工业工程综合课程设计.doc

课 程 设 计 课程名称 设施规划与物流分析 题目名称 变速箱厂总平面布置设计 学生学院 机电工程学院 专业班级 工业08-1 学 号 11,16,23 学生姓名陈柏添 范伟波 江海锐 指导教师_黄剑锋_ 2011年 09月 09 日广东石油化工学院课程设计任务书题目名称变速箱厂总平面布置设计学生学院机电工程学院专业班级工业08-1姓 名陈柏添 范伟波 江海锐 学 号11 、16 、 23责任分工负责人范伟波陈柏添变速箱BOM表制定 物料需求计划 能力计划江海锐一、 制定变速箱的BOM表将变速箱的零件、组合件、原材料予以拆解，并将各单项物料依物料编号、名称、规格、基本单位等依制造流程的顺序记录下来，排列为一个物料清单。如表11所示。表11 变速箱的BOM表层次物料名称物料代码每台量计量单位0变速箱WA001台1机座组件 A100 1套 2 机座 2000 1件 3灰铸铁(HT200) 3000 4.78Kg 2 油标尺 2001 1件 2螺塞组件 20021套 3 垫片 3001 1件3 螺塞 3002 1件1 输入轴组件 B100 1套2 齿轮轴 2003 1件3 灰铸铁(HT200) 3003 1.87kg2 毡封油圈 2004 1件2 轴承1 2005 2件1 输出轴组件 C100 1套2轴 2006 1件3灰铸铁(HT200) 3004 1.07Kg2 键 2007 1件2 大齿轮 2008 1件3 灰铸铁(HT200) 3005 1.59 Kg2 定距环 2009 1 件2 毡封油圈 2010 1件2 挡油圈 2011 1件2 轴承2 2012 2件1 机盖组件 D100 1套2 机盖 2013 1件3灰铸铁(HT200) 3006 3.99Kg2 视孔盖组件 2014 1 套3 垫片 30071件3 视孔盖 30081件3 通气器 30091件3 螺钉 30104件2 定位销 20152件2 起盖螺栓 20162件2 联接螺栓组件 20176套3 联接螺栓 30116件3 垫圈 30126件3 螺母 30136件1 端盖组件 E1001件2 端盖 20184件3灰铸铁(HT200) 3014 0.44Kg2 调整垫片 20194件2密封盖 20202件2 可穿透端盖 20212件2轴承端盖螺钉 202224件二、物料需求计划（一）编写物料主文件根据变速箱厂历年生产和销售记录编制变速箱的物料主文件，如表21所示，和变速箱的物料库存记录，如表22所示。并作出变速箱的订单和预测数据，如表23所示。表21 变速箱的物料主文件物料名称物料代码提前期/周安全时间/周安全库存/件批量规则变速箱WA0010500LFT机座200010500LFT油标尺200111350FOQ=8000垫片300111350FOQ=8000螺塞300211350FOQ=8000齿轮轴200310500LFT毡封油圈200411250FOQ=8000轴承1200510600EOQ=4400 轴200610500LFT键2007 11400FOQ=8000大齿轮2008 10500LFT定距环200911200FOQ=8000毡封油圈201011250FOQ=8000挡油圈2011110FOQ=8000轴承2201210600EOQ=4000机盖201310500LFT视孔盖垫片300711250FOQ=8000视孔盖300811250FOQ=8000通气器300911250FOQ=8000螺栓3010110FOQ=32000定位销201511500FOQ=16000起盖螺栓201611550FOQ=16000联接螺栓3011111500FOQ=48000垫圈3012111500FOQ=48000螺母3013111500FOQ=48000端盖2018112000LFT调整垫片2019111000FOQ=32000密封盖202011500FOQ=16000可穿透端盖202111500FOQ=16000轴承端盖螺钉2022116000192000灰铸铁(HT200)（总）3000 30033004 30053006 30141126tFOQ=150t注：LFT批对批法，即按需确定批量法；FOQ固定批量法；EOQ经济订货批量法表22 物料库存记录物料现有量/件与分配量/件在途量/件 1 2 3 4 5变速箱4500 1920 0 0 0 0机座4000 1920 0 0 0 0油标尺58000 0 0 0 0 0垫片60000 0 0 0 0 0螺塞59000 0 0 0 0 0 齿轮轴3500 1920 0 0 0 0毡封油圈60000 0 0 0 0 0轴承13000 4400 0 0 0 0轴4200 1920 0 0 0 0键60000 0 0 0 0 0大齿轮400 0 1920 0 0 0 0定距环59000 0 0 0 0 0毡封油圈60000 0 0 0 0 0挡油圈60000 0 0 0 0 0轴承23000 4400 0 0 0 0机盖4000 1920 0 0 0 0垫片60000 0 0 0 0 0视孔盖60000 0 0 0 0 0通气器6000 0 0 0 0 0 0螺钉240000 0 0 0 0 0定位销60000 0 0 0 0 0起盖螺栓60000 0 0 0 0 0联接螺栓360000 0 0 0 0 0垫圈360000 0 0 0 0 0螺母360000 0 0 0 0 0端盖16000 7680 0 0 0 0调整垫片240000 0 0 0 0 0密封盖120000 0 0 0 0 0可穿透端盖120000 0 0 0 0 0轴承端盖螺钉1440000 0 0 0 0 0灰铸铁(HT200)（总）122000kg0 0 0 0 0 0表23 变速箱的订单和预测数据产品12期间/周34 5变速箱订单2300 1800 2000 1600 2200变速箱预测 2000 1800 1900 1600 2100（二）物料需求计划的计算逻辑(1)计算毛需求（Cross Requirement, GR）。设产品i在期间t的毛需求为，则 式中，为产品i在期间t的实际订单量；为产品i在期间t的需求预测量；为需求时界；为计划时界。（2）确定在途量（Scheduled Receipts,SR）。在途量表示已经订购或已经生产、预计在期间t到货的物料量。产品i在期间t的在途量设为。（3）计算预计在库量（Projected On Hand, POH）。设产品i在期间t的预计在库量为。第一期的预计在库量等于起初库存量加上第一期的在途量再减去毛需求， 式中，OH为计划期初的库存量，其他期别的预计在库量为：式中为产品i在期间的预计可用库存量。（4）计算净需求（Net Requirement,NR）。设产品i在期间t净需求量为，则 式中，为上期即第期的预计可用库存量，SS为安全库存。（5）确定计划订单的产出（Planned Order Receipts PORC）。由上面净需求的计算可以看出，并非所有期间都有净需求，如果可提供的量能满足毛需求，则表明有净需求，净需求是一个随机的结果。某一期间t有净需求，就要求在该期必须获得等于或超过净需求的物料量，这就是计划订单的产出，产出的期别和净需求的期别相对应。通常设产品i在期间t的计划的订单产出量为。计划订单量的产出量应为批量的整数倍。（6）确定计划订单的投入（Planned Order Release,POR）。设产品i在期间t的计划订单投入量为，则：式中，LT为订货提前期。（7）计算预计可用库存量（Projected Available Balance ,PAB）。设第i 种产品在第t期的预计可用库存为，即表示期初库存，的计算公式为：式中，为第t期的计划订单接收量。（8）可供销售量（Available to Promise,ATP）。设产品i在期间t的可供销售量为，则其计算公式为： 式中，为期间t的计划订单产出量；为下一次出现计划产出量前的期间。根据上述数据可以编写变速箱的主生产计划，如表24所示；可以确定变速箱的可供销售量，如表25所示。展开可以得到各个物料的需求计划，如表26到212所示。 表24 变速箱的主生产计划 单位：台 0 1 2期间/周 3 4 5订单23001800200016002200预测20001800190016002100毛需求（GR）23001800200016002200在途量（SR）1920预计在库量（POH）70-1300-1500-1100-1700预计可用库存量（PAB)500500500500500净需求（NR）4301800200016002200计划订单产出量（PORC）4301800200016002200计划订单投入量（POR)18002000160022001600 表25 变速箱的可供销售量的计算 单位：台 0 1 2期间/周 3 4 5订单 2300 1800 2000 1600 2200在途量（SR） 1920计划订单产出量（PORC） 022302000 1600 2200主生产计划（MPS） 1920 2230 2000 1600 2200可供销售量（ATP） 0 430 0 0 0 表26 机座的物料需求计划 单位：件 0 1 2期间/周 3 4 5毛需求（GR）18002000160022001600在途量（SR）1920预计在库里（POH）520-1480-1100-1700-1100预计可用库存量（PAB)520500500500500净需求（NR）01980160022001600计划订单产出量（PORC）01980160022001600计划订单投入量（POR)19801600220016002200 表27 齿轮轴的物料需求计划 单位：件 0 1 2期间/周 3 4 5毛需求（GR）18002000 160022001600在途量（SR） 1920预计在库里（POH）470-1500-1100-1700-1100预计可用库存量（PAB)500500500500500净需求（NR） 302000 160022001600计划订单产出量（PORC）302000160022001600计划订单投入量（POR)20001600 220016002200 表28 轴的物料需求计划 单位：件 0 1 2期间/周 3 4 5毛需求（GR）18002000 160022001600在途量（SR）1920预计在库里（POH）540-1460-1100-1700-1100预计可用库存量（PAB)540500 500500500净需求（NR） 01960160022001600计划订单产出量（PORC）01960160022001600计划订单投入量（POR)19601600 220016002200 表29 大齿轮的物料需求计划 单位：件 0 1 2期间/周 3 4 5毛需求（GR） 19601600 220016002200在途量（SR） 1920预计在库里（POH）360-1100 -1700-1100-1700预计可用库存量（PAB)500500 500500500净需求（NR） 1401600 220016002200计划订单产出量（PORC）1401600 220016002200 表210 机盖的物料需求计划 单位：件 0 1 2期间/周 3 4 5毛需求（GR）18002000 160022001600在途量（SR）1920预计在库里（POH）520-1480 -1100-1700-1100预计可用库存量（PAB)520500500500500净需求（NR） 01980160022001600计划订单产出量（PORC）01980 160022001600计划订单投入量（POR)19801600 220016002200 表211 灰铸铁的物料需求计划 单位：吨 0 1 2期间/周 3 4 5毛需求（GR）26.6 23.0 29.32329.3在途量（SR）预计在库里（POH）95.472.4 43.120.1-9.2预计可用库存量（PAB)95.472.4 43.120.1140.8净需求（NR） 000016.8计划订单产出量（PORC）00 00150计划订单投入量（POR)00 01500 表212 轴承的物料需求计划 单位：件 0 1 2期间/周 3 4 5毛需求（GR）40003200 440032004400在途量（SR）4400预计在库里（POH）700-2500 -2500-1300-1300预计可用库存量（PAB)7001900 190031003100净需求（NR） 03100 310019001900计划订单产出量（PORC）04400 440044004400三、能力计划变速箱所有物料的批量、现有库存量、计划接收量等数据如表31所示。表31 变速箱自制件的批量等数据物料批量/件已有库存/件在途量/件提前期/周变速箱3004501920 1机座2004001920 1机盖2004001920 1大齿轮2504001920 1轴3004201920 1齿轮轴3003501920 1端盖6004007680 1变速箱自制件要经过粗加工铣床、粗加工镗床、钻床、精加工铣床插齿机等工作中心，这些自制件的工艺路线及相应准备时间和操作时间如表32所示。表32 生产变速箱自制件的数量和时间数据物料工作中心批量/件每批准备时间/min每件加工时间/min机盖粗加工铣床100151.5机盖 粗加工镗床100151机盖钻床100151机盖精加工铣床100202机盖精加工镗床100201.5 机座粗加工铣床100151.5机座 粗加工镗床100151机座钻床100151机座精加工铣床100202机座精加工镗床100201.5大齿轮粗加工铣床200202大齿轮插齿机200202.5大齿轮钻床200201大齿轮高频淬火设备200200.5大齿轮磨床200201轴粗加工车床250201.5轴磨床250201轴粗加工铣床250200.5轴精加工车床250252轴高频淬火设备250250.5齿轮轴粗加工车床250201.5齿轮轴磨床250201齿轮轴粗加工铣床250200.5齿轮轴精加工车床250202齿轮轴高频淬火设备250250.5端盖精加工车床50030110个工作中心的可用能力如表33所示。工作中心的负荷计算如表34所示。计算物料占用工作中心的负荷时，每件作业时间即完成该工序时间的计算公式为： 每件作业时间=每批准备时间/批量+单件加工时间表33工作中心的可用能力工作中心工作中心包含设备数量/台每台设备每天工作时间/小时利用率（%）效率（%）工作中心可用能力（额定小时/天）粗加工铣床25109598232.75 粗加工镗床710979967.22钻床11109598102.41精加工铣36精加工镗床12109395106.02插齿机1010929486.48粗加工车床11109698103.48磨床11109797103.49精加工车床30109295262.2高频淬火设备610969856.45注：工作中心可用能力=工作中心包含设备数量每台设备每天工作时间利用率效率表34工作中心的负荷物料作业序列工作中心批量/件每批准备时间/min单间准备时间/min每件加工时间/min每件作业时间/minBOM中数量/件总作业时间/min机盖1粗加工铣床100150.151.51.6511.652粗加工镗床100150.1511.1511.153钻床100150.1511.1511.154精加工铣床100200.2022.2012.205精加工镗床100200.201.51.7011.70机座1粗加工铣床100150.151.51.6511.652粗加工镗床100150.1511.1511.153钻床100150.1511.1511.154精加工铣床100200.2022.2012.205精加工镗床100200.201.51.711.70大齿轮1粗加工铣床200200.1022.1012.102插齿机200200.102.52.6012.603钻床200200.1011.1011.104高频淬火设备200200.100.50.6010.605磨床200200.1011.1011.10轴1粗加工车床250200.101.51.6011.602磨床250250.1011.1011.103粗加工铣床250250.100.50.6010.604精加工车床250250.1022.1012.105高频淬火设备250250.100.50.6010.60齿轮轴1粗加工车床250250.101.51.6011.602磨床250250.1011.1011.103粗加工铣床250250.100.50.6010.604精加工车床250250.1022.1012.105高频淬火设备250250.100.50.6010.60端盖1精加工车床500300.0611.0644.24表35 全部工作中心总负荷工作中心单件减速箱的负荷/min粗加工铣床6.60粗加工镗床2.30钻床3.40精加工铣床4.40精加工镗床3.40插齿机2.60粗加工车床3.20磨床3.30精加工车床8.44高频淬火设备1.80将表 中结果和表24中变速箱的主生产计划投入量相乘即可以得到未来周每个工作中心的负荷，如表36所示。 表36 全部工作中心的分时段总负荷 单位（min）工作中心12期间/周345粗加工铣床1188013200105601452010560粗加工镗床41404600368050603680钻床61206800544074805440精加工铣床79208800704096807040精加工镗床61206800544074805440插齿机46805200416057204160粗加工车床57606400521070405120磨床59406600528072605280精加工车床1519216880135041856813504高频淬火设备32403600288039602880全部工作中心的负荷曲线如图31到图310所示。图31粗加工铣床的负荷曲线图32 粗加工镗床的负荷曲线图33钻床的负荷曲线图34精加工铣床的负荷曲线图35精加工镗床负荷曲线图36插齿机的负荷曲线图37粗加工车床的负荷曲线图38精加工车床负荷曲线图39磨床的负荷曲线图310 高频淬火设备负荷曲线建立准备时间矩阵和加工时间矩阵，准备时间矩阵如表37 所示，加工时间矩阵如表38 所示。 表37 变速箱的准备时间 （单位：min）工作中心物料期间/周 1 2 3 4 5粗加工铣床机盖270300240330240机座270300240330240大齿轮180200160220160轴180200160220160齿轮轴180200160220160合计108012009601320960粗加工镗床机盖270300240330240机座270300240330240合计540600480660480精加工铣床机盖360400320440320机座360400320440320合计720800640880640精加工镗床机盖360400320440320机座360400320440320合计720800640880640钻床机盖270300240330240机座270300240330240大齿轮180200160220160合计720800640880640插齿机大齿轮180200160220160合计180200160220160磨床大齿轮180200160220160轴180200160220160齿轮轴180200160220160合计540600480660480粗加工车床轴180200160220160齿轮轴180200160220160合计360400320440320精加工车床轴180200160220160齿轮轴180200160220160端盖430480380530380合计790880700970700高频淬火设备大齿轮180200160220160轴180200160220160齿轮轴180200160220160合计540600480660480 表38 变速箱的加工时间 （单位：min）工作中心物料期间/周 1 2 3 4 5粗加工铣床机盖27003000240033002400机座27003000240033002400大齿轮36004000320044003200轴90010008001100800齿轮轴90010008001100800合计10800120009600132009600粗加工镗床机盖18002000160022001600机座18002000160022001600合计36004000320044003200精加工铣床机盖36004000320044003200机座36004000320044003200合计72008000640088006400精加工镗床机盖270030002400330