减速器工厂的规划设计.docx

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减速器工厂的规划设计

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1、需要采集的信息

1.物料清单

从项目资料中图三所知减速器工厂生产的产品零件清单。

表1为全部的零件清单，表2与表3分别为J***-2系列和J***-3系列减速器以功能为导向的产品结构。

表1 零件清单

序号

数量

名称

1

1

高速小齿轮（外购）

2

1

第一中速轴

3

1

高速齿轮

4

1

第一中速小齿轮

5

1

低速轴

6

1

低速齿轮

7

1

右侧箱体HSG-2,3

8

1

左侧箱体HSG-2,3

9

1

第二中速轴（j***-3）

10

1

第二中速齿轮（j***-3）

11

1

第二中速小齿轮（j***-3）

表2 J***-2系列减速器的产品结构

级别

数量

名称

0

1

2

0

1

J***-2系列减速器

1

1

中速轴装配（第一次）

1

1

低速轴装配

2

1

高速小齿轮（外购）

2

1

第一中速轴

2

1

高速齿轮

2

1

第一中速小齿轮

2

1

低速轴

2

1

低速齿轮

2

1

右侧箱体HSG-2,3

2

1

左侧箱体HSG-2,3

表3 J***-3系列减速器的产品结构

级别

数量

名称

0

1

2

0

1

J***-3系列减速器

1

1

中速轴装配（第一次）

1

1

低速轴装配

1

1

中速轴装配（第二次）

2

1

高速小齿轮（外购）

2

2

中速轴

2

1

高速齿轮

2

1

第一中速小齿轮

2

1

低速轴

2

1

低速齿轮

2

1

右侧箱体HSG-2,3

2

1

左侧箱体HSG-2,3

2

1

第二中速齿轮

2

1

第二中速小齿轮

图1与图2分别为J***-2系列和J***-3系列减速器以产品结构为向导的装配过程。

高速小齿轮（外购）

第一中速轴

中速轴装配

高速齿轮  第一次

第一中速齿轮  J***-2系列减速器

低速轴

低速轴装配

低速齿轮

右侧箱体HSG-2,3

左侧箱体HSG-2,3

图1. J***-2系列减速器装配工艺流程

高速小齿轮（外购）

第一中速轴

高速齿轮  中速轴装配（第一次）

第一中速齿轮

低速轴

低速轴装配  J***-3系列减速器

低速齿轮

右侧箱体HSG-2,3

左侧箱体HSG-2,3

第二中速轴

第二中速齿轮  中速轴装配（第二次）

第二中速小齿轮

图2. J***-3系列减速器装配工艺流程

2.生产工艺

图3为J***-2系列减速器的加工工艺流程图，图4为J***-3系列减速器的加工工艺流程图。

3.生产批量

由于每个零件需要分批进行加工，每个类型的产品批量都是4个星期的需求。

对于产品J100-2第一年的总需求为6000件（见表4），一年为52周，则4周的批量为

。

同样的方法可以计算其他产品的批量（见表5）。

减速器

第一年需求

第二年需求

第三年需求

J100-2

6000

6480

6999

J200-2

3000

3240

3500

J300-2

1200

1296

1400

J100-3

4800

5184

5599

J200-3

600

648

700

J300-3

1800

1944

2100

表4产品的需求

注释：

每年按照8%的增长率

图3.J***-2工艺流程图

图4.J***-3工艺流程图

表5产品的批量

减速器

J100-2

J200-2

J300-2

J100-3

J200-3

J300-3

第一年

462

231

92

369

46

138

第二年

498

249

100

399

50

150

第三年

538

269

108

431

54

162

2、加工设备数量

1.零件数量

从产品的物料清单可以计算出每个产品所需的零件数量。

但减速器工厂有两种完全不同类型的产品

和

，这两种类型的产品有些零件是相同的，但大部分零件是不同的。

不同的10种零件分别是高速小齿轮、高速齿轮、第一中速小齿轮、低速齿轮、低速轴、中速轴、右侧箱体-2、左侧箱体-2、右侧箱体-3、左侧箱体-3。

两种产品中，这10中零件所需要的数量也不同，见表6。

表6 零件数量

零件

J*00-2

J*00-3

零件

J*00-2

J*00-3

高速小齿轮

1

1

中速轴

1

2

高速齿轮

1

1

右侧箱体-2

1

第一中速小齿轮

1

2

左侧箱体-2

1

低速齿轮

1

2

右侧箱体-3

1

低速轴

1

1

左侧箱体-3

1

2加工设备的数量

根据加工工艺和加工设备的关系，能够确定产品在每个加工设备上的加工时间。

加工设备和零件之间的关系见表7。

1）零件加工时间

一个零件在一个加工设备上加工需要的时间由下式计算：

其中，Tp为每个工艺的平均加工时间；Tc为实际加工时间；Tl为装载和卸载时间；Ts为每个批量的准备时间；Q为批量。

一个批次的零件加工所需要的总时间可以通过下面公式计算：

式中：

Tf为零件的加工时间；Q为批量；R为正常运行率；rs为废品率。

2）第三年加工设备数量

根据上面的公式，可以计算出每一个机床加工一个批量的产品需要的加工时间。

机床需要的加工时间除以机床4个星期可以利用的加工时间，就可以计算出该机床需要的数量。

工厂可以安排1、2、3班制度进行产品加工。

表7 加工设备和零件的关系

设备名称

高速小齿轮

高速齿轮

第一中速小齿轮

中速轴

低速轴

低速齿轮

右侧箱体-2

左侧箱体-2

右侧箱体-3

左侧箱体-3

由查阅设计手册数据中给出的各零件加工时间，可计算出每年的零件加工时间的单批次工艺总需时间。

表8为第一年的设备数量表。

表8第一年设备数量

轮班

1班

2班

3班

月可利用加工时间h

160

320

480

设备名称

单批次工艺总时需（h）

源数据

向上取整

源数据

向上取整

源数据

向上取整

锯床

291.00

1.818748313

2

0.909374157

1

0.606249438

1

对中装置

354.59

2.216209242

3

1.108104621

2

0.738736414

1

车床

899.22

5.620150864

6

2.810075432

3

1.873383621

2

滚齿机

1650.87

10.31794014

11

5.158970068

6

3.439313379

4

刨齿机

1365.60

8.535017909

9

4.267508955

5

2.84500597

3

铣床

761.94

4.762095316

5

2.381047658

3

1.587365105

2

汽缸磨床

694.44

4.340246999

5

2.1701235

3

1.446749

2

清洗和密封装置

345.48

2.159246124

3

1.079623062

2

0.719748708

1

绞孔机

208.14

1.300905114

2

0.650452557

1

0.433635038

1

表面磨光机

223.26

1.395382733

2

0.697691367

1

0.465127578

1

加工中心

1199.82

7.49888295

8

3.749441475

4

2.49962765

3

多轴钻床

205.55

1.284667987

2

0.642333994

1

0.428222662

1

镗床

936.40

5.852482918

6

2.926241459

3

1.950827639

2

安装、卸载芯轴装置

377.89

2.361818421

3

1.180909211

2

0.787272807

1

其中设备数量=单批次工艺所需时间/月可利用加班时间。

依次可得第二年与第三年的所需的设备数量。

表9为各设备的费用表。

表9设备费用所需表

各设备费用总和

设备维护成本

设备购买成本

锯床

38500

3500

35000

对中装置

55000

5000

50000

车床（CNC）

220000

20000

200000

滚齿机

181500

16500

165000

刨齿机

104500

9500

95000

铣床

88000

8000

80000

汽缸磨床

165000

15000

150000

清洗和密封装置

4400

400

4000

绞孔机（钻床）

132000

12000

120000

表面磨光机

165000

15000

150000

加工中心

352000

32000

320000

多轴钻床

220000

20000

200000

镗床

165000

15000

150000

安装、卸载芯轴装置

2750

250

2500

由上表可以得出各班每年的设备与人员总成本费用。

表10为各班制设备总费用。

表11为人工与设备总成本表。

表10各班制设备费用

表11人工与设备总成本表

人工与设备成本（美元）

时间

轮班

人工成本

设备成本

总成本

第一年

1班

52000

10625450

10677450

2班

119600

5613300

5732900

3班

249600

3989150

4238750

第二年

1班

57200

11736450

11793650

2班

131560

6350300

6481860

3班

274560

4478650

4753210

第三年

1班

62920

11268950

11331870

2班

144716

6168800

6313516

3班

302016

4154150

4456166

设备名称

高速齿轮

第一中速小齿轮

高速小齿轮

低速齿轮

中速轴

低速轴

右侧箱体-2

左侧箱体-2

右侧箱体-3

左侧箱体-3

合计

表12

采用DCA法形成的单元

由上表可知，3班制的成本最低，所以采用3班制。

由表7作为数据源，采用DCA法形成单元即车间模式。

表12为DCA法形成的单元车间。

根据表12可划分为3个车间。

其第一年车间的设备安排表见表13。

第二三年设备人员安排类似于第一年。

表13. 第一年车间设备人员安排表

时间

车间

设备序号

设备名称

设备数量

共用设备

人数

各车间人数

第一年

1

14

安装卸载心轴装置

1

清洗和密封装置

1

9

1

表面磨光机

1

1

2

绞孔机

1

1

3

滚齿床

2

2

4

刨齿床

1

1

5

车床

1

1

7

清洗和密封装置

1

1

8

镗床

1

1

2

3

滚齿床

2

2

11

4

刨齿床

2

2

5

车床

1

1

6

铣床

2

2

9

对中装置

1

1

10

汽缸磨床

2

2

11

锯床

1

1

3

8

镗床

1

1

5

12

加工中心

3

3

13

多轴钻床

1

1

第一年到第三年各个车间所需工人人数见表14

表14.需要的工人数量

时间

车间

每班工人数

工人总数

第一年

1

9

75

2

11

3

5

第二年

1

10

84

2

12

3

6

第三年

1

9

78

2

11

3

6

3、工厂布局和车间布局

1.物流分析

虽然每个车间的布局是一条生产线，但是生产线上的某些步骤需要几个同样的加工设备。

所以，为了节省空间，如何把这些设备放在一起需要仔细的考虑。

给14种设备代码，见表15.

表15.设备编码

序号

设备名称

高速小齿轮、高速齿轮、第一中速小齿轮、低速齿轮、低速轴、中速轴、右侧箱体-2、左侧箱体-2、右侧箱体-3、左侧箱体-3这10个零件。

每个加工工艺都需要不同的设备，具体工艺流程见表16.

表16.工艺流程

编号

零件

工艺流程

1

高速小齿轮

E

F

B

C

D

G

H

A

2

高速齿轮

K

J

N

B

J

D

I

A

3

中速小齿轮

K

J

N

B

J

D

I

A

4

低速齿轮

B

C

D

I

A

5

低速轴

E

F

B

G

H

A

6

中速轴

E

F

B

G

H

A

7

右侧箱体-2

L

M

J

A

8

左侧箱体-2

L

M

J

A

9

右侧箱体-3

L

M

J

A

10

左侧箱体-3

L

M

J

A

2.车间面积

根据每个加工设备的面积，可以计算出每个车间需要的最小面积。

表17为按照第三年，采用3班制计算出的3个车间需要的面积