1、武汉理工大学工业工程综合课程设计工业工程综合课程设计任务书学生姓名： 李 帅 专业班级： 工业工程 指导教师： X 老师 工作单位： 机电工程学院 题 目: 某减速器厂平面布置设计及及工位人因改进设计 初始条件：企业现状：某减速器厂因整体搬迁，需对新厂区进行规划设计，并对原有生产系统进行重新改造设计。新厂区有地 30000 平方米，厂区南北为 150 米，东西宽 200 米，南边和西边紧邻其他企业，只有紧邻公路的北边和东边可以设置厂门进出。该厂有工人 300 人，计划建成年产 180000 套减速器的生产厂。减速器生产工艺过程：减速器由 39 个零件构成，但是大多数零件为标准件。假定标准件采用
2、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。机盖、机座、大齿轮、轴、齿轮轴、端盖六类零件为自制件，其工序内容分别为： 机盖： 备料 铸造 粗铣，镗，钻 精铣，镗 暂存。 机座： 备料 铸造 粗铣，镗，钻 精铣，镗 暂存。 大齿轮： 备料 锻造 正火 车，铣，镗，钻 调质 滚齿 渗碳淬火 磨削 暂存。 轴： 备料 粗车，磨，铣 精车 渗碳淬火 磨 暂存。 齿轮轴： 备料 锻造 正火 粗车、镗、钻 探伤、调质 半精车、滚齿、铣键槽 齿部渗碳淬火 磨削 暂存。 端盖：备料 铸造 精车 暂存。作业单位信息和相关数据：根据减速器的结构及工艺特点，设立如表 1 所
3、示 11 个单位，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 1 作业单位建筑汇总表序号 作业单位名称 用途 建筑面积(m 2) 备注1 原材料库 储存钢材、铸锭 2030 露天2 铸造车间 铸造 20253 热处理车间 热处理 20124 机加工车间 车、铣、钻 2036武汉理工大学工业工程综合课程设计5 精密车间 精铣、精镗、磨削 20366 标准件、半成品库 储存外购件、半成品 20257 组装车间 组装变速器 20368 锻造车间 锻造 20259 成品库 成品储存 152010 办公、服务楼 办公室、食堂等 806011 设备维修车间 机床
4、维修 1525要求完成的主要任务: 针对给定的工厂实例，完成下列工作：（1）采用系统布置设计（SLP）方法进行某减速器厂的总平面布置设计。1) 产品分析，产品产量分析，确定生产类型。2) 生产工艺过程分析，绘制工艺过程图。3) 进行物流分析，得到作业单位物流相关图。4) 进行作业单位相互关系分析，得到作业单位非物流相关图。5) 将作业单位物流相关表与非物流相互关系表加权合并，得出作业单位综合相互关系图。6) 绘制作业单位位置相关图。7) 按制图标准（用坐标）绘制作业单位面积相关图。8) 产生工厂总体布置设计方案并进行分析评价。（2）对减速器零件加工工位进行人因分析及改进设计（未选修过“基础 I
5、E”课程的同学完成）1）对操作者的作业环境进行人因分析；2）对某操作或使用的设备（如工作台柜）进行人因改进设计。时间安排：序号 设计内容 时间（天）1 资料查阅，设计任务分析及总设计方案的确定； 12 工厂总体分析与平面布置设计 53 完成总布置设计说明书 24 零件加工工序的工作研究 45 完成零件加工工序相应分析与设计说明书 26 课程设计答辩 1合 计 15指导教师签名： 年 月 日系主任（或责任教师）签名： 年 月 日武汉理工大学工业工程综合课程设计目录引言 .11产品分析 .21.1产品产量（P-Q）分析 .21.2 生产类型的确定 .32产品工艺过程分析 .52.1 工艺分析 .5
6、2.2 工艺过程图的绘制 .83物流分析 .123.1 物流量分析、计算 .123.2 作业单位之间的物流相关图 .164非物流关系分析 .194.1 作业单位相互关系分析 .194.2 作业单位非物流相关图 .205作业单位关系综合分析 .216作业单位位置关系分析 .237作业单位的详细布置设计 .258厂区总体布局设计 .289加工工位人因分析及改进设计 .319.1对操作者的作业环境进行人因分析 .319.2工位人因改善设计 .349.2.1 工作台需求分析 .349.2.2 工作台功能分析 .349.2.3 工作台方案设计 .35课程设计小结 .37参考文献 .38附录 .39武汉理
7、工大学工业工程综合课程设计1引言综合课程设计是对我们同学多门学科综合应用的能力的全面锻炼，本次课程设计的设计内容为，对某减速器厂平面布置设计及工位人因改进设计。我根据老师给出的课设任务书，按照规定的时间依次完成各项任务，先对产品产量进行分析，得出该厂的各零部件的需求量，根据产量信息假定该厂的生产方式。确定生产方式后，绘制减速器六大自制零件的零件加工工序过程图，并绘制总的工序过程图。根据工序过程、零部件需求量以及工件信息，计算物流量，确定各个工作单位之间的物流量，从而绘制物流相关图。通过对各工作单位之间的非物流关系分析，确定各部门之间的非物流关系等级，绘制非物流关系相关图。通过物流关系相关图与非
8、物流关系相关图的加权计算并运用少量定性分析得出综合相关图，从而确定各工作单位之间的关系等级。通过各工作单位之间的关系等级的高低，绘制工作单位之间的位置相关图即线形图，再利用相关关系表运用关系表法得出无面积拼块图，再加上各单位的空间要求，以及厂区的总体面积限制，绘制面积相关图。确定面积相关图之后，制定厂区的布置方案，设置两种方案进行分析对比，选择最佳方案，确定厂区布置的最终方案。武汉理工大学工业工程综合课程设计21 产品分析1.1 产品产量（P-Q）分析根据前题中给出的相关信息可知，规划新厂的年产量为 180000套减速器，减速器由 39个零件构成，但是大多数零件为标准件。假定标准件采用外购，机
9、盖、机座、大齿轮、轴、齿轮轴、端盖六类零件为自制件，减速器零件明细表如下：表 1.1减速器零件明细表产品名称 减速器 产品代号 160 计划年产量 180000序号 零件名称 自制 外购 材料 总计划需求量 单件重量/kg39 垫圈 65Mn 360000 0.00438 螺母 Q235 360000 0.01137 螺栓 Q235 540000 0.03236 销 35 360000 0.02235 防松垫圈 Q215 180000 0.01034 轴端盖圆 Q235 180000 0.05033 螺栓 Q235 360000 0.02032 通气器 Q235 180000 0.03031
10、视孔盖 Q215 180000 0.05030 垫片 橡胶纸 180000 0.00429 机盖 IIT200 180000 2.50028 垫圈 65Mn 1080000 0.00627 螺母 Q235 1080000 0.01626 螺栓 Q235 1080000 0.10325 机座 HT200 180000 3.00024 轴承 360000 0.45023 挡油圈 Q215 360000 0.00422 毡封油圈 羊毛毡 180000 0.004武汉理工大学工业工程综合课程设计321 键 Q275 180000 0.08020 定距环 Q235 180000 0.09019 密封盖
11、Q235 180000 0.05018 可穿透端盖 HT150 180000 0.04017 调整垫片 08F 360000 0.00416 螺塞 Q235 180000 0.03215 垫片 橡胶纸 180000 0.00414 游标尺 180000 0.05013 大齿轮 40 180000 1.00012 键 Q275 180000 0.08011 轴 Q275 180000 0.80010 轴承 360000 0.4509 螺栓 Q235 4320000 0.0258 端盖 HT200 180000 0.0507 毡封油圈 羊毛毡 180000 0.0046 齿轮轴 Q275 1800
12、00 1.4005 键 Q275 180000 0.0404 螺栓 Q235 2160000 0.0143 密封盖 Q235 180000 0.0202 可透视端盖 HT200 180000 0.0401 调整垫片 08F 360000 0.0101.2 生产类型的确定由题可知，本次设计的新厂的年产量为 180000，涉及的总面积达到 30000平方米。平均每天要生产 180000365493（件）该新厂预计的生产能力较为可观。生产方式的我们可在订单生产方式和库存生产方式之间选择一个。武汉理工大学工业工程综合课程设计41、订单生产方式。它是根据用户提出的具体订货要求后，才开始组织生产，进行设计
13、、供应、制造、出厂等工作。生产出来的成品在品种规格、数量、质量和交货期等方面是各不相同的，并按合同规定按时向用户交货，成品库存甚少。因此，生产管理的重点是抓“交货期“，按“期“组织生产过程各环节的衔接平衡，保证如期实现；2、库存生产方式。它是在对市场需要量进行预测的基础上，有计划地进行生产，产品有一定的库存。为防止库存积压和脱销，生产管理的重点是抓供、产、销之间的衔接，按“量“组织生产过程各环节之间的平衡，保证全面完成计划任务。确定生产类型需要根据该产品的市场环境确定。如果该产品是一种很有竞争力的新兴减速器产品，那么此时市场的需求量比较大，可以不用考虑滞销，压仓的情况，可以采用库存生产方式，并
14、进行连续生产。如果产品的市场需求量不是很大，为了防止滞销、产品库存积压，可以采用订单生产的方式。由于该厂年产量为预期的 180000件，因此我们可知该产品的市场需求量比较大，需求稳定。此处我们采用库存生产方式连续生产。武汉理工大学工业工程综合课程设计52 产品工艺过程分析2.1 工艺分析根据已知的信息可知：减速器由 39个零件构成，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。机盖、机座、大齿轮、轴、齿轮轴、端盖六类零件为自制件，其工序内容分别为：机盖： 备料 铸造 粗铣，镗，钻 精铣，镗 暂存。机座： 备料 铸造
15、粗铣，镗，钻 精铣，镗 暂存。大齿轮：备料 锻造 正火 车，铣，镗，钻 调质 滚齿 渗碳淬火、磨削 暂存。轴： 备料 粗车，磨，铣 精车 渗碳淬火 磨 暂存。齿轮轴：备料 锻造 正火 粗车、镗、钻 探伤、调质 半精车、滚齿、铣槽 齿部渗碳淬火 磨削 暂存。端盖： 备料 铸造 精车 暂存。根据已知条件计算各工序间的工件质量变化，绘制工序过程表：表 2.1 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 机盖 29 HT200 2.500 180000 序号 作业单位名称 工序内容工序材料利用率（%）至下质量/kg 废料/kg1 原材料库 备料 4.218 2 铸造车间 铸造
16、78 3.290 0.9283 机加工车间 粗铣、镗、钻 80 2.632 0.658 4 精密车间 精铣、精镗 95 2.500 0.132 5 半成品库 暂存 武汉理工大学工业工程综合课程设计6表 2.2 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 机座 25 HT200 3.000 180000 序号 作业单位名称 工序内容工序材料利用率（%）至下质量/kg 废料/kg1 原材料库 备料 5.264 2 铸造车间 铸造 75 3.948 1.316 3 机加工车间 粗铣、镗、钻 80 3.158 0.7904 精密车间 精铣。精镗 95 3.000 0.158 5
17、 半成品库 暂存 表 2.3 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 大齿轮 13 45 1.000 180000 序号 作业单位名称 工序内容工序材料利用率（%）至下质量/kg 废料/kg1 原材料库 备料 1.921 2 锻造车间 锻造（正火） 78 1.498 0.4233 机加工车间 车、铣、镗、磨 80 1.198 0.300 4 热处理车间 调质 1.198 5 机加工车间 滚齿 87 1.042 0.156 6 热处理车间 渗碳淬火 1.042 7 精密车间 磨 96 1.000 0.042 8 半成品库 暂存 武汉理工大学工业工程综合课程设计7表
18、2.4 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 轴 11 Q275 0.800 180000 序号 作业单位名称 工序内容工序材料利用率（%）至下质量/kg 废料/kg1 原材料库 备料 1.134 2 机加工车间 粗车、磨、铣 80 0.907 0.227 3 精密车间 精车 90 0.816 0.091 4 热处理车间 渗碳淬火 0.816 5 精密车间 磨 98 0.800 0.016 6 半成品库 暂存 表 2.5 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 齿轮轴 6 Q275 1.400 180000 序号 作业单位名称 工序内容工序材料利用率（%）至下质量/kg 废料/kg1 原材料库 备料 2.233 2 锻造车间 锻造 2.233 3 热处理车间 正火 2.233 4 机加工车间 粗车、铣、钻 80 1.786 0.447 5 热处理车间 探伤、调质 1.786 6 机加工车间半精车、滚齿、铣键槽80 1.429 0.3577 热处理车间 齿部渗碳淬火 1.429
