電站輔機(jī)產(chǎn)品生產(chǎn)工藝布局的分析與優(yōu)化

王敏俊

(上海電氣電站設(shè)備有限公司電站輔機(jī)廠,上海200090)

電站輔機(jī)產(chǎn)品生產(chǎn)工藝布局的分析與優(yōu)化

王敏俊

(上海電氣電站設(shè)備有限公司電站輔機(jī)廠,上海200090)

隨著市場經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,企業(yè)也處于轉(zhuǎn)型發(fā)展的風(fēng)口浪尖,為保留核心制造加工能力,最大程度地利用社會化資源,滿足最低規(guī)劃需求和產(chǎn)能要求。通過各方案對比后,優(yōu)化了工藝布局和生產(chǎn)流程,打造最低制造成本和最高營運(yùn)效率的生產(chǎn)制造基地。

電站;輔機(jī);工藝;布局;生產(chǎn);流程;分析;優(yōu)化

0 概 述

電站輔機(jī)產(chǎn)品的生產(chǎn)制造工藝較為復(fù)雜,對于設(shè)備制造企業(yè)而言,保持和開發(fā)核心產(chǎn)能工序,最大程度地利用社會化資源完成低附加值的制造工序,才能使設(shè)備制造企業(yè)的利潤最大化。借助企業(yè)搬遷的契機(jī),在新的制造基地上,打造最佳工藝布局和生產(chǎn)流程,使生產(chǎn)及工藝流程的布局更為合理和通暢,可用最低的制造成本及最高營運(yùn)效率,在新的基地上,完成設(shè)備制造企業(yè)的轉(zhuǎn)型工作。

1 確定新制造基地的需求

1.1 核心制造的加工范圍

擬保留的核心制造產(chǎn)品范圍,主要包含了幾個方面。(1)核電常規(guī)島與核二、三級核島關(guān)鍵設(shè)備。(2)海軍艦艇裝備。(3)新型換熱器。(4)大型熱法海水淡化設(shè)備。(5)高參數(shù)火電機(jī)組加熱器及輔機(jī)設(shè)備。

1.2 未來出產(chǎn)規(guī)劃和最低產(chǎn)能

根據(jù)2016~2018年已有訂單及排產(chǎn)計劃,結(jié)合國家宏觀調(diào)控目標(biāo),以及對國內(nèi)外市場項(xiàng)目的跟蹤分析,并按2016年同類排產(chǎn)設(shè)備的平均合同價格估算,2018年后,每年輔機(jī)設(shè)備的年出產(chǎn)規(guī)劃(產(chǎn)值)為16~18億元。按近3年輔機(jī)設(shè)備的平均毛利計算,工廠盈虧平衡點(diǎn)的產(chǎn)值規(guī)模約為13~14億元。因此,每年輔機(jī)設(shè)備規(guī)劃產(chǎn)值下的利潤,不應(yīng)低于0.5億元。

預(yù)計在未來較長的一段時間內(nèi),制造基地需具備自制約200臺核心輔機(jī)產(chǎn)品的產(chǎn)能,其余產(chǎn)品或部件,均需通過社會化資源完成產(chǎn)品制造。新制造基地的制造能力,除了覆蓋相關(guān)壓力容器法規(guī)的資質(zhì)要求外,主要負(fù)責(zé)制造軍工設(shè)備、核電常規(guī)島及核島設(shè)備、蛇型高加、光熱設(shè)備、大型熱法海淡主設(shè)備,還需包括重點(diǎn)項(xiàng)目或海外項(xiàng)目的設(shè)備制造。另外,根據(jù)壓力容器質(zhì)監(jiān)法規(guī)的要求,所有受壓容器產(chǎn)品的總裝及水壓試驗(yàn),均應(yīng)在新制造基地完成。

1.3 新基地的面積要求

為了保持核心產(chǎn)能,并滿足相關(guān)法規(guī)的要求,以保留關(guān)鍵部件的制造能力為前提,同時,考慮到充分利用生產(chǎn)場地,精簡相關(guān)生產(chǎn)流程,實(shí)現(xiàn)最高效率的物流配送,降低制造成本。新基地的工藝布局,應(yīng)盡可能地集中在封閉的場地,物流的距離越短,可使生產(chǎn)布局和工藝流程更合理緊湊。其次,加工設(shè)備和設(shè)施的布置,應(yīng)基本滿足核心產(chǎn)能及關(guān)鍵工序的要求。經(jīng)過多方論證,新制造基地需約35 900 m2的生產(chǎn)場地,才能確保10個各類總裝臺位及2 700 m2的配套輔助場地。另需配置包裝場地和成品堆場,約為8 400 m2。隨著環(huán)保要求的提高,新基地需具備獨(dú)立封閉的產(chǎn)品油漆場地,并兼有VOC收集功能的油漆房。

2 車間的工藝布局

為滿足新基地的需求,考慮擴(kuò)展租賃某聯(lián)合廠房,并進(jìn)行局部改造。該方案以現(xiàn)有重型裝配車間為基礎(chǔ),擴(kuò)展改造車間的中跨和南跨,并新增1個綜合車間。改造后,生產(chǎn)場地的總面積達(dá)34 218 m2。生產(chǎn)場地的面積分配,如表1所示。

表1 臨港車間各區(qū)域參數(shù)情況表

北跨的場地面積為12 528 m2,具有160 t行車的起重能力,配置了5個裝配臺位,是已建成的生產(chǎn)場地,加工對象包括核電冷凝器、汽水分離器、除氧器、海淡蒸發(fā)器和部分1 000 MW等級火力發(fā)電輔機(jī)設(shè)備。中跨和南跨為新增的場地面積,約為18 720 m2,計劃布置為核電軍工車間、重型精密機(jī)加工車間和中型裝配車間,將新增8個裝配臺位。新增的綜合車間場地,約為2 970 m2,用于中型機(jī)加工及專用材料備料。該方案具備了集中連貫的自備料、精密機(jī)加工、部件組裝至探傷試驗(yàn)的工藝流程。車間的總體布局及工藝流程,如圖1所示。

圖1 車間總體布局和工藝流程布置圖

從圖1可知,各場地的布置相對集中,產(chǎn)品工藝流程的距離較短。零件在綜合車間備料,成形后,駁運(yùn)至輕型總裝場地進(jìn)行零件組裝和焊接。完成焊縫無損檢測后,在中型總裝車間進(jìn)行管束總裝。整體熱處理和水壓試驗(yàn)及噴砂油漆,均在重型總裝場地上完成。部件的機(jī)加工,基本上在重型精密機(jī)加工車間內(nèi)完成。

3 布局方案的優(yōu)點(diǎn)

3.1 滿足產(chǎn)能的需求

聯(lián)合廠房的北跨已有5個生產(chǎn)臺位。通常情況下,產(chǎn)品總裝占據(jù)臺位的時間,約為3個月,因此,每臺位的年出產(chǎn)量為4~5臺,年產(chǎn)量約為20~25臺。在中、輕型車間內(nèi),計劃新增5個穿管的裝配臺位,每月各臺位可周轉(zhuǎn)3臺,在不考慮其它因素制約的情況下,每月可出產(chǎn)15臺產(chǎn)品,可年產(chǎn)180臺。這樣,年產(chǎn)量合計可達(dá)200臺,基本上可滿足未來年度預(yù)計的最低自制產(chǎn)量,且生產(chǎn)場地集中,各臺位之間的使用,還可統(tǒng)籌協(xié)調(diào)。方案中,各裝配區(qū)域的臺位數(shù)及年產(chǎn)量的分配,如表2所示。

表2 車間年產(chǎn)量統(tǒng)計表

3.2 生產(chǎn)集約化

由于整體工藝布局較為緊湊,三跨為連續(xù)縱向排布,新增的綜合車間緊靠南跨,跨內(nèi)采用行車吊運(yùn),跨間采用軌道平板車駁運(yùn)。駁運(yùn)不占用廠房的周邊道路。

從生產(chǎn)集約化方面分析,按照每臺產(chǎn)品的生產(chǎn)周期,該方案的廠內(nèi)駁運(yùn)距離,僅為6 636 m,總計駁運(yùn)距離為344 726.49 t·m。以制造某產(chǎn)品為例,計算該產(chǎn)品的駁運(yùn)距離,如表3所示。

表3 臨港車間駁運(yùn)距離統(tǒng)計表

經(jīng)計算和分析,制造工藝的流程還可進(jìn)行優(yōu)化,駁運(yùn)的次數(shù)仍較多,尤其是將小型探傷室布置在車間的北面,將增加工藝流程的時間,可能會影響總體的生產(chǎn)周期。

4 方案的優(yōu)化

4.1 優(yōu)化工藝流程和布局

通過重新布置車間各區(qū)域的功能,將車間劃分為五大區(qū)域,分別為輔助機(jī)加工區(qū),數(shù)控加工區(qū),核島設(shè)備總裝區(qū),換熱器裝配區(qū)域和重型裝配區(qū)域。將50 t跨劃為機(jī)加工區(qū),中跨100 t跨為輕型總裝和焊接裝配區(qū),北跨160 t跨為重型總裝區(qū),核島設(shè)備總裝區(qū)則利用原有生產(chǎn)清潔車間。生產(chǎn)工藝流程從南到北,從粗加工到精加工,由部件加工到產(chǎn)品總裝,再經(jīng)輕型總裝至重型總裝。起重能力也從南到北遞增,由輕及重,南北駁運(yùn)則通過10號軸線和22號軸線的平板車實(shí)現(xiàn)調(diào)度,東西方向則利用吊車實(shí)現(xiàn)駁運(yùn),通過調(diào)整車間工藝布局,相對于原方案布置,使工藝布局更趨合理,生產(chǎn)流程更為順暢。優(yōu)化后的布置方案,如圖2所示。

圖2 優(yōu)化工藝方案后的車間布置

4.2 調(diào)整小型探傷室的布局

原小型探傷室的布局方案中,采用探傷室的開門垂直于主軌道,將來借用堆場的50 t行車,將產(chǎn)品部件駁運(yùn)至探傷平板車上,因部分區(qū)域內(nèi)無法搭建天棚,在雨天將受到影響。在優(yōu)化方案中,探傷室向南開門,將22號軸線平板車的軌道延伸至探傷室內(nèi),將來,在探傷室與160 t的跨間,搭建天棚。在雨天,仍可將產(chǎn)品部件駁入探傷室,可提高產(chǎn)品的流轉(zhuǎn)效率。據(jù)初步統(tǒng)計,可縮短約10%的探傷時間。改進(jìn)后的布局,如圖3所示。

圖3 探傷室布局的改變

4.3 調(diào)整關(guān)鍵設(shè)備的布局

為達(dá)到最佳工藝流程,優(yōu)化加工設(shè)備的布局是關(guān)鍵。在優(yōu)化方案中,對所有加工設(shè)備的最佳布局進(jìn)行論證。通過論證,調(diào)整了相關(guān)設(shè)備的布局。例如在卷板機(jī)的布置上,從鋼板的預(yù)彎、軋平、筒身的卷制,均可在該設(shè)備上完成。原方案中,將卷板機(jī)布置在160 t重型總裝區(qū),占據(jù)了近200 m2的總裝區(qū)域,顯然不太合理。在優(yōu)化方案中,將該設(shè)備布置在50 t跨的西側(cè),利用輔助機(jī)加工車間的行車進(jìn)行起吊,更為合適。卷制完成后的筒身,可直接可以進(jìn)入下道工序。通過優(yōu)化方案,既節(jié)省了總裝區(qū)域的空間,又縮短了工件的駁運(yùn)時間,使得車間布局更加趨于合理。卷板機(jī)的優(yōu)化布置,如圖4所示。

圖4 車間設(shè)備調(diào)整示意圖

5 結(jié) 語

通過方案論證,優(yōu)化了新基地車間的布置方案。優(yōu)化后的方案使車間布局更合理,工藝流程也更為順暢,減少了輔助加工的時間,縮短產(chǎn)品制造周期,滿足了生產(chǎn)200臺設(shè)備的生產(chǎn)需求。

[1]朱光.機(jī)加工工廠設(shè)計中的加工設(shè)備的選擇與布局設(shè)計.機(jī)械制造,2006(02).

[2]喬建明.董紅軍.黃乃康.工藝設(shè)計與車間作業(yè)計劃優(yōu)化運(yùn)行模式的研究.機(jī)械科技與技術(shù),1999(11).

Analysis and Optimization of Production Process Layout of Power Station Auxiliary Equipment

WANG Min-jun
(Shanghai Power Station Auxiliary Equipment Plant,Shanghai Electric Power Generation Equip.Co.,Ltd., Shanghai 200090,China)

With the continuous development of market economy,enterprises are in the teeth of the storm of transformation and development,to keep the core manufacturing capability,maximize the use of social resources and meet the lowest planning demand and capacity requirements,through the scheme contrast,process layout and production process are optimized and the manufacturing base with the lowest manufacturing cost and highest operating efficiency is built.

power station;auxiliary equipment;technology;layout;production;process;analysis;optimize

TK282

A

1672-0210(2017)02-0041-04

2017-06-07

王敏俊(1982-),男,畢業(yè)于華東理工大學(xué),本科,工程師,主要從事固定資產(chǎn)投資的技術(shù)管理工作。