機械工廠的工藝設(shè)計及注意事項

吳小利，葉建陽，劉 才

（1.新加坡TT公司 杭州分公司，浙江 杭州 310012；2.中國聯(lián)合工程公司，浙江 杭州 310022）

工藝設(shè)計是根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)和總體設(shè)計的要求，對車間的生產(chǎn)工藝、設(shè)備、人員、部門設(shè)置、物料需求和流動、設(shè)備布置等各項問題做出正確的決定，計算工藝投資，并對車間建筑、供電、供熱、供水、動力、排水及車間內(nèi)外環(huán)境治理等設(shè)計提出合理要求，保證設(shè)計的完整和協(xié)調(diào)。

工藝設(shè)計在工程設(shè)計中起著主導(dǎo)作用，直接影響工廠的規(guī)模、投資和建成后生產(chǎn)可靠性、技術(shù)先進性、經(jīng)濟效益的好壞。工藝人員熟練地掌握本專業(yè)的設(shè)計知識，是做好工藝設(shè)計的關(guān)鍵。

在機械工廠設(shè)計中的工藝專業(yè)，是眾多專業(yè)中的“主導(dǎo)專業(yè)”，是最先和業(yè)主接觸的專業(yè)之一，能全面地了解和掌握項目產(chǎn)品的生產(chǎn)、使用和要求。工藝專業(yè)對項目的整體性具有比較完整的構(gòu)想，由此也被稱為“龍頭專業(yè)”。由于工藝專業(yè)對產(chǎn)品的制造工藝有較全面的了解，結(jié)合自身所掌握各種資料，包括同類產(chǎn)品的先進生產(chǎn)工藝、生產(chǎn)組織形式等，在和業(yè)主進行溝通后，可以向其他設(shè)計專業(yè)提出設(shè)計要求。

1 工藝設(shè)計不同階段的基本內(nèi)容

設(shè)計工作是一個復(fù)雜的系統(tǒng)工程，必須采取逐步深化的方法，在機械工廠設(shè)計中，工藝設(shè)計是所有設(shè)計工作的龍頭，在不同設(shè)計階段，工藝專業(yè)對其它專業(yè)的資料要求也有不同之處，下面對不同設(shè)計階段，工藝專業(yè)需完成的任務(wù)作簡單介紹。

1.1 可行性研究報告

可行性研究報告的基本內(nèi)容有：

（1）工藝設(shè)備投資估算。

（2）工藝平面區(qū)劃圖。主要表示車間內(nèi)區(qū)域的組成，不一定要表示每一臺設(shè)備的具體位置，但對于特殊設(shè)備（大、重、深坑等）需要有大致位置和要求的表示。

（3）工藝資料表單。可以以車間為單位，公用要求可以是單位面積的用量，但對于特殊的公用、土建要求，應(yīng)該以設(shè)備為單位。

1.2 初步設(shè)計

（1）設(shè)計說明。基本內(nèi)容有：

一是設(shè)計依據(jù)及主要原始資料。

二是車間現(xiàn)狀(新建廠略)。

三是車間任務(wù)和生產(chǎn)綱領(lǐng)。包括：本車間承擔任務(wù)的內(nèi)容和范圍；列出生產(chǎn)綱領(lǐng)表（包括自用件、外供件及備品備件）；車間產(chǎn)品特點：主要技術(shù)要求及最大件、最長件、最重件的名稱、質(zhì)量及外形尺寸；根據(jù)車間生產(chǎn)綱領(lǐng)及產(chǎn)品特點，說明生產(chǎn)性質(zhì)；本車間與其他車間或與外部的協(xié)作任務(wù)和內(nèi)容。

四是工作制度和年時基數(shù)。

五是設(shè)計原則。包括：新工藝、新設(shè)備、新材料的采用及機械化、自動化程度的確定、車間組成與布置、物流、廠房結(jié)構(gòu)形式的建議、擴建和預(yù)留。

六是主要工藝。包括：主要代表產(chǎn)品或工件的工藝過程及特點；生產(chǎn)工藝流程；主要工藝設(shè)備的選用；實現(xiàn)設(shè)計工藝所必須具備的條件及其他需要特殊說明的問題。例如；勞動量；設(shè)備（包括主要工藝設(shè)備的負荷率計算表、車間各類設(shè)備的數(shù)量）；人員；車間組成、面積和平面布置；環(huán)境要求（包括通風、溫度、防振、防塵、防噪聲、防電磁干擾、防靜電、防滑、防腐蝕等方面的具體要求）；材料消耗和物料運輸；節(jié)能與合理用能；環(huán)境保護；職業(yè)安全衛(wèi)生；工藝投資概算；主要數(shù)據(jù)和技術(shù)經(jīng)濟指標；需要說明的問題及建議等。

（2）設(shè)計圖紙。基本內(nèi)容有：工藝平面布置圖、剖面圖；設(shè)備明細表等。

1.3 施工圖設(shè)計

包括施工圖目錄、設(shè)計說明、工藝平面布置圖、剖面圖和設(shè)備明細表。

2 工藝設(shè)計應(yīng)特別注意的若干問題

2.1 重視與業(yè)主方人員的溝通

一般業(yè)主委派人員與設(shè)計院討論工藝的以制造工藝師居多，因為工程設(shè)計本身有很強專業(yè)性，而且有很多國家、行業(yè)的強制性規(guī)范必須遵守。在和業(yè)主交流時，工藝專業(yè)一定要將這些特點和業(yè)主方人員充分溝通，贏得業(yè)主的理解，特別是在要變更現(xiàn)有工藝以適應(yīng)工程設(shè)計規(guī)范的時候，必須避免在沒有與業(yè)主充分溝通的情況下自行修改現(xiàn)有工藝，導(dǎo)致與業(yè)主方在后面的合作中出現(xiàn)困難。

一個完整的工程設(shè)計，離不開工廠和設(shè)計院的工藝專業(yè)設(shè)計人員在設(shè)計前期的充分溝通和討論。從實際情況看，工廠與設(shè)計院在很多方面是相互補充，相互促進的。作為業(yè)主方對產(chǎn)品的制造工藝、特有的制造設(shè)備比較熟悉，而設(shè)計院的工藝人員因設(shè)計范圍廣，見多識廣，對國家及行業(yè)的強制性規(guī)范比較熟悉，可以將其他行業(yè)成功的生產(chǎn)工藝及生產(chǎn)設(shè)備，應(yīng)用到承接的設(shè)計項目中，使項目的工藝設(shè)計更加合理。工藝設(shè)計人員和業(yè)主前期的充分而融洽地討論，可以為保證項目工藝設(shè)計既能滿足業(yè)主要求，又能符合國家相關(guān)強制性規(guī)范，并對項目后期的成功合作，打下了重要基礎(chǔ)。

2.2 重視與其他專業(yè)的協(xié)調(diào)

工藝專業(yè)對其他專業(yè)所提出的設(shè)計要求，應(yīng)力求科學、全面、合理。各設(shè)計專業(yè)需要解決的技術(shù)難題，實際上也就是工藝專業(yè)提出的這些設(shè)計要求。工藝專業(yè)在資料中體現(xiàn)了工程項目功能性的基本要求，只要這種要求和設(shè)想不違背國家、行業(yè)的有關(guān)規(guī)定，應(yīng)使接收資料的設(shè)計專業(yè)應(yīng)盡量予以滿足。

有時工藝專業(yè)提出的要求，會給某個專業(yè)設(shè)計人員帶來新的設(shè)計工作量和難度，但如果這個專業(yè)局部設(shè)計的工作量增大，難度增加，卻能使其他專業(yè)工作量減少，難度降低，而且能給整個工程的整體布局帶來合理性，甚至可以減少設(shè)計修改和返工工作量，使建設(shè)速度加快。這種情況下，工藝人員應(yīng)及時向項目負責人提出安排工藝專業(yè)與相關(guān)專業(yè)的協(xié)調(diào)會議，共同討論決定最合理的設(shè)計方案。與各專業(yè)的協(xié)調(diào)，貫穿于項目設(shè)計的整個過程。在工廠設(shè)計中，工藝專業(yè)是主導(dǎo)專業(yè)，其他專業(yè)是按照工藝提出的要求進行設(shè)計的，所以工藝專業(yè)更應(yīng)重視與各專業(yè)的協(xié)調(diào)，及時處理設(shè)計中出現(xiàn)的問題，使整個項目的設(shè)計工作順利開展。

2.3 重視設(shè)備內(nèi)結(jié)資料的收集

在有些工業(yè)廠房的設(shè)計中，會遇到大型設(shè)備和深坑、試驗臺等有專門基礎(chǔ)或公用要求的設(shè)備，由于其土建、公用配套的特殊性和設(shè)計資料的滯后性，一般無法和廠房等同步提出設(shè)計要求，需要土建、公用專業(yè)單獨設(shè)計，簡稱內(nèi)結(jié)設(shè)計。

由于這類設(shè)備都具有“高、大、重、深”的特點，故對廠房的基礎(chǔ)、管線布置、施工周期都有重大的影響，因此盡管具體設(shè)計資料獲得有不可避免的滯后性，但還是要求工藝專業(yè)在平面布置時，必須要有一定超前估計，如土建相關(guān)的基礎(chǔ)范圍、基礎(chǔ)深度、基礎(chǔ)承重等，公用相關(guān)的供水、供電、通風等大致參數(shù)。

為了不使這些設(shè)備的內(nèi)結(jié)設(shè)計影響整個項目的施工進程，有時還需要預(yù)先估算樁基范圍，盡量和廠房同時完成樁基工程。所以作為工藝專業(yè)，應(yīng)在平時重視這方面內(nèi)結(jié)資料的收集，以便在遇到這種情況時，能及時地將收集的資料用于工程設(shè)計。在現(xiàn)在的項目的設(shè)計中，大部分項目在施工圖設(shè)計前，業(yè)主方均沒有落實相關(guān)設(shè)備的制造廠家，為了使項目順利進行，工藝設(shè)計人員在完成初步設(shè)計后，應(yīng)及時與業(yè)主方及設(shè)備制造廠家聯(lián)系，在施工圖設(shè)計開展前落實對對廠房的基礎(chǔ)、管線布置、施工周期，都有重大的影響的設(shè)備的相關(guān)資料。

2.4 嚴格滿足設(shè)計深度的要求

工程設(shè)計是工程建設(shè)的靈魂，設(shè)計的好壞，直接影響工程的品質(zhì)與進度。作為工程設(shè)計重要組成部分的工藝設(shè)計，顯然更為重要。但是，當前很多項目工藝設(shè)計，存在水平不高、敷衍了事的現(xiàn)象，有的工藝設(shè)計深度不夠、許多已經(jīng)成熟的先進工藝沒有得到采用等等。這些都嚴重影響了工程的設(shè)計品質(zhì)，最終影響工程建設(shè)的品質(zhì)和進度。

工藝設(shè)計作為機械工廠設(shè)計的龍頭專業(yè)，如果深度沒有達到應(yīng)有的要求，直接導(dǎo)致其他專業(yè)無法順利進行，進而影響到整個項目的設(shè)計工作。為確保工藝設(shè)計乃至整個工程設(shè)計的水平，工藝設(shè)計人員應(yīng)對設(shè)計任務(wù)書提出的生產(chǎn)綱領(lǐng)詳細加以分析研究，在具體設(shè)計過程中，應(yīng)確保各階段的設(shè)計深度滿足《機械工業(yè)建設(shè)工程設(shè)計文件深度規(guī)定》（JBJ 35-2004）的要求。這樣才能保證工程設(shè)計的品質(zhì)，從而滿足業(yè)主要求，同時也能為設(shè)計院贏得聲譽，為以后承接項目打下良好的基礎(chǔ)。

2.5 重視工藝會簽工作

各專業(yè)施工圖完成后，凡與工藝專業(yè)有關(guān)的圖紙，可能涉及每個專業(yè)，作為整個設(shè)計流程的閉環(huán)程序，都須由工藝專業(yè)進行會簽。會簽的目的，主要是由工藝專業(yè)確認，由工藝專業(yè)提出的設(shè)計要求，經(jīng)過其他專業(yè)的設(shè)計后，是否還能滿足最初的工藝設(shè)計要求。在實際設(shè)計過程中，可能會發(fā)生各專業(yè)對工藝所提要求理解不同，或是由于工藝專業(yè)對其他專業(yè)設(shè)計特點的不熟悉，或是設(shè)計過程中其他各種因素互相影響等，都會使各專業(yè)最終的設(shè)計成果和工藝專業(yè)的設(shè)計要求產(chǎn)生偏差。對于大的原則性的偏差，應(yīng)該在設(shè)計工程中已經(jīng)予以調(diào)整，最終的調(diào)整結(jié)果，還應(yīng)該由工藝專業(yè)進行確認。

工藝專業(yè)作為主導(dǎo)專業(yè)，在進行圖紙會簽時，應(yīng)主動提醒有關(guān)專業(yè)確認相交部分的設(shè)計，確保各設(shè)計圖紙之間無矛盾，工藝會簽是最后的確認過程，是檢驗各專業(yè)是否滿足最初的工藝設(shè)計要求的最后一環(huán)，應(yīng)予以特別重視。

3 結(jié)束語

隨著市場經(jīng)濟的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)的計劃經(jīng)濟體制已經(jīng)發(fā)生了天翻地覆的改變，市場投資主體日益多元化，傳統(tǒng)的工藝設(shè)計理念、方法已不能滿足業(yè)主日益多元的需求。本文通過筆者在多年的工藝設(shè)計實踐，總結(jié)了在新形勢下，作為技術(shù)咨詢行業(yè)，為了更好地服務(wù)業(yè)主，同時也為了樹立企業(yè)良好的形象與品牌，工藝設(shè)計人員在設(shè)計時應(yīng)該特別注意和重視的若干事項，當然，各位同行還會有更好的點子和建議，本文僅作拋磚引玉，供同行參考。

[1]GB 5083-1999，生產(chǎn)設(shè)備安全衛(wèi)生設(shè)計總則[S].

[2]JBJ 35-2004，機械工業(yè)建設(shè)工程設(shè)計文件深度規(guī)定[S].

[3]吳階元.機械工業(yè)工程設(shè)計[M].北京：北京科學技術(shù)出版社，2010.