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新工厂规划案例详解
   编辑:管理员   浏览:865  时间:2020-06-11 
 

摆脱无知,保持“无知”,追求“无知”,这三者并不是承接关系,即使我们尚未摆脱无知,我们也希望保持“无知”,更要有一颗追求“无知”的心。

若有人问我在IE路上何去何从,我会回答:“从无知中来,到“无知”中去”。

新工厂规划作为IE的其中一个分支,是一个系统工程,涉及面广(涉及多个部门)且项目流程长(一般从规划到投产需一到两年时间),而IE作为整个规划项目的主导者扮演了极为重要的作用,本文结合笔者主导过的案例来详细介绍新工厂规划的一般流程,供各位读者参考,因保密原因,部分数据做修改。

依据笔者的经历,新工厂规划涉及到的部门主要有以下七个:

企业各部门:这里指企业内部的提出各种需求的各部门,主要包括公司高层(产能规模、目标客户、产线水平、装修层次、预算控制、未来扩展、其他特殊要求)、技术部门(产品型号、产品工艺、BOM表)、设备部门(设备选型、技术规格书、水电气参数)、品质部门(品质设备、检测区域)、仓储运营部门(原材料、成品区、进出货方式)、以及其他职能部门(办公辅助需求)。

规划部门:一般指规划IE团队或者外部顾问,负责整个项目的整体规划,以及与其他各方沟通协调,力求做出最优布局方案,在方案实施前,规划是一个反复论证和调整的过程。

政府职能部门:建设新工厂需要办理相关手续涉及到政府的多个部门,主要有发改委、规划局、国土局、环保局、安监局、质监局、防雷办、消防部门、卫生部门等。以上政府职能部门相关手续涵盖在项目准备,项目实施,项目验收等三个阶段,一般由专人负责跟进相关手续。

设计院:针对每个设计项目,设计院一般设置七个专业(工艺、总图、建筑、暖通、给排水、电气、经济),其中工艺专业负责和甲方对接输出其他各专业所需设计资料,其他各专业依据甲方需求(一般由规划部门汇总需求以书面形式提交设计院)结合相关建筑设计规范完成各自的专业方案以及设计图纸:主要依次有项目可行性研究报告、初步规划方案、初步设计以及施工图设计。

施工单位:主要是建筑施工单位、监理单位、净化工程施工单位,弱电及消防施工单位等,一般通过公开招投标产生。(由于净化工程对生产工艺的影响较大,笔者参与了净化工程的评标,主要是对相关施工单位的相关案例进行考察。)

建设管理部:一般由甲方的基建部门担任,主要负责管理施工单位,控制施工进度。若是大型工程,该部门需配备专业的建筑、电气、暖通等专业工程师,以便与设计院对接各专业图纸。项目方案实施过程会有一些调整修改,这时,建设管理部门作为设计院和施工单位间的桥梁进行方案的沟通协调,并把控施工质量及进度。

设备供应商:主要涵盖生产设备供应商、动力设备供应商、物流设备供应商。在与设备供应商进行初步交流时,一般公司采购部门会组织生产设备供应商与设备部门、IE一起参与技术交流。IE在交流时,需关注设备的产能、单机人员配置、设备尺寸(含整体尺寸以及拆解尺寸以便确认能进入车间)、水电气用量、重量等(是否需另做地基、能否放置到二楼等),以上资料以便在做厂房规划时便于设置柱网、层数、层高、楼面承重、进出设备门等。

 

介绍完新厂房规划的七个相关部门,接下来我们将结合案例来详细介绍工厂规划的流程,一共分为四个阶段(主要侧重于IE的相关工作进行展开):

 

第一阶段:需求汇总阶段

此阶段需搜集汇总工厂各部门的需求,IE作为整个项目的主导者,需定期或不定期组织会议讨论相关需求,形成决议,并做好相应的会议记录,做到事事有落实。

公司高层要求:

1)、面向中高端客户建立国内领先的生产线,年产能X亿AH;

2)、生产设备采用国内成熟运用且行业前三的设备厂家设备,多采用自动化设备,实现少人化;

3)、园区主要单体建筑高度保持基本一致,园区建筑风格与集团保持一致;

4)、合理利用土地,提高单位产出,采用多层建筑;

5)、车间装修相对老厂需有质的提升,面对不同的参观对象,设立不同的参观路线;

6)、预算准确全面,审批后需严格控制,多考虑节能方案;

7)、严格按照工作推进时间表,各部门合作,工作同步进行,确保按时投产;

8)、工程以及设备招投标、政府相关手续等需合规合法及时取得。

 

工艺参数汇总:由技术部门进行相应的产品选型,采用某三元材料A产品(容量为25AH),涵盖具体的工艺流程、工艺环境参数,详见下表示意:

 



各段工时核算:新厂房的标准工时一般有两个来源,若新工厂的设备是与原有老厂设备相近,可采用老厂工时;若新厂启用差异较大设备,IE需与设备厂家沟通确认设备产能,一般用PPM(每分钟/只)表示,需折算成相同单位统一计算。

设备图纸汇总:设备选型确认后,需及时从设备供应商处取得相关图纸,包括设备的外型尺寸图,拆解图;注意碾压机及匀浆机需做地基,需提供地基图。见下表要求

 

产能分解核算:依据技术部门提供的A产品的工艺流程,结合整体设计要求X亿AH/年的产能进行分解核算出各段所需设备数量,详见下表示意:

 

人员需求核算:依据设备人机配比进行人员核算生产直接人力,依据车间划分以及管理要求,核算管理人员以及辅助人力。核算出的人力可作为建筑专业设置逃生门、安全通道,暖通专业设置空调换气次数,生活辅助设施,更衣间柜子、茶水间座位、卫生间蹲便等的依据。详见下表示意:

 


水电气需求核算:水电气需求,主要来源于设备厂家提供的数据,各设备的数据需尽量全面(除用量外,还需注意压力、纯度等参数)并留有余量。水主要有冷却水、冷冻水、纯水;电:主要是生产设备用电、动力设备用电;气:主要有压缩空气、氮气、蒸汽、氧气等。见下表要求

 

其他辅助需求:组织专门会议,邀请各部门参与,共同探讨相关需求,以备遗漏,形成清单。

1)、生产管理部门相关:车间门岗、车间办公、培训室、会议室、更衣间、清洗间、洗衣房、卫生间、茶水间等。

2)、生产辅助部门相关:品质部门(检验区域、检验设备、车间办公);工艺部门(拆解室、实验间、车间办公等),设备部门(设备备件室、闲置设备间、设备维修间、放射源放置间、工夹具房、车间办公等);仓储部门(存储方式选择、存储周期、来料包装、出货包装、环境要求、容量、风雨棚、叉车数量、配送方式、车间办公等);

3)、其他通用设置:插座位置、网络点、监控点、电子看板、车间物流方式、围护结构等,如有建议均可讨论,如无特殊要求则按照一般设置即可。

 

注:以上需求,需提明确,不能模糊,因后续若变动,将牵一发动全身。如有些地方暂不能确定,也需说明此处预留相应的位置以及水电气余量。

 

第二阶段:整体布局规划

整体规划阶段主要有以下三段,步骤由整体到模块,简单来说是把一块完整的土地,分成不同的单体建筑,并用道路连接起来。

园区整体布局:

1)、生产区与生活办公区需分离;

2)、人流路线和物流路线尽量隔离;

3)、辅助设施的设置需靠近相关被服务区域,且将辅助设施置于主要建筑后侧或旁侧,以保证正面整洁美观。

如下图所示:



厂房整体布局:

1)、选择合适的建筑模数: 模数选择主要依据关键设备(单机占地面积最大)涂布机进行,正负极各5台,一共10台涂布机,单机宽度3.5m左右,两台涂布机加上中间检修通道1.5m,共8.5m,除去柱体宽度,约9m,根据《GB50006-2010 厂房建筑模数协调标准》,9m为推荐模数,确定为9m。为减少柱体对布局的影响,同时兼顾投资,柱距选择规范推荐的模数12m。综上柱网为9m*12m。

2)、先生产后辅房,厂房内部生产车间与辅助设施就近设置:正负极各5台涂布机,每跨放置2台涂布机,多出1台占半跨,另半跨作为车间物流通道,一共6跨,各加一跨作为配套设备扩展放置,中间留一跨作为参观通道以及紧急逃生通道(消防防火设计要求),两侧各留一跨作为辅房,一共11跨。基本框架完成。如下图以一层简图为例所示(非原图,仅为示意):

 

 

各层整体布局:各层规划需注意以下原则

1)、工艺流程可从楼下到楼上扩展,也可从楼上到楼下扩展。因工艺初始阶段的匀浆机、碾压机超重且须做地基,需设置于一层,所以工艺由一层开始,向二三层扩展。

2)、工艺环境相似的部分需设置在同一层,便于布置空调除湿机组等辅助设施也便于管理。锂电厂房按照工艺及环境,一般划分为以下四个大车间:制片、装配、检测、pack包装。三层的设置如下:一层制片、装配(环境要求高,需严格控制温湿度),二层检测(除老化外,相对宽松的温度控制)、三层pack(相对宽松的温度控制)。

3)、厂房内物流从原材料仓到生产车间内部物流到成品库成一笔画走向,其中各层之间采用升降机进行物料转运。利用厂房东西落差形成的斜坡,在厂房西侧,增加一个半地室(负一层)设置成品仓,使整个物流流畅无迂回。

如下图所示:

 

第三阶段:详细布局规划:

      详细布局主要有以下三段,步骤以生产车间为中心展开布局,简单来说,就是把每个单体空间内包含的设备、货架、作业台、办公桌、管道线路、车间通道、储存空间等详细的绘制出来。

 

生产车间详细布局:

1)、布局方案选择:生产线整体布局设计需进行不同方案设计,列出优缺点,进行研讨,确认最优布局:

2)、车间划分:设备规划按照产品工艺流程划分车间,相同设备放置于同一车间,便于温湿度、洁净度等环境控制,同时也便于管理;

3)、防火分区设置:根据《GB50016-2014 建筑设计防火规范》的要求同时结合工艺分区来设置防火分区和防火墙;例如,可将防火墙设置在对防火要求高的化成、分容、老化区域,与其他区域进行有效隔离。

4)、门的选择:车间内门的类型以及尺寸繁多,单开门、对开门、推拉门,卷帘门、提升门等各具特点,需根据其功能(单人通行,双人通行、通过小推车,人车通行、叉车通行、逃生专用、设备进出专用等)以及使用的频率进行选择相适应的门的种类以及对应尺寸。

5)、生产线详细布局:设备定位布置,各工位排布;布置员工通道、物流通道、作业空间、检修空间、半成品存放区、车间现场办公区等;标记设备水电气接入口、排风口位置;

6)、车间内部物流设计:车间内部物流的选择有多种:纯人工搬运、通过推车人工搬运,AGV小车自动运送,流水线传送、管道输送、楼层间升降机自动运送或电梯人工输送等。需根据现场特点,选择最佳方式。

 

辅助用房详细规划:

生产辅助用房:

1)、依据各辅房涵盖设备、人员、物料、货架等来核算生产辅助用房所需面积;

2)、确定排布优先级:液体送料管道(NMP、电解液、纯水)>环境控制车间(除湿机组、空调机组)>动力辅房(低压配电间、真空泵房、空压机房)>设备辅房(维修间、工夹具房)>工艺辅房(拆解房、实验间)>办公辅房(办公室、会议室、培训室)>安全设置辅房(报警阀间、监控室);优先级仅供参考,各工厂根据实际情况确认;

3)、按照优先级进行依次布局,调整,最终确定最优方案。

 

辅助设施详细规划:

1)、弱电设施布局:网络点、监控点、显示屏、考勤、门禁等弱电需求点标记;

2)、生活设施布局:更衣间、卫生间、茶水间、洗衣房、清洗间等布局;

注:需考虑不同的布置方案,综合优缺点,选择最优方案。

 

第四阶段:项目实施阶段:

项目实施跟进:项目实施阶段,尤其是净化工程施工阶段需每天到现场进行查看,跟进项目进度。一是查看进度是否符合预期;二是查看施工质量是否符合相关设计标准;三是查看是否按照图纸尺寸进行施工,有时图纸上的布局在施工时会有偏差(例如隔墙制作时,彩钢板是由一块一块拼接起来的,门和窗户都是正好开在整版上,极有可能门和窗户的位置并不在原有位置上)。

 

设备进场及调试:IE作为设备布局的规划者,对每一台设备的位置最为清楚,必须到现场实时跟进每台设备的到货,搬运,安装到位,如遇到尺寸不符时,需现场及时进行调整。设备调试阶段,IE需协调设备调试人员与动力供应人员进行衔接。

 

项目验收及总结:IE作为甲方的技术人员,需参与到甲方对整个项目的验收,并提出相关意见。另在项目投产后,需整理相关资料存档,包括图纸、会议记录、报告、设计变更单等,以备后续查阅追溯。IE作为项目的见证者,需总结项目规划过程中的得失,并汇总成相关表格,扬长避短以备后续规划参考。

 

(此文在写作前曾得到一笔画规划咨询张占峰先生的指导,在此深表感谢。)


 
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