HNU某变速箱厂总平面布置及搬运系统设计

1、设施规划与物流分析课程设计设施规划与物流分析 课程设计说明书 设计题目： 变速箱厂布置与搬运系统设计 指导老师: 李蓉、夏百战 专 业: 工业工程 姓 名: 雷锋 学 号: 201204070117 目录一、 绪论11.1设计题目11.2设计条件1二、工厂总平面布置设计62.1产品产量分析62.2产品工艺过程分析72.3物流分析102.4作业单位非物流相互关系分析142.5作业单位综合相互关系分析152.6工厂总平面布置192.7方案的评价与选择252.8机加工车间内部详细布置25三、物料搬运系统的设计方案263.1物料的分类263.2绘制物料进出表263.3绘制搬运活动一览表323.4各项移

2、动的的图表化333.5绘制F-D图343.6物料搬运方法汇总表343.7搬运方案评价37四、 总结38参考文献3941一、 绪论1.1设计题目某变速箱厂总平面布置及搬运系统设计。1.2设计条件原始给定条件：公司有地16000平方米，厂区南北为200米，东西宽80米，该厂预计需要工人300人，计划建成年产10万套变速箱的生产厂，需要完成工厂总平面布置设计及物料搬运系统的设计。变速箱由39个零件构成，装配图见下图所示。每个零件、组件的名称、材料、单件重量及年需求量均列于下表中。一作业单位划分根据变速箱的结构及工艺特点，设立如表2-41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

3、品性能试验、生产管理等各项生产任务。二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、成品存储等阶段。1零件的制作与外购制作的零件如表2-42表2-47，表中的利用率为加工后产品与加工前的比率。二、工厂总平面布置设计2.1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，进而影响着共产设备的布置形式。由已知条件可知，布置设计的变速器厂产品品种单一，产量较大，年产量10万台，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。2.2产品工艺过程分析2.2.1各零件的工艺过

4、程图图中序号分别是：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2废料16 机盖物流量45废料废料3985907971863774509831887225509825000000200原材料 250000 2废料16机座物流量45废料废料47832095664765316125382656306125原材料300000 8废料1大齿轮物流量43废料159440255101275521020426废料204244原材料31888100000102042 44废料1轴物流量5.5543废料10741021482429685928816326废料16328000

5、04原材料81632 4废料1 齿轮轴物流量53废料1879703759475191503761428576废料28571400004原材料142857 2废料14废料10420125262525000端盖物流量原材料4168662.2.2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下图所示。该图清楚的表示出变速器生产的全过程以及各工序单位之间的物流情况，为进一步进行深入的物流分析奠定了基础。2.3物流分析2.3.1计算物流量产品名称毛重/kg废料/kg铸造废料锻造废

6、料机加工废料精加工废料全年废料总质量机盖2.5/（0.8*0.8*0.98）=3.98593.9860*0.2=0.79723.9860*0.8*0.2=0.63783.9860*0.8*0.8*0.02=0.05101.486*1000000=148600机座3.000/(0.8*0.8*0.98)=4.78324.7832*0.2=0.95664.7832*0.8*0.2=0.76534.7832*0.8*0.8*0.02=0.061231.783*1000000=178300大齿轮1.000/(0.8*0.8*0.98)=1.59441.5944*0.2=0.31891.5944*0.8

7、*0.2+1.5944*0.8*0.8*0.02=0.2755120.594*100000=59400轴0.800/(0.8*0.95*0.98)=1.07411.074*0.2+1.074*0.8*0.95*0.02=0.2311251.074*0.8*0.05=0.04300.274*1000000=27400齿轮轴1.400/(0.8*0.95*0.98)=1.87971.8797*0.2+1.8797*0.8*0.95*0.02=0.4045111.8797*0.8*0.05=0.07520.480*1000000=48000端盖0.050/(0.6*0.8)=0.10420.1042

8、4*0.4=0.04170.10424*0.6*0.2=0.01250.0542*1000000=5420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废料总质量机盖2.5/（0.8*0.8*0.98）=3.98593.9860*0.2=0.79723.9860*0.8*0.2=0.63783.9860*0.8*0.8*0.02=0.05101.486*1000000=148600机座3.000/(0.8*0.8*0.98)=4.78324.7832*0.2=0.95664.7832*0.8*0.2=0.76534.7832*0.8*0.8*0.02=0.061231.7

9、83*1000000=178300大齿轮1.000/(0.8*0.8*0.98)=1.59441.5944*0.2=0.31891.5944*0.8*0.2+1.5944*0.8*0.8*0.02=0.2755120.594*100000=59400轴0.800/(0.8*0.95*0.98)=1.07411.074*0.2+1.074*0.8*0.95*0.02=0.2311251.074*0.8*0.05=0.04300.274*1000000=27400齿轮轴1.400/(0.8*0.95*0.98)=1.87971.8797*0.2+1.8797*0.8*0.95*0.02=0.404

10、5111.8797*0.8*0.05=0.07520.480*1000000=48000端盖0.050/(0.6*0.8)=0.10420.10424*0.4=0.04170.10424*0.6*0.2=0.01250.0542*1000000=5420 表2-1 各自制件物流量计算2.32物流分析1.根据变速箱较佳工艺过程图，绘制出变速箱工艺过程物流从至表。如表2-2所示: 表2-2 变速箱加工工艺从至表 ( 单位：kg ) 至从123456789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88733029538015944013421502铸造车

11、间7077807077803热处理车间326531 3265314机加工车间10204279752732500012245695精密车间2244895500007744896半成品库129920012992007组装车间129920012992008锻造车间1275521275529成品库合计8873303265311457243797527875000129920015944012992007101471编制（日期）审核（日期）2.33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2-3之中：序号作业单位对（路线）物流强度/kg序

12、号作业单位对（路线）物流强度/kg11288733085322448921429538095655000031815944010671299200424707780117912992005344285731284127552645797527746325000表2-3 物流强度汇总表2.34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，自从达填入物流强度分析表中，根据物流强度分别划分物流强度等级。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3-2中统计的物流量，按由小到大的顺序绘制物流强度分析表2-4: 序号作业单位对

13、（路线）物流强度（单位：kg） 500000 100000 1500000物流强度等级12791299200A11671299200887330A112797527E645707780E424550000E1056428573I534I746295380325000I214224489I953O318159440O1384127552O表2-4 物流强度分析表2.35绘制作业单位物流相关图 1.根据以上分析，绘制作业单位物流相关表，如图2.4作业单位非物流相互关系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2-5所示。根据表2-6制定变速箱“基准相互关系”（见表2-6），在

14、此基础上建立非物流作业单位相互关系图，如图4-2所示。编号理由编号理由1工作流程的连续性5安全及污染2生产服务6共用设备设施3物料搬运7噪声、振动4管理方便8人员联系表2-5 变速箱各作业单位关系密切程度理由 表2-6 作业单位基准相互关系等级表符号含义说明比例A绝对重要25E特别重要310I重要的515 O一般密切程度1025U不重要4580X负的密切程度不希望接近010X/5X/5X/7图2-7 作业单位非物流相关图2.5作业单位综合相互关系分析从图2-5和图2-6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

15、分析判断。其合并过程如下：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，对于变速箱厂来说，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=3:12.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下表所示。当作业单位数目为11时：总作业单位对数为：N=11*（11-1）/2=55,式中：N为作业单位对数。 因此，表中将有55各作业单位对，即将有55个相互关系。作业单位对关系密切综合关系物流关系 加权值：3非物流关系 加权值：1分数等级分数等级分数等级123E3E12E130U3E3O141O

16、0U3O150U0U0U160U0U0U170U0U3O181O0O3O190U0U0U 1100U0U0U 1110U0U0U230U0U0U243E3E12E250U0U0U260U0U0U270U0U0U280U0U0U290U0U0U 2100U-1X-1X 2110U0U0U342I3E9I352I3E9I360U0U0U370U0U0U380U0U0U390U0U0U 3100U-1X-1X 3110U1O1O453E4A13E462I4A10E470U0U0U480U0U0U490U-1X-1X 4100U0U0U 4110U2I2O562I2I6I570U0U0U580U0U0

17、U590U0U0U 5100U0U0U 5110U1O1O674A4A16A680U0U0U690U0U0U 6100U0U0U 6110U0U0U780U0U0U794A4A16A 7100U2I2O 7110U1O1O890U0U0U 8100U-1X-1X 8110U1O1O 9100U1O1O 9110U0U0U 10110U0U0U 表2-8 作业单位之间综合相互关系计算表 3.划分关系密级在上表中，综合关系分数取值范围为 -116，按分数排列得出各分数段所占比例如表2-8所示，在此基础上与表2-9中推荐的综合相互关系密级程度划分比例进行对比，若各等级相差太大，则需要对表2-7中作业

18、单位对之间的关系密切程度作适当的调整，使各等级比例与表2-8中推荐的比例尽量接近。表2-8 综合相互关系密级与划分比例关系等级符号作业单位对数比例（%）绝对必要靠近A13特别重要靠近E25重要I38一般O515不重要U2085不希望靠近X010表2-9 综合相互关系密级等级划分总分关系等级作业单位对数百分比（%）16A23.615-10E47.249I35.41-3O11200U3156.4-1X417.24.建立作业单位综合相互关系表将表3-1中的综合相互关系总分转化为关系密级等级，绘制成作业单位综合相互关系图，如下图2-10。图2-10 综合相互关系表OOUUUUOUOAUUUUAOUUU

19、IUOXUUUEEOUUUUIUIUUUUUUUEUUUOUUOUOOE2.6工厂总平面布置1.综合接近程度 由于变速箱厂作业单位之间相互关系数目较多，为绘图方便，先计算各作业单位的综合接近程度，如表2-11所示。综合接近程度分数越高，说明该作业单位越应该靠近布置图的中心;分数越低，说明该作业单位应该远离布置图的中心，最好处于布置图的边缘。因此，布置设计应该按综合接近程度分数高低顺序进行，即按综合接近程度分数高低顺序来布置作业单位顺序。 表2-11综合接近程度排序表 至从1234567891011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办公服务楼设备维修车间1

20、原材料库E/3O/1O/1U/0U/0O/1O/1U/0U/0U/02铸造车间E/3U/0E/3U/0U/0U/0U/0U/0X/-1U/0 3热处理车间O/1U/0I/2I/2U/0U/0U/0U/0X/-1O/14机加工车间O/1E/3I/2E/3E/3U/0U/0U/0X/-1O/15精密车间U/0U/0I/2E/3I/2U/0U/0U/0U/0O/16半成品库U/0U/0U/0E/3I/2A/4U/0U/0U/0U/07组装车间O/1U/0U/0U/0U/0A/4U/0A/4O/1O/18锻造车间O/1U/0U/0U/0U/0U/0U/0U/0X/-1U/09成品库U/0U/0U/0U

21、/0U/0U/0A/4U/0O/1U/010办公服务楼U/0U/0U/0U/0U/0U/0O/1U/0O/1U/011设备维修车间U/0U/0O/1O/1U/0U/0O/1U/0U/0U/0综合接近程度7661279111424排序4671532118109 根据表2-11综合接近程度排序表得各作业单位布置顺序依次为：1. 机加工车间2.组装车间3.半成品库4. 原材料库5.精密车间6.铸造车间，7. 热处理8.成品库，9. 设备维修车间 10.办公楼，11. 锻造车间2.作业单位位置相互图在绘制作业单位位置关系图时，作业单位之间的相互关系用连线类型来表示，用相应符号来表示作业单位，以便区分作

22、业单位的性质。变速箱作业单位位置相关关系如图2-12表示。图2-12 变速箱厂作业单位位置相关图3.作业单位面积相关图选取绘图比例1：1000，绘制单位为mm，变速箱作业单位面积相关图，如图2-13所示。 图2-13 作业单位面积相关图4.布置方案A方案B方案C方案2.7方案的评价与选择 运用加权因素法对变速器厂进行评价，其评价过程和评价结果如表所示 表6-1 加权因素评价表方案评价因素ABC相对重要性等级得分等级得分等级得分物流效率与方便性I2E3E310 空间利用率I2E3A48辅助服务部门的综合效率E3A4E39工作环境安全与舒适I2E3A45管理的方便性A4A4E38布置方案的可扩展性

23、I2O1A47外观O1E3E34环境保护A4E3I26其他相关因素I2I2O13综合得分153180188综合排序321 由综合排序可选出 方案为最佳方案，因此选C方案为变速器厂的总体布置方案。2.8机加工车间内部详细布置图中各尺寸的确定：首先，平衡重式叉车在作业时的标准储存通道宽度为3.66m，而在机加工车间中的加工工序间采用手推车的方式搬运物料，托盘大小为1200*1000，保留1m的宽度保证工作不受干扰，因此最终确定通道的宽度为4.66m。在储存区，由托盘大小可确定每层堆垛的数量为3*4=12个,故储存区的大小为3*4.8m，根据铣床，车床，钻床的大小及保留加工人员所需的活动空间，对机床

24、进行布置。三、物料搬运系统的设计方案3.1物料的分类按照实际运输单元，将所有物料分为两类，a纸箱；b箱式托盘装运 表11 物料分类表类别物料名称a各种原材料及半成品b成品3.2绘制物料进出表对每个区域进行分析，编制物料进出表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铸造车间；9成品库；10办公、服务楼；11设备维修车间原材料库物料进出表区域：原材料库运进操作或区域运出产品或物料名称每单位时间数量（天）来自去往每单位时间数量产品或物料名称单位平均平均来自HT200（机盖）t1.594供应商备料21.5941HT200HT200（机座）t1.

25、913供应商备料21.9131HT200HT200（端盖）t0.042供应商备料20.0421HT20040t0.638供应商备料80.638140Q275（轴）t0.430供应商备料40.4301Q275Q275（齿轮轴）t0.752供应商备料40.7521Q275铸造车间物料进出表区域：铸造车间运进操作或区域运出产品或物料名称每单位时间数量来自去往每单位时间数量产品或物料名称单位平均平均来自HT200（机盖）t1.5941铸造41.2752变速箱机盖 HT200（机座）t1.9131铸造41.5312变速箱机座HT200（端盖）t0.0421铸造40.0252变速箱端盖 机加工物料进出表区

26、域：机加工车间运进操作或区域运出产品或物料名称每单位时间数量来自去往每单位时间数量产品或物料名称单位平均平均来自变速箱机盖t1.2752粗铣、镗、钻51.0204变速箱机盖变速箱机座t1.5312粗铣、镗、钻51.2254变速箱机座变速箱大齿轮t0.5108粗铣、插齿、钻30.4084变速箱大齿轮变速箱大齿轮t0.4083磨60.4004变速箱大齿轮变速箱轴t0.4301粗车、磨、铣50.3444变速箱轴变速箱轴t0.3273磨60.3204变速箱轴变速箱齿轮轴t0.7521粗车、磨、铣50.6024变速箱齿轮轴变速箱齿轮轴t0.5713磨60.5604变速箱齿轮轴变速箱端盖t0.0252钻、

27、精车60.0204变速箱端盖 热处理车间物料进出表区域:热处理车间运进操作或区域运出产品或物料名称每单位时间数量来自去往每单位时间数量产品或物料名称单位平均平均来自变速箱大齿轮t0.4084渗碳淬火40.408 3变速箱大齿轮变速箱轴t0.327 5渗碳淬火40.327 3变速箱轴变速箱齿轮轴t0.571 5渗碳淬火40.5713变速箱齿轮轴 精密车间物料进出表区域：精密车间运进操作或区域运出产品或物料名称每单位时间数量（天）来自去往每单位时间数量产品或物料名称单位平均平均来自变速箱机盖 t1.02 4精铣、镗615变速箱机盖 变速箱机座t1.22 4精铣、镗61.2 5变速箱机座变速箱轴t0

28、.344 4精车30.327 5变速箱轴变速箱齿轮轴t0.602 4精车30.571 5变速箱齿轮轴标准件、半成品库区域：标准件、半成品库原料进出表运进操作或者区域运出产品或者物料名称每单位时间数量（天）来自去往每单位时间数量（天）产品或者物料名称单位平均平均来自自制件变速箱机盖T1.05暂存71.06变速箱机盖变速箱机座T1.25暂存71.26变速箱机座大齿轮T0.44暂存70.46大齿轮轴T0.324暂存70.326轴齿轮轴T0.564暂存70.566齿轮轴端盖T0.022暂存70.026端盖合计T3.5暂存3.5外购件垫圈T0.0032供应商暂存70.00326垫圈螺母T0.0088供应

29、商暂存70.00886螺母螺栓T0.0384供应商暂存70.03846螺栓销T0.0176供应商暂存70.01766销防松垫片T0.004供应商暂存70.0046防松垫片轴端盖圆T0.02供应商暂存70.026轴端盖圆螺栓T0.016供应商暂存70.0166螺栓通气器T0.012供应商暂存70.0126通气器视孔盖T0.02供应商暂存70.026视孔盖垫片T0.0016供应商暂存70.00166垫片垫圈T0.0144供应商暂存70.01446垫圈螺母T0.0384供应商暂存70.03846螺母螺栓T0.2472供应商暂存70.24726螺栓轴承T0.36供应商暂存70.366轴承挡油圈T0.0

30、032供应商暂存70.00326挡油圈毡封油圈T0.0016供应商暂存70.00166毡封油圈键T0.032供应商暂存70.0326键定距环T0.036供应商暂存70.0366定距环密封盖T0.02供应商暂存70.026密封盖可穿透端盖T0.016供应商暂存70.0166可穿透端盖调整垫片T0.0032供应商暂存70.00326调整垫片螺塞T0.0128供应商暂存70.01286螺塞垫片T0.0016供应商暂存70.00166垫片游标尺T0.02供应商暂存70.026游标尺键T0.032供应商暂存70.0326键轴承T0.36供应商暂存70.366轴承螺栓T0.24供应商暂存70.246螺栓毡

31、封油圈T0.0016供应商暂存70.00166毡封油圈键T0.016供应商暂存70.0166键螺栓T0.0672供应商暂存70.06726螺栓密封盖T0.008供应商暂存70.0086密封盖可穿透端盖T0.016供应商暂存70.0166可穿透端盖调整垫片T0.008供应商暂存70.0086调整垫片合计T1.6971.6968组装车间物料进出表区域：组装车间运进操作或区域运出产品或物料名称每单位时间数量（天）来自去往每单位时间数量产品或物料名称单位平均平均来自自制件变速箱机盖 t1.0006组装91.0007变速箱变速箱机座t1.2006组装91.2007变速箱变速箱大齿轮t0.4006组装90

32、.4007变速箱变速箱轴t0.326组装90.327变速箱变速箱齿轮轴t0.566组装90.567变速箱变速箱端盖t0.024组装90.027变速箱合计t3.5组装93.57外购件垫圈t0.003 供应商暂存9 0.003 7 变速箱螺母t0.009 供应商暂存9 0.009 7 变速箱螺栓t0.038 供应商暂存9 0.038 7 变速箱销t0.018供应商暂存9 0.0187 变速箱防松垫片t0.004 供应商暂存9 0.004 7 变速箱轴端盖圆t0.020 供应商暂存9 0.020 7 变速箱螺栓t0.016 供应商暂存9 0.016 7 变速箱通气器t0.012 供应商暂存9 0.0

33、12 7 变速箱视孔盖t0.020 供应商暂存9 0.020 7 变速箱垫片t0.002 供应商暂存9 0.002 7 变速箱垫圈t0.014 供应商暂存9 0.014 7 变速箱螺母t0.038 供应商暂存9 0.038 7 变速箱螺栓t0.247 供应商暂存9 0.247 7 变速箱轴承t0.360 供应商暂存9 0.360 7 变速箱挡油圈t0.003 供应商暂存9 0.003 7 变速箱毡封油圈t0.032 供应商暂存9 0.032 7 变速箱键t0.036供应商暂存9 0.0367 变速箱定距环t0.020 供应商暂存9 0.020 7 变速箱密封盖t0.036供应商暂存9 0.03

34、67 变速箱可穿透端盖t0.020 供应商暂存9 0.020 7 变速箱调整垫片t0.016 供应商暂存9 0.016 7 变速箱螺塞t0.003 供应商暂存9 0.003 7 变速箱垫片t0.013 供应商暂存9 0.013 7 变速箱游标尺t0.001 供应商暂存9 0.001 7 变速箱键t0.020 供应商暂存9 0.020 7 变速箱轴承t0.032 供应商暂存9 0.032 7 变速箱螺栓t0.36 供应商暂存9 0.36 7 变速箱毡封油圈t0.24 供应商暂存9 0.24 7 变速箱键t0.016 供应商暂存9 0.016 7 变速箱螺栓t0.067 供应商暂存9 0.067

35、7 变速箱密封盖t0.008 供应商暂存9 0.008 7 变速箱可穿透端盖t0.016 供应商暂存9 0.016 7 变速箱调整垫片t0.008 供应商暂存9 0.008 7 变速箱合计t1.697供应商暂存9 1.6977 变速箱总计t5.19795.1977变速箱锻造车间物料进出表区域：成品库运进操作或区域运出产品或物料名称每单位时间数量（天）来自去往每单位时间数量产品或物料名称单位平均平均来自变速箱大齿轮t0.6381锻造40.5108变速箱大齿轮成品库物料进出表区域：成品库运进操作或区域运出产品或物料名称每单位时间数量（天）来自去往每单位时间数量产品或物料名称单位平均平均来自变速箱t

36、5.1977储存大门5.1979变速箱 3.3绘制搬运活动一览表根据各个区域的物料进出表，进行统计，绘制搬运活动一览表。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铸造车间；9成品库；10办公室、服务楼；11设备维修车间搬运活动一览表1自制件标准件路线物流量(t)运输工作量物流量运输工作量从至距离单（m）路线情况122243.549（c）78.08145541.182（b）65.01185640.638（b）35.73243642.831（c）101.92344241.306（b）54.85451843.191（c）57.44463641.3（b）46.80433740.408（b）15.10535440.898（b）48.49565442.200（b）118.80671843.5（c）63.001.69730.55791845.197（c）95.