4、可视化 可以2D、3D模型相对应联系，通过VRML实现模型的三维可视化，或者提供物流过程的三维场景，可以通过VRML接口获取他的CAD系统模型。 5、具有gantt chart evaluation模块 可以提供物流仿真的gartt的图表。 6、具有genetic algorithm模块 提供物流系统的遗传算法方法，可以通过GA技术找到随机变化结果。 7、用户对话窗 可为客户定制交互窗口，以方便交流。 8、瓶颈 通过生产、运输和贮存等环节的正常物流时间、环节的阻塞时间和等待时间的分析，可以得到生产线的瓶颈。 9、多接口 可以通过ODBC与excel和access通讯，实时获取仿真数据，画出统计图表，通过SQL与数据库接口，通过socket可以与其他不同的软件系统或设备通讯。 2.2.3eM-Plant软件的构成1、基本建模单元 eM-Plant提供了五类33种用于构造物流仿真模型的基本单元，如：网络单元、连线单元、通道单元、源单元、仿仿真钟单元、目的地单元等。 2、可选模块 如shop离散制造车间应用模板、AGV自动导引小车系统、HBW高价仓库模板等。本课题涉及的主要建模单元介绍如下： （1）仿真钟（Eventcontroller）-控制仿真的运行开始、暂停、终止（调节仿真时间、速度）（2)产生实体的单元（Source）-用于产生钢板、外协件、车辆的建模（3) 出站单元（Drain）-物件离开系统之处（4)物体单元（Entity）-用于对零配件的建模（5)加工单元（Singleproc）-用于对加工单元的建模（6)程序单元（Method）-控制仿真的运行符合我们的要求（7）模块单元（Frame）-用于层次建模（8）图表（Chart）-显示工作状态（work、block、empty）（9)瓶颈分析器（BottleneckAnalyzer） -用于对生产线工作效率的分析2.3生产线平衡2.3.1 生产线平衡的基本概念流程的“节拍 ”（Cycle time）是指连续完成相同的两个产品（或两次服务，或两批产品）之间的间隔时间。换句话说，即指完成一个产品所需的平均时间。节拍通常只是用于定义一个流程中某一具体工序或环节的单位产出时间。如果产品必须是成批制作的，则节拍指两批产品之间的间隔时间。在流程设计中，如果预先给定了一个流程每天（或其它单位时间段）必须的产出，首先需要考虑的是流程的节拍。 而通常把一个流程中生产节拍最慢的环节叫做“瓶颈”（Bottleneck）。流程中存在的瓶颈不仅限制了一个流程的产出速度，而且影响了其它环节生产能力的发挥。更广义地讲，所谓瓶颈是指整个流程中制约产出的各种因素。例如，在有些情况下，可能利用的人力不足、原材料不能及时到位、某环节设备发生故障、信息流阻滞等，都有可能成为瓶颈。正如“瓶颈”的字面含义，一个瓶子瓶口大小决定着液体从中流出的速度，生产品或使用的人力和设备。因此在流程设计中和日后的日常生产运作中都需要引起足够的重视。 与节拍和瓶颈相关联的另一个概念是流程中的“空闲时间”（idle time）。空闲时间是指工作时间内没有执行有效工作任务的那段时间，可以指设备或人的时间。当一个流程中各个工序的节拍不一致时，瓶颈工序以外的其它工序就会产生空闲时间。 这就需要对生产工艺进行平衡。制造业的生产线多半是在进行了细分之后的多工序流水化连续作业生产线，此时由于分工作业，简化了作业难度，使作业熟练度容易提高，从而提高了作业效率。然而经过了这样的作业细分化之后，各工序的作业时间在理论上，现实上都不能完全相同，这就势必存在工序间节拍不一致出现瓶颈的现象。除了造成的无谓的工时损失外，还造成大量的工序堆积即存滞品发生，严重的还会造成生产的中止。为了解决以上问题就必须对各工序的作业时间平均化，同时对作业进行标准化，以使生产线能顺畅活动9。 “生产线工艺平衡”即是对生产的全部工序进行平均化，调整各作业负荷，以使各作业时间尽可能相近。是生产流程设计与作业标准化必须考虑的最重要的问题。生产线工艺平衡的目的是通过平衡生产线使用现场更加容易理解“一个流”的必要性及“小单元生产”（Cell production）的编制方法，它是一切新理论新方法的基础。 2.3.2生产线平衡的意义 1、提高作业员及设备工装的工作效率； 2、单件产品的工时消耗，降低成本（等同于提高人均产量）；3、减少工序的在制品，真正实现“一个流”； 4、在平衡的生产线基础上实现单元生产，提高生产应变能力，对应市场变化，实现柔性生产系统； 5、通过平衡生产线可以综合应用到程序分析、动作分析、规划（Layout）分析、搬运分析、时间分析等全部IE手法，提高全员综合素质。 2.3.3工艺平衡率的计算 要衡量工艺总平衡状态的好坏，我们必须设定一个定量值来表示，即生产线平衡率或平衡损失率，以百分率表示。 首先，要明确一点，虽然各工序的工序时间长短不同，但如前所述，决定生产线的作业周期的工序时间只有一个，即最长工序时间Pitch time，也就是说Pitch time等于节拍（cycle time）。另外一种计算方法同样可以得到cycle time，即由每小时平均产量，求得一个产品的CT（Q，每小时产量）。 1、生产线的平衡率计算公式 平衡率=（各工序时间总和/（工位数CT）100%=（ti（工位数CT）100% （2-1）2、生产线的平衡损失率计算公式平衡损失率=1-平衡率 ;（2-2）2.3.4生产线平衡的优化方法 1、首先应考虑对瓶颈工序进行优化，可参照程序分析的改善方法及动作分析、工装自动化等IE方法与手段；优化生产线平衡问题的关键就是对瓶颈工序的处理。 2、将瓶颈工序的作业内容分担给其它工序；3、增加各作业员，只要平衡率提高了，人均产量就等于提高了，单位产品成本也随之下降； 4、合并相关工序，重新排布生产工序，相对来讲在作业内容较多的情况下容易拉平衡；5、分解作业时间较短的工序，把该工序安排到其它工序当中去16。2.4课题研究的主要内容eM-plant是主要用于生产系统生产过程建模与仿真的软件系统，它基于离散事件仿真，只考虑在模型中事件发生时间点的系统状态变化，如工件的到达，离开，机床的故障、维修等。用户可以在eM-plant环境下分析和优化生产系统的各种性能指标，如生产率、在制品水平、设备利用率、工人负荷平衡情况、物流顺畅程度等。曲轴生产线是典型的离散制造系统，本文将利用该软件对其进行仿真优化研究，具体研究内容如下：1、生产线现状分析，并收集、整理、分析相关数据。首先明确该曲轴生产线的结构、工序名称及定员情况，生产线采用连续流生产方式，在两班倒的时间内，产品为单品种生产。开始生产前，各工序状态为空。所有零件由叉车等搬运设备运送到备料区等待生产。产品上道工序完工之后，立即推到下道工序。在此过程中要分析各道工序之间是否等待或滞留现象。收集生产线上大量的生产信息，并进行整理、分析相关数据。2、基于eM-plant的仿真模型构建。在生产过程中，由于每道工序的实际作业时间具有较大的随机性，因此要对每道工序的作业时间进行多次测定，通过作业测定对数据进行处理后，以确保得到的数据尽可能合理。eM-plant仿真模型的约定条件为：（1）不考虑机器在生产过程中的失效。（2）不考虑工件在上下工序间的运输时间，投料节拍与所在工序时间同步。（3）备料区零件充足。3、验证确认模型。建立模型之后要对其进行不断的验证分析，通过eM-plant的Chart模块图形、瓶颈分析器分析每道工序是否存在瓶颈现象，工序间是否可以合并或者分解，然后再重新制定工艺文件，确定其最终模型。4、仿真实验的设计、运行及结果分析。运用仿真软件设计实验，然后运行，得到其相应的结果，然后再对其仿真前后的结果比较分析。5、提出优化方案。利用eM-plant软件对曲轴生产线进行了仿真，并提出合理的优化方案。第三章 曲轴加工车间物流仿真与优化研究 3.1曲轴与齿轮加工生产线的基本信息要想成功的进行布局评价与优化，不可忽视的一点就是要在评价与优化之前收集分析所需要的充分资料，主要包括：（1）与布局评价与优化有关的基础信息资料；（2）操作方法资料；（3）产品或零件、材料的资料；（4）设备资料；（5）操作者的资料；（6）有关作业环境的资料。以上每一部分的资料都需要认真仔细地调查，这些资料是做好布局评价与优化的基础。本论文是针对大连机车车辆有限公司的曲轴与齿轮加工生产线进行布局评价与优化，在进行具体的布局评价与优化前，要对曲轴与齿轮加工生产线的情况有所了解。曲轴是内燃机的主要零部件之一，曲轴的作用是把活塞的往复运动变成旋转运动，将作用在活塞上的气体压力变成扭矩，用来驱动工作机械和柴油机各辅助系统进行工作。承受着复杂的交变应力，直接影响着内燃机的寿命。所以曲轴车间加工布局的好坏直接影响着柴油机的生产和加工。大连机车厂曲轴车间如图3-1，3-2所示。图3-1曲轴车间一角图3-2曲轴车间一角3.1.1曲轴加工生产线的基本信息通过对大连机车厂曲轴生产车间为期两个星期的现场调查及测量计算，得到了关于本次布局评价与优化的初步数据，为以后的进一步研究打下了基础。初步数据如图3-3，表3-1，3-2所示。3.2物流分析3.2.1曲轴加工的工艺过程图通过对产品加工、组装、检验等各加工阶段及各工艺过程路线的分析，计算每个工艺过程的各工序中加工前工件单件重量及产生的废料重量，并折算成全年重量。写入工艺过程图如图3-4及其工艺说明图表3-3所示。图3-3曲轴车间物流布局CAD图表3-1 12v240ZJD柴油机曲轴加工工艺过程表序号工序设备0毛坯5车支撑面双头车床10一次划线划线平台15粗车主轴颈双头车床20粗车连杆颈回转刀盘车床25粗车检查30喷雾处理铸铁车间35喷丸铸铁车间40二次划线划线平台45半精车主轴颈双头车床50半精车两头普通车床55半精车检查60三次划线划线平台65粗铣平衡块结合面曲轴斜孔钻床70半精车连杆颈回转刀盘车床75半精车连杆颈检查80探伤超声波探伤机85定型处理90喷丸95精车主轴颈双头车床100精车主轴颈检查105四次划线划线平台110精车连杆颈回转刀盘车床115精车连杆颈检查120镶堵铣中心孔普通车床125粗磨主轴颈外圆磨床130工艺分度交检平台135粗磨连杆颈外圆磨床140粗磨连杆颈检查145五次划线划线平台150加工连杆颈圆角回转刀盘车床（续表）序号工序设备160扩孔及钻法兰孔组合机床165半精铣平衡块结合面卧式镗床170钻轴颈油孔组合机床175检查（按150170工序进行）180六次划线划线平台185钻平衡块结合面孔曲轴曲柄铣床190检查（按185工序进行）195修中心孔普通车床200精磨主轴颈和锥面外圆磨床205精磨检查210精车两头普通车床215修主轴颈圆角普通车床220检查（按210、215工序进行）225七次划线划线平台230拉刻线普通车床235钳工倒角打磨240氮化245连杆颈抛光回转刀盘车床250主轴颈抛光普通车床252磁粉探伤曲轴磁粉探伤机254清洗清洗机255扩8-32II8法兰孔卧式镗床260跳动量检查交检平台265钳工组装270动平衡动平衡机275去重卧式镗床280动平衡复校动平衡机285油压试验油压试验台290综合检查交检平台表3-2 12v240ZJD柴油机曲轴加工操作工人数及时间统计表序号工序名称准备时间(min)加工时间(min)人员1毛坯2车支撑面0:33:232:16:2013一次划线0:25:000:30:0024粗车主轴颈0:23:104:02:1315粗车连杆颈0:23:124:21:1016粗车检查0:21:010:32:1517喷雾处理0:36:361:42:1838喷丸0:23:132:03:4529二次划线0:25:000:30:00210半精车主轴颈0:30:1815:12:45111半精车两头0:34:183:30:12112半精车检查0:12:150:20:15113三次划线0:25:000:30:00214粗铣平衡块接合面0:44:143:12:15115半精车连杆颈0:23:287:04:42116半精车连杆颈检查0:09:080:14:25117探伤0:44:151:43:43118定型处理0:23:125:12:18119喷丸1:12:132:13:45220精车主轴颈0:35:006:30:23121精车主轴颈检查0:11:150:25:15122四次划线0:25:000:30:00223精车连杆颈0:43:284:10:42124精车连杆颈检查0:21:050:52:35125镶堵铣中心孔0:43:282:39:42126粗磨主轴颈0:34:153:13:43127工艺分度0:52:181:12:25128粗磨连杆颈0:33:182:33:43129粗磨连杆颈检查0:31:051:02:35130五次划线0:25:000:30:00231加工连杆颈圆角0:23:181:14:43132钻曲柄直孔0:22:261:06:07133扩孔及钻法兰孔0:25:231:16:07134半精铣平衡块结合面0:43:033:35:34135钻轴颈油孔0:22:261:06:07136检查0:15:121:10:45137六次划线0:25:000:30:00238钻平衡块结合面孔0:23:234:05:20139检查0:21:450:32:15140修中心孔0:13:232:05:20141精磨主轴颈和锥面0:23:431:30:18142精磨检查0:22:250:32:151（续表）序号工序名称准备时间(min)加工时间(min)人员43精车两头0:33:430:56:20144修主轴颈圆角0:13:281:06:30145检查0:21:430:42:45146七次划线0:25:000:30:00247钻回油孔0:23:431:10:34148拉刻线0:42:120:52:18149钳工倒角打磨0:33:283:16:30150氮化0:45:231:30:12251连杆颈抛光0:33:432:26:20152主轴颈抛光0:13:432:15:30153磁粉探伤0:23:431:05:45154清洗0:32:121:10:23155扩8-32H8孔0:22:433:32:43156跳动量检查0:32:251:05:15157钳工组装47:12:001:11:12458动平衡0:12:250:55:15159去重0:30:437:30:15160动平衡复较0:42:250:55:15161油压试验0:32:500:54:12162综合检查0:31:120:57:322 1原材料1394257681废料废料废料废料废料废料废料废料废料废料废料废料废料废料废料废料废料废料废料废料废料210废料113废料4131415废料516176181972082122232425废料269271228102930113132123334353637383913404114424344451516 毛坯1工序编号工序名称表示符号备注0储存（续表） 车支撑面1一次划线粗车主轴颈粗车连杆颈喷雾处理喷丸二次划线半精车主轴颈半精车两头三次划线粗铣平衡块结合面半精车连杆颈定型处理精车主轴颈四次划线精车连杆颈镶堵铣中心孔粗磨主轴颈喷丸1粗车检查半精车检查半精车连杆颈检查探伤精车主轴颈检查精车连杆颈检查工序编号工序名称表示符号备注5101520253035404550556065707580859095100105110115120125234756892101112131415161718193456第1次操作第2次操作第3次操作第4次操作第5次操作第6次操作第7次操作第8次操作第9次操作第10次操作第11次操作第12次操作第13次操作第14次操作第15次操作第16次操作第17次操作第18次操作第19次操作第1次检查第2次检查第3次检查第4次检查第5次检查第6次检查130135140145粗磨连杆颈五次划线工艺分度粗磨连杆颈检查207218第20次操作第21次操作第7次检查第8次检查（续表） 工序名称表示符号备注工序编号150155160165170175180185190195200205210215220225227230235240245250加工连杆颈圆角钻曲柄直孔扩孔及钻法兰孔半精铣平衡块结合面钻轴颈油孔六次划线钻平衡块结合面孔修中心孔精磨主轴颈和锥面精车两头修主轴颈圆角七次划线钻回油孔拉刻线钳工倒角打磨氮化连杆颈抛光主轴颈抛光检查检查精磨检查检查2223242526272829303132333435363738399101112第22次操作第23次操作第24次操作第25次操作第26次操作第27次操作第28次操作第29次操作第30次操作第31次操作第32次操作第33次操作第34次操作第35次操作第36次操作第37次操作第38次操作第39次操作第9次检查第10次检