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工厂运营规划方案

前言:想要写出一篇令人眼前一亮的文章吗?我们特意为您整理了5篇工厂运营规划方案范文,相信会为您的写作带来帮助,发现更多的写作思路和灵感。

工厂运营规划方案

工厂运营规划方案范文第1篇

全球能效管理与自动化领域的专家施耐德电气为世界100多个国家提供整体解决方案,自1987年进入中国,至今已建立了40个办事处、26家工厂、8个物流中心、3个主要研发中心、1所能源大学,致力于为企业提供安全、可靠、高效的能源。在与众多大型及国际食品饮料企业长期合作的过程中,施耐德电气积累了丰富的经验。CBB 2016中,本刊记者采访了施耐德电气(中国)有限公司全球解决方案事业部食品饮料行业总监何晓柯,他就食品饮料行业智慧工厂建设与发展阻碍等方面,分享了施耐德电气的成功经验与方案。

专注、持续、创新、务实,

给企业以安心陪伴

“自古开门七件事,柴米油盐酱醋茶”,食品安全一直是人们关注的焦点,随着人们生活水平的不断提高,对食品的要求也愈发严格。作为全球能效管理与自动化领域的专家,施耐德电气如何帮助生产企业实现食品安全?又为企业提供了哪些解决方案?何晓柯总监说道:“施耐德电气同企业有共同的理念与情怀,通过相互之间的信任感使产品及解决方案做得更好。”

专注、持续、创新、务实,是施耐德电气在发展过程中所注重的4点,将其综合运用于实际生产中,让企业真正受益。针对以上4点,何晓柯做了详细介绍。

专注:就全球而言,施耐德电气从事食品饮料行业已40余载,其合作企业可大体分为两类―国际企业、本土企业。对国际企业,施耐德电气实行“国际产品配合+中国合作”模式;对本土企业,则是在企业成长过程中发现问题并解决问题,同时分享自身的成功经验,专注地为企业的技术发展做努力。

持续:从2012年11月至今,施耐德电气对食品饮料行业的投入在持续增加,这也是让企业信赖的基石。认真做事、踏实研究,只有将技术研究透彻才能对企业负责,而不是用概念做忽悠。

创新:“Global for China”一直是施耐德电气的目标,但是现在更多地是希望做中国原创“China for Global”。这一转变主要有两方面原因:一是当前食品饮料行业整体发展快速;二是目前中国正处于大发展时期,能够为创新提供更多的土壤和机遇。施耐德电气希望将中国元素与世界相融合,做完整的自动化产品。

务实:施耐德电气会将自身的优势原原本本地告知企业,踏实地做产品与设备。

提升企业自动化,做中国自己的智慧工厂

企业规模不同,其选择适合生产的系统与解决方案也有所区别。由于运营水平和生产需求的不同,大型生产企业需要稳定的、标准化的生产系统及解决方案,而中小企业更适宜使用灵活多变、个性化程度高的设备。针对不同规模的企业,特别是中小型企业,施耐德电气会从策划、日常运行、维护、信息规划等方面入手,将企业的已有业务与具体发展步骤相结合,全面提升企业生产的自动化水平。何晓柯说道:“对施耐德电气来讲,我们拥有众多个性化手段以应对中国企业的多元化需求。此外,我们集团的研发团队能够有效保证产品品质,在享受企业服务的同时满足其生产需求。未来,自动化生产和智慧工厂的增长会十分快速,施耐德电气愿同国内企业一起发展。”

智能制造在施耐德电气有专门的团队进行规划,完成整体的功能架构、自动化架构、信息化架构。对于中国企业而言,施耐德电气在已有框架的基础上针对企业需求做个性化定制。无论中外,施耐德电气对于智能制造的理念与核心是相同的。何晓柯表示:“针对中国企业的智能制造,我们在过去几年间做了几十个相关项目,并且有几十位工程师专门从事相关内容。现如今,更多的中国企业找到施耐德电气帮助他们做智慧工厂的全局规划,加之我们的工匠精神,相信未来将会走得更好。”

协同并进,直面挑战

食品饮料行业的供应链是一个十分严谨的体系,只要机器开始生产,动辄1小时上万的生产量。如何调整生产线、怎样组织后端采购、如何在运营中提升性价比……这些既是对生产的挑战,也是对供应商的挑战。

当前,伴随着市场的发展,原材料、机械、人工等的成本都在不断上涨,施耐德电气作为能效管理与自动化领域的专家,希望通过努力帮助企业进行高效地运营。“我们的经验立足于后台,让后台积极响应前端需求。我们希望能够帮助中国企业销售更多的产品,通过后台来解决前端生产的原材料等问题,但是就目前的情况看,这中间仍有很大的断层。”何晓柯如是说道。据何晓柯介绍,针对面临的各项挑战,施耐德电气制定了“一二三四五”理念模型,在帮助企业改善自身产品的同时也帮助企业突破生产局限:

①一个清晰明确的战略目标,这是实施改进措施的依据。

②两个基础,即技术基础和管理基础。管理基础是指精益的管理理念,在施耐德电气的运营中精益管理理念贯穿始终,而其所有的技术与具体行动都与理念相契合。

③三个数字化―供应链数字化、工程数字化、管理数字化作为智慧工厂体系的铁三角,更加具体地诠释施耐德电气对数字化工厂的概念。

工厂运营规划方案范文第2篇

【关键词】总装车间;轮胎输送线轮胎安装工艺

1.前言

近年来,我国国内汽车产销量保持持续高速增长的态势,为满足市场需求,各汽车公司不断通过新建工厂来扩大产能,合理的前期规划对于打造精益高效绿色的现代汽车制造工厂至关重要。而对于整车厂的总装车间而言,如何提升车间自动化、智能化及精益化是每一位总装人致力研究的方向。

总装车间完成整车所有零部件的装配,物料的高效合理配送对于车间运行及其重要,对比现有主流整车主机厂,总装车间的大件物料如座椅、仪表盘、副车架、后桥及轮胎都倾向于采用输送线直接配送到工艺装配线旁。针对输送而言:轮胎特点在于需求数量多,配送频次高,体量大并且需要根据车型进行防错排序;对于安装来说:轮胎安装需要借助辅助臂,降低工人操作强度,提高人机工程及自动化,而轮胎拧紧需要配置自动拧紧设备,轮胎后道工艺进行胎压监测TPMS(Tire Pressure Monitoring System),这一系列人员、设备、物料之间的合理高效布局带来了极大的挑战。

2.轮胎输送线

某合资汽车公司总装项目规划支持混线7款车型柔性生产,覆盖豪华轿车、SUV、MPV及新能源车等多种车型。轮胎尺寸兼容17寸至21寸,轮胎外径尺寸650mm至800mm,轮胎输送机运线选择重型辊道线(见图1),前期投资及后期维护成本都较为底下。轮胎可以通过物流交互系统实时获得物料需求数据,并排序后通过卡车送达工厂,卡车可以与输送线自动对接,然后通过输送设备从高空或地下自动送至线旁。

卡车输送轮胎4个胎/辆车一个堆垛,卡车自动对接至输送线上采用解垛机自动拆解。轮胎输送过程中为减少投资节约空间,轮胎输送采用先从钢平台上输送,节约地面物流面积,然后采用无动力转龙设备(见图2),过渡到地坑输送,最后从轮胎安装的底盘装配线中间采用自动机构分拆到左右两边(见图3)。

3.轮胎安装工艺

轮胎安装工艺包含轮胎的安装、紧固及胎压监测TPMS,本文描述的方案为简单高效将安装工艺整合,有效利用装配工位。

1)轮胎安装及紧固

该总装项目追求精益高效原则,轮胎安装仅规划一个工位,对轮胎安装辅助臂及拧紧机布置带来极大挑战。提出了一种节省空间且简易的轮胎安装辅助臂(见图4),轮胎从地坑输送出来,被拆分机构自动分解到左右两边,提升机将轮胎抓取放置轮胎安装小车,安装小车在地面的滑轨上移动,满足轮胎安装。该方案优势在于轮胎安装小车布置在地面,采用二级气缸满足高度上轮胎安装,轮胎拧紧机布置在线边钢结构上,二者有效利用一个工位的空间,满足轮胎安装及紧固。

2)胎压监测

轮胎胎压监测采用设备自动读取进行,无人工操作,需求一个整工位。综合根据前面介绍的轮胎从地坑输送出来分解到装配线两边,轮胎出地面坑口会占据一定的空间,对比胎压监测无人操作工位,规划把轮胎出地面的输送线方向与底盘主线方向反向(见图3),这样高效利用轮胎出坑口区域位置进行胎压监测,实现轮胎输送、安装、胎压监测在2个主线工位内完成。

4.结语

汽车厂轮胎特点在于需求数量多,配送频次高,体量大并且需要根据车型进行防错排序,本文描述了轮胎输送及轮胎安装工艺方案,从简单高效且经济的角度出发,目前该总装项目已经顺利投产量产,对前期的轮胎输送安装方案进行了有效充分验证。为同类其他汽车工厂的规划设计提供了有益的参考与借鉴。

参考文献

[1]李国建.简易高效的轮胎输送线.汽车制造业,2010:56-57.

[2]王仲钦.现代汽车制造厂总装车间工艺设计.机械制造41卷 第464期.

[3]段文玲.轿车总装车间工艺规划.汽车工艺与材料AT&M2010年第10期.

作者简介

第一作者:方明,上汽通用汽车有限公司 总装区域高级经理 邮编201206

工厂运营规划方案范文第3篇

在大数据、智慧智能工厂、信息自动化、标准化等字眼满天飞的时代,企业往往需要制定出一份实行工业4.0的计划书,逐步去完善推进。

首先,企业要明白工业4.0的目标是什么,以及有哪些实现途径。其次,确定好两个研究主题,一是智能工厂,二是智能生产。最后,确定好该主题的实现途径。在笔者看来,它分为4个阶段:第一,建设信息物理网络系统(CPS)。第二,实现纵向集成、横向集成、端到端的3项集成。第三,运用产品数据、运营数据、价值链数据、外部数据等大数据系统进行分析。第四,实施标准化和参考架构、管理复杂系统、一套综合的工业宽带基础设施、安全和保障、工作的组织和设计、培训和持续的职业发展、监管框架、资源利用效率的8项计划。

由于CPS是实现工业4.0的基础,没有CPS的支撑,智能工厂、智能制造都是“空中楼阁”。而CPS依赖于通过网络技术将工厂、机器、生产资料和人高度联结,对于还未实现工业2.0或是工业3.0的企业真的能去实施吗?因此,企业可根据自身情况和国情、市场发展趋势,自行选择可以改善、实施的途径。

在笔者不断研究和试错的过程中,总结出8个企业实践工业4.0创新快速导入的方法步骤。

一是定义企业工业4.0规划范围及模式,包括整合规划(系统整合及加值应用)、创新服务规划(例如快速定制智能生产服务模式)、创新解决方案规划(例如智慧生活)。

二是需组建一个工业4.0工作小组。

三是对观念、架构及方法展开研讨。

四是结合企业营运策略及目标/KPI对发展工业4.0的目标及策略进行探讨。

五是对流程与系统现状分析。

六是对流程与系统需求进行探讨。

工厂运营规划方案范文第4篇

拿破仑因拒绝了富尔顿用铁造船的建议,认为用铁造船是天方夜谭,致使强大的拿破仑帝国如昙花一现。

曾经的诺基亚、摩托罗拉也因不能与时俱进而无法重铸昔日的辉煌。

……

时势造英雄,一场技术革命的发生会造就一个企业、也会毁灭一个企业,特别在一个特定环境下,如果固步自封只能自取灭亡。当前,中国宏观经济持续疲软,作为国民经济支柱的食品工业发展增速也随之减缓,同时近年来食品安全事件频发,企业发展及品牌建设也遭到了前所未有的挑战。可见,整个行业的转型升级迫在眉睫。随着国家战略“中国制造2025”的出台,以及被称为史上最严的新《食品安全法》的实施,促进“产业转型”、实现“节能增效”、保障“食品安全”已经成为企业、行业乃至全社会密切关注的话题。2015年12月10日,全球能效管理和自动化领域专家施耐德电气在厦门举办2015食品饮料与生命科学行业创新峰会。本次峰会探讨了在新的背景下,中国食品工业未来发展前景。

时势下的智慧工厂

施耐德电气食品饮料行业全球业务总裁Mike Jamieson针对全球食品和饮料产业现状,向大家分析了行业的机遇和挑战。他认为,在当前全球人口总量增加、食品需求井喷式增长,以及供应链体系越来越复杂、环境污染日益严重的背景下,实现安全高效、可追溯且可持续的发展运营是全球食品饮料行业的共同诉求。同时,他介绍了施耐德电气是如何通过改变消费方式、优化工业流程、实现多样化的整体布局和市场策略,来最终达到提高产品质量,保障食药安全的目的。

施耐德电气全球解决方案事业部食品饮料行业总监何晓柯在接受采访时讲道:“中国经济在2013年进入新常态发展模式,在2013年之前中国经济靠投资、消费、净出口三驾马车的拉动使GDP的增大达到两位数,现在这三驾马车的动力越来越小,要使中国经济继续健康发展就需要新的增长方式作为支撑,而新的经济拉动方式就是技术革新,很多发达国家的经济增长方式反复验证这一点。当传统的经济增长模式出现问题的时候,采用新技术能成为经济增长的一个强心针,将它比喻成强心剂不是说马上可以为社会带来大规模的经济效益,而是它会让整个生态系统变得简单。虽然中国经济在下滑,但食品饮料行业今年的增速仍为8%~9%。食品行业是与人们生活息息相关的行业,在城镇化、老龄化不断加快的背景下该行业会持续增长,而且二孩政策的出台也将会增加更多的人,社会也需要更多的食物。但这并不意味着每个企业都可以盈利,因为一些产能、管理理念落后的自然会被淘汰掉,这是优胜劣汰的过程,也是产业升级的过程。”

埃森哲大中华区副总裁李晓东出席峰会并表示:“中国制造业正面临着从2.0向4.0的巨大转变,要实现智能制造,就需要通过‘产品+服务’的混合模式实现业务创新,同时将服务融入产品研发,以智能技术推动创新,将产品及运营全面数字化,从而实现转型升级。”

别人在变,你不得不变

建立智慧工厂的过程是一个企业生产方式转变的过程,这个过程对于企业的员工以及高层领导来说是一个巨大的挑战,而智慧工厂的实施更是一个缓慢的过程,在此过程中企业要牺牲很多眼前的利益,能否把握现实利益与长远利益的关系,将智慧工厂实施并坚持下去,对于企业来说至关重要,可见企业要建立智慧工厂必须有全局和长远的意识。“有些企业觉得现在的工厂挺好,盈利也不错,不需要建立智慧工厂,那么他们是否知道外面发生了什么变化?竞争对手发生了什么变化?消费者的需求又发生了什么变化?今天可能他们工厂在同行业中处于领先的地位,但如果今天、明天不改进,后天可能就会被别人超越。”何晓柯在采访中说道。

何晓柯接着介绍道:“施耐德电气不会比饮料企业更了解饮料的生产工艺,我们帮助他们的是怎样用好、管理好设备,这是我们更擅长的事情。施耐德电气全球解决方案事业部从以前的一个部门成为现在的一个大团队,与客户一起一步步验证了我们当初很多前瞻性的想法。在与他们合作的过程中我们了解到国内很多企业都是在低头看路,而没有抬头看天,而施耐德电气则是在一边抬头看天,一边低头看路,在合作的过程中来帮助企业‘看’的更远,而智慧工厂正是施耐德看到的明天。智慧工厂最终是什么样子没有人能讲清楚,因为只要技术在改进,智慧工厂就不会有尽头,而我们所做的是用当前最先进的智能化技术为客户打造成最先进的工厂,与客户一起向前走,共同探索智慧工厂的未来。”

施耐德电气曾帮助一个客户在国内建立一个工厂,这个工厂从选址到建成处处都有施耐德电气的身影。选址时,施耐德电气帮助客户考察中国各个省的经济发展情况,施耐德电气把中国看成了一个世界,把中国每个省看成一个“国家”,然后将各个省的GDP和其他国家的GDP进行比较,这样将中国各个省、甚至各个大城市的GDP情况直观地呈现给了客户,客户在了解之后非常震撼。接下来施耐德电气帮助客户进行了一系列市场调研并咨询一些专业人士,和客户一起与当地政府、开发商接触洽谈,然后帮助客户选址并做工厂基础性设计,包括所有电气设备、自动化设备等的选择、安装、使用等,到最后工厂建成,施耐德电气都在全程参与。现如今,该工厂仍然有两位施耐德电气的工程师,这两名工程师帮助他们管理生产线,维修生产过程中出现的问题,同时保证他们的生产线不断改进,时时处于领先的地位。此外,施耐德电气还为客户的质量体系提供信息化工具,为他们提供KPI分析结果。

智慧工厂的构成

在采访中何晓柯介绍了施耐德电气在相关行业的集成化解决方案。该方案融合了集成化管理平台、过程和机器管理、电力管理、楼宇管理、关键电源管 理等五大领域的前沿技术和专业经验,施耐德电气将帮助客户实现“从生产到规划”的全管理层可视化,并实现智能制造。同时,借助卓越制造、精益能效、高级服务、智造信息化等解决方案,并凭借在智慧工厂、世界级制造WCM、GMP验证等领域的咨询服务,施耐德电气将为工厂提供涵盖全生命周期的整体解决方案,并最终帮助客户提高生产效率,降低能源消耗,促进食品安全,保障工厂可靠运行,实现世界级制造工厂。

何晓柯表示:“中国食品工业面临换挡降速、利润放缓的新常态时期,中国食品工业在全球市场的失位也迫使行业开始修复、调整、升级。互联网+时代,IT技术和大数据服务手段紧密结合使‘智能制造’得以真正运用到企业生产、运营中。作为全球能效管理和自动化领域的专家,施耐德电气围绕‘智慧工厂’助力食品企业弯道超车,智胜未来”。

工厂运营规划方案范文第5篇

关键词:化工厂设计;概念设计;工程研究

中图分类号:TQ08 文献标志码:A 文章编号:0253-4320(2016)05-0006-03

1新建工厂开展概念设计十分必要

化工厂是由若干生产装置(或化工单元)组成、从事化工品生产的场所。由于原料性质、产品要求和建设条件等因素的影响,世界上一般不会存在一模一样的装置,也不会存在一模一样的工厂。因此,工厂建设应该是一个创新的过程,也是“制造”工厂这种“产品”的过程。可行性研究报告是项目评价、企业决策、政府核准的关键文件。项目可行性研究报告编制以预可行性研究报告(或项目建议书,以下称预可研)及其批复文件等为依据[1],一般来讲,装置预可研根据参考装置,或与装置工艺包(技术)提供方进行技术交流得到的资料来进行编制;工厂预可研根据参考工厂,或由设计单位在进行技术交流或掌握资料基础上进行编制。经验表明,根据有参考工厂预可研编制的可行性研究报告比较准确,反之,则编制的可行性研究报告误差较大,近些年建设的部分大型化工厂出现的问题已经证明了这一点。为了使可行性研究报告更加准确,笔者建议要针对新建大型化工厂开展概念设计。在此之前,鲜有人开展化工厂概念设计,笔者认为这与我国化工建设的发展过程有关。过去在我国大型化工项目建设过程中,自主创新较少,自行设计工厂一般以引进消化吸收再创新为主,可参考引进或成熟的工厂技术流程,所编制的可行性研究报告也比较准确。近年来,随着我国综合国力的提升、技术创新能力的增强,原创性成果越来越多地被应用到新建大型化工厂中,由于没有同等规模的已建工厂或成功的项目可以参照,将实验室或中试技术直接用于工业化工厂建设,若仍采用传统建厂模式,显然风险会很大。为此,有些企业采取了在可行性研究报告核准(批复)前就基本完成了总体设计等策略,如神华煤直接液化示范工程可行性研究报告于2002年8月获得国家批复,2002年10月即完成了先期工程和一期工程的总体设计工作[2]。

2概念设计是化工新技术开发过程的必经阶段

化工新技术开发是从概念的形成,经过科研、设计、建设,使一项新技术、新工艺或新产品付诸实施的整个过程,其研究范围一般包括基础研究、过程研究及工程研究、工程设计3个部分,详见图1。对此,原化工部制定的新技术开发管理条例中有明确规定[3],中国石化集团公司编写的手册也有介绍[4]。在化工新技术开发阶段,概念设计是工程研究的一个环节,它是应用研究到一定阶段后,按未来的生产装置规模所进行的假想设计。它的工作内容主要是根据研究和提供的概念及数据,确定流程和工艺条件以及主要设备的形式和材质、“三废”处理设施等,最终得出基建投资和产品成本等主要技术经济指标。一般情况下,概念设计在中试以前进行。通过概念设计判断研究的工艺条件是否合理,数据是否充分,并在这个基础上提出对开发项目进行初步的经济评价,以确定技术路线的先进性和可靠性、开发项目需要改进之处、还需要补充的试验内容和课题、有无必要建立中试装置,以及确定中试的规模、范围和必须通过中试解决的问题和取得的数据[5]。研究过程中的基础设计(BasicDesign,或FoundationDesign)是一个完整的技术文件,是整个技术开发阶段的研究成果。一般情况下应在研究内容全部完成并通过鉴定后进行。基础设计的内容应包括建设生产装置的一切要点,合格的工程设计人员应能根据基础设计完成一个能顺利投产,达到一定产量和质量的生产装置。基础设计内容包括设计基础、工艺流程说明、物料流程图与物流表、带控制点管道仪表流程图、设备表和设备规格书、对工程设计的要求、设备布置建议图、操作规程、消耗定额、有关技术资料和物性数据等,还应包括安全技术、环保技术和劳动保护说明。工程研究过程中的基础设计不是工程建设阶段的基础工程设计(BasicEngineeringDesign),它仅仅是基础工程设计的依据,依基础设计所建设的工业装置还需要实践检验;任何一个装置都不是孤立的,都是全厂的一部分,采用新技术会改变工厂现状,对全厂会产生什么影响,也需要验证。因而在采用新技术、新方案建厂时,常常要求建设示范工程。

3新建工厂开展概念设计已有先例

示范工程是新技术或新方案第一次工业化应用的工程,带有试验的性质,目的是总结出某种可供借鉴、参考的经验或典范,在此基础上对原示范工程设计进行完善,成为今后同类工程建设设计的基础;示范工程的新技术或新方案,可以是有一定风险的新技术、新工艺、新材料、新设备、新原料、新厂址、新规模、新组合等一种或几种的应用,所取得的成果具有推广价值。示范工程可以是一套生产装置(示范装置),也可以是一个综合工厂(示范工厂)。从某种意义上讲,示范工程在工程建设阶段相当于技术开发过程中进行的工业规模的“中试”,示范工程的工程设计可看作是“中试设计”,示范工程运行后所进行的完善设计可看作是技术开发过程中的“基础设计”。从技术开发过程研究规定需要开展概念设计来看,对有开发作用、示范作用的新型化工厂建设,在开展可行性研究之前,应开展工程建设项目的概念设计。我们有时可以选取一个已经建成、运行良好、相关参数相同的工厂作为“参考工厂”。有“参考工厂”的工程设计看上去比较简单,似乎可以“翻版设计”,但实际上,由于厂址条件不同、技术改进,以及新规范、新标准的颁布带来的设计改变,新建工厂与“参考工厂”不可能完全相同,这就需要在正式开展工程设计之前进行概念设计,在参考工厂的基础上找出变化的内容对工厂建设的影响,制定设计原则。众所周知,工程具有“一次性”和“成果不可挽回性”的特点,这意味着工程是一次性的,而工程成果的使用是重复、长期的,所以工程建设前期需要花大力气,对工程进行全方位的研究,理顺与各种需求关系,理顺内部各主要装置与系统、辅助装置、公用工程的关系和配套需求,优化全厂工艺流程和各生产装置工艺流程,否则在工程实施阶段进行修改或既成事实,均会增加工程投资或影响工程的使用。工程成果的不可挽回性决定了工程不能像其他事情那样做坏了可以重来,也不可试着做,工程必须确保成功,一旦工程失败就永远失去了重新实施原工程的机会。这也说明在工程建设实施前,需要深入开展前期工作的必要性。工程概念设计正是在工程前期研究、论证过程中,整体上深层次研究所要建设工程的一个环节,或者说机会,缺少这个环节带来的影响在以后的建设中无法弥补。虽然对于化工工程建设阶段的概念设计在国内尚无规定,但在国内外的工程规划或研究中均有先例。20世纪70年代,美国能源部(UnitedStatesDepartmentofEnergy)在组织煤炭资源利用技术开发时,曾组织过部分项目的概念设计,如格雷斯公司(W.R.GRACE&CO.)在部分专利商(设备供应商)的支持下,组织编制了“合成气示范工厂项目的商业化工厂概念设计与评价”(SynthesisGasDemonstrationPlantProgram,PhaseI.CommercialPlantConceptualDesignandEvaluation,1979)[6],该报告包含基础数据、商业化工厂设备清单及参数、工艺流程、区域平面布置图、技术经济比较研究、风险提示等内容;20世纪末,中国石化工程公司完成了“21世纪千万吨炼油厂概念设计(研究)”[7],指导了中石化镇海炼化、中海油惠州炼化、中石油广西石化等多个工厂的设计;辽宁大唐国际阜新煤制天然气公司组织完成了“面向城镇用户的现代煤制天然气工厂概念设计(研究)”[8],通过了中国石化联合会组织的评审并得到了应用。另外,在核电站设计过程中,尽管概念设计也不是规定的必经工程设计程序,但得到了高度重视,认为是初步设计的准备阶段,要从前期准备阶段开始[9]。

4工厂概念设计的基本内容

我们认为,工程设计阶段的工厂概念设计,其内容可以比照技术开发阶段概念设计的内容讨论全厂性问题,它通过分析设计需求和技术现状,找出满足需求的技术策略并在设计中体现,是设计者综合已有成果(如开发成果、文献数据以及类似的工程、操作数据和工作经验等),通过分析研究之后,按未来的工厂规模,从工程角度出发进行的预设计。通过这样一个设计,以暴露提出拟定的全厂流程、主要化工单元(装置)、设备结构、材质、控制方案、安全和环保等在工程设计中将会存在的问题,同时提出解决途径及方案,并进行经济评价,调整技术策略。其主要内容应包括:原料和成品的规格,生产规模的估计,工艺流程图简要说明,物料衡算和热量衡算,主要设备的尺寸、型号和材质的要求,检测方法,辅助工程和配套工程初步方案、全厂总图布置初步方案,主要技术指标和包括投资、成本的估算,投资回收预测的经济指标,“三废”治理的初步方案,对下一步工作的建议。工厂概念设计是较为详细的技术方案,其深度应相当于预初步设计,对于不同的项目,其要求可有所不同。工厂的概念设计主要用以解决以下问题:一是对开发的新技术进行深入的分析和讨论,提出工业化中可能出现的问题及对全厂的影响,并分析其中哪些技术是可靠的,还缺哪些数据和需要验证的技术,对新技术有一个明确的认识;二是用系统工程的观点,吸收、集成有关技术成果,研讨改进技术方案,争取转化率、收率、能耗、设备投资、安全、环保、占地、配套等的总体最优;三是做出认真的技术经济分析和市场预测,分析产品及目标市场并提出对策,分析设备、材料的可获得性,哪些技术和设备由自己开发,哪些用已有的,哪些需要进口;四是提出工厂建设条件和运营的要求,以及厂址的满足情况,做出技术比较;五是找出工厂的特点对社会可能产生的影响,厂址所在地对工厂的要求,提出相互适应的措施;六是明确全厂性辅助工程和公用工程配套要求,提出初步方案;七是对全厂总图布置进行论证和分析,提出满足要求的基本条件;八是暴露设计工作中存在的问题和不足之处,从而能及时解决问题,以便集中力量解决最关键的问题。概念设计应在可行性研究之前进行。没有依托项目的示范工程的概念设计属于一个假想设计,应由开发单位联合设计单位完成,为投资方决策提供依据,或据此寻找投资方。有依托项目的示范工程的概念设计是一个预设计,应结合项目实际,由建设单位组织设计单位和开发单位共同完成,从项目前期准备阶段开始进行,该项工作可以作为预可研阶段的专题研究,其成果可以作为可行性研究的依据,也可以作为总体设计的内容,为后续的初步设计或基础工程设计奠定基础。概念设计进行得越早,后续工程设计越主动。

5结语

大型化工厂建设投资大,技术复杂,存在很大的不确定性。如何做好顶层设计,从技术、经济、社会发展的角度把最有希望的方案设计出来作为设计工作的方向,这是一种系统化的分级决策过程,也正是概念设计的真谛,是工程设计过程中十分关键的一项工作。目前尽管工厂概念设计还不是规定的工程设计阶段,但设计是“制造”的基础,因而对于大型化工厂这样复杂的工程项目,在项目早期开展概念设计,以新的视角、科学定义项目内容、研究和制定建设策略、明确项目目标并对其给出初步评价,是十分必要的。通过概念设计可以寻找最佳工艺流程(即选择过程单元以及这些单元之间的相互连接)和估算最佳设计条件,使全厂辅助工程、公用工程配置最优化、全厂布置最佳化。成功的概念设计不但可以节省大量的人力和物力,还可以加快新技术的开发和推广速度,提高开发的技术水平和工厂的运营价值。

参考文献

[1]中国石化咨询公司.中国石油化工集团公司暨股份公司石油化工项目可行性研究报告编制规定,2005:1.

[2]张玉卓.煤洁净转化工程[M].北京:煤炭工业出版社,2011:77.

[3]化学工业部.化工新技术开发管理条例.1986.

[4]中国石油化工股份有限公司科技开发部.最新石化工程创新设计与技术改造实施手册(第一卷)[M].北京:中国石化出版社,2006:7-9.

[5]倪进方.化工过程设计[M].北京:化学工业出版社,1999:5-8.

[6]W.R.GRACE&CO.SynthesisGasDemonstrationPlantProgram,PhaseI.CommercialPlantConceptualDesignandEvaluation[R].1979.DOE/ET-77-C-01-2577.

[7]张维忠.21世纪千万吨/年级炼厂概念设计(研究)通过技术鉴定[J].石油化工设备技术,2003,(3):11.