华农大工业工程设施规划课程设计最终版

1、设施规划课程设计题目： 变速箱厂总平面布置设计 班级：1x工业工程x班 姓名：x x x 学号：_201xxxxxxxxx_ 成果评定标准优秀（A）：按时提交，独立完成，工作量适当，结果正确，格式符合要求；良好（B）：按时提交，独立完成，工作量一般，结果正确，格式符合要求；中等（C）：按时提交，独立完成，工作量一般，结果基本正确，格式基本符合要求；及格（D）：按时提交或及时补交，独立或适当参考他人成果或在他人适当协助下完成，工作量一般，结果有明显错误，格式基本符合要求；不及格（E）：未能提交课程设计报告，或抄袭他人成果，或结果有严重错误，或未按照设计要求进行课程设计。 得分：_ 指导教师：x

2、x x一、 绪论为了完成工厂总平面布置设计，需要从拟生产的产品品种和产量出发，对产品组成情况进行分析研究；确定各零件、部件生产类型，制定出各个零件、部件的加工、装配工艺流程；根据工艺流程和各阶段的特点划分出生产车间；根据生产需要设置必要的职能部门以及附属生产和生活服务部门；制定生产计划大纲；根据生产大纲以及约束条件，选择设施布置设计方法；进行布置设计，得出多个可行的方案；选择最优方案，完成工厂布置设计。系统布置设计（SLP）方法提供了一种以作业单位物流与非物流的相互关系分析为主线的规划设计方法，采用一套表达极强的图例符号和简明表格，通过一系列条理清晰的设计程序进行工厂布置设计。系统布置设计（S

3、LP）编制如图1：输入数据（P、Q、PQ、R、S、T）1、物流2、作业单位的相互关系3、物流作业单位相互关系图4、必要面积5、可用面积6、面积相互关系图9、拟定几种布置方案7、修正条件8、实际制约分析寻优选择10、评价二、输入基本要素分析2.1变速箱结构及参数题目：公司有地20000(m2)，厂区南北为200，东西宽100，该厂预计需要工人350人，计划建成年产100000套变速箱的生产厂。需要完成工厂总平面布置设计。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，待布置设计的液压转向器厂的产品品种单一，产量较大，其年产量为60

4、000台，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。变速箱由39个零件构成，装配图如图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。图1图2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/kg39垫圈65Mn2000000.00438螺母Q2352000000.01137螺栓Q2353000000.03236销352000000.02235防松垫片Q2156000000.01034轴端盖圆Q2351000000.05033螺栓Q2352000000.02032通气器

5、Q2351000000.03031视孔盖Q2151000000.05030垫片橡胶纸1000000.00429机盖HT2001000002.80028垫圈65Mn6000000.00627螺母Q2356000000.01626螺栓Q2356000000.10325机座HT2001000002.20024轴承2000000.45023挡油圈Q2152000000.00422毡封油圈羊毛毡1000000.00421键Q2751000000.08020定距环Q2351000000.09019密封盖Q2351000000.05018可穿透端盖HT1501000000.04017调整垫片08F20000

6、00.00416螺塞Q2351000000.03215垫片橡胶纸1000000.00414游标尺1000000.05013大齿轮401000001.50012键Q2751000000.08011轴Q2751000000.80010轴承2000000.4509螺栓Q23524000000.0258端盖HT2001000000.0507毡封油圈羊毛毡1000000.0046齿轮轴Q2751000001.2005键Q2751000000.0404螺栓Q23512000000.0143密封盖Q2351000000.0202可穿透端盖HT2001000000.0401调整垫片08F2000000.010

7、2.2作业单位划分根据变速箱的结构及工艺特点，设立如下表所示11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 x m)备注1原材料库储存钢材、铸锭20 x 30露天2铸造车间铸造12 x 243锻造车间锻造12 x 244热处理车间热处理12 x 125机加工车间车、铣、钻12 x 366精密车间精镗、磨削12 x 367标准件、半成品库储存外购件、半成品12 x 248组装车间组装变速器12 x 369成品库成品储存12 x 1210办公、服务楼办公室、食堂等80 x 6011设备维修车间机床

8、维修12 x 242.3变速箱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、成品储存等阶段。1、零件的制作与外购制作的零件如下表。2、标准件、外购件与半成品暂存 生产出的零件加工完成经各车间检验合格后，送入半成品库暂存，外购的标准件和标准件均存放在半成品库。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 所有成品均在组装车间进行性能试验，不合格的产品在组装车间进行修复。合格后送入成品库。 5、产品存储 所有合格的变速箱存放在成品库等待出厂。表3 变速箱零件加工工艺过程表产品名称件号材料单

9、件质量/kg计划年产量年产总质量机盖29HT2002.800100000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833机加工车间粗铣，镗，钻784精密车间精铣，镗955半成品库暂存 表4 变速箱零件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25HT2002.2100000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763机加工车间粗铣，镗，钻844精密车间精铣，镗965半成品库暂存表5 变速箱零件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13401.500100000序号作业单位名

10、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843机加工车间粗铣，插齿，钻764热处理车间渗碳淬火5机加工车间磨946半成品库暂存表6 变速箱零件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11Q2750.800100000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863精密车间精车954热处理车间渗碳淬火5机加工车间磨986半成品库暂存表7 变速箱零件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6Q2751.200100000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

11、车间粗车，磨，铣823精密车间精车934热处理车间渗碳淬火5机加工车间磨936半成品库暂存表8变速箱零件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8HT2000.050100000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653机加工车间精车83三、 产品工艺过程分析3.1计算物流量通过对产品的加工、组装、检查等加工阶段及各工艺过程路线分析，计算个工艺各工序加工前工件单位质量及产生的废料重量，并根据全年产量计算全年物流量。计算如下表9：产品毛坯重/kg各工艺阶段废料铸造废料锻造废料机加工废料精加工废料机盖2.80/(0.83x0.7

12、8x0.95)=4.5534.553x0.17=0.7744.553x0.83x0.22=0.8314.553x0.83x0.78x0.05=0.147机座2.2/(0.76x0.84x0.96)=3.5903.590x0.24=0.8623.590x0.76x0.16=0.4373.590x0.76x0.84x0.04=0.092大齿轮1.5/(0.84x0.76x0.94)=2.5002.500x0.16=0.4002.500x0.84x0.24+2.500x0.84x0.76x0.06=0.600轴0.8/(0.86x0.95x0.98)=0.9990.999x0.14+0.999x0.

13、86x0.95x0.02=0.1560.999x0.86x0.05=0.043齿轮轴1.20/(0.82x0.93x0.93)=1.6921.692x0.18+1.692x0.82x0.93x0.07=0.3951.692x0.82x0.07=0.097端盖0.05/(0.65x0.83)=0.0930.093x0.35=0.0330.093x0.65x0.17=0.0103.2绘制各零件的（根据以上计算）1原材料库 2铸造车间 3锻造车间 4-热处理车间 5机加车间 6精密车间 7半成品库图3:机盖 图4:机座 图5:大齿轮 图6:轴 图7:齿轮轴 图8:端盖 3.3绘制产品总工艺过程图10

14、52.9 3.4绘制产品初始工艺过程表及较佳工艺过程图1）计算各产品的物流强度表10：多种产品生产工艺过程零件名称机盖机座大齿轮轴齿轮轴端盖单件重量/kg2.8002.2001.5000.8001.2000.500计划年产量/套100000100000100000100000100000100000物流强度/(kg/年)2800002200001500008000012000050000工艺工程原材料库铸造机加工精密车间半成品库原材料库铸造机加工精密车间半成品库原材料库锻造机加工热处理机加工半成品库原材料库机加工精密车间热处理机加工半成品库原材料库机加工精密车间热处理机加工半成品库原材料库铸造

15、机加工2）按1-机盖，2-机座，3-大齿轮，4-齿轮轴，5-轴，6-端盖顺序，取零件的第一道工序，为原材料库备料；取零件的第二道工序，分别是机加工、铸造和锻造，根据分别计算物流强度，排列出工序为铸造，机加工和铸造；取零件的第三道工序，分别是机加工、精密车，因为机加工已经在前面出现，所以此处只排列精密车；取零件的第四道工序，分别是精密车、热处理，因为精密车已经在前面出现，所以此处只排列热处理；取零件的第五道工序，分别是机加工、半成品，因为机加工已经在前面出现，所以此处只排列半成品库；取零件的第六道工序，只有半成品库；所以，最终的排列顺序为：原材料库、铸造、机加工、铸造、精密车、热处理、半成品1原

16、材料库 2铸造车间 3锻造车间 4-热处理车间 5机加车间 6精密车间 7半成品库初始产品工艺过程表11作业单位机盖机座大齿轮轴齿轮轴端盖序号名称流程Djk流程Djk流程Djk流程Djk流程Djk流程Djk1234567原材料库铸造机加工锻造精密加工热处理半成品2 2111222 211111111-1 1122-2-2-22240900171300030400265800427900356004713600改进后工艺过程表12作业单位机盖机座大齿轮轴齿轮轴端盖序号名称流程Djk流程Djk流程Djk流程Djk流程Djk流程Djk1234567原材料库铸造机加工精密加工热处理锻造半成品2 21

17、1 1222 2221121211122 -2-2-2-225356001942200-179600351700566600356005252100作业单位机盖机座大齿轮轴齿轮轴端盖序号名称流程Djk流程Djk流程Djk流程Djk流程Djk流程Djk1234567原材料库铸造机加工精密加工半成品热处理锻造2 21 1 1222 2221121212211 -2-2 -2-228156002162200-179600270100437600356005541500最终的排列顺序为：原材料库、铸造、机加工、精密车、热处理、铸造、半成品四、物流分析4.1绘制从至表表13：从至表(单位：t) 至从12

18、3456789合计原材料库铸造车间锻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成品库1原材料库823.6250269.11342.72铸造车间656.7656.73锻造车间2102104热处理车间370.2370.25机加工车间159.6748.5350.01258.16精密车间210.6500.0710.67半成品库1052.981052.98组装车间1052.91052.99成品库合计823.6250.0370.21506.0748.5850.01052.981052.96654.1编制(日期)审核(日期)4.2绘制物流强度总汇表根据从至表汇总两单位间的物流强度表物流强度汇总表21

19、序号作业单位物流强度（t）11至2823.621至325031至5269.142至5656.753至521064至5370.275至4159.685至6748.595至7350.0106至4210.6116至7500.0127至81052.9138至91052.94.3物流强度等级划分:根据物流强度等级表划分各路线重要等级。物流强度等级划分表物流强度等级符号物流线路比例(%)承担物流量比例(%)超强物流强度A(4)1040特高物流强度E(3)2030较大物流强度I(2)3020一般物流强度O(1)4010可忽略搬运U(0)物流强度等级划分:如表23序号作业单位物流强度等级17至8A28至9A3

20、1至2A45至6E52至5E64至5E76至7I85至7I91至5I101至3I116至4O123至5O4.4绘制物流单位相关图 图v 7五、作业单位非物流相互关系分析5.1作业单位相互关系的决定因素作业单位相互关系的影响因素与企业的性质有很大的关系，不同的企业，作业单位的设置不一样，作业单位间的相互影响也不一样。影响作业单位相互关系密切程度的主要因素有： 1）物流量。 2）工作流程。 3）作业性质相似。 4）使用相同的设备。 5）使用同一场地。 6）使用相同的文件档案。 7）使用相同的公用设施。8）使用同一组人员。 9）工作联系频繁程度。 10）监督和管理方便。 11）噪声、振动、烟尘、易燃

21、易爆危险品的影响。12）服务的频繁和紧急程度等。5.2作业单位相互关系等级的划分根据RMuther在SLP中的建议，每个项目重点考虑的因素不应超过810个。在SLP中作业单位相互关系密切程度等级划分为A、E、I、O、U、X六个等级，各等级的含义及所占比例如表所示。表 24作业单位相互关系等级符号含义说明比例（%）A绝对重要2-5E 特别重要3-10I重要5-15O一般密切程度10-25U不重要45-80X负的密切程度不希望接近酌情而定5.3作业单位相互关系表为了评价作业单位之间的相互关系程度，首先应制定出一套“基准相互关系表”，其他作业单位之间的相互关系，可以通过对照基准相互关系表来确定。表2

22、5给出的基准相互关系可作为实际工作时的参考。字母一对作业单位密切程度的理由A原材料库与铸造车间、机加工车间，组装与性能测试间搬运物流的数量和类似的搬运问题E铸造车间与机加工车间性能实验室与成品库精密与修复，组装及性能试验搬运物流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标准件，半成品库和组装机加工和热处理、精密加工设备维修与其它金属加工车间办公楼与成品库、半成品库、原材料搬运物流的数量和频数类似的搬运问题服务的频繁程度报表的频繁程度、管理方便O办公楼与设备维修车间办公楼与其它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、成品原材料与半成品库、成品库及组装性能测试技术部

23、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、食堂与铸造、热处理铸造、热处理与精密、性能测试灰尘、噪声、振动、异味烟尘、振动作业单位间相互关系密切理由：编号理由1工作流程连续性2生产服务3搬运物流4管理方面5安全与污染6灰尘、噪音、振动7人员联系8信息联系5.4作业单位相互关系评价 如图18六、作业单位综合相互关系分析在大多数工厂中，各作业单位之间既有物流联系也有非物流联系，两个作业单位之间的相互关系应包括物流关系与非物流关系。因此，在SLP中，要将作业单位物流的相互关系与非物流相互关系合并，求出合成的相互关系，即综合相互关系，然后从各作业单位综合相互关系出发，实现各作业单位的

24、合理布置。一般按照以下步骤建立作业单位综合相互关系表：1、确定物流与非物流相互关系的相对重要性。一般地，物流与非物流相互关系的相对重要性比值不应超过1：33：l。这里选取加权值 =2:12、量化物流强度等级和非物流的密切程度等级。一般，取A=4，E=3，I=2，O=1，U=0，X=1。3、计算量化的作业单位综合相互关系。设任意两个作业单位分别为和，其物流相互关系等级为H，非物流的相互关系密切程度等级为K，则作业单位与之间的综合相互关系密切程度为：=4、综合相互关系等级划分。是一个量值，需要经过等级划分，才能建立与物流相关表相似的、符号化的作业单位综合相互关系表。综合相互关系的等级划分为A、E、

25、I、O、U、X，各级别值逐渐递减，且各级别的作业单位对数应符合一定的比例。如表26所示：综合相互关系密级与划分比例关系密级符号作业单位对数比例（%）绝对必要靠近A1-3特别重要靠近E2-5重要I3-8一般O5-15不重要U20-80不希望靠近X0-10综合关系计算，并绘制出综合相互表27。作业单位对关系密级综合关系物流关系 加权值2非物流关系 加权值1分数等级分数等级分数等级124A4A12A132I0U5O140U1O1U152I4A8I170U1O1U1100U2I2U253E3E9I260U-1X-1X2100U-1X-1X2110U2I2U351O0U1U3110U2I2U453E2I

26、8I461O-1X1U4100U-1X-1X4110U2I2U563E2I8I572I1O5O5100U1O1U5110U2I2U672I0U4O680U3E3U6100U1O1U6110U3E3U784A2I10E7100U2I2U894A3E11E8100U1O1U8110U2I2U9100U2I2U10110U1O1U划分关系的密级：表28如下总分关系等级作业单位对数百分比（%）12A13.210-11E2 6.58-9I412.94-5O39.71-3U1851.6-1X39.7建立作业单位综合相互关系图6：七、工厂总平面布置（包括绘制位置相关图，面积相关图及布置方案至少三个）7.1作业单位位置相关图工厂总平面布置就是对生产车间、管理部门、仓储部门、生产与生活服务部门的建筑物、道路和场地等，按照相互关系的密级程度作出合理的布局。采用SLP法进行总平面布置的首要工作，就是对作业单位对之间物流和非物流的相互关系作出分析，经过综合得到作业单位综合相互关系表。然后，根据综合相互关系表中各作业单位之间关系密切程度的高低，决定作业单位之间距离的近或远。关系密级程度高的作业单位之间距离近，关系密级程度低的作业单位之间距离远