企业高效节能的第一步<br/>——合理的工厂物流设计

企业高效节能的第一步
——合理的工厂物流设计

2016-06-21韩木林吴顺达中国锻压协会

锻造与冲压 2016年5期

关键词：厂房车间工厂

文/韩木林，吴顺达·中国锻压协会

陈文勋，喻兴娟，欧阳红星·中国联合工程公司

企业高效节能的第一步
——合理的工厂物流设计

文/韩木林，吴顺达·中国锻压协会

陈文勋，喻兴娟，欧阳红星·中国联合工程公司

物流成本过高已成为制约我国经济快速发展的一个重要瓶颈。物流顺畅是工厂正常生产、降低成本的充分、必要条件。物流是“企业的第三利润源泉”、“企业的金矿”。工厂总平面设计、车间工艺布局设计，运用物流节能的理念，是实现产品生产成本最优化的第一步。

随着世界经济的高速发展，市场需求日益主体化、个性化和多样化，生产竞争也日益全球化。制造业正面临原材料价格上涨、劳动力成本上涨、人口红利散失、利润空间压缩、举步维艰的处境。企业如何获取更大的生存空间，正考验着在激烈的市场经济竞争中求生存、求效益的每个企业。

据《中国采购发展报告(2014)》显示，2013年我国社会物流总费用10.2万亿元，占GDP比重的18.0%，明显高于发达国家，也高于经济发展处于同水平的金砖国家。发达国家的物流成本平均占成品最终成本的10%～15%，发展中国家各种低效现象导致物流成本显著增高，占成品成本的15%～25%甚至更高，而我国此项比重高达30%～40%。这表明，无论从物流费用占GDP的比例，还是从物流成本占成品成本的比例看，我国物流成本都处于较高区间。物流成本过高已成为制约我国经济快速发展的一个重要瓶颈。

而在生产企业，物流成本占整个产品生产成本的比例更高（特殊情况除外）。据调查，常规机械产品从原材料进厂到成品出厂，加工时间只占全过程的5%～15%。大部分时间是处于储存、搬运状态，即所谓的物流过程。不同的产业产品，物流成本有所不同，据统计大都在20%以上。在其他条件不变的情况下，降低物流成本，意味着扩大了生产的利润空间，提高了利润水平，增强了产品在价格方面的竞争优势，有利于提高产品的市场竞争力。而生产物流合理化对许多企业来说，还是未曾开发、未被重视的领域。

在工厂设计中，注重贯彻物流节能的理念，可有效避免企业投产后在能源利用上的不足。物流顺畅是工厂正常生产、降低成本的充分、必要条件。物流是“企业的第三利润源泉”、“企业的金矿”。科学合理的工厂总体规划、车间规划，可以实现人流、物流的有序流动，缩短路径，避免人流与物流的交叉和折返，减少搬运时间，提高工作效率，降低生产成本，改善工作环境。据不完全统计，可使物料运输线缩短20%～40%，空间利用率提升到20%，库存降低到10%，提升生产效率、工作环境舒适度，节省搬迁、降低新厂组建费用等。降低物流成本和能耗，与改进材料、改进工艺相比，其潜力最大。

如何采用科学的管理方法对工厂进行全面的规划及布局，努力降低生产物料流转成本，已成为企业在激烈的市场竞争中取胜的重要手段之一。控制生产物流成本的主要途径：首先工厂总平面布置合理化、其次优化车间工艺流程。

总平面布置合理化

工厂设计不仅仅只是设计工厂、厂房和布置设备；工厂总平面设计不仅仅只是将厂内各建筑物布置在所划定的区域内，而是对厂区场地范围内的建筑物、构筑物、露天堆场、运输线路、管线、绿化及其他辅助设施等作全面合理的相互配置，并综合利用环境条件，优化人流、物流、信息流，创造符合工厂生产特性的统一的建筑群体，为工厂创造安全、有效、经济地实现企业目标、社会功能和国民经济功能所需要的先决条件。

工厂物流系指从原材料进厂，经过储存、加工、装配、包装、直至成品出厂的生产过程中，物料在仓库、车间、工序之间每个环节的流转、移动和储存（含停滞、等待），它贯穿于整个生产过程的始终，是一个有机的整体。

工厂设计是一个系统工程，物流贯穿整个过程，工艺是龙头，物流是核心、依据、支柱。首先是从工艺入手，从流程和物流分析开始。满足工艺流程，获得最佳物流线路，才是工厂总平面设计的灵魂，各种生产设施、辅助设施的合理配置是企业物流合理化的前提。

只有对产品生产的物料流向、流量、流距、企业发展空间等进行综合考虑，探索几个要素之间的密切度、相关度，加以有机组合，同时有效分析各工序对生产、生活辅助设施、能源的需求，在此基础上提出多个方案，并对此进行多方案比较，才能最终选出最佳的可操作方案，使工厂平面布置更趋于科学、先进、合理，让规划在落地实施前做到更加的完整、严谨。

不同类型产品，其生产工艺流程各不相同；不同类型的生产企业，其物流组织原则也不尽相同：

⑴对于小批量、零件大的产品生产企业，其物流组织应考虑其生产特点——在制品、产品体积大、重量大，不利于周转倒运，原辅料需求量相对较少。该类产品生产企业物流组织应以最大限度减少中转环节为重点，物流组织顺畅为辅的原则进行总体布置。

⑵对于大批量、流水线生产的企业，其物流组织应考虑其生产特点——生产工艺环节要求紧凑，原材料供给量大，生产连续性按节拍控制。该类生产企业其物流组织应以物流组织流畅、合理为前提，优化物流组织减少物流往返量，保证生产顺利进行。

⑶对于产品有特殊环境要求的企业（如制药、电子），其物流组织应以符合工艺生产的洁净度和工艺流程为前提，力争使物流组织顺畅，物流短捷。

不同产品类型的生产企业必须以产品内在特殊生产工艺要求为前提，合理确定物流组织原则，进行总体方案布置。

传统的工厂总体布局方法，多根据工艺生产要求将产品分区或产品工序一个个相对独立，每个产品或每道（或几道）工序分别设一个单体厂房，分散的厂房像棋盘式的布置，物流量大，容积率又低，浪费宝贵的土地资源。参照发达国家的工厂设计思想和方法，把一个个相对独立的厂房进行有机的组合，组成联合厂房，使物料在同一厂房内运输，可减少因运输而带来的能源的消耗，才是最佳的选择。

在考虑总体物流的同时，为减少能源损耗，应尽可能把动力供应设置在负荷中心，例如降压站或开闭所应设在各变配电所中心，各变配电所设置在各车间负荷中心，减少供电线路的距离，减少能量消耗；气体站靠近生产用气区域，循环冷却水系统靠近用水设备，减少管路损失等。

若一个企业，总体布局没有按照物流来考虑，动力供应也没有按照生产工艺需要，设置在负荷中心，物流成本、能耗成本无法实现最优化，产品成本也就失去竞争优势，企业效益必将受到较大的影响。

优化车间工艺布局

车间工艺布置是构造一个有效车间系统最为重要的环节。对于生产制造企业，工艺是龙头，物流是支柱。车间工艺布局决定生产的物流方向和速率，从结构上限定了车间的功能潜力；其实质就是对制造资源（包括人、机、料）在空间上密切有机结合，时间上适当连接，减少物料搬运工作量，减少自制零件和外购件的损坏，节省费用。设计中若有效考虑物流因素，不仅能降低其过程中的运输成本，还能加快生产流程，最终达到提高生产能力和降低企业生产成本的目的。

同样的相对位置、同样的生产人员、同样的设备和技术，工艺布置方式不一样，生产系统的功能可以有天壤之别。高效率的车间布局是提高企业生产效率和效益的重要手段之一，也是精益生产思想中重要的部分。

如何做到生产车间各单位的使用面积最大化，消除不必要的作业，优化作业之间的关系，把作业关系紧密的作业单位尽可能地安排在一起，这是提高企业生产率和降低能耗的最有效方法之一。只有在时间上缩短生产周期，空间上减少占地，物料上减少停留，才能减少投入，降低运行费用。在工艺布局设计时，只有充分利用空间，合理预留发展空间，才能避免不必要的改建与扩建。

某钢球生产企业的生产布局，如图1所示。企业利用现有老厂区、老厂房，物流出入口、四周道路都已成定局，无法改变。为满足高端钢球的生产，在不改变其厂房主体结构的前提下，按照钢球生产的工艺流程，采用流程化的生产模式，对现有厂房进行全新规划，从原材料进厂房→下料称重→锻压成形→正火控制冷却→球化退火→称重检验→入库，上下道工序无缝连接，物料不反复、不交叉，中间不滞留。尤其是每条生产线的下料、称重、锻压成形、控制冷却四道工序整合在同一跨厂房内。以锻压为龙头，前后道工序都按照主锻压机的生产节拍进行设计，确保生产线上的其他设备的效率都与主机相匹配，确保价值昂贵的锻压主机发挥最大能力；同时将锻件从下料到出厂的生产周期控制在最短的时间内。与此同时，在合理设置物流的同时，合理布置人流的走向，保证物流、人流不干涉、不交叉，确保人身安全。