某變速箱廠總平面設(shè)施布置設(shè)計(jì)

1、一、基本情況公司有地16000m2，廠區(qū)南北為200m，東西寬80m，該廠預(yù)計(jì)需要工人300人，計(jì)劃建成年產(chǎn)100000套變速箱的生產(chǎn)廠。1、變速箱的結(jié)構(gòu)及有關(guān)參數(shù)變速箱由39個(gè)零件構(gòu)成，裝配圖見圖1、2、3所示。每個(gè)零件、組件的名稱、材料、單件重量及年需求量均列于表1中。圖1 減速器裝配圖（1）圖2 減速器裝配圖（2）圖3 減速器裝配圖（3）表1 變速箱零件明細(xì)表工廠名稱：變速箱廠產(chǎn)品名稱變速箱產(chǎn)品編號(hào)110計(jì)劃年產(chǎn)量100000序號(hào)零件名稱零件代號(hào)自制外購(gòu)材料總計(jì)劃需求量零件圖號(hào)形狀單件重量/kg說明39墊圈65Mn2000000.00438螺母Q2352000000.01137螺栓Q23

2、53000000.03236銷352000000.02235防松墊片Q2151000000.01034軸端蓋圓Q2351000000.05033螺栓Q2352000000.02032通氣器Q2351000000.03031視孔蓋Q2151000000.05030墊片橡膠紙1000000.00429機(jī)蓋HT2001000002.50028墊圈65Mn6000000.00627螺母Q2356000000.01626螺栓Q2356000000.10325機(jī)座HT2001000003.00024軸承2000000.45023擋油圈Q2152000000.00422氈封油圈羊毛氈1000000.0042

3、1鍵Q2751000000.08020定距環(huán)Q2351000000.09019密封蓋Q2351000000.05018可穿透端蓋HT1501000000.04017調(diào)整墊片08F2000000.00416螺塞Q2351000000.03215墊片橡膠紙1000000.00414游標(biāo)尺1000000.05013大齒輪401000001.00012鍵Q2751000000.08011軸Q2751000000.80010軸承2000000.4509螺栓Q23524000000.0258端蓋HT2001000000.0507氈封油圈羊毛氈1000000.0046齒輪軸Q2751000001.4005鍵

4、Q2751000000.0404螺栓Q23512000000.0143密封蓋Q2351000000.0202可穿透端蓋HT2001000000.0401調(diào)整墊片08F2000000.0102、作業(yè)單位的劃分根據(jù)變速箱的結(jié)構(gòu)及工藝特點(diǎn)，設(shè)立如表2所示的11個(gè)作業(yè)單位，分別承擔(dān)原料儲(chǔ)存、備料、熱處理、加工與裝配、產(chǎn)品性能試驗(yàn)、生產(chǎn)管理等各項(xiàng)生產(chǎn)任務(wù)。表2 作業(yè)單位建筑匯總表序號(hào)作業(yè)單位名稱用途建筑面積/（m x m）備注1原材料庫儲(chǔ)存鋼材，鑄錠20 x 30露天2鑄造車間鑄造12 x 243熱處理車間熱處理12 x 124機(jī)加工車間車、銑、鉆12 x 365精密車間精鏜、磨銷12 x 366標(biāo)準(zhǔn)件

5、、半成品庫儲(chǔ)存外購(gòu)件、半成品12 x 247組裝車間組裝變速箱12 x 368鍛造車間鍛造12 x 249成品庫成品儲(chǔ)存12 x 1210辦公、服務(wù)樓辦公樓、食堂等80 x 6011設(shè)備維修車間機(jī)床維修12 x 243、變速箱生產(chǎn)工藝過程變速箱結(jié)果比較簡(jiǎn)單，因此，生產(chǎn)工藝過程也比較簡(jiǎn)單，總的工藝過程可分為：零、組件的制作與外購(gòu)；半成品暫存、組裝；性能試驗(yàn)與成品存儲(chǔ)等階段。零件的制作與外購(gòu)：變速箱上的標(biāo)準(zhǔn)件、異型件如塑料護(hù)蓋、鋁制標(biāo)牌等都是采用外購(gòu)、外協(xié)的方法獲得，入廠后由半成品庫保存，其他零件由本廠自制，其工藝過程分別見表3至表8所示。表中各工藝加工前工件重量=該工序加工后工件的重量/該工序材

6、料利用率。表3 機(jī)蓋加工工藝過程表產(chǎn)品名稱件號(hào)材料單件質(zhì)量/kg計(jì)劃年產(chǎn)量年產(chǎn)總質(zhì)量機(jī)蓋29HT2002.500100000250000序號(hào)作業(yè)單位名稱工序內(nèi)容工序材料利用率（%）1原材料庫備料2鑄造車間鑄造803機(jī)加工車間粗銑、鏜、鉆804精密車間精銑、鏜985半成品庫暫存表4 機(jī)座加工工藝過程表產(chǎn)品名稱件號(hào)材料單件質(zhì)量/kg計(jì)劃年產(chǎn)量年產(chǎn)總質(zhì)量機(jī)座25HT2003.000100000300000序號(hào)作業(yè)單位名稱工序內(nèi)容工序材料利用率（%）1原材料庫備料2鑄造車間鑄造803機(jī)加工車間粗銑、鏜、鉆804精密車間精銑、鏜985半成品庫暫存表5 大齒輪加工工藝過程表產(chǎn)品名稱件號(hào)材料單件質(zhì)量/kg計(jì)

7、劃年產(chǎn)量年產(chǎn)總質(zhì)量大齒輪13401.000100000100000序號(hào)作業(yè)單位名稱工序內(nèi)容工序材料利用率（%）1原材料庫備料2鍛造車間鍛造803機(jī)加工車間粗銑、插齒、鉆804熱處理車間滲碳淬火5機(jī)加工車間磨986半成品庫暫存表6 軸加工工藝過程表產(chǎn)品名稱件號(hào)材料單件質(zhì)量/kg計(jì)劃年產(chǎn)量年產(chǎn)總質(zhì)量軸11Q2750.80010000080000序號(hào)作業(yè)單位名稱工序內(nèi)容工序材料利用率（%）1原材料庫備料2機(jī)加工車間粗車、磨、銑803精密車間精車954熱處理車間滲碳淬火5機(jī)加工車間磨986半成品庫暫存表7 齒輪軸加工工藝過程表產(chǎn)品名稱件號(hào)材料單件質(zhì)量/kg計(jì)劃年產(chǎn)量年產(chǎn)總質(zhì)量齒輪軸6Q2751.400

8、100000140000序號(hào)作業(yè)單位名稱工序內(nèi)容工序材料利用率（%）1原材料庫備料2機(jī)加工車間粗車、磨、銑803精密車間精車954熱處理車間滲碳淬火5機(jī)加工車間磨986半成品庫暫存表8 端蓋加工工藝過程表產(chǎn)品名稱件號(hào)材料單件質(zhì)量/kg計(jì)劃年產(chǎn)量/kg年產(chǎn)總質(zhì)量端蓋8HT2000.0501000005000序號(hào)作業(yè)單位名稱工序內(nèi)容工序材料利用率（%）1原材料庫備料2鑄造車間鑄造603機(jī)加工車間精車80標(biāo)準(zhǔn)件、外購(gòu)件與半成品暫存：生產(chǎn)出的零、組件經(jīng)檢驗(yàn)合格后，送入半成品庫暫存。定期訂購(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)件和外協(xié)件均存放在半成品庫。組裝：所有零件、組件在組裝車間集中組裝成變速箱成品。性能測(cè)試：所有組裝出的變速箱

9、均需進(jìn)行性能試驗(yàn)，不合格的就在組裝車間進(jìn)行修復(fù)，合格后送入成品庫，即不考慮成品組裝不了的情況。產(chǎn)品存儲(chǔ)：所有合格變速箱存放在成品庫等待出廠。二、產(chǎn)品產(chǎn)量分析生產(chǎn)的產(chǎn)品品種的多少及每種產(chǎn)品產(chǎn)量的高低，決定了工廠的生產(chǎn)類型，進(jìn)而影響著工廠設(shè)備的布置形式。根據(jù)以上已知條件可知，待布置設(shè)計(jì)的變速箱廠的產(chǎn)品品種單一，產(chǎn)量較大，其年產(chǎn)量為100000臺(tái)，屬于大批量生產(chǎn)，適合按產(chǎn)品的原則布置，宜采用流水線的組織形式。三、產(chǎn)品工藝過程分析1、計(jì)算物流量通過對(duì)產(chǎn)品的加工、組裝、檢驗(yàn)等各種加工階段以及各工藝過程路線的分析，計(jì)算每個(gè)工藝過程各工序加工前工件單位質(zhì)量及產(chǎn)生的廢料重量，并根據(jù)全年生產(chǎn)量計(jì)算全年物流量。具

10、體計(jì)算過程如表1所示。產(chǎn)品名稱毛重/kg廢料/kg鑄造廢料鍛造廢料機(jī)加工廢料精加工廢料全年總質(zhì)量機(jī)蓋2.500/（0.8*0.8*0.98）=3.98603.9860*0.2=0.79723.9860*0.8*0.2=0.63783.9860*0.8*0.8*0.02=0.05101.486*100000=148600機(jī)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=0.06121.783*100000=178310大齒輪1.000/(0.8*0.8*0.98)=1.59

11、441.5944*0.2=0.31891.5944*0.8*0.2+1.5944*0.8*0.8*0.02=0.02040.595*100000=59440軸0.800/(0.8*0.95*0.98)=1.07411.074*0.2+1.074*0.8*0.95*0.02=0.01631.074*0.8*0.05=0.04300.274*100000=27410齒輪軸1.400/(0.8*0.95*0.98)=1.87971.8797*0.2+1.8797*0.8*0.95*0.02=0.02861.8797*0.8*0.05=0.07520.480*10000=47970端蓋0.050/(0

12、.6*0.8)=0.10420.10424*0.4=0.04170.10424*0.6*0.2=0.01250.0542*100000=54202、繪制各零件的工藝過程圖根據(jù)各零件的加工工藝過程與物流量，繪制各零件的工藝過程如圖1圖6所示。圖中序號(hào)分別為：1原材料庫，2鑄造車間，3熱處理車間，4機(jī)加工車間，5精密車間，6半成品庫，8鍛造車間。2廢料16圖1 機(jī)蓋物流量45廢料廢料3.98600.79720.63780.05103.18882.55102.500原材料 2廢料16圖2 機(jī)座物流量45廢料廢料4.78320.95660.76530.06133.82663.06133.000原材料8

13、廢料1圖3 大齒輪物流量43廢料1.59440.25511.27551.02046廢料0.02041.00044原材料0.3189 44廢料1圖4 軸物流量53廢料1.07410.21480.04300.85930.81636廢料0.01630.8004原材料圖6 端蓋物流量0.0417原材料4廢料1圖5 齒輪軸物流量53廢料1.8797037590.07521.50381.42866廢料0.02861.4004原材料 2廢料14廢料0.10420.01250.06250.0503、繪制產(chǎn)品總工藝過程圖變速箱總的生產(chǎn)過程可分為零件的加工階段總裝階段性能實(shí)驗(yàn)階段，所有零件，組件在組裝車間集中組裝

14、。將變速箱所有工藝過程匯總在一張圖上，得到變速箱總工藝過程如圖7所示。該圖清楚的表示出變速器生產(chǎn)的全過程以及各工序單位之間的物流情況，為進(jìn)一步進(jìn)行深入的物流分析奠定了基礎(chǔ)。1245624566661616116124434685534645346479720840086001796002500003000001780050001150001000008000094800140000398600廢料318880255100637805100廢料廢料478320382660306130廢料廢料廢料956607653061304170廢料廢料12501042062501594401074101275

15、50102040廢料廢料廢料204025510318908593081630廢料廢料廢料2148043001630187970150380142860廢料廢料廢料37590752028607912992001299200圖 7 變速箱總工藝過程圖注：裝配順序?yàn)椋糊X輪軸軸端蓋箱體基座機(jī)蓋外購(gòu)件外購(gòu)件外購(gòu)件原材料原材料外購(gòu)件原材料原材料外購(gòu)件原材料外購(gòu)件原材料四、物流分析1、繪制從至表根據(jù)變速箱工藝過程表，繪制出變速箱工藝過程物流從至表。如表所示。表 變速箱加工工藝從至表 （單位：t） 至從123456789合計(jì)原材料庫鑄造車間熱處理車間機(jī)加工車間精密車間半成品庫組裝車間鍛造車間成品庫1原材料庫8

16、87.3295.4159.51342.22鑄造車間707.7707.73熱處理車間326.6551.14機(jī)加工車間102.0797.5320.0127.61347.15精密車間224.5550.0774.56半成品庫1299.21299.27組裝車間1299.21299.28鍛造車間127.6127.69成品庫合計(jì)887.3326.51457.31022870.01299.2287.11299.27448.6編制（日期）審核（日期）2、繪制物流強(qiáng)度匯總表根據(jù)產(chǎn)品的工藝過程和物流從至表，統(tǒng)計(jì)各單位之間的物流強(qiáng)度，并將物流強(qiáng)度匯總到物流強(qiáng)度匯總表之中。表 物流強(qiáng)度匯總表序號(hào)作業(yè)單位對(duì)（路線）物流強(qiáng)

17、度/t序號(hào)作業(yè)單位對(duì)（路線）物流強(qiáng)度/t112887.3745797.7214295.4846320.0318159.5948127.6424707.71056550.0534326.611671299.2635224.512791299.23、劃分物流強(qiáng)度等級(jí)將各作業(yè)單位對(duì)的物流強(qiáng)度按大小排序，自從達(dá)填入物流強(qiáng)度分析表中，根據(jù)物流強(qiáng)度分別劃分物流強(qiáng)度等級(jí)。作業(yè)單位對(duì)或稱為物流路線的物流強(qiáng)度等級(jí)，應(yīng)按物流路線比例或承擔(dān)的物流量比例來去確定。針對(duì)變速箱的工藝過程圖，利用表5-2中統(tǒng)計(jì)的物流量，按由小到大的順序繪制物流強(qiáng)度分析表5-3，表5-2中未出現(xiàn)的作業(yè)單位之間不存在固定的物流，因此，物流強(qiáng)度

18、等級(jí)為U級(jí)。表5-3物流強(qiáng)度分析表序號(hào)作業(yè)單位對(duì)（路線）物流強(qiáng)度（單位：t） 150 300 450 600 750 900 1050 1200物流強(qiáng)度等級(jí)167A279A312E445E524E656I734I846I914O1035O1118O1248O4、繪制作業(yè)單位物流相關(guān)圖根據(jù)以上分析，繪制作業(yè)單位物流相關(guān)表，如圖5-1所示。圖5-1作業(yè)單位物流相關(guān)圖五、作業(yè)單位非物流相互關(guān)系分析針對(duì)變速箱生產(chǎn)特點(diǎn)，制定各作業(yè)單位間相互關(guān)系密切程度理由如表6-1所示。根據(jù)表6-2制定變速箱“基準(zhǔn)相互關(guān)系”（見表6-2），在此基礎(chǔ)上建立非物流作業(yè)單位相互關(guān)系圖，如圖6-1所示。表6-1變速箱各作業(yè)單位

19、關(guān)系密切程度理由編號(hào)理由編號(hào)理由1工作流程的連續(xù)性5安全及污染2生產(chǎn)服務(wù)6振動(dòng)，噪聲，煙塵3物料搬運(yùn)7人員聯(lián)系4管理方便8信息傳遞表6-2作業(yè)單位基準(zhǔn)相互關(guān)系等級(jí)表符號(hào)含義說明比例A絕對(duì)重要25E特別重要310I重要515 O一般密切程度1025U不重要4580X負(fù)的密切程度不希望接近圖6-1作業(yè)單位非物流相關(guān)圖六、作業(yè)單位綜合相互關(guān)系分析從表5-4和表6-3可知，變速箱廠作業(yè)單位物流相互關(guān)系關(guān)與非物流相互關(guān)系不一致。為了確定各作業(yè)單位之間綜合相互關(guān)系密切程度，需要將兩表合作后再進(jìn)行分析判斷。其合并過程如下：1、選取加權(quán)值加權(quán)值的大小反映工廠布置時(shí)考慮因素的側(cè)重點(diǎn)，對(duì)于變速箱廠來說，物流因素（

20、m）影響并不明顯大于其它非物流因素（n）的影響，因此，取加權(quán)值m:n=1:12、綜合相互關(guān)系的計(jì)算根據(jù)該廠各作業(yè)單位對(duì)之間物流與非物流關(guān)系等級(jí)的高低進(jìn)行量化，并加權(quán)求和，求出綜合相互關(guān)系如表7-1所示。當(dāng)作業(yè)單位數(shù)目為11時(shí)，總作業(yè)單位對(duì)數(shù)為：N=11*（11-1）/2=55,式中，N為作業(yè)單位對(duì)數(shù)。因此，表7-1中將有55各作業(yè)單位對(duì)，即將有55個(gè)相互關(guān)系。表7-1作業(yè)單位之間綜合相互關(guān)系計(jì)算表作業(yè)單位對(duì)關(guān)系密切綜合關(guān)系物流關(guān)系 加權(quán)值：1非物流關(guān)系 加權(quán)值：1分?jǐn)?shù)等級(jí)分?jǐn)?shù)等級(jí)分?jǐn)?shù)等級(jí)123E4A7E130U2I2O141O3E4I150U0U0U160U0U0U170U0U0U181O2I

21、3O190U0U0U 1100U2I2O 1110U0U0U230U0U0U243E3E6E250U0U0U260U0U0U270U0U0U280U0U0U290U0U0U 2100U-1X-1X 2110U1O1O342I2I4I351O0U1U360U0U0U370U0U0U380U0U0U390U0U0U 3100U-1X-1X 3110U1O1U453E3E6E462I3E5I470U0U0U481O0U1U490U0U0U 4100U-1X-1X 4110U1O1U562I2I4I570U0U0U580U0U0U590U0U0U 5100U-1X-1X 5110U1O1U674A4A

22、8A680U0U0U690U0U0U 6100U1O1U 6110U1O1U780U0U0U794A4A8A 7100U3E3O 7110U1O1U890U0U0U 8100U-1X-1X 8110U1O1U 9100U1O1U 9110U0U0U 10110U1O1U3、劃分關(guān)系密級(jí)在表7-1中，綜合關(guān)系分?jǐn)?shù)取值范圍為 -18，按分?jǐn)?shù)排列得出各分?jǐn)?shù)段所占比例如表7-2所示，在此基礎(chǔ)上與表7-3中推薦的綜合相互關(guān)系密級(jí)程度劃分比例進(jìn)行對(duì)比，若各等級(jí)相差太大，則需要對(duì)表7-1中作業(yè)單位對(duì)之間的關(guān)系密切程度作適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，使各等級(jí)比例與表7-3中推薦的比例盡量接近。表7-2綜合相互關(guān)系密級(jí)等級(jí)劃分總

23、分關(guān)系等級(jí)作業(yè)單位對(duì)數(shù)百分比（%）8A23.667E35.445I47.423O59.101U3665.4-1X59.1表7-3綜合相互關(guān)系密級(jí)與劃分比例關(guān)系等級(jí)符號(hào)作業(yè)單位對(duì)數(shù)比例（%）絕對(duì)必要靠近A13特別重要靠近E25重要I38一般O515不重要U2085不希望靠近X0104、建立作業(yè)單位綜合相互關(guān)系表將圖7-1中的綜合相互關(guān)系總分轉(zhuǎn)化為關(guān)系密級(jí)等級(jí)，繪制成作業(yè)單位綜合相互關(guān)系圖，如圖7-1所示。圖7-1作業(yè)單位綜合相關(guān)關(guān)系圖七、工廠總平面布置1、綜合接近程度由于變速箱廠作業(yè)單位之間相互關(guān)系數(shù)目較多，為繪圖方便，先計(jì)算各作業(yè)單位的綜合接近程度，如表8-1所示。綜合接近程度分?jǐn)?shù)越高，說明該

24、作業(yè)單位越應(yīng)該靠近布置圖的中心;分?jǐn)?shù)越低，說明該作業(yè)單位應(yīng)該遠(yuǎn)離布置圖的中心，最好處于布置圖的邊緣。因此，布置設(shè)計(jì)應(yīng)該按綜合接近程度分?jǐn)?shù)高低順序進(jìn)行，即按綜合接近程度分?jǐn)?shù)高低順序來布置作業(yè)單位順序。表8-1綜合接近程度排序表 至從1234567891011原材料庫鑄造車間熱處理車間機(jī)加工車間精密車間半成品庫組裝車間鍛造車間成品庫辦公服務(wù)樓設(shè)備維修車間1原材料庫E/3O/1I/2U/0U/0U/0O/1U/0O/1U/02鑄造車間E/3U/0E/3U/0U/0U/0U/0U/0X/-1O/1 3熱處理車間O/1U/0I/2U/0U/0U/0U/0U/0X/-1U/04機(jī)加工車間I/2E/3I/2

25、E/3I/2U/0U/0U/0X/-1U/05精密車間U/0U/0U/0E/3I/2U/0U/0U/0X/-1U/06半成品庫U/0U/0U/0I/2I/2A/4U/0U/0U/0U/07組裝車間U/0U/0U/0U/0U/0A/4U/0A/4O/1U/08鍛造車間O/1U/0U/0U/0U/0U/0U/0U/0X/-1U/09成品庫U/0U/0U/0U/0U/0U/0A/4U/0U/0U/010辦公服務(wù)樓O/1X/-1X/-1X/-1X/-1U/0O/1X/-1U/0U/011設(shè)備維修車間U/0O/1U/0U/0U/0U/0U/0U/0U/0U/0綜合接近程度8621148904-31排序3581742106119根據(jù)表8-1綜合接近程度排序表得各作業(yè)單位布置順序依次為：4. 原材料庫 ，7. 成品庫 ，1. 機(jī)加工車間，6. 設(shè)備維修車間 ，2. 半成品庫 ，9. 鍛造車間 ，5. 鑄造車間 ，3.組裝車間 ，11. 辦公服務(wù)樓， 8. 精密車間 ， 10. 熱處理車間 2、作業(yè)單位位置相互圖在繪制作業(yè)單位位置關(guān)系圖時(shí)，作業(yè)單位之間的相互關(guān)系用表8-2所示的連線類型來表示，用相應(yīng)符號(hào)來表示作業(yè)單位，以便區(qū)分作業(yè)單位的性質(zhì)。