设备规划与物流分析一、课程设计题目年产11.3万套减速箱厂总平面布置设计二、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100000套减速箱的生产厂。

（一）减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 减速箱装配图2变速箱厂总平面布置设计（二）作业单位的划分根据减速箱的结构及工艺特点，设立如表2-2所示的11个单位，分别承担原材料的存储。

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。

3（三）减速箱生产工艺过程减速箱的零件较多，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制作与外购、半成品暂存、组装、性能测试、产品存储等阶段。

1、零件的制作与外购制作的零件如表2-3～表2-8，表中的利用率为加工后产品与加工前的比率。

42生产出的零件加工完经过车间检验合格后，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减速箱成品。

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、成品存储所有合格减速箱均存放在成品库等待出厂。

三、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113000台，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。

四、产品工艺过程分析(一)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流量。

具体计算过程如表4-1所示(二)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， 6—半成品库， 8—锻造车间。

5设备规划与物流分析表4-1全年生产量计算全年物流量6变速箱厂总平面布置设计7图4-1 机盖物流量0.79720.63780.0510图4-4 轴物流量0.1516 0.04300.0163图4-3 大齿轮物流量0.2240.02040.3111图4-2 机座物流量0.6753 0.7650.0612设备规划与物流分析8(三) 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。

图4-5 齿轮轴物流量0.3759 0.07520.0286 原材料图4-6 端盖物流量变速箱厂总平面布置设计注：装配顺序为：齿轮轴—外购件—轴—端盖—外购件—箱体—外购件—机座—机盖—外购件—外购件—外购件（四）绘制产品的工艺过程表。

初始工艺过程表9设备规划与物流分析较佳工艺过程表五、物流分析（一）绘制从至表根据变速箱较佳工艺过程表5-1，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 )10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。

（三）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，自从达填入物流强度分析表中，根据物流强度分别划分物流强度等级。

作业单位对或称为物流路线的物流强度等级，应按物流路线比例或承担的物流量比例来去确定。

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

11（四）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表，如图5-1所示。

12图5-1作业单位物流相关图六、作业单位非物流相互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6-2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。

13七、作业单位综合相互关系分析从表5-1和表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，对于变速箱厂来说，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：N=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。

1415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。

4.建立作业单位综合相互关系表将图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。

16图7-1作业单位综合相关关系图八、工厂总平面布置(一)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。

17根据表8-1综合接近程度排序表得各作业单位布置顺序依次为：机加工车间；组装车间；原材料；半成品库；铸造车间；成品库；精密车间；热处理车间；设备维修车间；锻造车间；办公服务楼。

(二)作业单位位置相互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，用相应符号来表示作业单位，以便区分作业单位的性质。

变速箱作业单位位置相关关系如图8-2表示。

18图8-1变速箱厂作业单位位置相关图(三)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。

19图8-2 变速箱厂作业单位面积相关图（四）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见下图。

最终方案一20变速箱厂总平面布置设计一案方终最Ⅰ录附21设备规划与物流分析二案方终最Ⅱ录附22变速箱厂总平面布置设计九、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。

由综合排序可选出方案一为最佳方案，因此选此方案为变速箱厂的总体布置方案。

十一、设计体会和心得毕业前的最后一个课程设计，几年的工业工程，专业课和基础课也学了不少，但是我觉得，真正让我有兴趣的，是物流设施与规划涉及到的相关实例的分析。

本次课程设计，对我来说既是一种对新知识的检验，同时也是自己将所学知识用于实践的一个平台。

在刚拿到课题时，我很激动，因为整个物流工程分为几大块：厂址选择、设施规划、仓储搬运系统设计等。

前面的几个部分，我自认为是掌握的很不错的，除了弄懂黄国栋老师的课堂知识外，自己还主动找了很多关于物流方面的案例、书籍、期刊等进行参考，从中也了解到不少国内外物流方面的新知识。

即便如此，在进行课程设计的过程中，我还是遇到了很多问题。

比如说物流等级的划分原则，位置相关图的确定方法等。

每次遇到问题，我都会带着疑问，向老师请教。

在整个课程设计的过程中，要是没有高成冲老师和黄国栋的教导，我相信自己也不能顺利完成这次减速箱厂总平面布置设计及其生产计划制定。

三周的课程设计很快就结束了，在经过老师多次指导指点后，我从自己的错误中，发现了自己的很多不足，同时对这门课程的认识也更深了一个层次。

从厂23设备规划与物流分析址选址，到设施规划，最后到具体的搬运系统设计，整个物流工程就是以这样一条由宏观，到微观，由整体，到模块的一种系统化方法来进行工程设计的。

几大块之间相互制约，相互影响。

最后确定厂址规划。

以戴明的观点来阐述就是：“剔除一切不能产生利润的东西。

”这也是我们工业工程学生所应该具备的一种管理理念。

一切不产生效率的东西，都应该摒弃。

最后，我要感谢在整个过程中为我们答疑解惑的高成冲老师和黄国栋老师，对我们的问题，他们都进行了很详细且透彻的解答，这才使我们都能顺利完成此次任务，并且从中学到了很多知识。

十二、参考文献【1】伊俊敏.《物流工程》.北京：电子工业出版社，2009，11【2】蒋祖华.《工业工程专业课程设计指导》.北京：机械工业出版社，1999，12【3】齐二石.《工业工程学》.天津：天津科技出版社，2003，1【4】吴青一.《物流学》.北京：北京科技大学出版社，1995，【5】朱耀祥.《设施规划与物流》.北京：机械工业出版社，1992，824。