王敏俊

(上海電氣電站設備有限公司電站輔機廠,上海200090)

電站輔機產品生產工藝布局的分析與優(yōu)化

王敏俊

(上海電氣電站設備有限公司電站輔機廠,上海200090)

隨著市場經濟的不斷發(fā)展,企業(yè)也處于轉型發(fā)展的風口浪尖,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)劃需求和產能要求。通過各方案對比后,優(yōu)化了工藝布局和生產流程,打造最低制造成本和最高營運效率的生產制造基地。

電站;輔機;工藝;布局;生產;流程;分析;優(yōu)化

0 概 述

電站輔機產品的生產制造工藝較為復雜,對于設備制造企業(yè)而言,保持和開發(fā)核心產能工序,最大程度地利用社會化資源完成低附加值的制造工序,才能使設備制造企業(yè)的利潤最大化。借助企業(yè)搬遷的契機,在新的制造基地上,打造最佳工藝布局和生產流程,使生產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效率,在新的基地上,完成設備制造企業(yè)的轉型工作。

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、三級核島關鍵設備。(2)海軍艦艇裝備。(3)新型換熱器。(4)大型熱法海水淡化設備。(5)高參數火電機組加熱器及輔機設備。

1.2 未來出產規(guī)劃和最低產能

根據2016~2018年已有訂單及排產計劃,結合國家宏觀調控目標,以及對國內外市場項目的跟蹤分析,并按2016年同類排產設備的平均合同價格估算,2018年后,每年輔機設備的年出產規(guī)劃(產值)為16~18億元。按近3年輔機設備的平均毛利計算,工廠盈虧平衡點的產值規(guī)模約為13~14億元。因此,每年輔機設備規(guī)劃產值下的利潤,不應低于0.5億元。

預計在未來較長的一段時間內,制造基地需具備自制約200臺核心輔機產品的產能,其余產品或部件,均需通過社會化資源完成產品制造。新制造基地的制造能力,除了覆蓋相關壓力容器法規(guī)的資質要求外,主要負責制造軍工設備、核電常規(guī)島及核島設備、蛇型高加、光熱設備、大型熱法海淡主設備,還需包括重點項目或海外項目的設備制造。另外,根據壓力容器質監(jiān)法規(guī)的要求,所有受壓容器產品的總裝及水壓試驗,均應在新制造基地完成。

1.3 新基地的面積要求

為了保持核心產能,并滿足相關法規(guī)的要求,以保留關鍵部件的制造能力為前提,同時,考慮到充分利用生產場地,精簡相關生產流程,實現最高效率的物流配送,降低制造成本。新基地的工藝布局,應盡可能地集中在封閉的場地,物流的距離越短,可使生產布局和工藝流程更合理緊湊。其次,加工設備和設施的布置,應基本滿足核心產能及關鍵工序的要求。經過多方論證,新制造基地需約35 900 m2的生產場地,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,新基地需具備獨立封閉的產品油漆場地,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,考慮擴展租賃某聯合廠房,并進行局部改造。該方案以現有重型裝配車間為基礎,擴展改造車間的中跨和南跨,并新增1個綜合車間。改造后,生產場地的總面積達34 218 m2。生產場地的面積分配,如表1所示。

表1 臨港車間各區(qū)域參數情況表

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)電輔機設備。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、精密機加工、部件組裝至探傷試驗的工藝流程。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,產品工藝流程的距離較短。零件在綜合車間備料,成形后,駁運至輕型總裝場地進行零件組裝和焊接。完成焊縫無損檢測后,在中型總裝車間進行管束總裝。整體熱處理和水壓試驗及噴砂油漆,均在重型總裝場地上完成。部件的機加工,基本上在重型精密機加工車間內完成。

3 布局方案的優(yōu)點

3.1 滿足產能的需求

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

表2 車間年產量統計表

3.2 生產集約化

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,跨內采用行車吊運,跨間采用軌道平板車駁運。駁運不占用廠房的周邊道路。

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

表3 臨港車間駁運距離統計表

經計算和分析,制造工藝的流程還可進行優(yōu)化,駁運的次數仍較多,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,分別為輔助機加工區(qū),數控加工區(qū),核島設備總裝區(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),核島設備總裝區(qū)則利用原有生產清潔車間。生產工藝流程從南到北,從粗加工到精加工,由部件加工到產品總裝,再經輕型總裝至重型總裝。起重能力也從南到北遞增,由輕及重,南北駁運則通過10號軸線和22號軸線的平板車實現調度,東西方向則利用吊車實現駁運,通過調整車間工藝布局,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,將產品部件駁運至探傷平板車上,因部分區(qū)域內無法搭建天棚,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,將來,在探傷室與160 t的跨間,搭建天棚。在雨天,仍可將產品部件駁入探傷室,可提高產品的流轉效率。據初步統計,可縮短約10%的探傷時間。改進后的布局,如圖3所示。

圖3 探傷室布局的改變

4.3 調整關鍵設備的布局

為達到最佳工藝流程,優(yōu)化加工設備的布局是關鍵。在優(yōu)化方案中,對所有加工設備的最佳布局進行論證。通過論證,調整了相關設備的布局。例如在卷板機的布置上,從鋼板的預彎、軋平、筒身的卷制,均可在該設備上完成。原方案中,將卷板機布置在160 t重型總裝區(qū),占據了近200 m2的總裝區(qū)域,顯然不太合理。在優(yōu)化方案中,將該設備布置在50 t跨的西側,利用輔助機加工車間的行車進行起吊,更為合適。卷制完成后的筒身,可直接可以進入下道工序。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時間,使得車間布局更加趨于合理。卷板機的優(yōu)化布置,如圖4所示。

圖4 車間設備調整示意圖

5 結 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,縮短產品制造周期,滿足了生產200臺設備的生產需求。

[1]朱光.機加工工廠設計中的加工設備的選擇與布局設計.機械制造,2006(02).

[2]喬建明.董紅軍.黃乃康.工藝設計與車間作業(yè)計劃優(yōu)化運行模式的研究.機械科技與技術,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,本科,工程師,主要從事固定資產投資的技術管理工作。