论文部分内容阅读
摘 要：近年来，随着总图运输技术在工业工程项目中已得到广泛的运用。本文阐述了总图运输设计的主要内容及特点，总图运输设计具有参与性、弹性及滚动性的特点，它与其他专业有着密切的联系，其内容涉及到工艺流程等诸多方面的问题。并提出了总图运输设计优化。
关键词：工业建设；总图设计；要点分析；优化
一、总图运输设计的主要内容
总图运输是一门政策性强、知识面广的学科，它以研究厂址场地选择、场地内各建构筑物、管线、交通运输设施等空间配置以及企业内、外部运输为对象，能全面反映工业企业建设和生产的综合技术水平。总图运输设计是多对象、多因素、多专业学科且综合性极强的创造性思维活动的实践过程，该过程极其复杂，涉及面相当广泛，它不仅与社会经济、科技文化发展的整体水平密切相关，还受到历史条件、时间阶段、地域场所的制约，加之人们对宏观事物的认识能力及创造精神的发挥存在着差别，亦导致设计指导思想和设计内容的差异。总图运输的性质，决定了总图运输专业人员必须要有强烈的全局观念，必须具备一定的组织能力和表达能力，必须要了解历史和掌握未来发展的长远设想，要有广博的知识面和工程概念，技术业务要精益求精。国内外大量的工程实例已充分说明总图运输的重要性：如果厂址选择不好，总平面布置不合理，就会给工程留下遗憾，给施工、生产、生活造成不便，甚至对安全、经济、环境等方面也会造成很大的影响。国外对总图设计给予了足够的重视。如美国总图设计是由项目工程师(相当于我国设计总工程师)负主要责任，直接领导和协调各专业部门的作业活动，并汇总成符合各种法律、规定及委托人要求的“项目总布置图准则”，在设计中与设计人员密切联系以保证正确表达准则的意图。美国依伯斯公司把总图设计准则列入工程管理手册，作为一项综合管理工作来对待。我国的总图运输从建国初期创建以来，经历了发展、壮大到成熟的过程，总图运输专业队伍从无到有，从小到大，形成一支人员众多、遍及管理、设计、教育和科研领域的力量，为我国工业的发展做出了不可估量的贡献。
总图运输涉及的具体内容见总图运输框架体系图示。
二、总图运输设计的特点分析
2.1 总图运输设计的参与性
参与性包含两方面含义，即操作过程的共享性和多学科的干预性。
所谓操作过程的共享性，是指设计过程中所有设计的主体因素，包括设计者、使用者及相关人员对设计过程的一个共同操作的过程。总图设计方法论大师雷特曾精妙地解释：“设计不能表达成事实发现的过程，而应当作一个探索、确定问题的过程”。这里所追求的是设计所有参与者之间经过商讨来获取一种同感的过程。
所谓多学科的干预性，是指设计工作的多学科介入。总图运输设计涉及政治、经济、社会、工程技术等多方面问题，任何单一学科都难以独立承担一项完整的甚至是简单的设计。学科介入不仅是专业协作，解决好各相关专业的问题，也是各专业互相学习、开拓新视野、充实内涵的过程。
总图运输设计的参与性，其焦点主要集中在“人”，或准确地说是“使用者”的问题上。设计从开始建什么到最终建成什么，是由其所涉及的“全体人”作出裁决。由于设计者自身知识的局限，无法使设计面面俱到，而使用者对设计适用性、科学性的了解远比来自宏观领域的设计师更为深入、细致，因此，只有充分听取使用者的想法和要求，与使用者共同协商，才能使设计更加科学、合理。
总图运输设计的参与性强调设计者和使用者共同操作的过程，设计过程基本上依据“设计一成果一评估一反馈一设计”这样一个开放性的设计环进行，以开放、联系、共享、争执为其特征。
总图运输设计的参与性适应于总图运输设计的各个阶段，尤其适宜于方案决策环节。
2.2 总图运输设计的弹性设计
这里的“弹性”是指设计具有时空特性，包含四层含义：一是指企业总的发展方向——不仅仅是发展期限内的，这是一个大的空间观；二是指企业内用地形态的灵活性，这是一个小的空间观；第三是指企业发展作为一个过程所需要的超出某个规定期限的延续性，这是一个大的时间观；第四是指某个具体期限内企业发展在时间上的可调整性，这是一个小的时间观。弹性设计充分考虑到各种可能性，使所设计的方案能承受外来影响(尤其是超过预测的影响)，有一定的灵活。
总图战略规划是对未来发展的可能性所做的方针政策上的规定和说明，在这一阶段使用弹性设计，能使规划对企业发展的各种可能留有余地，使企业对经济发展方向及由于企业与周围相关地区经济的变化而带来的区域空间、时间的变化具有伸缩性。一直以来，总图设计都是以现行工艺方案为模特，运用“量体裁衣”的方法进行设计，一旦工艺或设备发生大的变动，则需伤筋动骨进行大手术。随着社会的不断进步，工艺更新的周期越来越短，因此，总图运输设计时，更应该强调“弹性”设计，以不变应万变，因地制宜，因时制宜。
2.3 总图运输设计的滚动性
总图运输设计的滚动性是指在企业总体规划目标的基础上，对企业各个方面的发展进行预测和设计，及时收集企业发展相关的新信息，根据当时的具体情况，及时作出反馈，在设计过程中，不断对原规划设计进行修改和调整，逐步实施规划目标。这种及时调整、逐步推进的方式，使设计更加现实、可行。
三、总图专业与其它专业的关系
总图设计的内容决定了总图专业与工艺、水道、电气、暖通、动力及建筑、结构等专业有着密切的联系，总图设计并不仅仅是一般人所认为的那样只是各专业设计的汇总，它与其它专业的关系是控制与协调的关系。
3.1 总图专业的控制作用
所谓控制就是指施控主体对受控客体的一种能动作用，这种作用能够使受控客体根据施控主体的预定目标而动作，并最终达到目标。
总图专业与其它专业关系图示
工程设计中，总图专业好比一只无形的起着支配作用的手，左右着各专业朝着既定目标运作。例如：土地费用是企业基建成本的重要组成部分，为节省投资，总图专业在设计中会千方百计节省用地，对各专业提出用地限制，各专业则在总图专业提出的用地范围内进行布置：在不影响安全生产的前提下，要求工艺专业适当调整工艺流程，使之与场地相适应；在保证安全生产的情况下，要求各专业尽可能减少管线占地面积等等。例如：福建三钢在炼铁综合生产能力技术改造工程中，总图专业在充分考虑与周围建构筑物的安全间距后，提出场地可提供的最大宽度，根据总图提供的宽度来布置炼铁厂房、制氧场地及综合料场。在满足炼铁工艺的前提下，根据场地情况，总图专业又对热风炉系统及水处理系统提出了用地限制，各专业在给定的用地范围内适当调整工艺流程，合理布置热风炉系统及水处理系统，从而使各专业在总图专业的整体控制下，从本专业着手，共同达到节约用地的目的。
3.2 总图专业的协调作用
总图设计是一项各专业共同参与的过程，必然会出现各种各样的矛盾冲突。因此要求总图专业在设计中运筹帷幄，全面协调各专业的关系，以保证设计的顺利进行。例如：三钢炼铁综合能力技术改造项目中，三钢新区与老区之间需要布置一根φ2620高炉煤气管、一根φ630低压氧气管、一根φ273中压氧气管、一根φ325中压氮气管、一根φ108中压氩气管、一根φ325焦炉煤气管，以及新区220KV变电所与老区110KV变电所的联络线，还有新区220KV变电所至规划中的优质圆钢棒材工程的电缆，而这一切均只能布置在长安路东面的5米宽的通道内，为此，总图专业在与结构专业、动力专业、水道专业、电气专业充分协商，反复思考，多方案比选后，采取了综合管架与管沟相结合的敷设方式，详见下图。
四、总图设计优化
总图设计的内容涉及到工艺流程、产品结构、设备选用、施工组织、环境保护以及协作配套、销售渠道等诸多方面的问题。在激烈竞争的市场经济条件下，需要总图设计人员在满足给定条件的基础上，做出科学而又切实可行的设计，提供最佳设计方案，使工程满足使用的可靠性、安全性，提高产品质量，降低企业成本，取得较好的经济效益，达到费用最省、消耗最低、误差最小的目的。
首先，总平面布置单元是进行总平面布置及其优化的基本单元。它是设计项目范围内所包含的生产单元或车间、工序、设备等设施的集合体，在布置图中指各个不同的工作区或建构筑物。进行总图运输设计时，首先要对原始资料进行分析、整理．确定需布置哪些单元，然后将布置单元作为一个整体统一考虑。这项工作内容是进行总平面优化设计的基础工作，对提高总平面设计的质量具有重大
的現实意义。
其次，构成总平面布置的骨骼是物流。搞好物流分析对总平面布置的好坏起着关键作用。
“物流”就是“物的流通”，广义的物流还包括人流、信息流等等。物流是总平面布置的基础，它使总平面布置和运输系统紧密地结合，成为不可分割的整体。
《工厂布置与设计》中指出：“工厂实际上是用众多物料搬运设施把各种机器连接在一起的大集合。它的生产效率则取决于贯穿全厂的、迅速而顺畅的物料流程”。《系统布置规划》中，把“物流分析就是布置设计的核心问题”作为一种通用法则，把非物流(信息流、能源流)关系作为一种通用法则的补充和完善。在总图设计中，按工艺流程布置总图已经成为一项通用原则，工艺流程分解开来，无非包括物流和操作两部分，归根结底，物流系统的优化是总图设计优化的重要环节。
参考文献
[1] 任宇翔.物流分析在钢铁厂规划布置中的应用[J].包钢科技，2002，（05）
[2] 常宏.厂区环境意识与总平面布置[J].2005,(01).
[3] 张琦.基于与评价的工业企业总图运输设计理论研究[J].工程建设与设计，2007，（09）.
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。
关键词：工业建设；总图设计；要点分析；优化
一、总图运输设计的主要内容
总图运输是一门政策性强、知识面广的学科，它以研究厂址场地选择、场地内各建构筑物、管线、交通运输设施等空间配置以及企业内、外部运输为对象，能全面反映工业企业建设和生产的综合技术水平。总图运输设计是多对象、多因素、多专业学科且综合性极强的创造性思维活动的实践过程，该过程极其复杂，涉及面相当广泛，它不仅与社会经济、科技文化发展的整体水平密切相关，还受到历史条件、时间阶段、地域场所的制约，加之人们对宏观事物的认识能力及创造精神的发挥存在着差别，亦导致设计指导思想和设计内容的差异。总图运输的性质，决定了总图运输专业人员必须要有强烈的全局观念，必须具备一定的组织能力和表达能力，必须要了解历史和掌握未来发展的长远设想，要有广博的知识面和工程概念，技术业务要精益求精。国内外大量的工程实例已充分说明总图运输的重要性：如果厂址选择不好，总平面布置不合理，就会给工程留下遗憾，给施工、生产、生活造成不便，甚至对安全、经济、环境等方面也会造成很大的影响。国外对总图设计给予了足够的重视。如美国总图设计是由项目工程师(相当于我国设计总工程师)负主要责任，直接领导和协调各专业部门的作业活动，并汇总成符合各种法律、规定及委托人要求的“项目总布置图准则”，在设计中与设计人员密切联系以保证正确表达准则的意图。美国依伯斯公司把总图设计准则列入工程管理手册，作为一项综合管理工作来对待。我国的总图运输从建国初期创建以来，经历了发展、壮大到成熟的过程，总图运输专业队伍从无到有，从小到大，形成一支人员众多、遍及管理、设计、教育和科研领域的力量，为我国工业的发展做出了不可估量的贡献。
总图运输涉及的具体内容见总图运输框架体系图示。
二、总图运输设计的特点分析
2.1 总图运输设计的参与性
参与性包含两方面含义，即操作过程的共享性和多学科的干预性。
所谓操作过程的共享性，是指设计过程中所有设计的主体因素，包括设计者、使用者及相关人员对设计过程的一个共同操作的过程。总图设计方法论大师雷特曾精妙地解释：“设计不能表达成事实发现的过程，而应当作一个探索、确定问题的过程”。这里所追求的是设计所有参与者之间经过商讨来获取一种同感的过程。
所谓多学科的干预性，是指设计工作的多学科介入。总图运输设计涉及政治、经济、社会、工程技术等多方面问题，任何单一学科都难以独立承担一项完整的甚至是简单的设计。学科介入不仅是专业协作，解决好各相关专业的问题，也是各专业互相学习、开拓新视野、充实内涵的过程。
总图运输设计的参与性，其焦点主要集中在“人”，或准确地说是“使用者”的问题上。设计从开始建什么到最终建成什么，是由其所涉及的“全体人”作出裁决。由于设计者自身知识的局限，无法使设计面面俱到，而使用者对设计适用性、科学性的了解远比来自宏观领域的设计师更为深入、细致，因此，只有充分听取使用者的想法和要求，与使用者共同协商，才能使设计更加科学、合理。
总图运输设计的参与性强调设计者和使用者共同操作的过程，设计过程基本上依据“设计一成果一评估一反馈一设计”这样一个开放性的设计环进行，以开放、联系、共享、争执为其特征。
总图运输设计的参与性适应于总图运输设计的各个阶段，尤其适宜于方案决策环节。
2.2 总图运输设计的弹性设计
这里的“弹性”是指设计具有时空特性，包含四层含义：一是指企业总的发展方向——不仅仅是发展期限内的，这是一个大的空间观；二是指企业内用地形态的灵活性，这是一个小的空间观；第三是指企业发展作为一个过程所需要的超出某个规定期限的延续性，这是一个大的时间观；第四是指某个具体期限内企业发展在时间上的可调整性，这是一个小的时间观。弹性设计充分考虑到各种可能性，使所设计的方案能承受外来影响(尤其是超过预测的影响)，有一定的灵活。
总图战略规划是对未来发展的可能性所做的方针政策上的规定和说明，在这一阶段使用弹性设计，能使规划对企业发展的各种可能留有余地，使企业对经济发展方向及由于企业与周围相关地区经济的变化而带来的区域空间、时间的变化具有伸缩性。一直以来，总图设计都是以现行工艺方案为模特，运用“量体裁衣”的方法进行设计，一旦工艺或设备发生大的变动，则需伤筋动骨进行大手术。随着社会的不断进步，工艺更新的周期越来越短，因此，总图运输设计时，更应该强调“弹性”设计，以不变应万变，因地制宜，因时制宜。
2.3 总图运输设计的滚动性
总图运输设计的滚动性是指在企业总体规划目标的基础上，对企业各个方面的发展进行预测和设计，及时收集企业发展相关的新信息，根据当时的具体情况，及时作出反馈，在设计过程中，不断对原规划设计进行修改和调整，逐步实施规划目标。这种及时调整、逐步推进的方式，使设计更加现实、可行。
三、总图专业与其它专业的关系
总图设计的内容决定了总图专业与工艺、水道、电气、暖通、动力及建筑、结构等专业有着密切的联系，总图设计并不仅仅是一般人所认为的那样只是各专业设计的汇总，它与其它专业的关系是控制与协调的关系。
3.1 总图专业的控制作用
所谓控制就是指施控主体对受控客体的一种能动作用，这种作用能够使受控客体根据施控主体的预定目标而动作，并最终达到目标。
总图专业与其它专业关系图示
工程设计中，总图专业好比一只无形的起着支配作用的手，左右着各专业朝着既定目标运作。例如：土地费用是企业基建成本的重要组成部分，为节省投资，总图专业在设计中会千方百计节省用地，对各专业提出用地限制，各专业则在总图专业提出的用地范围内进行布置：在不影响安全生产的前提下，要求工艺专业适当调整工艺流程，使之与场地相适应；在保证安全生产的情况下，要求各专业尽可能减少管线占地面积等等。例如：福建三钢在炼铁综合生产能力技术改造工程中，总图专业在充分考虑与周围建构筑物的安全间距后，提出场地可提供的最大宽度，根据总图提供的宽度来布置炼铁厂房、制氧场地及综合料场。在满足炼铁工艺的前提下，根据场地情况，总图专业又对热风炉系统及水处理系统提出了用地限制，各专业在给定的用地范围内适当调整工艺流程，合理布置热风炉系统及水处理系统，从而使各专业在总图专业的整体控制下，从本专业着手，共同达到节约用地的目的。
3.2 总图专业的协调作用
总图设计是一项各专业共同参与的过程，必然会出现各种各样的矛盾冲突。因此要求总图专业在设计中运筹帷幄，全面协调各专业的关系，以保证设计的顺利进行。例如：三钢炼铁综合能力技术改造项目中，三钢新区与老区之间需要布置一根φ2620高炉煤气管、一根φ630低压氧气管、一根φ273中压氧气管、一根φ325中压氮气管、一根φ108中压氩气管、一根φ325焦炉煤气管，以及新区220KV变电所与老区110KV变电所的联络线，还有新区220KV变电所至规划中的优质圆钢棒材工程的电缆，而这一切均只能布置在长安路东面的5米宽的通道内，为此，总图专业在与结构专业、动力专业、水道专业、电气专业充分协商，反复思考，多方案比选后，采取了综合管架与管沟相结合的敷设方式，详见下图。
四、总图设计优化
总图设计的内容涉及到工艺流程、产品结构、设备选用、施工组织、环境保护以及协作配套、销售渠道等诸多方面的问题。在激烈竞争的市场经济条件下，需要总图设计人员在满足给定条件的基础上，做出科学而又切实可行的设计，提供最佳设计方案，使工程满足使用的可靠性、安全性，提高产品质量，降低企业成本，取得较好的经济效益，达到费用最省、消耗最低、误差最小的目的。
首先，总平面布置单元是进行总平面布置及其优化的基本单元。它是设计项目范围内所包含的生产单元或车间、工序、设备等设施的集合体，在布置图中指各个不同的工作区或建构筑物。进行总图运输设计时，首先要对原始资料进行分析、整理．确定需布置哪些单元，然后将布置单元作为一个整体统一考虑。这项工作内容是进行总平面优化设计的基础工作，对提高总平面设计的质量具有重大
的現实意义。
其次，构成总平面布置的骨骼是物流。搞好物流分析对总平面布置的好坏起着关键作用。
“物流”就是“物的流通”，广义的物流还包括人流、信息流等等。物流是总平面布置的基础，它使总平面布置和运输系统紧密地结合，成为不可分割的整体。
《工厂布置与设计》中指出：“工厂实际上是用众多物料搬运设施把各种机器连接在一起的大集合。它的生产效率则取决于贯穿全厂的、迅速而顺畅的物料流程”。《系统布置规划》中，把“物流分析就是布置设计的核心问题”作为一种通用法则，把非物流(信息流、能源流)关系作为一种通用法则的补充和完善。在总图设计中，按工艺流程布置总图已经成为一项通用原则，工艺流程分解开来，无非包括物流和操作两部分，归根结底，物流系统的优化是总图设计优化的重要环节。
参考文献
[1] 任宇翔.物流分析在钢铁厂规划布置中的应用[J].包钢科技，2002，（05）
[2] 常宏.厂区环境意识与总平面布置[J].2005,(01).
[3] 张琦.基于与评价的工业企业总图运输设计理论研究[J].工程建设与设计，2007，（09）.
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。