浅析机械制造类工厂设计的基本思路

桑清宇，张孝平

（中机第一设计研究院有限公司，合肥 230601）

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。

2.2 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）

表2 产业现状资料（产业基础及产业链）及发展趋势

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1[2]。

图1 2017—2019 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）

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/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

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“抓好两条线，拧成一股绳”，设计才将保有竞争力。