淺析機(jī)械制造類工廠設(shè)計(jì)的基本思路

桑清宇，張孝平

（中機(jī)第一設(shè)計(jì)研究院有限公司，合肥 230601）

1 引言

新建機(jī)械制造類工廠的工程設(shè)計(jì)一般可以分成兩條線，一條線是項(xiàng)目本身的具體需求，是確定的、個(gè)性化的，另一條是根據(jù)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)抽象出來(lái)的，是基礎(chǔ)的、內(nèi)在的。前者一般由項(xiàng)目建設(shè)方提供，作為設(shè)計(jì)輸入資料，屬于外部輸入，為設(shè)計(jì)外線；后者一般是根據(jù)設(shè)計(jì)院內(nèi)部經(jīng)驗(yàn)積累，無(wú)須項(xiàng)目輸入，屬于自有資料和經(jīng)驗(yàn)積累，為設(shè)計(jì)內(nèi)線。在方案設(shè)計(jì)過(guò)程中，項(xiàng)目建設(shè)方需要充分表達(dá)自己的需求，設(shè)計(jì)單位在充分理解和溝通的情況下，還需要有自己豐富的經(jīng)驗(yàn)和前沿設(shè)計(jì)思路的支撐，雙方密切合作，才能更好地完成工程設(shè)計(jì)工作。

2 項(xiàng)目概況

2.1 外線

外線指項(xiàng)目的基本情況，一般由項(xiàng)目建設(shè)方提供，主要包括以下方面。

1）項(xiàng)目建設(shè)方基本情況：企業(yè)簡(jiǎn)介、規(guī)模、經(jīng)營(yíng)情況、主要產(chǎn)品、行業(yè)地位、品牌影響、發(fā)展規(guī)劃等。行業(yè)所處的地位、市場(chǎng)份額、行業(yè)排名與競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)等。

2）項(xiàng)目生產(chǎn)綱領(lǐng)及生產(chǎn)工藝：本項(xiàng)目的生產(chǎn)綱領(lǐng)表，主要產(chǎn)品的自制件清單，主要零部件的外形尺寸、重量，詳細(xì)的工藝流程、工序工時(shí)以及外協(xié)工序情況，設(shè)備清單，以及規(guī)劃的生產(chǎn)班制、生產(chǎn)組織方式等。

3）項(xiàng)目主要建設(shè)內(nèi)容：項(xiàng)目地理位置及用地規(guī)模，主要建設(shè)內(nèi)容（廠房、生活輔助設(shè)施、生產(chǎn)輔助設(shè)施、其他配套設(shè)施等），投資情況等。

廠房要求：包括面積（長(zhǎng)、寬、跨度、柱距），層數(shù)（單層、多層），層高，行車要求（噸位、軌高），是否需要空調(diào)、是否有恒溫恒濕或其他特殊要求等。

辦公要求：是否建設(shè)單獨(dú)的辦公樓。如需要，大致面積、層數(shù)、辦公人員數(shù)量、功能情況（辦公室、會(huì)議室、展示廳、報(bào)告廳及其他功能區(qū)域等）。

食堂、宿舍要求：是否需要食堂、倒班宿舍。如需要，食堂就餐人員數(shù)量，每批次數(shù)量，是否需要包間等；倒班宿舍人員數(shù)量及要求等。

各種動(dòng)力站房要求（水、電、動(dòng)力氣體等），以及其他配套設(shè)施要求。

4）建設(shè)方的其他想法和要求。如車庫(kù)、體育館、酒店、接待中心、游泳池等。

2.2 內(nèi)線

內(nèi)線指項(xiàng)目所在區(qū)域、所在行業(yè)以及對(duì)標(biāo)企業(yè)的情況等，主要包括地方產(chǎn)業(yè)情況、行業(yè)情況及企業(yè)對(duì)標(biāo)等方面。

2.2.1 地方產(chǎn)業(yè)情況

從宏觀角度了解項(xiàng)目所在區(qū)域的經(jīng)濟(jì)和產(chǎn)業(yè)布局等基礎(chǔ)情況，主要包括城市發(fā)展資料（資源要素）、產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀資料（產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)及產(chǎn)業(yè)鏈）及產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢(shì)等方面（見表1 和表2）[1]。

表1 城市發(fā)展資料（資源要素）

表2 產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀資料（產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)及產(chǎn)業(yè)鏈）及發(fā)展趨勢(shì)

2.2.2 行業(yè)情況

從行業(yè)規(guī)模及發(fā)展趨勢(shì)、行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)格局、行業(yè)產(chǎn)品銷量結(jié)構(gòu)以及市場(chǎng)展望等方面準(zhǔn)備資料。以挖掘機(jī)行業(yè)為例，市場(chǎng)銷量情況參見圖1[2]。

圖1 2017—2019 年我國(guó)挖掘機(jī)械市場(chǎng)銷量及增長(zhǎng)情況（數(shù)據(jù)來(lái)源于2020 年中國(guó)工程機(jī)械工業(yè)年鑒）

2.2.3 企業(yè)對(duì)標(biāo)

選取對(duì)標(biāo)企業(yè)，主要從建設(shè)規(guī)模，生產(chǎn)工藝水平及設(shè)備，智能化、信息化水平及其他項(xiàng)目建設(shè)相關(guān)方面進(jìn)行對(duì)標(biāo)。

其中，建設(shè)規(guī)模一般包括生產(chǎn)綱領(lǐng)、主要自制件、占地面積、建筑面積、投資、人員等方面；生產(chǎn)工藝水平及設(shè)備包括下料、成型、鍛造、鑄造、焊接、機(jī)加工、熱處理、涂裝、裝配、試驗(yàn)檢測(cè)、調(diào)試等各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)的工藝及設(shè)備，各工序環(huán)節(jié)的物流方式及路線；智能化、信息化水平主要指應(yīng)用的各類工業(yè)軟件。

一般可選取項(xiàng)目建設(shè)方關(guān)注的重點(diǎn)，將本企業(yè)現(xiàn)狀、規(guī)劃情況與對(duì)比企業(yè)的情況列表進(jìn)行分析、對(duì)標(biāo)，并確定本次規(guī)劃的目標(biāo)。

3 項(xiàng)目用地

3.1 外線

項(xiàng)目用地情況一般可從以下方面進(jìn)行設(shè)計(jì)資料收集。

1）上位規(guī)劃及用地情況，包括地理位置、用地規(guī)模、場(chǎng)地輪廓、周邊交通、周邊主要建筑物及水系、山體、高壓線、鐵路、橋涵等。

2）規(guī)劃要點(diǎn)，由政府部門提供，包括帶坐標(biāo)的紅線圖、地形圖、容積率、建筑系數(shù)、建筑密度、綠地率、行政辦公占比、出入口、圍墻退讓、建筑退讓、建筑限高、人防要求、綠建要求、海綿城市要求、水土保持要求等。

3）項(xiàng)目用地周邊道路及公用配套條件，包括用地四周市政道路坐標(biāo)、豎向標(biāo)高、橫縱斷面、自來(lái)水（1 路/2 路進(jìn)水，管徑，壓力、地表水、地下水）、排水（排放等級(jí)；污水接口位置、標(biāo)高、管徑；雨水接口位置、標(biāo)高、管徑）、電力（進(jìn)線容量、1 路/2路進(jìn)線，變電所距離）、供熱（市政供熱熱源及距離和參數(shù)、自建供熱的熱源及燃料）、天然氣或其他燃?xì)獾取?/p>

4）地質(zhì)情況，前期方案可參考周邊項(xiàng)目情況，具體設(shè)計(jì)需要根據(jù)地勘報(bào)告資料。

項(xiàng)目地塊情況一般由建設(shè)方提供基本資料，設(shè)計(jì)方進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研。

3.2 內(nèi)線

在項(xiàng)目地塊基本情況資料上補(bǔ)充，部分情況需要特別注意，常見以下幾方面。

1）根據(jù)項(xiàng)目用地情況，考慮預(yù)留發(fā)展空間，或分期實(shí)施。

2）周邊道路現(xiàn)狀，是規(guī)劃道路還是已建成道路，能否滿足項(xiàng)目物流交通需求。

3）周邊水、電、氣公用配套供給情況，管道是否已接至用地旁邊，是否有兩路供水、供電等，影響消防水池設(shè)置及消防用柴油發(fā)電機(jī)房的設(shè)置等。

4）容積率要求較高時(shí)，需要考慮多層廠房，或是增加預(yù)留、調(diào)試場(chǎng)地設(shè)施大棚等措施。

5）規(guī)劃要點(diǎn)中行政辦公占比要求，部分城市要求是占地7%和建筑面積15%雙控。

6）需關(guān)注不同地方的人防面積計(jì)算規(guī)則，各地不盡相同。

7）建筑物的綠建要求，對(duì)于不同地方、不同類型的建筑物，其綠建等級(jí)要求不盡相同。

8）生產(chǎn)工藝中一般涉及油料或其他易燃易爆類原材料、危廢、固廢，需要考慮相應(yīng)的庫(kù)房及消防間距。

9）生產(chǎn)工藝包括涂裝或其他產(chǎn)生污染的工藝時(shí)，要特別注意與周邊住宅、商業(yè)區(qū)的衛(wèi)生防護(hù)距離。

10）場(chǎng)地情況及地質(zhì)情況，如場(chǎng)地情況較差，需分層回填、碾壓，如地質(zhì)較差，可能需要打樁，該部分費(fèi)用較高。

4 總平面設(shè)計(jì)

4.1 外線

項(xiàng)目總平包括整體布局、功能分區(qū)及流線設(shè)計(jì)，初期規(guī)劃中主要考慮滿足規(guī)劃指標(biāo)要求以及建設(shè)方功能需求，一般涉及廠房大門、廠前區(qū)布置（是否設(shè)食堂、宿舍等）、廠房布置（單層、多層等）以及各種配套設(shè)施布置（氣體站、開閉所、變配電室、空壓機(jī)房、危廢庫(kù)、油化庫(kù)、消防泵房和消防水池、消防控制室、事故水池、雨水調(diào)蓄池等）、園區(qū)道路、試驗(yàn)場(chǎng)地以及各建筑物的間距等。

項(xiàng)目總平設(shè)計(jì)主要依據(jù)內(nèi)線，參考建設(shè)方提供的項(xiàng)目需求進(jìn)行設(shè)計(jì)。

4.2 內(nèi)線

4.2.1 廠前區(qū)

廠前區(qū)一般包括辦公樓、研發(fā)樓、宿舍、食堂以及門衛(wèi)、停車區(qū)等，一般設(shè)在一起。個(gè)別企業(yè)分散設(shè)置，如單把宿舍和食堂布置在生活區(qū)，與辦公樓分開。廠前區(qū)一般設(shè)置可參考表3。

表3 廠前區(qū)

4.2.2 廠房

根據(jù)生產(chǎn)工藝設(shè)置，主要參數(shù)包括跨度、柱距、行車噸位及起吊高度、車間物流方式及路線，以及采暖通風(fēng)、工藝配電、動(dòng)力氣體的需求等，形式多樣，需要具體問(wèn)題具體分析，不同類型的廠房，設(shè)計(jì)方均有類似的“庫(kù)”可參考。

4.2.3 廠區(qū)大門、道路、各種輔助設(shè)施等

廠區(qū)大門一般根據(jù)實(shí)際需求及周邊市政道路設(shè)置，物流量較大時(shí)需要計(jì)算物流門的負(fù)荷。

廠區(qū)道路類似于市政道路，個(gè)別區(qū)域需考慮履帶類產(chǎn)品的通行，鋪設(shè)鋼板等。此外，還要根據(jù)項(xiàng)目建設(shè)方的需求以及規(guī)劃要點(diǎn)、環(huán)評(píng)要求、地方規(guī)定等，設(shè)置各種配套設(shè)施，包括但不限于氣體站、開閉所、變配電室、空壓機(jī)房、危廢庫(kù)、油化庫(kù)、消防泵房和消防水池、消防控制室、事故水池、雨水調(diào)蓄池等。

5 結(jié)語(yǔ)

本文描述了設(shè)計(jì)過(guò)程中常見的情況。實(shí)際的項(xiàng)目規(guī)劃設(shè)計(jì)中情況更復(fù)雜，只有堅(jiān)持“抓好兩條線，擰成一股繩”，設(shè)計(jì)才將保有競(jìng)爭(zhēng)力。