物流工程课程设计报告

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摘要 ..................................................................................................................................... 1设计题目 . 0
2原始给定条件 0
2.1变速箱的结构及有关参数 0
2.2作业单位划分 (2)
2.3生产工艺过程 (3)
3产品—产量分析 (5)
4产品工艺过程分析 (5)
4.1计算物流量 (5)
4.2绘制各零件的工艺过程图 (6)
4.3绘制产品总工艺过程图 (9)
4.4绘制产品初始工艺过程表 (9)
5物流分析 (10)
5.1绘制从至表 (10)
5.2绘制物流强度汇总表 (11)
5.3划分物流强度等级 (12)
5.4绘制作业单位物流相关图 (13)
6作业单位非物流相互分析 (13)
7作业单位综合相互关系分析 (15)
8工厂总平面布置 (19)
8.1综合接近程度 (19)
8.2作业单位位置相关图 (19)
8.3作业单位面积相关图 (20)
8.4作业单位面积相关图的调整 (21)
9方案的评价与选择 (22)
参考文献 (24)
摘要
设施规划与物流分析是工业工程专业一门重要的主干专业课，其主要内容是研究工厂总平面布置、车间布置以及物料手动等内容；其目标是通过对工厂各组成部分相互关系的研究分析，进行合理的工厂布置，得到高效运行的生产系统，获得最佳的经济效益和社会效益。

随着现代系统优化技术的发展和计算机辅助设计技术的应用，工程布置设计已广泛地采用计算机辅助设计来进行设施规划与布置。

由于影响设施布置的因素错综复杂，并且因素之间相互影响、相互制约，而且大多数因素还具有不确定性，因此，在设施布置设计中常常以物流分析为其主要内容。

大多数的计算机辅助设施布置设计软件也都是以物流分析为主，采用定量分析和定性分析相结合的方法，并将定性分析转化为定性分析。

作为现代设施设计人员与生产管理人员，掌握并应用计算机辅助设施布置设计的方法和程序已成为必然。

工厂布置设计是一项多因素、多目标的系统优化问题。

系统布置设计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。

本课程设计综合运用所学知识，采用了系统布置设计等方法，综合考虑各方面因素，分析物流强度等，对变速箱厂进行总体平面布局，设计出多套相应的方案，通过评价得到最佳的平面布局。

关键词：设施规划；平面布局；变速箱厂.
1设计题目
变速箱厂总平面布置设计
2原始给定条件
公司有地16000㎡，厂区南北为200m。

东西宽80m，该厂预计需要工人300人，计划建成年产100000套变速箱的生产厂。

2.1变速箱的结构及有关参数
变速箱由39个零件构成，装配图见图2-1速箱装配图所示；每个零件、组件的名称、材料、单件重量及年需求量如表1零件明细表所示：
图2-1变速箱装配图
表1 零件明细表
表1 零件明细表（续）
2.2作业单位划分
根据变速箱的结构及工艺特点，设立如表2所示11各单位，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、生产管理等各项生产任务。

表2 作业单位建筑汇总表
2.3生产工艺过程
变速箱的零件比较多，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3—表8，表中的利用率为加工后产品与加工前的比率。

表3变速箱零件-机盖加工工艺过程表
表4变速箱零件-机座加工工艺过程表
表5变速箱零件-大齿轮加工工艺过程表
表6变速箱零件加工工艺过程表
表7变速箱零件加工工艺过程表
表8变速箱零件加工工艺过程表
2、标准件、外购件与半成品暂存
生产出的零件加工完经过各车间检验合格后，送入半成品库暂存。

外购件与标准件均放在半成品库。

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，即不考虑成品组装不了的情况。

5、成品存储
所有合格变速箱均存放在成品库等待出厂。

3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，待布置设计的变速箱厂的产品品种单一，产量较大，其年产量为100000，属于大批量生产，适合按产品的原则布置，宜采用流水线的组织形式。

4产品工艺过程分析
4.4计算物流量
通过对产品加工、组装、检验等各种加工阶段以及各工艺过程路线的分析，计算每个工艺过程各工序加工前工件单位质量及产生的废料重量，并根据全年生产量计算全年物流量。

具体计算过程如表4-1所示。

表4-1 各零件物流量计算
轴
=1.8797 =0.4045
端盖0.050/(0.60*
0.82)
=0.1042
0.1042*
0.40
=0.0417
0.1042*0.60*0.20
=0.0125
(0.0417+0.0125)
*100000=5420
4.5绘制各零件的工艺过程图
根据各零件的加工工艺过程与物流量，绘制各零件的工艺过程如图4-1—图4-6所示。

图中序号分别为： 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，8—锻造车间,6—半成品库
4.6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图4-7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。

装装配顺序：机座→齿轮轴→外购件（键、挡油圈、轴承）→轴→大齿轮→外购件（轴承、键、定距环）→端盖→外购件（调整垫片、可穿透油盖、密封盖、毡封油圈）→机盖→外购件（螺栓、轴端盖圆、销）→外购件（游标卡尺、垫片、螺塞）→外购件（螺栓、螺母、垫圈、防松垫片）→外购件（垫片、视孔盖、通气器）
4.7绘制产品初始工艺过程表
为了研究各零件、组件生产过程之间的相互关系，将总工艺过程图中的产品按照物流强度大小顺序，由左到右排列于产品工艺过程表中，即最左边的产品物流强度最大，由左到右物流强度逐渐递减，这样得到变速箱初始工艺过程表如表4-2所示
表4-2 变速箱初始工艺过程表
5物流分析
5.8绘制从至表
根据变速箱初始产品工艺过程表4-2，绘制出变速箱工艺过程物流从至表，如表5-1所示。

表5-1 变速箱加工工艺从至表（单位：t）
5.9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5-2之中。

表5-2 物流强度汇总表
5.10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，自从大到小填入物流强度分析表中，根据物流强度分布划分物流强度等级。

作业单位对或称为物流路线的物流强度等级，按承担的物流量比来确定。

针对变速箱的工艺过程图，用表5-2中的统计，按由小到大的顺序绘制物流强度分析表5-3。

表5-3中未出现的作业单位之间不存在固定的物流，因此，物流强度等级为U级。

表5-3 物流强度汇总表
5.11绘制作业单位物流相关图
根据以上分析，绘制作业单位物流相关图，如图5-1所示。

图5-1 作业单位物流相关图
6作业单位非物流相互分析
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6-1所示。

根据表6-1制定变速箱“基准相互关系”（见表6-2），在此基础上建立非物流作业单位相互关系图，如图6-1所示。

表6-1变速箱各作业单位关系密切程度理由
表6-2 基准相互关系
图6-1 作业单位非物流相关图
7作业单位综合相互关系分析
从图5-1和图6-1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=1:1
2.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表7-1所示。

当作业单位数目为11时，总作业单位对数为：
P=11*（11-1）/2=55,
式中，N为作业单位对数。

因此，表7-1中将有55各作业单位对，即将有55个相互关系。

表7-1 作业单位之间综合相互关系计算表
3.划分关系密级
在表7-1中，综合关系分数取值范围为 -1~8，按分数排列得出各分数段所占比例如表7-2所示，在此基础上与表7-3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7-1中作业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7-3中推荐的比例尽量接近。

表7-2综合相互关系密级等级划分
2 O 7 12.7
0～1 U 35 63.6
-1 X 3 5.5
表7-3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 A 1～3
特别重要靠近 E 2～5
重要I 3～8
一般O 5～15
不重要U 20～85
不希望靠近X 0～10
4.建立作业单位综合相互关系表
将表7-1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，如图7-1所示。

图7-1 作业单位综合相互关系图
8工厂总平面布置
8.12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8-1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。

根据下表综合接近程度排序表使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标准件、半成品库；④精密车间；⑤设备维修车间；⑥原材料库；⑦铸造车间；⑧成品库；⑨热处理车间；⑩锻造车间；⑪办公、服务楼。

表8-1 综合接近程度排序图
8.13作业单位位置相关图
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表8-2所示的连线类型来表示。

为了绘图简便，用“○”内标注号码来表示作业单位，而不严格地区分作业单位性质。

变速箱厂作业单位位置相关图如图8-1所示。

表8-2 关系密级表示法
符号系数值线条数密切程度等级颜色规范A 4 ////绝对必要红
E 3 ///特别重要桔黄I 2 //重要绿
O 1 / 一般蓝
U 0 不重要不着色X -1 一 - 一（点画线）不希望棕色
XX -2 ----------
----------
极不希望黑
图８－１变速箱厂作业单位位置相关图
8.14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8-2所示。

图8-2 变速箱厂作业单位面积相关图
8.15作业单位面积相关图的调整
根据变速箱的特点，考虑相关规定以及各方面的限制条件，得到变速箱厂平面布置方案见下图8-3、图8-4和图8-5所示。

图8-3变速箱厂平面布置图之一
图8-4变速箱厂平面布置图之二
图8-5变速箱厂平面布置图之三
9方案的评价与选择
运用加权因素法对变速箱厂进行评价，其评价过程和评价结果如表9-1所示。

表9-1加权因素评价表
由综合排序可选出方案3为最佳方案，因此选3方案为变速箱厂的总体布置方案。

参考文献
【1】蒋祖华，苗瑞，陈友玲·工业工程专业课程设计指导[M].北京：机械出版社，2006：51-104.
【2】齐二石，方庆琯·物流工程[M].-北京：机械工业出版社，2006.5。