變速箱廠總平面設施布置設計

1、工廠設施布置設計一、 設計產品名稱 年產80000套變速箱廠總平面布置設計。2、 原始給定條件 公司有地面積16000m2，廠區(qū)南北為330m，東西寬330m,該廠預計需要工人300人，計劃建成年產80000套變速箱的生產廠。（1） 變速箱的結構及有關參數變速箱由39個零件構成，裝配圖見附圖1所示。每個零件、組件的名稱、材料、單件重量及年需求量均列于表1中表1 零件明細表工廠名稱：變速箱廠共1頁產品名稱變速箱產品代號110計劃年產量72000第1頁序號零 件 名 稱零件代號自制外購材料總計劃需求量零件圖號形狀單件重量說明39墊圈65Mn1720000.00438螺母Q2351720000.01

2、137螺栓Q2352580000.03236銷351720000.02235放松墊片Q215860000.01034軸端蓋圓Q235860000.05033螺栓Q2351720000.02032通氣器Q235860000.03031視孔蓋Q215860000.05030墊片橡膠紙860000.00429機蓋HT200860002.528墊圈65Mn5160000.00627螺母Q2355160000.01626螺栓Q2355160000.10325機座HT200860003.00024軸承1720000.45023擋油圈Q2151720000.00422氈封油圈羊毛氈860000.00421鍵

3、Q27586000（續(xù) 表1）0.08020定距環(huán)Q235860000.09019密封蓋Q235860000.05018可穿透端蓋HT150860000.04017調整墊片08F1720000.00416螺塞Q235860000.03215墊片橡膠紙860000.00414游標尺860000.05013大齒輪40860001.00012鍵Q275860000.08011軸Q275860000.80010軸承1720000.4509螺栓Q23520640000.0258端蓋HT200860000.057氈封油圈羊毛氈860000.0046齒輪軸Q275860001.4005鍵Q275860000

4、.0404螺栓Q23510320000.0143密封蓋Q235860000.0202可穿透端蓋HT200860000.0401調整墊片08F1720000.010（2） 作業(yè)單位劃分 根據變速箱的結構及工藝特點，建立如表2所示11個單位，分別承擔原材料儲存、備料、熱處理、加工與裝配、產品性能試驗、生產管理等各項生產任務。表2 作業(yè)單位建筑匯總表 序號作業(yè)單位名稱用途建筑面積/(m×m）備注1原材料庫儲存鋼材、鑄錠20×30露天2鑄造車間鑄造12×243熱處理車間熱處理12×124機加工車間車、銑、鉆12×365精密車間精鏜、磨銷12×

5、366標準件、半成品庫儲存外購件、半成品12×247組裝車間組裝變速器12×368鍛造車間鍛造12×249成品庫成品儲存12×1210辦公、服務樓辦公室、食堂等80×6011設備維修車間機床維修（續(xù) 表2） 12×24（三）生產工藝過程 變速箱的零件較多，但是大多數零件為標準件。假定標準件采用外購，總的工藝過程可分為零件的制作與外購、半成品暫存、組裝、性能測試、成品存儲等階段。 1.零件的制作與外購 零件的制作如表3表8,表中的利用率為加工后產品與加工前的比率。 表3 變速箱機蓋加工工藝過程表產品名稱件號材料單件質量/kg計劃年產量年

6、產總質量機蓋29HT2002.50086000序號作業(yè)單位名稱工序內容工序材料利用率（%）1原材料庫備料2鑄造車間鑄造803機加工車間粗銑，鏜，鉆804精密車間精銑，鏜985半成品庫暫存表4 變速箱機座加工工藝過程表產品名稱件號材料單件質量/kg計劃年產量年產總質量機座25HT2003.00086000序號作業(yè)單位名稱工序內容工序材料利用率（%）1原材料庫備料2鑄造車間鑄造803機加工車間粗銑，鏜，鉆804精密車間精銑，鏜985半成品庫暫存表5 變速箱大齒輪加工工藝過程表產品名稱件號材料單件質量/kg計劃年產量年產總質量大齒輪13401.00086000序號作業(yè)單位名稱工序內容工序材料利用率（

7、%）1原材料庫備料2鍛造車間鍛造803機加工車間粗銑，插齒，鉆804熱處理車間滲碳淬火5機加工車間磨986半成品庫暫存表6 變速箱軸加工工藝過程表產品名稱件號材料單件質量/kg計劃年產量年產總質量軸11Q2750.80086000序號作業(yè)單位名稱工序內容工序材料利用率（%）1原材料庫備料2機加工車間粗車，磨，銑803精密車間精車954熱處理車間滲碳淬火5機加工車間磨986半成品庫暫存表7 變速箱齒輪軸加工工藝過程表產品名稱件號材料單件質量/kg計劃年產量年產總質量齒輪軸6Q2751.486000序號作業(yè)單位名稱工序內容工序材料利用率（%）1原材料庫備料2機加工車間粗車，磨，銑803精密車間精車

8、954熱處理車間滲碳淬火5機加工車間磨986半成品庫暫存表8 變速箱端蓋加工工藝過程表產品名稱件號材料單件質量/kg計劃年產量年產總質量端蓋8HT2000.05086000序號作業(yè)單位名稱工序內容工序材料利用率(%)1原材料庫備料2鑄造車間鑄造603機加工車間精車804半成品庫暫存 2.標準件、外購件與半成品暫存 生產出的零件加工完經過各車間檢驗合格后，送入半成品庫暫存。外購件與標準件均放在半成品庫。 3.組裝 所有零件在組裝車間集中組裝成變速箱成品。 4.性能測試 所有成品都在組裝車間進行性能測試，不合格的就在組裝車間進行修復，合格后送入成品庫，即不考慮成品組裝不了的情況。 5.成品儲存所有

9、合格變速箱均存放在成品庫等待出廠 3、 產品產量分析 生產的產品品種的多少及每種產品產量的高低，決定了工廠的生產類型，進而影響著工廠設備的布置形式。根據以上已知條件可知，待布置設計的變速器廠的產品品種單一，產量較大，其年產量為86000，屬于大批量生產，適合于按產品原則布置，宜采用流水線的組織形式。四、產品工藝過程分析（一）計算物流量通過對產品加工、組裝、檢驗等各種加工階段以及各工藝過程路線分析，計算每個工藝過程各工序加工前工件單件重量及產生的廢料重量，并根據全年生產量計算全年物流量。具體計算過程如表9所示。表9 各零件物流量的計算產品名稱毛重/kg廢料/kg鍛造廢料鑄造廢料機加工廢料精加工廢

10、料全年總質量機蓋2.5/0.8*0.8*0.98=3.9863.986*0.2=0.7973.986*0.8*0.2=0.6383.986*0.8*0.8*0.02=0.0511.486*86000=127796機座3/0.8*0.8*0.94=4.7834.783*0.2=0.9574.783*0.8*0.2=0.7654.783*0.8*0.8*0.02=0.0611.783*86000=153338大齒輪1/0.8*0.8*0.98=1.5941.594*0.2=0.3190.8*1.594*0.2+1.594*0.8*0.8*0.02=0.2750.594*86000=51084軸0.

11、8/0.8*0.95*0.98=1.0741.074*0.2+1.074*0.8*0.02*0.95=0.2311.074*0.8*0.05=0.0430.274*86000=23564齒輪軸1.4/0.8*0.95*0.98=1.8801.88*0.2+1.88*0.8*0.95*0.02=0.4051.88*0.8*0.5=0.0750.480*86000=41280端蓋0.05/0.6*0.8=0.1040.104*0.4=0.0420.104*0.6*0.2=0.0120.054*86000=4644（二）繪制各零件的工藝過程圖 根據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

12、圖1圖6所示。圖中序號分別為：1-原材料庫，2-鑄造車間，3-熱處理車間，4-機加工車間，5-精密車間，6-半成品庫，8-鍛造車間。0.7970.6380.051 3.986 3.189 2.551 2.500原材料廢料廢料廢料半成品庫12 4廢料廢料廢料半成品庫原材料5612 4 5 6 4.783 3.826 3.061 3.0000.9570.7650.061 圖 1 機蓋物流量 圖 2 機座物流量圖 4 齒輪軸物流量 圖 3 軸物流量 廢料 1.0741半成品庫半成品庫廢料原材料原材料0.2310.043 0.800 1.880 1.4000.075(3.309)0.405435613

13、456廢料廢料 0.816 1.429(1.890) 0.859 1.504半成品庫廢料廢料1.27511.0200.2750.319(2.295)1.0008346原材料1.5940.1040.0620.0050.0420.012原材料廢料廢料1246 圖 5 大齒輪物流量 圖 6 端蓋物流量（三）繪制產品總工藝過程圖變速器的生產過程可分為零件加工階段 總裝階段，所以零件、組件、在組裝車間集中組裝。將變速器的所有工藝過程匯總在一張圖中。得到變速器總工藝過程圖如附圖2所示。該圖清楚的表示出變速箱生產的全過程以及各工序和各作業(yè)單位之間的物流情況，為進一步深入的物流分析奠定了基礎。（四）繪制產品初

14、始工藝過程表 為了研究各零件、組件生產過程之間的相互關系，將總工藝過程圖的產品按照物流強度大小順序，由左到右排列于產品工藝過程表中，即最左邊的產品物流強度最大，這樣得到變速箱初始工藝過程表10所示。（五）繪制產品較佳工藝過程圖 有初始產品工藝過程表10可知，按照現(xiàn)行的工藝順序，存在物流倒流的情況，為了使物流順流強度W達到最大，可對某些作業(yè)單位的順序進行交換。經計算發(fā)現(xiàn)改變某些作業(yè)單位，可使順流強度達到最大。通過交換，得到調整后的較佳產品工藝過程如表11作業(yè)單位機座機蓋齒輪軸軸大齒輪端蓋序號名稱流程Djk流程Djk流程Djk流程Djk流程Djk流程Djk1243586原材料鑄造機加工熱處理精密車

15、間鍛造半成品 2 2 1 1 2211 1 1 1-1-1 1 1 1-1-1 1 2 1-1-2 2 2 1 20019941668486165636946869150432852W4055158表10 初始產品工藝過程表 表11 較佳產品工藝過程表作業(yè)單位機座機蓋齒輪軸軸大齒輪端蓋序號名稱流程Djk流程Djk流程Djk流程Djk流程Djk流程Djk1245683原材料鑄造機加工精加工半成品庫鍛造熱處理 2 2 2 2 2 2 2 2 1 2 1 1-2 1 2 1 1-2 1 1 1-2-2 2 2 1 25232402102872417874238736-8393632852W52316

16、38五、物流分析（一）繪制從至表 根據變速箱較佳產品工藝過程表11，繪制出變速箱工藝過程物流從至表，如表12所示。（二）繪制物流強度匯總表根據產品的工藝過程和物流從至表，統(tǒng)計各單位之間的物流強度，并將物流強度匯總到物流強度匯總表13(單位：t)表12 變速器加工工藝從至表序號作業(yè)單位對物流強度/t序號作業(yè)單位對物流強度/t11-2736.70874-5685.8521-4254.04484-6275.231-8137.08494-8109.6542-4608.622105-647353-4368.51116-71127.54663-5193.07127-91127.546從 至12345678

17、9總計原材料庫鑄造車間熱處理車間機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763.078254.044137.0841154.2062鑄造車間608.622608.6223熱處理車間280.79193.07473.864機加工車間87.72685.85275.21048.775精密車間473666.076半成品庫1127.5461127.5467組裝車間1127.5461127.5468鍛造車間109.65109.659成品庫合計763.07887.721253.106878.92748.21127.546137.0841127.5466123.2表13 物流強度匯總表（三）劃

18、分物流強度等級 將各作業(yè)單位對的物流強度等級按大小排序，自大到小填入物流強度分析表中，根據物流強度分布劃分物流強度等級。作業(yè)單位對或稱為物流線路的物流強度等級，應按物流線路比例或承擔的物流量比例來確定。針對變速箱的工藝過程圖，利用表13中統(tǒng)計的物流量，按由大到小的順序繪制物流強度分析表14。表14中未出現(xiàn)的作業(yè)單位之間不存在固定的物流，因此，物流強度等級為U級。表14 物流強度分析表序號作業(yè)單位對百分比（%）150 300 450 600 750 900 1050 1200 100物流強度等級16-7 100A27-967.7A31-260.8E44-554.0E52-4E65-632.741

19、.9I73-424.4I84-622.5I91-417.1I103-512.1O111-89.7O124-8O（4） 繪制作業(yè)單位物流相關圖 根據以上分析，繪制作業(yè)單位物流相關圖，如圖7所示487651 2391011圖7 作業(yè)單位物流相關圖 六、作業(yè)單位非物流相互關系分析 針對變速箱生產特點，制定各作業(yè)單位間相互關系密切程度理由如表15所示。根據表15制定變速箱“基準相互關系”（見表16），在此基礎上建立非物流作業(yè)單位相互關系圖，如圖8所示。表15 變速箱各作業(yè)單位關系密切程度理由編號理由編號理由1工作流程的連續(xù)性5安全及污染2生產服務6振動、噪聲、煙塵3物料搬運7人員聯(lián)系4管理方便8信息傳

20、播字母一對作業(yè)單位密切程度理由A原材料庫與鑄造車間、鍛造車間搬運物料的數量、次數以及類似的搬運問題E鑄造車間與機加工車間，鍛造車間與機加工車間維修和精密車間，組裝車間搬運物料的數量和形式服務的頻繁和緊急程度I標準件、半成品庫和組裝機加工和熱處理、精密車間設備維修與其他金屬加工車間之間辦公樓與成品庫、半成品、原材料搬運物料的數量和頻數以及類似的搬運問題服務的頻繁程度報表運送方便、管理方便O辦公樓與設備維修車間辦公樓與其他加工車間聯(lián)系頻繁程度管理方便U設備維修與原材料庫、半成品、成品庫原材料庫與半成品、成品庫技術部門與成品庫接觸不多，不常聯(lián)系聯(lián)系密切程度不大不常聯(lián)系X辦公樓、服務樓與鍛造車間、熱處

21、理車間、鑄造車間精密車間與鍛造車間、熱處理車間、鑄造車間灰塵、噪聲、振動、異味、煙塵表16 基準相互關系1234567891011圖8 作業(yè)單位非物流相關圖 7、 作業(yè)單位綜合相互關系分析 從圖7和圖8可知，變速箱廠作業(yè)單位物流相關與非物流相互關系不一致。為了確定各作業(yè)單位之間綜合相互關系密切程度，需要將兩表合并后在進行分析判斷。其合并過程如下： 1.選取加權值 加權值的大小反映工廠布置時對考慮因素的側重點，對于變速箱來說，物流因素（m)影響并不明顯大于其他非物流因素（n)的影響，因此，取加權值m:n=1:1。 2.綜合相互關系計算 根據該廠各作業(yè)單位對之間物流與非物流關系等級的高低進行量化，

22、并加權求和，求出綜合相互關系如表17所示。當作業(yè)單位數目為11時，總作業(yè)單位對數為:p=11（11-1）/2=55式中，p為作業(yè)單位對數。 因此，表17中將有55個作業(yè)單位對，即將有55個相互關系。 表17 作業(yè)單位之間綜合相互關系計算表作業(yè)單位對關系密級綜合關系物流關系 加權值：1非物流關系 加權值：1分數等級分數等級分數等級1-23E4A7A1-30U0U0U1-42I4A6E1-50U0U0U1-60U0U0U1-70U0U0U1-81O4A5I1-90U0U0U1-100U2I2O1-110U0U0U2-30U0U0U2-43E3E6E2-50U-1X-1X2-60U0U0U2-70U

23、0U0U2-80U0U0U2-90U0U0U2-100U-1X-1X2-110U2I2O3-42I2I4I3-51O-1X0U3-60U0U0U3-70U0U0U3-80U0U0U3-90U0U0U3-100U-1X-1X3-110U2I2O4-53E2I5I4-62I1O3O4-70U1O1U4-81O2I3O4-90U0U0U4-100U1O1U4-110U2I2O5-62I2I4I5-70U0U0U5-80U-1X-1X作業(yè)單位對關系密級綜合關系物流關系 加權值：1非物流關系 加權值：1分數等級分數等級分數等級5-90U0U0U5-100U1O1U5-110U3E3O6-74A2I6E6

24、-80U0U0U6-90U0U0U6-100U2I2O6-110U0U0U7-80U0U0U7-94A3E7A7-100U1O1U7-110U3E3O8-90U0U0U8-100U-1X-1X8-110U2I2O9-100U2I2O9-110U0U0U10-110U1O1U（續(xù) 表17） 在表17中，綜合關系分數取值范圍為-17，按分數排列得出各分數段所占比例如表18所示。在此基礎上與表19中推薦的綜合相互關系密切程度劃分比例進行對比，若各等級相差太大，則需要對表17中作業(yè)單位對之間的關系密切程度作適當的調整，使各等級比例與表19中推薦的比例盡量接近。表18 綜合相互關系密級等級劃分總分關系密

25、級作業(yè)單位對數百分比（%）7A23.66E35.454I47.332O1120.010U3054.5-1X59.1表19 綜合相互關系密級與劃分比例關系密級符號作業(yè)單位對數比例（%）絕對必要靠近A13特別重要靠近E25重要I38一般O515不重要U2085不希望靠近X010 3.建立作業(yè)單位綜合相互關系表 將表17中的綜合相互關系總分轉化為關系密級等級，繪制成作業(yè)單位綜合相互關系圖，如圖9所示。 圖9 作業(yè)單位綜合相互關系圖8、 工廠總平面布置（1） 綜合接近程度 由于變速箱廠作業(yè)單位之間相互關系數目較多，為繪圖方便，先計算各作業(yè)單位的綜合接近程度，如表20所示。綜合接近程度分數越高，說明各作

26、業(yè)單位越應該靠近布置圖的中心；分數越低，說明該作業(yè)單位應該遠離布置圖的中心，最好處于布置圖的邊緣。因此，布置設計應該按綜合接近程度分數高低順序進行，即按綜合接近程度分數高低順序來布置作業(yè)單位順序。根據表20綜合接近程度排序表得各作業(yè)單位布置順序依次為：1機加工車間；2原材料庫；3組裝車間；4半成品庫；5鑄造車間；6成品庫；7精加工車間；8設備維修車間；9鍛造車間；10熱處理車間；11辦公室（2） 作業(yè)單位位置相關圖在繪制作業(yè)單位位置關系圖時，作業(yè)單位之間的相互關系用表21所示的連線類型來表示。為了繪圖方便，用“ ”內標注號碼來表示作業(yè)單位，而不嚴格地區(qū)分作業(yè)單位的性質。變速箱廠作業(yè)單位位置相關

27、圖如圖10所示表20 綜合接近程度排序表111111111111111表21 關系密級表示法 符號系數值線條數密切程度等級顏色規(guī)范A4絕對必要紅E3特別重要桔黃I2重要綠O1一般藍U0不重要不著色X-1不希望棕XX-2極不希望黑作業(yè)單位序號12345678910111A4UE3UUUI2UOU2A4UE3X-1UUUUX-1O3UUI2UUUUUX-1O4E3E3I2I2O1UO1UUO5UX-1UI2I2UX-1UUO16UUUO1I2E3UUOU7UUUUUE3UA4UO18I2UUO1X-1UUUX-1O9UUUUUUA4UOU10OX-1X-1UUOUX-1OU11UOOOO1UO1OUU綜合接近程度1062133782507排序 2 6 10 1 8 4 3 9 7 115 5 （3） 作業(yè)單位面積相關圖選取繪圖比例1:1000，繪制單位為mm，變速箱廠作業(yè)單位面積相關圖，如圖11所示。(4） 作業(yè)單位面積相關圖的調整1根據變速箱的特點，考慮相關規(guī)定以及各方面的限