1、目录第一章 课程设计的目的1第二章 原始给定条件1第一节 作业单位划分5第二节 变速箱生产工艺过程6第三章 产品-产量分析9第四章 产品工艺过程分析10第一节 计算物流量10第二节 绘制各零件工艺过程图10第三节 绘制产品总工艺过程图12第五章 物流分析14第一节 绘制从至表14第二节 绘制物流强度汇总表 14第三节 划分物流强度等级15第四节 绘制作业单位物流相关图16第六章 作业单位非物流关系分析17第七章 作业单位综合相互关系分析18第八章 工厂总平面布置21第一节 综合接近程度21第二节 作业单位位置相关图21第三节 作业单位面积相关图23第四节 作业单位面积相关图的调整23第九章 方
2、案的评价与选择27第十章 课程设计心得体会28参考文献29附件 30- 1 -第 1 章 课程设计的目的(1)能正确运用工业工程基本原理及有关专业知识,学会由产品入手对工厂生产系统进行调研分析的方法。(2)通过对某工厂布置设计的实际操作,熟悉 SLP 方法中的各种图例符号和表格,掌握 SLP 方法的规范设计程序。(3)通过课程设计,培养学生学会如何编写有关技术文件。(4)通过课程设计,初步树立正确的设计思想,培养学生运用所学专业知识分析和解实际技术问题的能力。 第二章 原始给定条件公司有地 16000m2,厂区南北为 200m,东西宽 80m,该厂预计需要工人 300人,计划建成年产套变速箱的
3、生产厂。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 2-1,2-2,2-3 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 2-1 中。图 2-1 减速器装配图(1)图 2-2 减速器装配图(2)- 3 -图 2-3 减速器装配图(3)表 2-1 变速箱零件明细表工厂名称:变速箱厂产品名称 变速箱 产品编号 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/kg说明39 垫圈 65Mn 0.00438 螺母 Q235 0.01137 螺栓 Q235 0.03236 销 35 0.02235 防松垫片 Q215 0.010
4、34 轴端盖圆 Q235 0.05033 螺栓 Q235 0.02032 通气器 Q235 0.03031 视孔盖 Q215 0.05030 垫片 橡胶纸0.00429 机盖 HT2002.50028 垫圈 65Mn 0.00627 螺母 Q235 0.01626 螺栓 Q235 0.10325 机座 HT2003.00024 轴承 0.45023 挡油圈 Q215 0.00422 毡封油圈 羊毛毡0.00421 键 Q275 0.08020 定距环 Q235 0.09019 密封盖 Q235 0.05018 可穿透端盖 HT1500.04017 调整垫片 08F 0.00416 螺塞 Q23
5、5 0.03215 垫片 橡胶纸0.00414 游标尺 0.05013 大齿轮 40 1.00012 键 Q275 0.080- 5 -11 轴 Q275 0.80010 轴承 0.4509 螺栓 Q235 0.0258 端盖 HT2000.0507 毡封油圈 羊毛毡0.0046 齿轮轴 Q275 1.4005 键 Q275 0.0404 螺栓 Q235 0.0143 密封盖 Q235 0.0202 可穿透端盖 HT2000.0401 调整垫片 08F 0.010第一节 作业单位的划分根据变速箱的结构及工艺特点,设立如表 2-2 所示的 11 个单位,分别承担原料储存、备料、热处理、加工与装配
6、、产品性能试验、生产管理等各项生产任务。表 2-2 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 热处理车间 热处理 12 x 124 机加工车间 车、铣、钻 12 x 365 精密车间 精镗、磨销 12 x 366标准件、半成品库储存外购件、半成品12 x 247 组装车间 组装变速箱 12 x 368 锻造车间 锻造 12 x 249 成品库 成品储存 12 x 1210 办公、服务楼 办公楼、食堂等 80 x 6011 设备维修车间 机床维修 12 x 24第二节 变速箱生产工
7、艺过程变速箱结果比较简单,因此,生产工艺过程也比较简单,总的工艺过程可分为:零、组件的制作与外购;半成品暂存、组装;性能试验与成品存储等阶段。1. 零件的制作与外购变速箱上的标准件、异型件如塑料护盖、铝制标牌等都是采用外购、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 2-3 至表 2-8 所示。表中各工艺加工前工件重量=该工序加工后工件的重量/该工序材料利用率。表 2-3 机盖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 年产总质量机盖 29 HT200 2.500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
8、间 铸造 803 机加工车间 粗铣、镗、钻 854 精密车间 精铣、镗 985 半成品库 暂存表 2-4 机座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 25 HT200 3.000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 783 机加工车间 粗铣、镗、钻 804 精密车间 精铣、镗 985 半成品库 暂存- 7 -表 2-5 大齿轮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 13 40 1.000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
9、间 锻造 703 机加工车间 粗铣、插齿、钻 804 热处理车间 渗碳淬火5 机加工车间 磨 986 半成品库 暂存表 2-6 轴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 11 Q275 0.800 80000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 753 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7表 2-7 齿轮轴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 6 Q275 1.400序号 作业单位名称 工序内容 工序材
10、料利用率(%)1 原材料库 备料2 机加工车间 粗车、磨、铣 853 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7表 2-8 端盖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 8 HT200 0.050 5000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 703 机加工车间 精车 852. 标准件、外购件与半成品暂存生产出的零、组件经检验合格后,送入半成品库暂存。定期订购的标准件和外协件均存放在半成品库。3. 组装所有零件、组件在组装车间集中组装成变速箱成品。4. 性能
11、测试所有组装出的变速箱均需进行性能试验,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. 产品存储所有合格变速箱存放在成品库等待出厂。第 3 章 产品-产量分析 变速箱厂是一个计划建成年产套变速箱的生产厂,对其进行产品产量分- 9 -析,得出变速箱厂是为单一或少品种大批量产品,对应下图的区,宜采用流水生产线的大生产方式和按产品原则布置。产品品种数目P产量IIIIII IV第四章 产品工艺过程分析第一节 计算物流量通过对产品的加工、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
12、流量。具体计算过程如表 4-1 所示。第二节 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下图所示。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,6半成品库,8锻造车间。- 11 -第三节 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。- 13 -第五章 物流分析第一节 绘制从至表根据各零件的工
13、艺过程图,及总工艺过程图,绘制出变速箱工艺过程物流从至表,如下图所示:表 5-1 变速箱加工工艺从至表(单位 t)第 2 节 绘制物流强度汇总表根据产品的工艺过程和物流从至表,统计个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。序号 作业单位对物流强度 关系 序号 作业单位对 物流强度 关系1 1-2 874.1 E 8 4-6 334.8 1 2 3 4 5 6 7 8 9 至从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合计1 原材料库 874.1 291.4 182.2 1347.72 铸造车间 688.6 688.63 热处理车间 3
14、36.5 336.54 机加工车间 102.0 807.2 334.8 1244.05 精密车间 224.4 550.0 774.46 半成品库 1310.5 1310.57 组装车间 1310.5 1310.58 锻造车间 127.6 127.69 成品库合计 874.1 326.4 1444.1 807.2 884.8 1310.5 182.2 1310.5 7139.8编制(日期) 审核(日期)- 15 -2 1-4 291.4 9 5-3 224.4 3 1-8 182.2 10 5-6 550.0 4 2-4 688.6 11 6-7 1310.5 5 3-4 336.5 12 7-
15、9 1310.5 6 4-3 102.0 13 8-4 127.6 7 4-5 807.2 第三节 划分物流强度等级物流强度等级的划分根据一下原则:划分等级采用著名的 A、E、I、O、U 等级,一般 A 级占总作业单位对的10%,E 级占 20%,I 级占 30%, O 级占 40%,U 级代表那些无物流量的作业单位对,一般可以忽略不计。根据以上原则,划分物流强度等级如下表所示:表 5-3 物流强度分析表序号 作业单位对 (路线)物流强度(单位:t)150 300 450 600 750 900 1050 1200 物流强度等级1 67 A2 79 A3 12 E4 45 E5 24 I6 5
16、6 I7 34 I8 46 I9 14 O10 53 O11 18 O12 84 O1343 O第四节 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,如下图所示:物流强度相关图- 17 -第六章 作业单位非物流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 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关图。表 6-1 变速箱各作业单位关系密切程度理由编号 理由 编号 理由1 工作流程的连续性 5 人员联系2 生产服务 6 物料搬运3 管理方便 7 信息传递4 振动,噪声,烟尘,污染 8 公用设备设
17、施表 6-2 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 515O 一般密切程度 1025U 不重要 4580X 负的密切程度 不希望接近第七章 作业单位综合相互关系分析从物流相关图 和非物流相关图比较可知,变速箱厂作业单位物流相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,需要将两图合并后再进行分析判断。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,对于变速箱厂来说,物流因素(m)对非物流因素(n)无明显影响,因此,取加权值 m:n=1:12.综合相互关系的计算根据该厂各作业单位对
18、之间物流与非物流关系等级的高低进行量化,并加权求和,即 p=n*(n-1)/2=11*10/2=55,并根据表 7-1 的划分标准求出综合相互关系表。表 7-1 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 A 13特别重要靠近 E 25重要 I 38一般 O 515不重要 U 2085不希望靠近 X 010表 7-2 作业单位之间综合相互关系计算及划分表关系密切物流关系 加权值:2 非物流关系 加权值:1 综合关系作业单位对分数 等级 分数 等级 分数 等级12 3 E 4 A 7 A13 0 U 0 U 0 U14 1 O 2 I 3 I15 0 U 0 U
19、 0 U16 0 U 0 U 0 U17 0 U 0 U 0 U18 1 O 1 O 2 O19 0 U 0 U 0 U110 0 U 0 U 0 U111 0 U 0 U 0 U23 0 I 0 U 0 U24 2 I 3 E 5 I25 0 U -1 X -1 X- 19 -26 0 U 0 U 0 U27 0 U 0 U 0 U28 0 U 0 U 0 U29 0 U 0 U 0 U210 0 U -1 X -1 X211 0 U 0 U 0 U34 2 I 4 E 6 E35 0 U -1 X -1 X36 0 U 0 U 0 U37 0 U 0 U 0 U38 0 U 0 U 0 U
20、39 0 U 0 U 0 U310 0 U -1 X -1 X311 0 U 0 U 0 U45 3 E 0 U 3 I46 1 O 0 U 1 O47 0 U 0 U 0 U48 1 O 0 U 1 O49 0 U 0 U 0 U410 0 U 2 I 2 O411 0 U 1 O 1 O56 2 I 0 U 2 O57 0 U 0 U 0 U58 0 U 0 U 0 U59 0 U 0 U 0 U510 0 U 0 U 0 U511 0 U 3 E 3 I67 4 A 1 O 5 E68 0 U 0 U 0 U69 0 U 0 U 0 U610 0 U 0 U 0 U611 0 U 0 U
21、 0 U78 0 U 0 U 0 U79 4 A 2 I 6 E710 0 U 0 U 0 U711 0 U 0 U 0 U89 0 U 0 U 0 U810 0 U -1 X -1 X811 0 U 0 U 0 U910 0 U 1 O 1 O911 0 U 0 U 0 U1011 0 U 0 U 0 U表 7-2 综合关系分数取值范围为-17总分 关系密级 作业单位对数 百分比(%)7 A 1 1.82%6 E 3 5.45%35 I 4 7.27%12 O 7 12.73%0 U 25 45.5%-1 X 5 9.09%3.建立作业单位综合相互关系表:将表 7-2 中的综合相互关系总分转
22、化为关系密级等级,绘制成作业单位综合相互关系图- 21 -第八章 工厂总平面布置第一节 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。表 81 综合接近程度排序表1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 至从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
23、维修车间1 原材料库 A/4 U/0 I/2 U/0 U/0 U/0 O/1 U/0 U/0 U/02 铸造车间 A/4 U/0 I/2 X/-1 U/0 U/0 U/0 U/0 X/-1 U/03 热处理车间 U/0 U/0 E/3 X/-1 U/0 U/0 U/0 U/0 X/-1 U/04 机加工车间 I/2 I/2 E/3 I/2 O/1 U/0 O/1 U/0 O/1 O/15 精密车间 U/0 X/-1 U/0 I/2 O/1 U/0 U/0 U/0 U/0 I/26 半成品库 U/0 U/0 U/0 O/1 O/1 E/3 U/0 U/0 U/0 U/07 组装车间 U/0 U/
24、0 U/0 U/0 U/0 E/3 U/0 E/3 U/0 U/08 锻造车间 O/1 U/0 U/0 O/1 U/0 U/0 U/0 U/0 X/-1 U/09 成品库 U/0 U/0 U/0 U/0 U/0 U/0 E/3 U/0 O/1 U/010 办公服务楼 U/0 X/-1 X/-1 O/1 U/0 U/0 U/0 X/-1 U/0 U/011 设备维修车间U/0 U/0 U/0 O/1 I/2 U/0 U/0 U/0 O/1 U/0综合接近程度 7 4 2 13 3 5 6 1 4 -2 3排序 2 5 9 1 7 4 3 10 6 11 8第二节 作业位置相关图在绘制作业单位位置
25、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“O”内标号码来表示作业单位,而不严格地区分作业单位的性质。于是得出变速箱作业单位位置相关关系图。表 8-2 关系密切表示法符号 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 _ _ _ _ _ _ _ 不希望 棕色作业单位工作性质符号- 23 -变速箱厂作业单位位置相关图第三节 作业单位面积相关图选取绘图比例 1:1200,绘制单位为 mm,变速箱作业单位面积相关图,如下图
26、所示。变速箱厂作业单位面积相关图第四节 作业单位面积相关关系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如图 8-1(A),图 8-2(B),图 8-3(C)所示。比例 1:1000。方案 A- 25 -方案 B方案 C- 27 -第九章 方案的评价与选择 运用加权因素法对变速箱厂进行评价,A 为很好 E 为好 I 为一般,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A B C 等级 得分 等级 得分 等级 得分相对重要性物流效率与方便性 A 4 E 3 E 3 10空间利用率 E 3 I 2 E 3 8辅助服务部门综合效率 I 2
27、 I 2 I 2 9工作环境安全与舒适 E 3 E 3 I 2 5管理的方便性 E 3 I 2 I 2 8布置方案的可扩展性 I 2 E 3 E 3 7产品质量 I 2 E 3 E 3 7外观 I 2 E 3 E 3 4环境保护 I 2 I 2 I 2 9维修 E 3 I 2 I 2 5其它相关因素 I 2 I 2 I 2 3综合得分 196 183 186综合排序 1 3 2由综合排序可选出方案 A 为最佳方案,因此选 A 方案为变速箱厂的最优总体布置方案。方案 评价因素第十章 课程设计心得体会设施规划与设计是一种对企业的设备、物料以及人员所需空间进行合理分配和有效组合的技术,其研究对象相当
28、广泛,不仅涉及到工矿企业,还包括学校、医院、商店等各行各业。就工厂设计而言,主要包括厂址选择,工厂平面布置,物料搬运与仓储、能源管理和办公室布置等研究内容。通过两周紧张、忙碌而充实的课程设计,我成功的完成了变速箱厂总平面布置设计,对物流工程的整个课程体系有了一个深刻的认识,尤其是对 SLP的流程有了全面的掌握,对简单 SLP 相关图技术能做到运用自如,能针对具体研究对象,初步综合考虑各种条件,设计合适的布置方案,以最优的方案解决现实问题。 在设计过程中,我们查阅大量有关资料,不懂的地方与同学积极的探讨,在与大家的相互学习中不停的获得知识,在积极动手中进步。通过整个设计中培养了我独立工作的能力,
29、树立了对自己工作能力的信心,充分体会到了在创造过程中探索的艰难和成功时的喜悦相信会对今后的学习工作生活产生非常积极的影响。在课程设计中得到王娟老师、陈铓 老师等老师的殷切、细心的指导,在此表示诚挚的感谢,同时也感谢我的同学,在设计的过程中给予的帮助和对一些纰漏予以指正。在今后的学习中我将认真努力的学好专业知识,把工业工程所学的知识熟练运用。- 29 -参考文献1 伊俊敏等.物流工程.北京:电子工业出版社,20092 齐二石.现代工业工程基础与管理.天津:天津大学出版社,20073 程国全等.物流设施规划业设计.北京:中国物资出版社,20034 刘志学.现代物流手册.北京:中国物资出版社,20015 朱耀祥.设施规划与物流.北京:机械工业出版社,20036 周跃进等.项目管理.北京机械工业出版社,20067 陈立德.机械设计基础.北京:高等教育出版社,20068 吴祈宗.系统工程.北京:北京理工大学出版社,2008