王敏俊

(上海电气电站设备有限公司电站辅机厂,上海200090)

电站辅机产品生产工艺布局的分析与优化

王敏俊

(上海电气电站设备有限公司电站辅机厂,上海200090)

随着市场经济的不断发展,企业也处于转型发展的风口浪尖,为保留核心制造加工能力,最大程度地利用社会化资源,满足最低规划需求和产能要求。通过各方案对比后,优化了工艺布局和生产流程,打造最低制造成本和最高营运效率的生产制造基地。

电站;辅机;工艺;布局;生产;流程;分析;优化

0 概 述

电站辅机产品的生产制造工艺较为复杂,对于设备制造企业而言,保持和开发核心产能工序,最大程度地利用社会化资源完成低附加值的制造工序,才能使设备制造企业的利润最大化。借助企业搬迁的契机,在新的制造基地上,打造最佳工艺布局和生产流程,使生产及工艺流程的布局更为合理和通畅,可用最低的制造成本及最高营运效率,在新的基地上,完成设备制造企业的转型工作。

1 确定新制造基地的需求

1.1 核心制造的加工范围

拟保留的核心制造产品范围,主要包含了几个方面。(1)核电常规岛与核二、三级核岛关键设备。(2)海军舰艇装备。(3)新型换热器。(4)大型热法海水淡化设备。(5)高参数火电机组加热器及辅机设备。

1.2 未来出产规划和最低产能

根据2016~2018年已有订单及排产计划,结合国家宏观调控目标,以及对国内外市场项目的跟踪分析,并按2016年同类排产设备的平均合同价格估算,2018年后,每年辅机设备的年出产规划(产值)为16~18亿元。按近3年辅机设备的平均毛利计算,工厂盈亏平衡点的产值规模约为13~14亿元。因此,每年辅机设备规划产值下的利润,不应低于0.5亿元。

预计在未来较长的一段时间内,制造基地需具备自制约200台核心辅机产品的产能,其余产品或部件,均需通过社会化资源完成产品制造。新制造基地的制造能力,除了覆盖相关压力容器法规的资质要求外,主要负责制造军工设备、核电常规岛及核岛设备、蛇型高加、光热设备、大型热法海淡主设备,还需包括重点项目或海外项目的设备制造。另外,根据压力容器质监法规的要求,所有受压容器产品的总装及水压试验,均应在新制造基地完成。

1.3 新基地的面积要求

为了保持核心产能,并满足相关法规的要求,以保留关键部件的制造能力为前提,同时,考虑到充分利用生产场地,精简相关生产流程,实现最高效率的物流配送,降低制造成本。新基地的工艺布局,应尽可能地集中在封闭的场地,物流的距离越短,可使生产布局和工艺流程更合理紧凑。其次,加工设备和设施的布置,应基本满足核心产能及关键工序的要求。经过多方论证,新制造基地需约35 900 m2的生产场地,才能确保10个各类总装台位及2 700 m2的配套辅助场地。另需配置包装场地和成品堆场,约为8 400 m2。随着环保要求的提高,新基地需具备独立封闭的产品油漆场地,并兼有VOC收集功能的油漆房。

2 车间的工艺布局

为满足新基地的需求,考虑扩展租赁某联合厂房,并进行局部改造。该方案以现有重型装配车间为基础,扩展改造车间的中跨和南跨,并新增1个综合车间。改造后,生产场地的总面积达34 218 m2。生产场地的面积分配,如表1所示。

表1 临港车间各区域参数情况表

北跨的场地面积为12 528 m2,具有160 t行车的起重能力,配置了5个装配台位,是已建成的生产场地,加工对象包括核电冷凝器、汽水分离器、除氧器、海淡蒸发器和部分1 000 MW等级火力发电辅机设备。中跨和南跨为新增的场地面积,约为18 720 m2,计划布置为核电军工车间、重型精密机加工车间和中型装配车间,将新增8个装配台位。新增的综合车间场地,约为2 970 m2,用于中型机加工及专用材料备料。该方案具备了集中连贯的自备料、精密机加工、部件组装至探伤试验的工艺流程。车间的总体布局及工艺流程,如图1所示。

图1 车间总体布局和工艺流程布置图

从图1可知,各场地的布置相对集中,产品工艺流程的距离较短。零件在综合车间备料,成形后,驳运至轻型总装场地进行零件组装和焊接。完成焊缝无损检测后,在中型总装车间进行管束总装。整体热处理和水压试验及喷砂油漆,均在重型总装场地上完成。部件的机加工,基本上在重型精密机加工车间内完成。

3 布局方案的优点

3.1 满足产能的需求

联合厂房的北跨已有5个生产台位。通常情况下,产品总装占据台位的时间,约为3个月,因此,每台位的年出产量为4~5台,年产量约为20~25台。在中、轻型车间内,计划新增5个穿管的装配台位,每月各台位可周转3台,在不考虑其它因素制约的情况下,每月可出产15台产品,可年产180台。这样,年产量合计可达200台,基本上可满足未来年度预计的最低自制产量,且生产场地集中,各台位之间的使用,还可统筹协调。方案中,各装配区域的台位数及年产量的分配,如表2所示。

表2 车间年产量统计表

3.2 生产集约化

由于整体工艺布局较为紧凑,三跨为连续纵向排布,新增的综合车间紧靠南跨,跨内采用行车吊运,跨间采用轨道平板车驳运。驳运不占用厂房的周边道路。

从生产集约化方面分析,按照每台产品的生产周期,该方案的厂内驳运距离,仅为6 636 m,总计驳运距离为344 726.49 t·m。以制造某产品为例,计算该产品的驳运距离,如表3所示。

表3 临港车间驳运距离统计表

经计算和分析,制造工艺的流程还可进行优化,驳运的次数仍较多,尤其是将小型探伤室布置在车间的北面,将增加工艺流程的时间,可能会影响总体的生产周期。

4 方案的优化

4.1 优化工艺流程和布局

通过重新布置车间各区域的功能,将车间划分为五大区域,分别为辅助机加工区,数控加工区,核岛设备总装区,换热器装配区域和重型装配区域。将50 t跨划为机加工区,中跨100 t跨为轻型总装和焊接装配区,北跨160 t跨为重型总装区,核岛设备总装区则利用原有生产清洁车间。生产工艺流程从南到北,从粗加工到精加工,由部件加工到产品总装,再经轻型总装至重型总装。起重能力也从南到北递增,由轻及重,南北驳运则通过10号轴线和22号轴线的平板车实现调度,东西方向则利用吊车实现驳运,通过调整车间工艺布局,相对于原方案布置,使工艺布局更趋合理,生产流程更为顺畅。优化后的布置方案,如图2所示。

图2 优化工艺方案后的车间布置

4.2 调整小型探伤室的布局

原小型探伤室的布局方案中,采用探伤室的开门垂直于主轨道,将来借用堆场的50 t行车,将产品部件驳运至探伤平板车上,因部分区域内无法搭建天棚,在雨天将受到影响。在优化方案中,探伤室向南开门,将22号轴线平板车的轨道延伸至探伤室内,将来,在探伤室与160 t的跨间,搭建天棚。在雨天,仍可将产品部件驳入探伤室,可提高产品的流转效率。据初步统计,可缩短约10%的探伤时间。改进后的布局,如图3所示。

图3 探伤室布局的改变

4.3 调整关键设备的布局

为达到最佳工艺流程,优化加工设备的布局是关键。在优化方案中,对所有加工设备的最佳布局进行论证。通过论证,调整了相关设备的布局。例如在卷板机的布置上,从钢板的预弯、轧平、筒身的卷制,均可在该设备上完成。原方案中,将卷板机布置在160 t重型总装区,占据了近200 m2的总装区域,显然不太合理。在优化方案中,将该设备布置在50 t跨的西侧,利用辅助机加工车间的行车进行起吊,更为合适。卷制完成后的筒身,可直接可以进入下道工序。通过优化方案,既节省了总装区域的空间,又缩短了工件的驳运时间,使得车间布局更加趋于合理。卷板机的优化布置,如图4所示。

图4 车间设备调整示意图

5 结 语

通过方案论证,优化了新基地车间的布置方案。优化后的方案使车间布局更合理,工艺流程也更为顺畅,减少了辅助加工的时间,缩短产品制造周期,满足了生产200台设备的生产需求。

[1]朱光.机加工工厂设计中的加工设备的选择与布局设计.机械制造,2006(02).

[2]乔建明.董红军.黄乃康.工艺设计与车间作业计划优化运行模式的研究.机械科技与技术,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.

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TK282

A

1672-0210(2017)02-0041-04

2017-06-07

王敏俊(1982-),男,毕业于华东理工大学,本科,工程师,主要从事固定资产投资的技术管理工作。