设施规划与物流分析课程设计说明书1

设施规划与物流分析课程设计说明书学生姓名学 号 专业班级指导教师2010年 7 月 目录1.设施布置已知条件21.1原始给定条件21.2变速箱的结构及有关参数21.3作业单位的划分31.4变速箱生产工艺过程31.4.1零件的制作与外购31.4.2标准件、外购件、与半成品暂存51.4.3组装61.4.4性能测试61.4.5成品储存62.工艺过程分析72.1工艺流程图72.2各零件工艺流程图72.3 总工艺过程图和总工艺过程表93.物流分析113.1物流分析介绍113.2自制零件从至表113.3从至表汇总153.4 物流强度汇总163.5物流强度等级划分和分析163.6原始物流分析173.7非物流分析193.8综合相互关系214.作业单位位置相关图和作业单位面积相关图254.1作业单位位置相关图254.2作业单位面积相关图275.方案评价与选择285.1评价方案285.2方案选择286.课程设计总结301.设施布置已知条件1.1原始给定条件公司有地20000m，厂区南北为200m，东西为100m，该厂预计需要工人300人，计划建成年产套变速箱的生产厂。1.2变速箱的结构及有关参数变速箱由39个零件构成。每个零件、组件的名称、材料、单位重量及年需求量均列于表1.1中。表1.1 零件相关数据表工厂名称：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39垫圈65Mn0.004 38螺母Q2350.011 37螺栓Q2350.032 36销350.022 35防松垫片Q2150.010 34轴端盖圆Q2350.050 33螺栓Q2350.020 32通气器Q2350.030 31视孔盖Q2150.050 30垫片橡胶纸0.004 29机盖HT2002.500 28垫圈65Mn0.006 27螺母Q2350.016 26螺栓Q2350.103 25机座HT2003.000 24轴承0.450 23挡油圈Q2150.004 22毡封油圈羊毛毡0.004 21键Q2750.080 20定距环Q2350.090 19密封盖Q2350.050 18可穿透端盖HT1500.040 17调整垫片08F0.004 16螺塞Q2350.032 15垫片橡胶纸0.004 14游标尺0.050 13大齿轮401.000 12键Q2750.050 11轴Q2750.800 10轴承0.450 9螺栓Q2350.025 8端盖HT2000.050 7毡封油圈羊毛毡0.004 6齿轮轴Q2751.400 5键Q2750.040 4螺栓Q2350.014 3密封盖Q2350.020 2可穿透端盖HT2000.040 1调整垫片08F0.010 1.3作业单位的划分根据变速箱的结构及工艺特点，设立如表1.2所示的11个单位，分别承担原材料、备料、热处理、加工与装配、产品性能试验、生产管理等各项生产任务。1.4变速箱生产工艺过程变速箱的零件较多，但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。1.4.1零件的制作与外购变速箱上的标准件、异型件等都是采用外购、外协的方法获得。入厂后由半成品库保存，其他零件由本厂自制，其工艺过程分别见表1.3所示。表中各工序加工前的工件重量为：该工序加工后的重量/该工序材料利用率。下面针对自制的零件进行工艺汇总表。表1.3变速箱机盖加工工艺表工艺表产品名称件号材料单件质量/kg计划产量年产总质量机盖29HT2002.5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803机加工车间粗铣，镗，钻904精密车间精铣，镗985半成品库暂存表1.4变速箱机座加工工艺表工艺表产品名称件号材料单件质量/kg计划产量年产总质量机座25HT2003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803机加工车间粗铣，镗，钻804精密车间精铣，镗985半成品库暂存表1.5变速箱大齿轮加工工艺表工艺表产品名称件号材料单件质量/kg计划产量年产总质量大齿轮13401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锻造车间锻造803机加工车间粗铣，插齿，钻804热处理车间渗碳淬火985机加工车间磨6半成品库暂存表1.6变速箱轴加工工艺表工艺表产品名称件号材料单件质量/kg计划产量年产总质量轴11Q2750.880000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机加工车间粗铣，镗，钻803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1.7变速箱齿轮轴加工工艺表工艺表产品名称件号材料单件质量/kg计划产量年产总质量齿轮轴6Q2751.4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机加工车间粗铣，镗，钻803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1.8变速箱端盖加工工艺表工艺表产品名称件号材料单件质量/kg计划产量年产总质量端盖8HT2000.055000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603机加工车间精车801.4.2标准件、外购件、与半成品暂存 生产出的零件经过各车间检验合格后，进入半成品库暂存。外购件与标准件均放在半成品库。1.4.3组装 所有零件在组装车间集中组装成变速箱成品。1.4.4性能测试所有成品都在组装车间进行性能测试，不合格的就在组装车间进行修复，合格后送入成品库，既不考虑成品组装不了的情况。1.4.5成品储存所有合格变速箱均放在成品库等待出厂。2.工艺过程分析2.1工艺流程图工艺流程图可以用来详细描述产品生产工程中各个工序之间的关系，也可以用来描述全厂各部门之间的工艺流程。在描述全厂各部门之间产品工艺流程时，用操作符号表示加工与装配等生产车间；用储存符号表示仓储部门；用检验符号表示检验部门。2.2各零件工艺流程图为了完成产品的加工，必须制定最佳的加工工艺过程图，本次设计采用的工艺过程图，他的合理与否直接影响个作业单位之间的分析，物料搬运路线及仓库位置，本厂的各个零件的工艺过程图和总的工艺过程图如下。1234126-齿轮轴Q275 187.97t粗铣，镗，钻切屑37.59t精车切屑7.52t磨切屑2.86t150.38t142.86t1.4t2121精车边角料4.17t铸造切屑1.25t6.25t5t8-端盖HT200 10.42t3112341211-轴Q275 107.42t粗铣，镗，钻切屑21.48t精车切屑42.9t磨切屑1.63tt85.93t81.63t0.8t1231229-机盖HT200 354.3t铸造边角料70.86t粗铣，镗，钻切屑28.34t精铣，镗切屑5.1t283.44t255.1t250t1231225-机座HT200 478.32t粗铣，镗，钻边角料95.66t铸造切屑76.53t精铣，镗切屑6.12t382.66t306.12t300t12341213-大齿轮40 159.33t锻造边角料31.89t粗铣，插齿，钻切屑25.51t磨切屑20.41t127.55t102.04t1t图1.1 各自制零件工艺流程图 8-端盖HT200 10.42T切屑7.52t粗铣，镗，钻切屑21.48t181920101129-机盖HT200 354.3t粗铣，镗，钻边角料70.86t精铣，镗切屑28.34t铸造切屑5.1t283.44t255.1t250t36-齿轮轴Q275 187.97t切屑37.59t精车磨切屑2.86t150.38t142.86t140t158925-机座HT200 478.32t粗铣，镗，钻铸造切屑76.53t精铣，镗382.66t306.12t300t111213146713-大齿轮40 159.33t边角料31.89t粗铣，插齿，钻切屑25.51t切屑2.04t127.55t102.04t100t7894511-轴Q275 107.42t粗铣，镗，钻精车磨切屑1.63tt85.93t80t16.25t21562417162.3 总工艺过程图和总工艺过程表21装配974.9t外购件421.2t铸造边角料4.17t 精车切削1.25t5t图2.2 总工艺过程图表2.1 总工艺过程表3.物流分析3.1物流分析介绍从原料进厂，至各生产车间进行加工，由组装到成品出厂，始终都离不开物料的流动，厂内各生产车间形成了物流网络生产过程中依赖于物料的流动进行。一方面企业物流要按照生产工艺流程来组织，与生产同步。另一方面，其范围又超出生产过程，物料是否流畅是生产过程连续进行的前提，而且企业的物流关系的改善可以带来巨大的经济效益，可以提高企业的整体素质。3.2自制零件从至表表3.1 机盖物流量从至表序号123456789合计序号作业单位原材料库铸造车间锻造车间机加工车间精密车间热处理车间半成品库组装车间成品库 1原材料库354354.32铸造车间283.44283.443锻造车间04机加工车间255.1255.15精密车间2502506热处理车间07半成品库08组装车间09成品库 合计03540283.44255.10250001142.8表3.2 机座物流量从至表机座25序号123456789合计序号作业单位原材料库铸造车间锻造车间机加工车间精密车间热处理车间半成品库组装车间成品库 1原材料库478478.432铸造车间382.66382.663锻造车间04机加工车间306.1306.125精密车间3003006热处理车间07半成品库08组装车间09成品库 合计04780382.66306.10300001467.2表3.3 大齿轮物流量从至表13序号123456789合计序号作业单位原材料库铸造车间锻造车间机加工车间精密车间热处理车间半成品库组装车间成品库 1原材料库159159.442铸造车间03锻造车间127.55127.554机加工车间102100202.045精密车间0序号123456789合计序号作业单位原材料库铸造车间锻造车间机加工车间精密车间热处理车间半成品库组装车间成品库 6热处理车间102.04102.047半成品库08组装车间09成品库 合计00159229.59010210000591.07表3.4 轴物流量从至表轴11序号123456789合计序号作业单位原材料库铸造车间锻造车间机加工车间精密车间热处理车间半成品库组装车间成品库 1原材料库107.41107.412铸造车间03锻造车间04机加工车间85.91800885.915精密车间81.681.636热处理车间81.6381.637半成品库08组装车间09成品库 合计000189.0485.9181.6800001156.6表3.5 齿轮轴物流量从至表6序号123456789合计序号作业单位原材料库铸造车间锻造车间机加工车间精密车间热处理车间半成品库组装车间成品库 1原材料库187.97187.972铸造车间03锻造车间04机加工车间150.4140290.385精密车间143142.866热处理车间142.86142.867半成品库08组装车间09成品库 合计000330.83150.414314000764.07表3.6 端盖物流量从至表端盖8序号123456789合计序号作业单位原材料库铸造车间锻造车间机加工车间精密车间热处理车间半成品库组装车间成品库 1原材料库10.410.422铸造车间6.256.253锻造车间04机加工车间555精密车间06热处理车间08序号123456789合计序号作业单位原材料库铸造车间锻造车间机加工车间精密车间热处理车间半成品库组装车间成品库 7标准件、半成品库08组装车间09成品库 合计010.406.250005021.673.3从至表汇总 将所有外购件和内制件汇总，得到总的从至表。表3.7 总的从至表序号123456789合计序号作业单位原材料库铸造车间锻造车间机加工车间精密车间热处理车间标准件、半成品库组装车间成品库 1原材料库843.04159.44295.381297.862铸造车间672.35672.353锻造车间127.55127.554机加工车间797.53102.0432051224.575精密车间224.49550774.496热处理车间326.53326.537半成品库1291.21291.28组装车间1296.21296.29成品库 合计0843.04159.441421.81797.53326.538701296.21296.27010.753.4 物流强度汇总根据工艺过程分析，和从至表，做出了物流强度汇总表如下。表3.8 物流强度汇总表序号作业单位（对）物流强度物流量比例11-2843.0412.02%21-3159.442.27%31-4295.384.21%42-4672.359.59%53-4127.551.82%64-5797.5311.38%74-6428.576.11%84-73204.56%94-850.07%105-6224.493.20%115-75507.85%127-81291.218.42%138-91296.218.49%根据物流强度的大小进行排序。表3.9 物流强度汇总表序号作业单位（对）物流强度物流量比例18-91296.218.49%27-81291.218.42%31-2843.0412.02%44-5797.5311.38%52-4672.359.59%65-75507.85%74-6428.576.11%84-73204.56%91-4295.384.21%105-6224.493.20%111-3159.442.27%123-4127.551.82%134-850.07%3.5物流强度等级划分和分析根据物流强度汇总表各作业单位队之间的物流量，按物流 路线所占的比例，把物流量从大到小依次划分位A、E、I、O、U。表3.10 物流强度分析表序号作业单位（对）物流强度物流量比例物流强度等级18-91296.218.49%A27-81291.218.42%A31-2843.0412.02%E44-5797.5311.38%E52-4672.359.59%E65-75507.85%I74-6428.576.11%I84-73204.56%I91-4295.384.21%I105-6224.493.20%O111-3159.442.27%O123-4127.551.82%O134-850.07%O表3.11 物流强度等级比例划分表物流强度等级符号物流量比例/%超高物流强度A36.91%特高物流强度E32.99%较大物流强度I22.74%一般物流强度O7.37%根据物流强度分析表中物流强度等级的计算，承担的物流量比例见下表3.6原始物流分析为了能够简单明了的表示所有作业单位之间的相互关系，仿照从至表结构构造一种作业单位之间的流相互关系表，称之为原始物流相关表，如表所示，在表中各物流移动的起始与终止作业单位，在行与列的相应方格内填入行作业与列作业单位件的物流强度等级。表3.12 原始物流相关表序号1234567891011序号作业单位原材料库铸造车间锻造车间机加工车间精密车间热处理车间半成品库组装车间成品库办公服务楼设备维修车间1原材料库EOIUUUUUUU2铸造车间EUEUUUUUUU3锻造车间OUOUUUUUUU4机加工车间IEOEOIOUUU5精密车间UUUEOIUUUU6热处理车间UUUOOUUUUU7半成品库UUUIIUAUUU8组装车间UUUOUUAAUU9成品库UUUUUUUAUU10办公服务楼UUUUUUUUUU11设备维修车间UUUUUUUUUU表3.13 原始物流相关表3.7非物流分析当物流对企业的生产有重大影响时，物流分析就是工厂布置的主要依据。但是，也不能忽视非物流因素影响,尤其是当物流对生产影响不大或没有固定的物流时，工厂布置就不能依赖于物流分析，而应当考虑其他因素对各作业单位间相互关系的影响作业单位间相互关系的影响因素与企业的性质有很大的关系，根据本厂制造过程，物流强度比较大。一般可以考虑：（1）物流；（2）工作联系频繁程度；（3）作业单位性质；（4）使用相同的公用设施；（5）监督和管理；（6）使用相同设备；（7）服务的频繁和紧急程度等方面；（8）噪声震动的影响。对作业单位相互关系分析时，首先，制定出基准相互关系表。 表3.14 基准相互关系表字母一对作业单位关系密切程度的理由A 准件、半成品库和组装车间组装车间和成品库搬运物料的数量、次数以及类似的搬运问题报表运送方便、管理方便E铸造车间与机加工车间维修和精密车间搬运物料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原材料库与铸造车间,机加工车间精密车间设备维修与其他金属加工车间之间搬运物料的数量和频数以及类似的搬运问题服务的频繁程度O办公楼与设备维修车间办公楼与成品库联系频繁程度管理方便U设备维修与原材料库、半成品、成品库原材料库与半成品、成品库及组装接触不多、不常联系联系密切程度不大不常联系X办公楼、服务楼与铸造车间、热处理车间精密车间灰尘、噪声、振动、异味、烟尘、振动 在对各作业单位进行分析后，利用与物流相关表相同的表格形式，建立非物流作业单位相互关系表。表3.15 非物流相关表序号1234567891011序号作业单位原材料库铸造车间锻造车间机加工车间精密车间热处理车间半成品库组装车间成品库办公服务楼设备维修车间1原材料库IUIUUUUUUU2铸造车间IUEUUUUUXI3锻造车间UUUUUUUUXI4机加工车间IEUUIUUUXI5精密车间UUUUUUUUXE6热处理车间UUUIUUUUXI7半成品库UUUUUUAUUU8组装车间UUUUUUAAUU9成品库UUUUUUUAOU10办公服务楼UXXXXXUUOO11设备维修车间UIIIEIUUUO表3.16 非物流相关表3.8综合相互关系各作业单位之间既有物流的联系，也有非物流的联系，各作业单位之间的相互关系，应包括物流关系和非物流关系，要将作业单位之间的物流相互关系和非物流相互关系进行合并求出综合相互关系，然后从各作业单位间的综合关系出发，实现各作业单位间的合理布置。（1）加权值的选取由于一部分零件是自制的，而且是批量生产在组织和管理生产变化很小，物流关系和非物流关系，重要性相差比较大，所以物流关系与非物流关系的加权值2：1。（2）综合关系相互计算根据各作业单位之间物流与非物流关系等级的高低进行量化计算加权求和，求出综合相互关系表。当作业单位对数目为N时，总的作业单位对数可用下式计算。P=N（N-1）/2该厂有11个作业单位，则总的作业单位对数为55，即有55个相互关系。表3.17 作业单位之间综合相互关系计算表关系密度综合关系作业单位对物流关系 加权值：2非物流关系：加权值1等级分数等级分数分数等级12 E3I28E13O1U02O14I2I26E15U0U00U16U0U00U17U0U00U18U0U00U19U0U00U110U0U00U111U0U00U23U0U00U24E3E39E25U0U00U26U0U00U27U0U00U28U0U00U29U0U00U210U0X-1-1X211U0I22O34O1U02O35U0U00U36U0U00U37U0U00U38U0U00U39U0U00U310U0X-1-1X311U0I22O45E3U06E46O1I24I47I2U04I48O1U02O49U0U00U410U0X-1-1X411U0I22O56O1U02O57I2U04I58U0U00U59U0U00U510U0X-1-1X511U0E33I67U0U00U68U0U00U69U0U00U610U0X-1-1X611U0I22O7 8A4A412A79U0U00U710U0U00U711U0U00U89A4A412A810U0U00U811U0U00U910U0O11U911U0U00U1011U0O11U划分关系等级，统计出各段分数段作业单位对的比例，求出各等级所占的百分比。表3.18 综合相互关系等级等级划分总分关系等级作业单位对数百分比（%）1012A23.64%59E47.27%34I47.27%2O814.55%01U3258.18%-1X59.09%建立作业单位综合相互关系表 将综合相互关系总分转化为关系等级，最后得出作业单位综合相关图。表3.19 综合相关表序号1234567891011序号作业单位原材料库铸造车间锻造车间机加工车间精密车间热处理车间半成品库组装车间成品库 办公服务楼设备维修车间1原材料库EOEUUUUUUU2铸造车间EUEUUUUUXO3锻造车间OUOUUUUUXO4机加工车间EEOEIIOUXO5精密车间UUUEOIUUXI6热处理车间UUUIOUUUXO7半成品库UUUIIUAUUU8组装车间UUUOUUAAUU9成品库 UUUUUUUAUU10办公服务楼UXXXXXUUUU11设备维修车间UOOOIOUUUU表3.20 作业单位综合关系表4.作业单位位置相关图和作业单位面积相关图4.1作业单位位置相关图工厂总平面布置并不直接去考虑各作业单位的占地面积和几何形状，而且从各作业单位间相互关系密切程度出发，安排各作业单位之间的相对为止关系密级高的作业单位之间距离近，关系密级远的作业单位之间距离远，因此形成作业单位相关图。本次工厂平面布置设计中由于作业单位较多，即使只考虑A和E级关系也可能同时有多个，这就给如何绘制作业单位位置相关图，造成了困难为了解决这各问题，引入了综合接近程度这一概念，即该作业单位与其他所有作业单位之间量化后的关系密级的总和，这个值的高低反映了该作业单位在布置图上应该是处于中心位置还是应该处于边缘位置，为了计算作业单位间的综合接近程度绘制了综合接近程度排序表，并在表中计算了作业单位之间的综合接近程度表。表4.1 综合接近程度排序表序号1234567891011序号作业单位原材料库铸造车间锻造车间机加工车间精密车间热处理车间半成品库组装车间成品库办公服务楼设备维修车间1原材料库E/3O/1E/3U/0U/0U/0U/0U/0U/0U/02铸造车间E/3U/0E/3U/0U/0U/0U/0U/0X/-1O/13锻造车间O/1U/0O/1U/0U/0U/0U/0U/0X/-1O/14机加工车间E/3E/3O/1E/3I/2I/2O/1U/0X/-1O/15精密车间U/0U/0U/0E/3O/1I/2U/0U/0X/-1I/26热处理车间U/0U/0U/0I/2O/1U/0U/0U/0X/-1O/17半成品库U/0U/0U/0I/2I/2U/0A/4U/0U/0U/08组装车间U/0U/0U/0O/1U/0U/0A/4A/4U/0U/09成品库U/0U/0U/0U/0U/0U/0U/0A/4U/0U/010办公服务楼U/0X/-1X/-1X/-1X/-1X/-1U/0U/0U/0U/011设备维修车间U/0O/1O/1O/1I/2O/1U/0U/0U/0U/0综合接近程度7621573894-56排序4610159328117表4.2 评价及评价类型等级符号元音字母系数值线条数密切程度A4特别必要E3特别重要I2重要O1一般U0不重要X-1不希望根据综合接近程度排序表绘制位置相关图。1057891131264图4.1 作业单位位置相关图表4.2 位置相关图说明1原材料库5精密车间9成品库2铸造车间6热处理车间10办公服务楼3锻造车间7半成品库11设备维修车间4机加工车间8组装车间4.2作业单位面积相关图将各作业单位的占地面积与空间几何图形结合到作业单位位置相关图上，就得到作业单位面积相关图。5.方案评价与选择5.1评价方案通过对作业单位面积相关图的调整，已经取得了三个可行方案，现应用加权因素法，对每个方案进行评价，选出最佳方案，做出