预制梁场建设规模优化与内部布局问题研究

2023-01-07孙铎

居业 2022年3期

孙铎

(中交四航局第六工程有限公司，519000)

预制梁场的建设具备临时性的特征，作为原材料、半成品、成品的加工场地，若对其进行相应的布局优化也需要秉承最优原则，实现对土地最大化的使用。设计师需要对工程项目建设周期，预制梁的使用量进行分析、考量，来对整个制梁场进行定向化设计和改造，降低企业的用地成本，提高企业的经济效益。

1 设施规模与布局方案的关系分析

通过对规模进行相应的计算可以对初步布局方案进行有效地设置，在确定布局方案之前需要完成对设施规模的有效计算，作为设施布局的核心工作首先需要计算出各生产单位的实际面积；整个设施布局总平面是否合理，与其后续面积计算是否精确成正相关，实施面积的总体大小决定的总平面布局可以容纳单位的数量，因此，在进行设施布局期间要完成对设施面积的有效核算，在核算相关面积时需要考量机械设备占用面积、材料堆放面积、人员工作、生活场地占用面积，车辆运输周转所占用的面积，可以结合相应的比例来进行确认，之后再根据前期计算得到的结果来对初步布局方案进行选定，选取一个或多个前期所设置的布局策略，对各生产单位以及部门所在区域的位置进行设计布局，但是需要制定多个平面布局方案，再通过相应的筛选处理，结合定向化的评价标准选取相对较为适宜的方案。

1.1 设施规模基本理论和方法

虽然在进行布局之前要完成规模计算以及对布局方案的设置，但是在当前现有的研究工作中，针对设施规模的计算以及相关问题的解决是一个动态化过程，其中对于设施规模及测试面积往往是已知条件不用对其进行单独研究，只是少量的设施规模，诸如涉及到物流相关领域还需要进行特定的研究、探讨。而常见的设施规模影响因素也相对较多，其综合看来可分为静态因素和动态因素，而静态因素是指在作业过程中不受作业时间的变化而对设施规模产生影响其中所包含的因素，此因素诸如设备种类、规格以及运输装备类型，数量大小等，以及对建设空间各功能区建设成本的考量；而动态因素则主要是出自于制作流程具体活动的变更，例如，时间、工作效率以及各环节的工作人员。

1.2 设施规模确认

不同的设施面向的研究对象其所沿用的设施规模确认方法也存在相应的差异，总体来说需要遵循以下的准则。首先，结合相应的时空消耗法，该方法主要是以人以及相关事物作为主要的服务对象，衡量在特定的时间内所占据的空间资源，以及在特定的空间中所使用的时间，对其进行计算、分析，如果在特定的环境下设施所提供的时空资源远远少于需求，则会导致设施的布置不足，其服务质量相对较低，反之则会造成大量的空间资源浪费进一步加大投入成本，因此，时空消耗需要确保需求与损耗两者恰好处于平衡的状态。而在对应的生产节拍法中，主要是以加工为主要的研究对象，设施节拍生产法主要确定设施所具备的规模，结合高效率的加工中心，按照相应的工作管控流程，使得每一个工位、每一个生产环节都具备相同的生产节拍。生产节拍也可以称之为生产效率，可以对现有的生产时间进行确认来检验作业是否流畅，否则便会形成相应的瓶颈。在考量生产节拍问题时，需要对生产节拍时间进行控制，时间过长则会形成瓶颈，而时间过短则会造成相应的工位资源浪费。

1.3 基本理论和方法

进行设施布局的根本原因以及包含的总体目标是，在已定的现场区域内通过对各种设施、装备进行合理摆放，使得土地的利用效率最大化，其中所涉及到的管理目标包含定量目标以及定性目标，此类目标并不是完全统一，且相关目标还存在动态化改变的状况，因此需要根据相关问题选择适当的布局目标，为了达到相应的管控需求，在进行设施布局规划设计的过程中，应当考量以下四种原则。首先，要保持运输距离最短，减少周转时间，提高针对物资、人员的迁移效率，最大限度地降低物料、物资输送成本，尽可能以最快的速度、最小的代价完成生产制造。其次，是整个系统最优化管控原则，在进行设施布局设计过程中还需要考量布局对生产状况所产生的影响，借助系统分析法来使得整个系统得到优化和改善，而布局优化原则则需要充分考量物流因素以及非物流因素所产生的影响，在其中要对现有的功能区与非功能区之间的关系进行有效呈别，尽可能避免物资在输送过程中出现倒流、迂回运输的状况，实现空间资源的合理优化布局。再者，是资源最大化利用原则，其综合管控目标是实现对空间资源的最大化使用以此来降低生产成本，节约土地；还有便是实施柔性化的生产管控原则，所谓柔性化生产管控原则指的是在应对不同的生产需求以及生产环境下能够实现多样化的生产，且不影响生产速度以及生产品质，此时应当设置适当的空间布局位置，使得柔性化生产所需要的设备、场地均能够达到相应的要求。

2 预制梁场建设规模优化

2.1 功能区划分

通常情况下，不同的工艺作业内容需要在特定的区域才能够稳步高效的实施，因此在预制梁场功能区域的划分过程中，需要全方位考量预制梁的施工工艺特征。同时还需要分析现场工人的具体工作、生活需求，来对相关区域进行定向化的划分。通常情况下，将相关区域划分为基本的生产区、辅助生产区、生活区、办公区、通道。

生产区：在基本的生产区又可以进一步细分为存梁区、制梁区、提梁区、加工区。而在对应的钢筋加工区则主要是将基础的原材料加工为成品梁，其加工生产区域需要全方位考量成品梁加工设置的尺寸、形状、大小。此外，相关区域还包含钢筋制作区域、存放区域、捆扎区域。而对应的制梁区则是预制梁生产的主要部分，也是预制梁施工管控工作的重点场所，在该区域内设置了清理存放区，同时融合了各类关键性机械设备的使用，相应的储梁区要确保能够放置一个周期的预制梁，同时在生产区域内还需要包含通道设施，实现车辆的周转运输。

辅助区：在对应的辅助生产区，其包含库房、材料、仓库、钢结构堆放区域以及电器变压站、锅炉实验室等。

办公区、生活区：该区域主要是为员工提供生活、办公的场地，供员工娱乐、休闲、学习、工作。该区域通常是临时建筑所搭建的，以活动板房为基本的建筑框架。

通道：场地的通道主要是实现各功能区与外部的联系沟通，将原材料以及成品梁，半成品梁运输到各个功能区，但是相应的通道布置，需要结合最优化的流程。

2.2 影响制梁、存梁区、梁台规模建设的关键因素

影响制梁、存梁区以及台座规模的因素相对较多，主要是由工作任务、工作周期、模具周转周期、存梁的周期、架梁的速度、预制梁的提前期所决定的。通常来讲，制梁工作的周期越长，则所需要结合使用到的梁台座就相对较少，而制梁周期则代表着制梁台座的作业循环时间，会影响到现场的生产规模。周期越短，则制梁台座的占用时间就相对较短，相应的制梁速度也就越快。由于不同成品梁的制作工艺、制作手法存在相应的差异，时期具备不同的制梁周期。而架梁的速度则是由设备以及架梁的方式、距离所决定，相关速率受到经济条件的影响。

2.3 预制梁场建设规模优化的策略

预制梁场建设规模优化工作中，需要实现对相关算法进行改进，相关算法需要侧重考量制梁需求不均衡的状况，对现有的梁台座以及模具的匹配关系进行整改，尽可能优化现有的制梁台设计规模以及相关算法。首先，工作人员需要考量到制梁周期、存梁周期以及制梁提前期，来对相应的台座规模进行计算。之后还需要对预制梁场各区面积进行确认，对存梁台座规模进行计算。总之，在对应的计算工作中需要有效的计算出各设备生产假设的周期性时间，满足生产，秉承最优化的计算设计原则。将工作的周期放置在相关梁台设备计算工作的主要位置，以此来计算出最小的梁台数量和设备数量。整合存梁周期，架梁速度以及梁提前期，构建制梁台数量和模具数量之间的约束关系。而在对其他功能区的面积进行确认的过程中，也需要充分考量制梁生产力以及相关人力需求，参考通道的负荷以及相关人员的使用需求，来对生活区、工作区进行定向化设置，满足预制梁的生产制作需求。

3 预制梁场内部布局优化

3.1 预制梁场内部布局优化工作的必要性分析

预制梁场具备临时建筑的特性，该类设施往往占据较大的地表面积，同时建设成本也相对较高，不具备较高的经济效益，但是却是在施工建设活动中不可缺少的部分。在对预制梁场布局进行优化改善的过程中，需要考量布局全面性相关因素。具体来说，由于预制梁场规划建设的最终质量和效率，影响着整个工程项目的建设周期和后续的投资回报比，当完成对预制梁的初始建设之后，只能够进行细微的调整，而不能够进行大规模的重建。因此前期的内部布局优化工作具备较大的现实意义。

另外，预制梁场作为临时设施建筑，当项目方完成对整个项目的施工建设之后，则需要对梁场进行复垦操作，而复垦操作往往具备较高的成本。因此，项目方需要结合前期精细化的设计，考量多方面的因素，来实现对土地资源最大化的利用。此外，由于预制梁场的使用具备一次性，企业对其进行持续的设计、改善和优化不具备较大的意义。因此，对于预制梁场的前期布局，设计方案的制定和完善，具备举足轻重的意义。

3.2 预制梁场布局优化模型的构建

在对预制梁场进行布局优化的工作期间，首先需要完善对于相关模型的构建。在相应的模型构建中，需要包含各大设置版块，将其完整布置在现有的平面上，使得各个条件之间的约束关系能够满足既定的生产目标。通常情况下，预制梁场的优化布局中，在外表形状上通常设置为矩形，而在预制梁场的主体功能区，也可以将其粗略看作为矩形，其呈现出长方体的现状。这是由于梁箱、梁体的形状呈现出长方体的特征。因此，使了对应的制梁区、存梁区也具备箱体的基本几何特征。在预制梁场的布局方案中，通常采取平行多行式的布局管控形式。具体来说，相应的功能区在平面上呈现出纵行布置的特征，并且还需要实现基本的平行。在对关键性区域进行布置的过程中，应当以其作为布置的核心，其他功能区域为辅，实现整体功能。

整个功能区域的布局需要建立在物流总量最优化，土地利用效率最大化的前提下，尽可能减少物流周转、土地使用成本，并且各功能区还不能够重叠布置。

3.3 预制梁场布局的优化方案调整

道路的布置：预制梁场内部的道路需要承担运输预制梁的工作任务，满足基本的物流需求以及人流需求。由于预制梁具备较大的体积，和较大的质量，且呈现出长方体的特征。因此相应的物流通道应当沿用直线型的布置策略，确保整个货运通道畅通无阻且无交叉，保障运输安全。另外，在梁场内部道路布置应当保持与总平面布置相协调、相适应。相应的通道还需要满足消防、卫生、安全等相关工作管理需求。

可扩充性：预制梁场的规划工作需要具备弹性化、柔性化的特征，能够顺应工程项目的工期变更以及作业需求，来对相应的制梁工作进行调整。尤其是在对架梁作业进行完善的过程中，由于会受到人为因素、自然因素的影响，可能会致使制梁工期延后，因此需要结合额外的存梁区域，来满足对应的工作需求。设计师在对预制梁场平面布局设计时，应当结合相应的预留空地，提高整个梁场的工作弹性。

场地条件以及周边状况：预制梁场区域的内部环境、外部环境、社会环境、公共交通环境会给总体布局方案产生相应的影响。因此在布局的过程中，应当充分的实现对地形、地质条件的有效利用，还需要考虑到当地的气候、气象因素，采取因地制宜的布置策略。

其他方面：除了上述所讲到的布局影响因素之外，其他因素也会对预制梁场的布置起到相应的约束作用，例如，相关征地的实际面积，人员排配，建设成本等。同时，相关法律法规也会对整个梁场的内部布局、优化产生相应的影响。