浅析机械制造类工厂设计的基本思路_桑清宇.pdf

Construction&DesignForProject工程建设与设计1引言新建机械制造类工厂的工程设计一般可以分成两条线，一条线是项目本身的具体需求，是确定的、个性化的，另一条是根据设计经验抽象出来的，是基础的、内在的。前者一般由项目建设方提供，作为设计输入资料，属于外部输入，为设计外线；后者一般是根据设计院内部经验积累，无须项目输入，属于自有资料和经验积累，为设计内线。在方案设计过程中，项目建设方需要充分表达自己的需求，设计单位在充分理解和沟通的情况下，还需要有自己丰富的经验和前沿设计思路的支撑，双方密切合作，才能更好地完成工程设计工作。2项目概况2.1外线外线指项目的基本情况，一般由项目建设方提供，主要包括以下方面。1）项目建设方基本情况：企业简介、规模、经营情况、主要产品、行业地位、品牌影响、发展规划等。行业所处的地位、市场份额、行业排名与竞争优势等。2）项目生产纲领及生产工艺：本项目的生产纲领表，主要产品的自制件清单，主要零部件的外形尺寸、重量，详细的工艺流程、工序工时以及外协工序情况，设备清单，以及规划的生产班制、生产组织方式等。3）项目主要建设内容：项目地理位置及用地规模，主要建设内容（厂房、生活辅助设施、生产辅助设施、其他配套设施等），投资情况等。厂房要求：包括面积（长、宽、跨度、柱距），层数（单层、多层），层高，行车要求（吨位、轨高），是否需要空调、是否有恒温恒湿或其他特殊要求等。办公要求：是否建设单独的办公楼。如需要，大致面积、层数、办公人员数量、功能情况（办公室、会议室、展示厅、报告厅及其他功能区域等）。食堂、宿舍要求：是否需要食堂、倒班宿舍。如需要，食堂就餐人员数量，每批次数量，是否需要包间等；倒班宿舍人员数量及要求等。各种动力站房要求（水、电、动力气体等），以及其他配套设施要求。4）建设方的其他想法和要求。如车库、体育馆、酒店、接待中心、游泳池等。浅析机械制造类工厂设计的基本思路Analysis on the Basic Ideas of the Design of Machinery Manufacturing Factory桑清宇，张孝平（中机第一设计研究院有限公司，合肥 230601）SANG Qing-yu,ZHANG Xiao-ping(First Design and Research Institute MI China Co.Ltd.,Hefei 230601,China)【摘要】从设计外线和设计内线两个角度，介绍了工厂规划设计的基本思路，简单分析了机械制造类工厂设计中的项目概况、项目用地、总平面设计等，其中，项目概况侧重规划设计的前瞻性、可行性，项目用地侧重规划设计的合规性、经济性，总平面设计侧重规划设计的合理性、适用性。【A b s t r a c t】This paper introduces the basic ideas of plant planning and design from two perspectives of external design and internal design,brieflyanalyzestheprojectoverview,projectland,generalgraphic design and so on in the design ofmachinerymanufacturingfactory.Amongthem,the project overview focuses on the prospective and feasibility of planning and design,the project land focuses on the compliance andeconomyofplanninganddesign,andtheoverallgraphicdesignfocusesontherationalityandapplicabilityofplanninganddesign.【关键词】机械类制造工厂；工程设计；设计外线；设计内线【K e y w o r d s】machinerymanufacturingfactory;engineeringdesign;externaldesign;internaldesign【中图分类号】TU274【文献标志码】B【文章编号】1007-9467（2023）03-0136-03【DOI】10.13616/ki.gcjsysj.2023.03.040【作者简介】桑清宇（1983），男，河南林州人，高级工程师，从事机械工厂工艺设计与研究。1362.2内线内线指项目所在区域、所在行业以及对标企业的情况等，主要包括地方产业情况、行业情况及企业对标等方面。2.2.1地方产业情况从宏观角度了解项目所在区域的经济和产业布局等基础情况，主要包括城市发展资料（资源要素）、产业现状资料（产业基础及产业链）及产业发展趋势等方面（见表1和表2）1。表 1城市发展资料（资源要素）序号 资源要素具体内容1区位交通区位：所处城市、园区的基本情况交通：现状交通网/规划交通网，包括公路、水路、铁路、航空2345市政配套人口宏观经济上位规划区域的供水、供电、供热以及污水处理、商业配套等总人口、城镇人口、相关从业人员数量等地方的 GDP 及其变化趋势、消费水平、企业数量及经济活力包括土地利用规划、空间规划、人口规划等表 2产业现状资料（产业基础及产业链）及发展趋势序号类型具体内容1工业现状地方工业总产值、工业增加值及增长率，规模企业数量及其产值2产业基础同类企业数量、规模、技术水平等3产业链上下游产业链企业现状、规划情况4发展趋势产业政策、地方产值增长情况、招商引资情况等2.2.2行业情况从行业规模及发展趋势、行业竞争格局、行业产品销量结构以及市场展望等方面准备资料。以挖掘机行业为例，市场销量情况参见图12。2.2.3企业对标选取对标企业，主要从建设规模，生产工艺水平及设备，智能化、信息化水平及其他项目建设相关方面进行对标。其中，建设规模一般包括生产纲领、主要自制件、占地面积、建筑面积、投资、人员等方面；生产工艺水平及设备包括下料、成型、锻造、铸造、焊接、机加工、热处理、涂装、装配、试验检测、调试等各个生产环节的工艺及设备，各工序环节的物流方式及路线；智能化、信息化水平主要指应用的各类工业软件。一般可选取项目建设方关注的重点，将本企业现状、规划情况与对比企业的情况列表进行分析、对标，并确定本次规划的目标。3项目用地3.1外线项目用地情况一般可从以下方面进行设计资料收集。1）上位规划及用地情况，包括地理位置、用地规模、场地轮廓、周边交通、周边主要建筑物及水系、山体、高压线、铁路、桥涵等。2）规划要点，由政府部门提供，包括带坐标的红线图、地形图、容积率、建筑系数、建筑密度、绿地率、行政办公占比、出入口、围墙退让、建筑退让、建筑限高、人防要求、绿建要求、海绵城市要求、水土保持要求等。3）项目用地周边道路及公用配套条件，包括用地四周市政道路坐标、竖向标高、横纵断面、自来水（1路/2路进水，管径，压力、地表水、地下水）、排水（排放等级；污水接口位置、标高、管径；雨水接口位置、标高、管径）、电力（进线容量、1路图 120172019 年我国挖掘机械市场销量及增长情况（数据来源于2020年中国工程机械工业年鉴）50 00040 00030 00020 00010 0000200150100500-50-1001-2 月 3 月4 月5 月6 月7 月8 月9 月10 月 11 月12 月月份同比增长/%销量/台2017 年销量/台2018 年销量/台2019 年销量/台2017 年增长/%2018 年增长/%2019 年增长/%2017 年销量2018 年销量2019 年销量2017 年增长2018 年增长2019 年增长19 07721 80030 501189144021 39138 26144 27856791614 39526 56128 41010185711 27319 31318 89710671-28 93314 18815 1211015977 65611 12312 34610945118 71411 58813 84399331910 49613 40815 79992281810 54115 27417 02781451113 82215 87719 316107152214 00516 02720 1551031426IndustrialEngineeringDesign工业工程设计137Construction&DesignForProject工程建设与设计/2路进线，变电所距离）、供热（市政供热热源及距离和参数、自建供热的热源及燃料）、天然气或其他燃气等。4）地质情况，前期方案可参考周边项目情况，具体设计需要根据地勘报告资料。项目地块情况一般由建设方提供基本资料，设计方进行现场调研。3.2内线在项目地块基本情况资料上补充，部分情况需要特别注意，常见以下几方面。1）根据项目用地情况，考虑预留发展空间，或分期实施。2）周边道路现状，是规划道路还是已建成道路，能否满足项目物流交通需求。3）周边水、电、气公用配套供给情况，管道是否已接至用地旁边，是否有两路供水、供电等，影响消防水池设置及消防用柴油发电机房的设置等。4）容积率要求较高时，需要考虑多层厂房，或是增加预留、调试场地设施大棚等措施。5）规划要点中行政办公占比要求，部分城市要求是占地7%和建筑面积15%双控。6）需关注不同地方的人防面积计算规则，各地不尽相同。7）建筑物的绿建要求，对于不同地方、不同类型的建筑物，其绿建等级要求不尽相同。8）生产工艺中一般涉及油料或其他易燃易爆类原材料、危废、固废，需要考虑相应的库房及消防间距。9）生产工艺包括涂装或其他产生污染的工艺时，要特别注意与周边住宅、商业区的卫生防护距离。10）场地情况及地质情况，如场地情况较差，需分层回填、碾压，如地质较差，可能需要打桩，该部分费用较高。4总平面设计4.1外线项目总平包括整体布局、功能分区及流线设计，初期规划中主要考虑满足规划指标要求以及建设方功能需求，一般涉及厂房大门、厂前区布置（是否设食堂、宿舍等）、厂房布置（单层、多层等）以及各种配套设施布置（气体站、开闭所、变配电室、空压机房、危废库、油化库、消防泵房和消防水池、消防控制室、事故水池、雨水调蓄池等）、园区道路、试验场地以及各建筑物的间距等。项目总平设计主要依据内线，参考建设方提供的项目需求进行设计。4.2内线4.2.1厂前区厂前区一般包括办公楼、研发楼、宿舍、食堂以及门卫、停车区等，一般设在一起。个别企业分散设置，如单把宿舍和食堂布置在生活区，与办公楼分开。厂前区一般设置可参考表3。表 3厂前区建设内容布局方法办公单独设置与厂房合并设置办公+食堂分别单独设置办公与厂房合并设置，食堂单独设置合并设置，食堂可作为裙楼办公+食堂+宿舍分别单独设置办公与厂房合并设置，食堂、宿舍单独设置合并设置，食堂、宿舍可作为裙楼或辅楼备注办公可含研发、会议等功能，宿舍和食堂一般不宜合并布置，厂前区占地和建筑面积需控制，一般为7%和 15%4.2.2厂房根据生产工艺设置，主要参数包括跨度、柱距、行车吨位及起吊高度、车间物流方式及路线，以及采暖通风、工艺配电、动力气体的需求等，形式多样，需要具体问题具体分析，不同类型的厂房，设计方均有类似的“库”可参考。4.2.3厂区大门、道路、各种辅助设施等厂区大门一般根据实际需求及周边市政道路设置，物流量较大时需要计算物流门的负荷。厂区道路类似于市政道路，个别区域需考虑履带类产品的通行，铺设钢板等。此外，还要根据项目建设方的需求以及规划要点、环评要求、地方规定等，设置各种配套设施，包括但不限于气体站、开闭所、变配电室、空压机房、危废库、油化库、消防泵房和消防水池、消防控制室、事故水池、雨水调蓄池等。5结语本文描述了设计过程中常见的情况。实际的项目规划设计中情况更复杂，只有坚持“抓好两