大将集团总工艺布局

千军一将

大将集团新厂总工艺布局

摘要：华东大将集团公司新厂投产已经大半年了，经过近一年的酝酿，多次的总工艺布局的修改和完善，三年的建造，终于建成投产了。本文简述了 总容积率的确定、布局的物流因素、功能因素、工具因素、动力因素、流水线因素、设备类型因素、绿化因素、人员因素等等，为新厂建设做出了指导意见。

关键词：新厂、因素、布局、确定。

第一部分 总容积率的合理确定

大将集团新厂长（东西方向）为300M，宽为240M，建设两个大型的总装配车间，一个金加工车间，一个钣焊车间，一个表面处理车间，一个试验车间。各个车间的正面设计办公楼或是辅房，由于东西邻居和北面都是工厂或是河流，所以工厂的正面朝南。决定了主要的车间是南北向的。

南北方向上，正面的主干道为12M，绿化带为26M，在26M的绿化带里面还设计了11M的电动车棚，背面的主干道是10M，绿化带是11M，设计一个试验车间和试验场地为东西向的宽度为27M，这样实际的建筑占地宽度为148M，每个车间设计一个10米的辅房，这样车间的最大长度就是138M。

东西方向上，首先确定第一个车间车间T重型车辆车间的位置，考虑到公司的发货大车长24M，最小的道路宽度必须达到18M（实际由于布局不够设计了16M，为后续的使用产生了一些隐患）。由于道路的不规则，南面达到了21M，重型车辆车间需要三跨，按照普通的21M一跨计算，就是63M。紧接着是一个露天车间，最初的设计是个钢材库，由于钢材长度为12M长，所以设计了一台15M的标准行车，这样也将露天车间的宽度确定了为15M。露天车间紧接着的是一个金工车间(车间N)，按照使用要求，这个车间需要三跨，按照普通的21M一跨计算，就是63M。三个连续的车间后必须有个物流通道，这个通道是物流的主干道，我们设计为18M。这样还剩余125M，还有一个扳焊车间和一个机车装配车间需要布局。扳焊车间需要一个钢材库，这个最小需要15M（实际上我们通过对行车的改造实现了13.5M）。由于形状的不规则，实际上南面有22M，还有103M，按照常规的21M一跨来算只能有四跨了，除掉四跨的车间—设计为两个两跨的车间车间M和五，还剩余一条16M的道路。由于转向不方便，这条道路只能用为辅助道路。

加上东西向的一个试验车间，这样，总的占地面积为68885平方米，总的建筑占地面积为48220平方米。总的容积率为0.7,符合相关的标准要求。

简述为 道路、车间以及功能、绿化、外场的使用功能（有的时候还包括辅助功能，例如停车场，电动车棚等）等组成了整个新厂的总布局。

第二部分 布局的物流因素中的功能因素

新厂的布局必须考虑物流的因素，而物流的因素涉及到了各个车间单体的功能、（厂内、厂外）运输的方式、装卸的方式、物料的中转、物料从原材料到半成品到成品出厂到废料的处理等等方面。

由于本公司有两大装配车间，一个表面处理车间，基本上所有的成品出厂都需要表面处理，因此将表面处理车间摆到了中心的位置。因此，整个新厂的总体布局最好的是：成π（PAI)型布局，或则是成u型布局，布局的关键是物流的简洁快速，方便合理。这个π（PAI)型布局或是U型布局的底部就是表面处理车间，这样所有的物料进出都方便，但是由于我们的宽度的局限（前一章已经简述），不可能设计成这个布局，所以各个车间设计成了平行的布局。

我们一共设计了六个车间，除了特例的试验车间必须连接试验场地外，其余的车间平行排开，如何确定其中的功能，必须考虑物流的因素。

首先是扳焊车间，一般他需要原材料最多--各类的板材、型材、棒料；还需要加工这些原材料的氧气、丙烷、二氧化碳、天然气等等。前者需要大型的堆场，面积为工厂所需的各类原材料的平铺面积X1.5；后者需要建设气站，距离建筑物需要15米以上的距离。距离消防通道越近越好。物流从原材料流入钣焊，部分的钣焊件直接进入表面处理车间，部分的钣焊件进入外加工的表面处理，大部门的需要进入金工车间加工。因此决定扳焊车间必须是在最东面或是最西面的围墙边上。由于我们在最东面的车间T重型车辆车间的南面设计了公司的办公大楼，由于扳焊车间的噪音、粉尘等因素，确定扳焊车间不能布置在最东面，因此只能布置在最西面，而同时扳焊车间的西面设计堆料场地。

其次是表面处理车间，表面处理车间具有噪音、粉尘、废水等等污染源，虽然现在的处理设备很先进，但是不能与办公大楼并列，最好是设计在下风头，考虑到表面处理车间的室外设备部分很大，因此也不能放在正中间，因此布置在最西面的车间W是合适的，同时方便扳焊的无聊进出。当然整个车间可能略显拥挤，但是我们可以通过局部的工艺压缩来处理。

第三是中型车辆装配车间和重型车辆装配车间，这两个车间由于有频繁的大型车辆进出，从表面处理车间的进出无聊也很频繁。因此靠近主干道和接近表面处理车间是首选。首先计算两个车间的使用面积，初步设计为两个车间分别布置在车间T和车间M，满足上面的需要。车间T6800平方米，车间M5800平方米。按照使用功能两个车间都能满足需要。但是车间T长度为108M，车间M长度为138M，两个车间都需要设计装配流水线，但是重型车辆的仅仅需要60M，左右就可以了，而中型车辆车间需要一天大于100米的总装配自动化流水线，这样，车间M就成了中型车辆车间是首选。而且，中型车辆车间从表面处理车间来的物流明显大于重型车辆车间，将车间M设计为中型车辆车间是合适的。

这样车间T就成了重型车辆车间。重型车辆的主要物流从东面的主干道进出。由于道路的宽带受限，事实上大宗的物流（24米长车）进出有些困难，这是后话。

剩余车间N设计成为金工车间，由于金工车间的物流虽然频繁但是没有大型物流，所以没有问题。

最后还剩余一个仓储问题。我们公司的仓储有六个方面，第一个是中型车辆的成品仓储，由于中型车辆是可以移动的，所以只要设计一个发车台，将停放在车间某个地方的车辆开上去就可以了。第二个是重型车辆的成品，考虑到重型车辆的重量比较大（10多吨），所以最好是接近重型车辆装配车间，减少移动量，我们设计在重型车辆车间的东面，靠近东面主干道。第三个是配件的仓储，我公司的配件有大量的物流，而且都是大型车辆，因此这个也必须设计在靠近主干道附近，这样我们将车间N的西跨（主干道的东面）中的一部分设计为配件的发料包装部，方便物料进出。第四部分是小件零部件，我们设计在多层车间的二楼，依靠货梯上下。第五部分是进出表面处理车间的物流，由于都是小型物流，可以临时在车间W停留，只要及时流动就可以了。第六个部分是半成品，由于是小型物流，在各个车间空出一块就可以了。

试验车间也有物流进出，中型车辆可以移动没有问题，重型车辆的移动我们设计了一条电动平板车连接车间T和车间L，保证物流的移动通畅。

千军一将

第三部分 布局的物流因素中的工具因素
物料的流动需要工具，现在的物流工具无非是以下方面：
第一是叉车：这个适用于仓储、车间之间、工位之间等等的物流，叉车的好处是方便，从存放工位直接可以到安装工位（只要有通道），但是叉车也有缺陷，不适合不规则的物体的转运，这种情况下，需要做工位器具来协助叉车运输，对于多品种的小批量的生产，这个的成本很高，包括安置工位器具的成本。叉车又分为电瓶叉车和柴油机叉车，前者没有污染，方便便捷，但是有时间限制，需要充电，后者动力大，但是噪音大。同时叉车的选择还要考虑工作时间的转弯半径。
   第二是电动平板车：这个适合短距离的车间之间的物流，因为速度低，而且不能交叉物流，不可能跟火车一样修双轨道，一条轨道上只能有一到两台车，而且不能转弯，但是适合多类的品种的运输，例如，单个厂房的各跨之间的运输，以及两个车间之间的物料运输，但是基本不适合两个以上的车间之间的物料运输。
第三是电动车：这个是方便快捷的运输方式，但是上下料需要行车的帮助或叉车的帮助，不大适合大型物料的运输，而且电动车的更换蓄电池的成本和污染，所以应该较少考虑。
0 A$ d7 j8 \5 z( q* Z2 A   第四是行车：这个分为天上的行车和地下的行车，常规来说，天上的行车只是跨内的物流的运输和上下的运输，天上的行车还分为高层和中层行车，高层行车充分利用起吊高度，中层行车充分利用位置。高层的行车是有限的，中层的行车（半门吊和葫芦吊）是可以设计很多的，例如流水线上方，高层的行车只需要一到两台，但是中层的可以是多台。地下的行车是建筑物或是室内单元之间的联系的桥梁，地下的行车事实上与电动平板车没有区别，上面可以安装轨道，可以让电动平板车交叉使用，在涂装或焊接金工交叉的情况下，在空间使用充足的情况下可以使用。
3 }7 t: X- [; G3 J( k行车的设计是厂房布局设计的关键。
( R* H- k9 V1 d! m5 n# u' [4 R由于行车关系到立柱和基础，所以在行车的吨位固定的情况下，整个厂房的结构就固定了，当然行车包括跨度和吨位。常规来说，设计院的设计余量只有20%，所以要想在后续的工艺布局的更改或改造中改变行车的级别是很困难的。因此需要考虑行车的吨位和发展的关系以及经济允许的关系。
( t0 l3 R# j9 S6 Y2 V5 f   行车的设置可以是梯形设计的，在钣金加工，下料，机床金加工，装配等等地方，如果需要行车停留相当厂的时间在某个固定的区域，那么就要考虑梯形配置行车---半门吊或是葫芦吊工艺行车或是其他种类。
   同时行车的吨位也可以梯形配置，重要的工位配置双梁的大吨位的行车（可以带扶沟），其它的工位可以配置单梁行车。
9 n; ^5 C4 p( U& r1 u5 l  一般来说，大型的钢材库配置门式行车加垂直的电动平板车来达到钢板和型钢的内外运输。这里有个轨道的垂直交叉问题，一般的行车厂家都有类似的配件。
   半门吊是在考虑有平面垂直物料运输的情况下设置的。常见于钣金、金加工等区域。它的特点是小范围移动，好处是可以垂直交叉物流运动，缺点是腿部周围不可以堆放物料，同时有安全隐患。
9 F0 X' M# g9 _) C8 Z   葫芦吊（也是单梁起重机）是另外的一种工艺行车。使用于装配流水线，与天上的行车和地下的地行车同时梯形立体配置使用。好处是可以打范围流动，可以在行车底下堆放物料，没有安全隐患，缺点是不可以垂直交叉物流流动，需要借助于垂直的运输工具或工装。
   地行车（地面或低于地面）的使用是考虑地面的运输工具（电动平板车）等的垂直交叉运输，常见的型式是左面的A\B\C\D\E工位或工位房需要到右面的a\b\c\d\e工位或工位房的运输，电动平板车上加若干的轨道，可以在任何的工位或工位房对接。
* M0 @/ L+ r# }) Q4 O. R   物流的第五是电梯 ：现在的工厂越来越考虑空间的利用率，在电气装配，仓储物流等的集中区域，可以设计高层的厂房，来满足物流的需要，既节省地基也节省运输的距离和空间。垂直运输于是需要借助于电梯的帮助。
) a! G0 d* x6 t5 Z' d3 b& L6 ^8 E电梯的选择无非是吨位和大小，需要提醒的是电梯需要考虑物流的辅助运输设备的进出（例如叉车），这些辅助运输设备 具有一定的空间尺寸，没有这些辅助运输设备，那将是非常繁重和缓慢的，最后可能失去高层的意义，毕竟高层的造价要远远高于平房。
0 D' J) s" Y. k0 o! A9 f物流的第六是悬挂输送链：在大型的装配车间，悬挂输送链可以任意的转弯，高低，过跨，将物流从仓储区域或是类似区域（上件区域）通过一个或多个工序转运到装配工序，最好再转到成品区域。在涂装线上最常见。
" S; M- y" ]0 \  p$ i6 D  E% ]在确定了这些物流的工具后，就必须考虑：第一是各跨行车的吨位（高层），第二是电动平板车的位置。由于这些基础的不可更改性，所以必须在总工艺布局时候考虑清楚。行车的最大吨位是由起吊的最大起重量决定的，最小吨位是由行车和厂房建设的经济性决定的，所以大将集团新厂的最大行车是32吨，最小的是5吨却是按照10吨的设计立柱和行车梁的。根据功能，车间T的东跨由于装配和发车需要设计为32吨，中跨由于装配需要设计为16吨，西跨临时仓储设计为10吨。车间N没有大型物件，全部设计为10吨，车间M由于装配的需要两跨全部设计为32吨。车间W没有大型物料全部设计为10吨。露天原材料堆场由于钢板的重量设计为10吨。车间L由于需要安装重型车辆整车，设计为32吨。
车间T到车间L需要转运重型车辆整车设计一条20吨的电动平板车。车间T到车间N由于有大量的物料周转，包括车间T跨间的周转，设计一条20吨的电动平板车。车间W的表面处理后的成品由于是不规则的，没有办法用叉车，所以设计一条10吨的电动平板车来转物料到车间M中型车辆装配车间。钢板等原材料需要转运到扳焊车间切割和焊接，设计一条10吨的电动平板车，表面处理车间需要物料上下，由于上面密布各种结构件，所以设计两条10吨的电动平板车来转运物料。
# d; L9 w0 v3 j" V  W这样利用行车、电动平板车、行车实现了从一个点或是一个面到另外一个点或是面的物料的平稳转移。当然这是大宗物料，小型的用周转箱、叉车就可以了，又快又方便。
第四部分 布局中的动力因素
- _. a7 j3 d. f工厂需要动力，现在工厂的动力基本是两种，一个是电力，一个是通过电力转化的气力—压缩空气。这两者的选择和布局我在另外的两篇论文中已经有详细的论述，由于一些基础的不可更改性，因此这个两者布局也需要谨慎。
第五部分  布局中的流水线因素
流水线有广义的流水线和狭义的流水线之分。广义的流水线打个比方就像一头牛进去，一批罐头出来。在工厂来说就是从原材料进来到成品出去。有些工厂呈O型布局，常有这种流水线。狭义的流水线就是熟牛肉上去，牛肉罐头下来。在工厂就是在某一个车间的某一跨的一条移动的输送线上，前后左右堆放着物料，最终装配为成品。
/ v4 X, ^3 a0 w5 v流水线是将大批量的半成品和标准件等组装成成品的过程，是产品动，人不动的一个工位、人员、设备、材料的聚集。因此，它也具有不可更改性。而且由于流水线基本上是沿着跨的长度方向的，有大型流水线的车间基本上会将物料断为两截，横向不通。如果要设计电动平板车等需要连续的物流设备，那么要么在流水线的头部和尾巴垂直于流水线，要么到此断开。
由于流水线的物料堆放功能，所以有大型流水线的那个跨，基本应该是跨度最大的一跨。大将集团新厂的车间M有个13个工位的100多米的中型车辆装配流水线，鉴于物料的堆放需要，两个21米跨改为一个24米，一个18米。将24米跨的设计流水线，另外的一跨设计为部装。
第六部分 布局中的设备类型因素
大将集团新厂具有大量的各种各类的机床。越是大型的机床—镗床、立钻、龙门铣床等等，加工的物件越大，物料的临时堆放的区域需要的越大，而且基础非常复杂。一些小型的车床基础简单，加工的物件小。车间N为金工车间，63米宽，如果平均分布。小型机床部分就浪费空间，大型的就不够，因此，我们将之分为18、24、21三个。其中的24米跨安装大型机床和加工中心，18米跨安装小型机床、磨床、钻床等。
( j. H6 n/ e; E( Z$ C4 n3 Q* n第七部分 布局中的绿化因素
6 o- Z* j; q1 w, T鉴于绿化的覆盖率有明确的需要，道路两边，车间周围都有绿化。常规来说工厂的道路一个车道为2.5米。像大将集团新厂的南北主干道18米宽，设计为双向四车道，共计为10米，还剩余8米，墙边上的散水坡是0.6米，每边的绿化为平均3.4米，减去侧石0.1米，就是3.3米。移栽大型树木是可行的。另外的一条付干道16米，也设计为双向四车道（物流的需要），但是每边的绿化就只有2.3米，就没法移栽大型的树木了，就只能移栽小型的树木和花灌木了。
# y1 c, d, {  i7 f第八部分  布局中的人员因素
车间的主体是人，人需要更衣，需要休息，有生活需要，有安全和疏散需要，有办公需要，有学习的需要，这就需要设计一定的环境来满足人的各项需要。
6 J3 I! N5 Y: q+ ^  总之，新厂的总工艺布局需要考虑 人、机、料、法、环境等各类因素，考虑的越周密，对生产越好。
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daji

学习了，有总工的潜质，可惜没有图可参照。

shifeng18

千军一将成为名副其实的大将。祝贺！

清心路明

考虑的很细致，讲解的也很清楚。来份平面布局图就更直观了。