某机械工业厂区总图设计与物流运输研究

【摘要】针对机械工业厂区建设，对其总图设计和物流运输设计进行深入分析，提出一种先进合理的物流运输线路线路，即品字形形式，以此为实际的总图设计工作提供可靠参考借鉴，保证设计的合理性，為后续的生产及发展奠定良好的基础。

【关键词】机械工业厂区;总图设计;物流运输

如今，经济的发展在很大程度上促进了机械工业厂区建设，在厂区建设中，总图设计占据十分重要的地位，其设计和布置是否合理，在很大程度上决定了物流运输线路能否保持通畅。因此，在实际工作中，有必要对总图设计及物流运输予以高度重视和深入分析研究。

1、厂区总图设计和物流运输形式选择

通过对工厂设计的调查取证和结果分析可以看出，在产成品中，其成本的三成到四成是物流方面的成本，而且在某些比较特殊情况下这部分成本可能更高。基于此，要想减少成本，提高工厂或企业的经济效益，需要认真对待物流线路设计及其管理，对物流线路设计进行全面的优化。相关资料显示，在实行成批生产，而且将金属的切削加工作为核心的加工制造业当中，机床上各类工件加工所需时间只占到总流通时间约5%，剩下的时间基本上都花在非生产活动，包括运输、停滞、等待和存储等，真正在价值创造过程中使用的时间，基本山不会超过总量5%。可见，在对工厂进行设计，尤其是对机械工厂进行设计的过程中，必须将高效物流这一观念切实落实到实际设计工作当中，以此尽可能减少由于物流线路欠合理导致的时间浪费或空间浪费[1]。

目前，物流线路形式有很多种，其中最特殊也是最常用的一种就是品字形线路，从字面理解，这种物流线路实际上就是若干存在一定关联性的生产车间按照品字形进行总图布置，在保证用地合理性的基础上，使不同有一定关联性的生产车间或厂房之间的路线达到最短。以某机械工业厂为例，其零部件单键重量很大，各生产车间之间的物料运输难度相对较大，在进行总图设计的过程中，可充分利用过跨平面轨道的形式对各生产空间进行紧密的联系，得到品字形的空间总体布局，如图1所示。

图1  品字形总体布局

由图1可知，粗、细加工车间和铣床装配车间之间的位置形成了一个品字形的总体结构。细致来说，像图1的这种品字形结构一共有六个。对于这种形式的空间布置，其主要特点为具有一定关联性的各生产车间，都通过这种物流线路被十分紧密的联系到一起[2]。

对机械工厂进行总体设计时，采用品字形的物流线路主要具有以下几个方面的优势特点：一是与传统物流线路相比（包括一字型和L字型等），这种物流线路能对生产的各个部分进行充分的组合，形成一个U字型相类似的结构，也就是不同的生产车间都在一个同心圆当中物流，这样能在很大程度上减小物流长度;二是采用这种形式的组合能大幅减少建设用地;三是采用这种组合能与现阶段提倡的精益生产等理念相匹配，为之后的建设与发展奠定良好基础。

在当前的机械行业当中，这种物流线路已经得到十分广泛的应用。以汽车制造厂为例，在对其进行总图设计的过程中，将包含总装、冲压、焊接和涂装在内的四个工序其中的三种按照品字形进行实际布置，从效果来看，这种布置方式无论总图布局的组织还是功能区域划分，以及交通线形布置，都十分有效，值得参考借鉴。然而，在采用这种物流线路进行总图设计的过程中，需要充分考虑生产作业要求及特点，还要关注自然和气象等基本条件，防止品字形的物流线路陷入形式化与绝对化，并避免对生产模块进行的布局设计过于死板，要保障一定的灵活性[3]。

2、某齿轮机床厂的总图设计及物流运输

某机床厂将齿轮机床作为主要产品类型，在对厂区进行总图设计的过程中，需要满足下列几个方面的要求：制定高起点和高目标，提高质量与效率，保证经济效益。在工艺设计过程中，需要遵循以下几个基本原则：其一，引入行业内现阶段比较先进且成熟的工艺技术及装备材料，以此提高企业自身工艺水平及创新能力，使企业更具核心竞争力;其二，将市场作为导向，将产品作为龙头，在总体上遵循专业化协作这一生产原则开展企业的生产组织;其三，严格落实社会化分工及协作，将精度水平一般的零件与粗加工业务都进行扩散外协，以此有所为与有所不为[4]。

按照以上指导原则设计而成的总图平面，因不同工艺和配送中心以及成品库之间都有十分紧密的联系，所以在总图设计过程中，以厂区范围内自然地形条件为依据，将其布置成品字形的物流线路，这样能在顺应外部物流的基础上，避免和厂区范围内人流发生交叉。这种设计真正的对不同生产车间所用生产工艺进行了综合考虑，能在确定车间自身生产性质的基础上，充分考虑到实际生产要求，进而形成一种可以在一定范围之内实现通用的基本生产能力，进而创造出一个柔性的生产体系，全面降低工厂运营成本和风险，以良好应对市场可能发生的波动[5]。

建设场地中有一定的坡度，为了使按照品字形进行设计的所有生产车间的室内标高都达到一致，尽管会增加一定量的土方工程，但由此增加的成本造价和后期运营可实现的节约成本相比，将变得微不足道。

3、某工程机械厂的总图设计及物流运输

某工程机械厂包含压路机、推土机与挖掘机等在内的工程建设常用机械作为主要产品类型。在工厂设计过程中，将功能、先进、经济、可操作和适应等作为基本的指导思想。在这些指导思想当中，功能强调的是厂区内总平面布局要达到科学合理，且物流要做到顺畅，以保证生产的高效性;先进、经济与可操作三个指导思想是指在保证工艺先进性、可靠性与适用性的基础上，使管理实现扁平化，以此提高实际的运行效率;而适应是指要建立一个柔性的生产体系，确保生产体系除了可以满足生产纲领对核心产品提出的要求，还要能为多元化产品实际生产提供良好条件，以此从根本上提高企业对市场的适应能力[6]。

在对该机械厂进行总图设计的过程中，由于该企业产品大多是由结构件构成的，在整个生产工艺当中，备料与焊接两个工艺在车间当中占据相对较大的面积，生产车间之间的联系十分紧密，而且装配与涂装两种工艺之间联系也十分紧密。在这种情况下，将备料与焊接两个工艺布置为独立联合厂房形式，同时将装配与涂装两个车间按照垂直的形式也布置为联合厂房。与此同时，再将这些联合的厂房布置成品字形。通过这样的设计，除了能考虑到厂房物流联系，还能保证防火分区与消防疏散。

根据相关设计经验，当采用品字形的布置方式时，需要解决车间预留方面的问题。与传统的分成多个车间的布置方式相比，采用这种布置形式要求业主的资金比较充足，而且为远期建设所预留的场地空间并不是很多。

4、某农业机械厂的总图设计及物流运输

某企业设计新建一个机械生产厂，将水稻和联合收割机作为主要产品类型，厂区内包含以下生产车间：冲压、焊接、涂装、装配、试验检测、外协件与成品库。对该工厂进行设计的过程中，充分贯彻了精益生产这一理念，而在物流设计过程中主要采用柔性生产体系，不同生产车间之间均按照品字形来组织和布局[7]。

对包含冲压焊接、装配、涂装、试车跑道与成品存放场等在内的部分予以设计研究，可发现冲压焊接、装配和涂装几个工艺之间的联系较为紧密。对此，总图设计过程中将其按照品字形的形式布置成一个联合的厂房。在此基础上结合相关规范及原则在装配和冲压焊接两个工艺之间还设计了一个露天跨的全新形式。相较于前两种物流组织，这种物流结构更加紧密。通过这样的设计，能使物流线路变得更为便捷，能为工人日常操作提供很大的便利，有效提高实际作业效率。虽然不同生产车间之间的组合等同于垂直形式的联合厂房，这样会给采光、通风与排烟都造成一定程度的影响，使这种厂房的危险性比其它高一个等级，然而，从减少物流成本方面考虑，采取这种布置方式带来的效益完全可以弥补以上弊端[8]。

结语：

综上所述，对机械工厂进行总图设计时往往要受到地形和气象等因素的影响，给工厂内外部物料的正常运输造成一定影响，而工厂中不同车间之间的联系存在一定规律性，如果能够了解这种规律，则总图设计就可以做到游刃有余和因地制宜，确保布置的合理性与灵活性。以上对机械工厂的总图设计及物流运输线路设计实施了分析探讨，阐述了需要注意的问题，愿为实际的总图设计工作提供可靠的参考借鉴。

参考文献：

[1]李军超.刚果（金）某铜钴湿法冶炼改扩建工程总图设计实践和分析[J].世界有色金属，2020，11（10）：10-11.

[2]封润来.总图设计在合理减少石油化工企业用地中的应用[J].化工管理，2019，10（19）：178-179.

[3]刘军伟，于露.浅论“品”字型物流线路在机械工厂总图设计中的应用[J].成组技术与生产现代化，2019，36（02）：58-62.

[4]窦刚玉.火力发电厂总图专业二维平面向三维PDMS平台转化研究[J].吉林电力，2017，45（04）：28-29+35.

[5]杜业凡.总图设计在合理减少石油化工企业用地中的应用浅析[J].当代石油石化，2017，25（03）：38-40+50.

[6]陈平.化工企业质量标准管理中节约用地规划设计策略[J].中国石油和化工标准与质量，2016，36（21）：3-4+7.

[7]杨锦平，王安，徐文.总图设计对水泥工廠生态环境保护的意义[J].中国水泥，2015，11（02）：85-88.

[8]刘海波，任宇飞.马来西亚地区火力发电厂投标阶段总图设计特点[J].中国工程咨询，2014，10（07）：38-41.

作者简介：

刘体国（1964.08.13-），男，汉族，湖南常德，本科，高级工程师，主要工作方向：城市规划及总图。