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设施规划与物流分析
课程设计报告
成都理工大学
核技术与自动化工程学院
设施规划与物流分析课程设计任务书
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套变速箱的生产厂。
（一）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中。
图1 变速箱装配图
表1 零件明细表
(二)作业单位划分
根据变速箱的结构及工艺特点，设立如表2所示的11个单位，分别承担原材料储存、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
（三）生产工艺过程
变速箱的零件较多，但是大多数零件为标准件。假定标准件采用外购，总的工艺过程可划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 变速箱零件加工工艺过程表
生产出的零件加工完经过各车间检查合格后，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得情况。
（5）成品库存
所有合格变速箱均存放在成品库存等待出厂。
（四）产品——产量分析
生产的产品品种的多少及每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。根据以上内容可知，待布置设计的变速箱厂的产品单一，产量大，年产量为100000套，属于单件大批量生产，适合于按产品原则布置，宜采用流水线的组织形式。
（五）产品工艺过程分析
（1）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的分析，计算每个工艺过程各工序加工前工件单件重量及产生的废料重量，并根据全年生产量计算全年物流量如表9所示：
表9 各零件物流量计算
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图如图2~图7。图中序号分别是：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－标准件、半成品库，8－锻造车间。
（3）绘制产品总工艺过程图
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。所有零件在组装车间集中组装成变速箱成品。所有成品都在组装车间进行测试，不合格的就在组装车间进行修复，合格后送入成品库，不考虑成品组装不了的情况。所有合格品均存放在成品库等待出厂。将变速箱所有工艺过程汇总在一张图中，得到变速箱总工艺过程图如图8：
原材料
原材料
原材料原材料原材料原材料
.04167
.01250
图8 减速箱总工艺过程图
（4）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，将总工艺过程中的产品按物流强度大小顺序，由左至右排列于产品工艺过程表中。最左边的产品物流强度最大，从左到右物流量强度逐渐递减，这样得到变速箱初始工艺过程表如表10：
表10 产品初始工艺过程表
有产品初始工艺过程表可知按照现在的工艺顺序，存在物流倒流的情况，为了使物流顺流强度W 达到最大，可对某些作业顺序进行交换。经计算发现将作业单位7 置于作业单位2、3之间，可是顺流强度达到最大。通过调整得到较佳工艺过程如下表11所示。
表11 较佳产品工艺过程表
（六）物流分析
（1）绘制从至表
根据变速箱较佳工艺过程表11，绘制变速箱工艺过程物流从至表12。
表12 减速箱加工工艺从至表（单位t）
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13：
表13 物流强度汇总表
将各作业单位队的物流强度按大小排序，自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确定。针对变速箱的工艺过程图，利用物流强度汇总表中统计的物流量，按由小到大的顺序绘制物流强度分析表14：
表14 物流强度分析表
根据以上分析，绘制作业单位物流相关图，如图9所示。
作业单位名称铸造车间热处理车间机加工车间精密车间
标准件、办成品库组装车间锻造车间成品库办公、服务楼设备维修车间
原材料库U U U
U U U U U U
U
U
U U U
U U U
U U
U
A
U U U U U U U U U I
U
U U
A U O U U U I I U U U E U U U I E I
U
U E
图9 作业单位物流相关图
（七）作业单位非物流相互关系分析
针对变速箱生产特点，制定个作业单位之间相互关系密切程度理由如下表15：
表15 减速箱各作业单位关系密切程度理由
据此制定变速箱基准相互关系表16：
在此基础上建立非物流作业单位相互关系图，如图10 ：
作业单位名称铸造车间热处理车间机加工车间精密车间
标准件、办成品库组装车间锻造车间成品库办公、服务楼设备维修车间
原材料库I/8X/6O/7
U U U
U U
U U
U U U U
U
U U
U U
A/3U U U U I/3U U U E/3U U U I/1U E/3U U U I/3U U
A/3I/8O/8X/6X/6X/6
X/6I/8I/2I/2E/2
I/2
I/2I/2
图10 作业单位非物流相关图
（八）作业单位综合相互关系分析
从上面两图可知，变速箱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的综合相互关系密切程度，需要将两表合并再分析判断。其合并过程如下： （1）选取加权值
加权值大小反映工厂布置时考虑的侧重点，对于变速箱来说，物流因素（m ）影响并不明显大于其他非物流因素（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物流关系等级的高级进行量化，并加权求和，求出综合相互关系如下表所示。
当作业单位数目为11时，总作业单位数目对数为： P=11(11-1)2=55
因此，下表17将有55个作业单位对，即55个相互关系
表17 作业单位之间综合相互关系计算表
在表17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18所示。在此基础上与表18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17中关系密切表中的作业单位对之间的关系密切程度做适当的调整，使各等级比例与表19尽量接近。
表18 综合相互关系密级等级划分
表19 综合相互关系密级与划分比例
（4）建立作业单位综合相互关系表
将综合相互关系表总分转化为关系密度等级 ，绘制成作业单位综合相互关系图11：
作业单位名称铸造车间热处理车间机加工车间精密车间标准件、办成品库组装车间锻造车间成品库办公、服务楼设备维修车间
原材料库U U
U
I U U U
U U U U U
U U
U U
U U U U U U U U U U U U I
O U
O
E I
E I O I A O O O O O X X U U O
I
I
I U U
U
图11 作业单位综合相互关系图
(九)工厂总平面布置
（1）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：
表20 综合接近程度排序表
根据上表得到个作业单位布置顺序依次为：
1.机加工车间，
2.标准件、半成品库，
3. 组装车间，
4. 设备维 修车间 ，
5.精密车间 ，
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。 （2）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21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。
表21 关系密级表示法
变速箱作业单位位置相关图如下图12
1
2
4
56
11
9
7
8
10
3
图12 位置相关图
（3）作业单位面积相关图
选取绘图比例1：1000，绘制单位为 mm ，绘制变速箱厂作业单位面积相关图如下图13：