2015年咨詢工程師《分析與評價》考點(diǎn):生產(chǎn)工藝技術(shù)方案設(shè)計

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　　第四節(jié) 生產(chǎn)工藝技術(shù)方案設(shè)計

　　生產(chǎn)工藝技術(shù)是生產(chǎn)原理，生產(chǎn)工藝，流程，參數(shù)，制造方法，設(shè)備選型，物料、能量平衡，和提出配套公用工程需求等全套技術(shù)的總稱。

　　工藝技術(shù)同設(shè)備聯(lián)系在一起，體現(xiàn)項目的生產(chǎn)力水平，是項目經(jīng)濟(jì)合理的重要條件。所以在擬建項目的市場與資源研究的基礎(chǔ)上，在產(chǎn)品方案與建設(shè)規(guī)?；敬_定后，應(yīng)在多方案比較的基礎(chǔ)上選取符合國情和廠情的，同時又先進(jìn)可靠、經(jīng)濟(jì)合理的工藝技術(shù)。在此基礎(chǔ)上，再分析項目的財務(wù)和經(jīng)濟(jì)可行性。

　　一、生產(chǎn)工藝技術(shù)建設(shè)方案設(shè)計的內(nèi)容

　　(一)研究各種生產(chǎn)工藝

　　隨著現(xiàn)代生產(chǎn)的發(fā)展，可供選擇的工藝越來越多。必須首先對各種可能采用的工藝進(jìn)行研究，通常包括以下幾方面：

　　(1)收集相關(guān)資料。注意分析這些資料的可靠性和精確性。

　　(2)分析生產(chǎn)工藝發(fā)展趨勢。重點(diǎn)分析和預(yù)測項目擬用工藝的壽命期，注重采用處于發(fā)展期和成熟期的工藝。

　　例題4：分析生產(chǎn)工藝發(fā)展趨勢。重點(diǎn)分析和預(yù)測項目擬用工藝的壽命期，注重采用處于( )的工藝。

　　A、導(dǎo)入期

　　B、發(fā)展期

　　C、成熟期

　　D、衰退期

　　E、孕育階段

　　答案： B、C

　　(3)項目的原材料、輔助材料和燃料等資源條件的適應(yīng)性。

　　(4)生產(chǎn)工藝的可得性。

　　(5)研究擬采用的生產(chǎn)工藝是否符合節(jié)能環(huán)保。

　　研究生產(chǎn)工藝問題時，一般先劃分問題的層次，突出重點(diǎn)，抓住決定性影響的關(guān)鍵問題。然后對各方案開展技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析。通過多方案的比較、選擇最佳的生產(chǎn)工藝方案。

　　(二)研究生產(chǎn)流程

　　同一生產(chǎn)工藝可采用不同的生產(chǎn)流程。生產(chǎn)流程反映由原料到產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中，物料和能量的流向、變化以及所經(jīng)歷的設(shè)備、儀器和工藝過程。它是工藝技術(shù)設(shè)計的核心，與設(shè)備選型、工藝計算、設(shè)備布置等工作有直接的關(guān)系。對各種生產(chǎn)流程的研究內(nèi)容如下：

　　(1)對產(chǎn)品質(zhì)量的保證程度。

　　(2)各工序間是否合理銜接，是否通暢、簡捷。

　　(3)物料消耗定額。

　　(4)工藝參數(shù)。

　　(5)是否合理安排(應(yīng)既能保證主工序生產(chǎn)的穩(wěn)定性，又能根據(jù)市場需要在品種規(guī)格上有靈活性)。

　　例題5：( )反映由原料到產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中，物料和能量的流向、變化以及所經(jīng)歷的設(shè)備、儀器和工藝過程。

　　A、 產(chǎn)品方案

　　B、物料衡算

　　C、產(chǎn)品組合

　　D、生產(chǎn)流程

　　答案： D

　　(三)選擇主要生產(chǎn)裝置和設(shè)備(掌握)

　　在選擇了生產(chǎn)工藝方案以后，應(yīng)考慮各選用哪些主要機(jī)器設(shè)備，及其型號、規(guī)格和數(shù)量。主要比選各設(shè)備方案對建設(shè)規(guī)模的滿足程度，對產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)工藝要求的保證程度，設(shè)備使用壽命，物料消耗指標(biāo)，操作要求、備品備件保證程度，安裝試車技術(shù)服務(wù)，以及所需的設(shè)備投資等。設(shè)備選擇應(yīng)當(dāng)提供使用某項生產(chǎn)工藝技術(shù)和達(dá)到既定的生產(chǎn)能力所需要的、最佳的和高效能的設(shè)備和機(jī)械類型。

　　1.主要設(shè)備選型的原則

　　主要設(shè)備選型的原則是技術(shù)先進(jìn)、可靠和經(jīng)濟(jì)合理。

　　(1)應(yīng)與項目建設(shè)規(guī)模、產(chǎn)品方案和工藝技術(shù)方案相適應(yīng)。

　　(2)適應(yīng)產(chǎn)品品種和質(zhì)量的要求。

　　(3)高勞動生產(chǎn)率。

　　(4)節(jié)能環(huán)保。

　　(5)設(shè)備可靠、成熟。

　　(6)符合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求。

　　(7)經(jīng)濟(jì)合理。

　　(8)主輔設(shè)備配套。

　　例題6：主要設(shè)備選型的原則是( )。

　　A、技術(shù)先進(jìn)

　　B、可靠

　　C、經(jīng)濟(jì)合理

　　D、裝備水平

　　E、適應(yīng)市場變化

　　答案：A、 B、C

　　2.進(jìn)行設(shè)備選型時，需注意一些約束條件

　　(1)基礎(chǔ)設(shè)施條件的約束。

　　(2)投資和外匯的約束。

　　(3)人才的限制。

　　(4)是否有保修，備品、備件的可獲得性。

　　(5)引進(jìn)設(shè)備同國內(nèi)配套設(shè)備的適應(yīng)和銜接。

　　(6)有關(guān)政策約束。

　　3.設(shè)備選擇工作的深度

　　可行性研究階段的設(shè)備選擇工作應(yīng)達(dá)到如下深度：

　　(1)提出所需主要設(shè)備的規(guī)格、型號和數(shù)量。

　　(2)對國內(nèi)外制造商調(diào)查和初步詢價，提出設(shè)備來源和設(shè)備費(fèi)方案。

　　(3)擬引進(jìn)國外設(shè)備時，應(yīng)提出設(shè)備供應(yīng)方式。

　　(4)選用超大、超重、超高設(shè)備，應(yīng)提出相應(yīng)的運(yùn)輸和安裝技術(shù)措施方案。

　　(5)利用和改造原有設(shè)備的，應(yīng)提出改造方案，并分析改造的效果。

　　(6)經(jīng)設(shè)備比選后，提出推薦方案并編制主要設(shè)備表。

　　(四)研究工藝參數(shù)和進(jìn)行物料衡算

　　工藝參數(shù)是生產(chǎn)過程中應(yīng)控制的各種技術(shù)數(shù)據(jù)，是進(jìn)行物料衡算、公用工程量計算和設(shè)備計算的重要依據(jù)。生產(chǎn)工藝和生產(chǎn)流程基本確定之后，應(yīng)確定生產(chǎn)工藝參數(shù)。工藝參數(shù)應(yīng)具有先進(jìn)性，同時必須是切實可行的。

　　例題7：工藝參數(shù)是生產(chǎn)過程中應(yīng)控制的各種技術(shù)數(shù)據(jù)，是進(jìn)行( )的重要依據(jù)。

　　A、物料衡算

　　B、公用工程量計算

　　C、設(shè)備計算

　　D、生產(chǎn)流程選擇

　　E、生產(chǎn)工藝選擇

　　答案：A、B、C

　　物料衡算的理論基礎(chǔ)是質(zhì)量守衡定律，可行性研究階段要求對每個生產(chǎn)過程的物料量進(jìn)行初步平衡計算，從而初步得出正，常生產(chǎn)所需要的原材料、輔助材料、公用工程的用量，以及產(chǎn)生的主、副產(chǎn)物及廢料量。物料衡算通常把主要原料在各工序的流動量繪成圖表，即所謂物料平衡表或物料平衡圖(示意圖見圖4―1)。它關(guān)系到生產(chǎn)成本與運(yùn)輸，對項目的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)有著舉足輕重的影響。詳細(xì)計算將在初步設(shè)計階段進(jìn)行。

　　物料衡算的基本公式如下：

　　∑G1=∑G2十∑G3

　　式中∑GI――輸入系統(tǒng)中各物料的總和;

　　∑G2――自系統(tǒng)中輸出各物料的總和;

　　∑G3――系統(tǒng)中物料損失量的總和。

　　(五)開展能量平衡計算，提出公用工程用量

　　公用工程計算是將生產(chǎn)過程中所需的水、蒸汽、電功率、冷凍、加熱劑、冷卻劑、壓縮空氣、氮?dú)夂驼婵盏鹊挠昧?，通過物料衡算和能量衡算的方法計算出來。能量計算的理論依據(jù)是能量守衡定律。公用工程的耗用量也是評價項目建設(shè)方案設(shè)計的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)之一。在進(jìn)行物料衡算和主要工藝設(shè)備計算之后，即可開展公用工程用量的計算。工藝技術(shù)建設(shè)方案設(shè)計提出的公用工程用量，是各公用工程專業(yè)進(jìn)行建設(shè)方案設(shè)計的依據(jù)。

　　例題8：公用工程計算的對象有( )。

　　A、電功率

　　B、冷卻劑

　　C、真空

　　D、環(huán)保工程

　　E、供電工程

　　答案：A、B、C

　　例題9：在進(jìn)行物料衡算和主要工藝設(shè)備計算之后，即可開展( )的計算。

　　A、公用工程用量

　　B、公用工程與輔助工程

　　C、配套工程

　　D、原材料與燃料供應(yīng)

　　E、生產(chǎn)流程

　　答案：A

　　1.生產(chǎn)用水

　　2.蒸汽

　　蒸汽用量的計算基于熱量衡算。

　　3.電

　　項目供電設(shè)計分為動力、照明、電加熱等方面。動力電是按照設(shè)備及機(jī)器的電機(jī)容量，進(jìn)行動力負(fù)荷計算。照明用電是根據(jù)各車間、機(jī)臺、辦公室等各種輔房的照明度標(biāo)準(zhǔn)要求，進(jìn)行照明用量計算。設(shè)備的電加熱功率的計算依據(jù)也是能量守衡定律，首先進(jìn)行熱量平衡計算，然后根據(jù)熱功當(dāng)量換算成電熱功率。

　　4.熱量

　　運(yùn)用熱量守衡定律計算。

　　5.壓縮空氣

　　可按公式或經(jīng)驗計算用量。

　　6.真空

　　抽吸真空量，可以根據(jù)設(shè)備機(jī)器的要求進(jìn)行計算。

　　7.其他

　　(六)全面比較各可能使用的工藝技術(shù)方案

　　可按生產(chǎn)工藝選擇原則列表進(jìn)行全面分析、比較。必要時采用老師評議法實施比選。

　　二、生產(chǎn)工藝技術(shù)選擇的原則

　　(一)先進(jìn)性和前瞻性

　　工藝技術(shù)的先進(jìn)性決定項目的市場競爭力。

　　技術(shù)的先進(jìn)性主要應(yīng)體現(xiàn)在產(chǎn)品質(zhì)量性能、工藝水平和裝備水平幾個方面。

　　1.產(chǎn)品質(zhì)量性能

　　2.工藝水平

　　3.裝備水平

　　(二)適用性

　　技術(shù)的適用性主要體現(xiàn)在：

　　(1)應(yīng)同項目的生產(chǎn)能力相匹配，不同的建設(shè)規(guī)模需要選用不同的工藝技術(shù)。

　　(2)應(yīng)與原材料、輔助材料和燃料相適應(yīng)。

　　(3)應(yīng)與設(shè)備相適應(yīng)。

　　(4)應(yīng)與員工素質(zhì)和管理水平相適應(yīng)。

　　(5)應(yīng)與環(huán)境保護(hù)要求相適應(yīng)。

　　(三)可靠性

　　可靠性是指生產(chǎn)工藝技術(shù)的成熟度。可靠性將直接影響項目的產(chǎn)品產(chǎn)量、質(zhì)量、勞動生產(chǎn)率、成本和經(jīng)營利潤。

　　技術(shù)必須成熟和可靠，能保證產(chǎn)品質(zhì)量、性能和生產(chǎn)能力，能避免資源浪費(fèi)、生態(tài)污染和安全危害。一般應(yīng)采用已充分驗證并已在使用的技術(shù)(提供方應(yīng)有成功使用的經(jīng)驗)。

　　(四)經(jīng)濟(jì)合理

　　(五)確認(rèn)知識產(chǎn)權(quán)

　　對于專利技術(shù)，應(yīng)研究工業(yè)產(chǎn)權(quán)問題，包括它的使用范圍和有效期限。

　　(六)適應(yīng)市場變化

　　必須根據(jù)市場變化趨勢，分析工藝技術(shù)的適應(yīng)性。同一生產(chǎn)線上希望能進(jìn)行多層次、多品種、多方法的加工，有能力進(jìn)行生產(chǎn)調(diào)節(jié)，以適應(yīng)市場變化。尤其是高新技術(shù)產(chǎn)品的壽命期短，更應(yīng)注意市場的適應(yīng)性。

　　(七)安全和環(huán)保

　　例題10：工藝技術(shù)的( )決定項目的市場競爭力。

　　A、先進(jìn)性

　　B、經(jīng)濟(jì)合理

　　C、工藝水平

　　D、適用性

　　答案：A

　　三、選擇高新技術(shù)的要求

　　采用高新技術(shù)，要注意國家有關(guān)部門對高新技術(shù)的先進(jìn)性、創(chuàng)新性、成熟性和實用性的要求。

　　(一)先進(jìn)性

　　(二)創(chuàng)新性

　　(三)成熟性

　　(四)實用性

　　例題11：選擇高新技術(shù)關(guān)于( )的要求：項目發(fā)展前景明確，產(chǎn)品的市場潛力大，容易實現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn) (或規(guī)?；熬拜^好)。

　　A、先進(jìn)性

　　B、創(chuàng)新性

　　C、成熟性

　　D、實用性

　　答案： C

　　四、工藝技術(shù)轉(zhuǎn)讓的形式和方法

　　工藝技術(shù)的轉(zhuǎn)讓有多種形式，各有其特點(diǎn)，財務(wù)處理方式也不同。研究工藝技術(shù)方案時，必須考慮采用何種方法取得何種形式的工藝技術(shù)的問題。

　　(一)工藝許可證交易

　　許可證貿(mào)易是一種單純的技術(shù)引進(jìn)，它可以是專利技術(shù)、專有技術(shù)、商標(biāo)三項工業(yè)產(chǎn)權(quán)(有時可能為使用權(quán))中的一至三項的多種組合的技術(shù)貿(mào)易。許可證可以給予使用專利工藝的權(quán)力，并提供有關(guān)的專有技術(shù)的轉(zhuǎn)讓。工業(yè)項目的大多數(shù)工藝許可證必須向掌握這些工業(yè)產(chǎn)權(quán)或擁有專有技術(shù)的公司取得。

　　(二)工藝的購買

　　若擬通過整套采購來取得生產(chǎn)工藝，可行性研究過程中應(yīng)研究涉及許可證持有者出口發(fā)展能力的全部問題和必要的措施。成套的生產(chǎn)工藝應(yīng)當(dāng)分解為各種不同的組成部分，例如工藝包、工程設(shè)計服務(wù)、分階段的國內(nèi)配套、中間產(chǎn)品分供應(yīng)，甚至包括由發(fā)出許可證者提供的設(shè)備供應(yīng)。可行性研究應(yīng)當(dāng)指出對所研究項目的工藝分解或“拆套”的等級，把工藝的重要部分同那些應(yīng)當(dāng)單獨(dú)評價的部分區(qū)別開來。

　　(三)許可證持有者參與合資經(jīng)營分享所有權(quán)

　　是否讓生產(chǎn)工藝供應(yīng)者參與項目的股份，項目業(yè)主單位應(yīng)予慎重對待?？尚行匝芯繎?yīng)當(dāng)考慮：是否能夠獲得長期的、持續(xù)的工藝上的支持;通過工藝供應(yīng)者進(jìn)入可能而獲得國外市場的可能性;是否共同分擔(dān)在特定市場推銷新產(chǎn)品的風(fēng)險;在投資大的項目中，是否需要工藝供應(yīng)商參與以減輕投資壓力等。還應(yīng)當(dāng)計算工藝供應(yīng)商可能得到的財務(wù)利益。當(dāng)外商主要以工藝技術(shù)投資時，應(yīng)當(dāng)計算項目對他們的付出是否同以專利權(quán)使用費(fèi)方式支付的相當(dāng)。

　　應(yīng)當(dāng)注意擬引進(jìn)工藝的性質(zhì)和復(fù)雜性，考慮是否需要許可證持有者的股本參與。

　　五、生產(chǎn)工藝技術(shù)比選

　　生產(chǎn)工藝技術(shù)方案的設(shè)計要通過多方案比較來完成。技術(shù)、原料路線、工藝流程和主要設(shè)備的選擇都需要由方案比較的結(jié)論來確定。

　　(一)生產(chǎn)工藝技術(shù)方案比選的主要內(nèi)容

　　方案比選的主要內(nèi)容包括技術(shù)、安全和環(huán)保、配套、操作穩(wěn)定性、費(fèi)用(包括一次性投資和運(yùn)營及維護(hù)費(fèi)用)和效益諸多方面，涉及上述生產(chǎn)工藝技術(shù)選擇原則中所提及的所有因素。其比選的具體內(nèi)容可隨行業(yè)有所區(qū)別，實踐中應(yīng)視情選擇。若產(chǎn)出相同、收益相同，則可只考慮費(fèi)用的比選，以能體現(xiàn)方案優(yōu)劣為宜。

　　一般首先進(jìn)行技術(shù)和工藝流程的比選，有些行業(yè)同時還要進(jìn)行原料路線的比選。然后比選主要設(shè)備和自控方案。

　　例題12：生產(chǎn)工藝技術(shù)方案比選：一般首先進(jìn)行技術(shù)和工藝流程的比選，有些行業(yè)同時還要進(jìn)行原料路線的比選。然后比選(　)。

　　A、生產(chǎn)流程

　　B、工藝流程

　　C、主要設(shè)備

　　D、自控方案

　　E、工藝方案

　　答案：C、D

　　在調(diào)查研究國內(nèi)外設(shè)備生產(chǎn)、制造、供應(yīng)、運(yùn)行狀況的基礎(chǔ)上，對擬選的主要設(shè)備作多方案比選時，往往重點(diǎn)進(jìn)行引進(jìn)和國產(chǎn)設(shè)備的比選。根據(jù)上述原則和內(nèi)容進(jìn)行研究和比較，比較各設(shè)備方案對建設(shè)規(guī)模的滿足程度、對產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)工藝要求的保證程度、設(shè)備使用壽命、物料消耗指標(biāo)、備品備件保證程度、安裝試車技術(shù)服務(wù)，以及所需設(shè)備的投資等。最后從投資費(fèi)用、運(yùn)營費(fèi)用、壽命周期和更新改造費(fèi)用等方面進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性的分析比較和選定。

　　(二)常用的生產(chǎn)工藝技術(shù)方案比選方法

　　常用的工藝技術(shù)方案比選方法詳見《現(xiàn)代咨詢方法與實務(wù)》第三章，實踐中可根據(jù)具體情況選用。一般采用定性分析和定量分析相結(jié)合的方法。

　　生產(chǎn)工藝技術(shù)設(shè)計案例：

　　1.生產(chǎn)工藝選擇

　　2.生產(chǎn)流程選擇

　　以化纖生產(chǎn)項目為例說明工藝流程設(shè)計中經(jīng)常遇到的問題。

　　(1)連續(xù)化流程的考慮。

　　(2)產(chǎn)品品種規(guī)格對工藝流程的影響。

　　(3)物料輸送方式的考慮。

　　(4)重力流程的考慮。

　　(5)重視輔助流程的設(shè)計。

　　3.設(shè)備選擇

　　4.物料平衡

　　六、自控方案設(shè)計

　　自控方案設(shè)計的任務(wù)是為保證工藝生產(chǎn)正常運(yùn)行，降低原料、動力消耗，提高產(chǎn)品質(zhì)量和改善勞動條件，而對生產(chǎn)過程的主要參數(shù)進(jìn)行監(jiān)視和控制。自控設(shè)計決定于工藝生產(chǎn)過程的要求，并為工藝生產(chǎn)過程服務(wù)。

　　1.設(shè)計原則

　　自控設(shè)計應(yīng)遵循“方案合理、技術(shù)先進(jìn)、運(yùn)行可靠、操作方便”的原則。

　　(1)必須保證控制的可靠性，這是對自動控制要求的核心。

　　例題13：自控設(shè)計應(yīng)遵循“方案合理、技術(shù)先進(jìn)、運(yùn)行可靠、操作方便”的原則。必須保證( )，這是對自動控制要求的核心。

　　A、方案的合理性

　　B、技術(shù)的先進(jìn)性

　　C、運(yùn)行的可靠性

　　D、操作的方便性

　　答案： C

　　(2)根據(jù)工藝生產(chǎn)要求合理選擇控制系統(tǒng)。要求控制性能穩(wěn)定，控制精度高，在控制功能方面按不同需要實現(xiàn)多能化。

　　(3)在考慮先進(jìn)性的同時，必須注意經(jīng)濟(jì)的合理性。

　　(4)在有高溫、高壓、高粘度以及有火災(zāi)、爆炸危險的場合，在選擇設(shè)備方面，應(yīng)考慮生產(chǎn)的安全性。在調(diào)節(jié)系統(tǒng)中對可能引起事故的關(guān)鍵變量，應(yīng)采用自動聯(lián)鎖和報警措施。

　　2.系統(tǒng)選擇

　　生產(chǎn)車間控制系統(tǒng)根據(jù)工藝生產(chǎn)的特點(diǎn)和控制要求來確定，一般分為：常規(guī)儀表控制系統(tǒng)、分散型控制系統(tǒng)(DCS)、可編程序控制系統(tǒng)(PLC)。要結(jié)合自動化儀表現(xiàn)狀和自控系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展選擇，一般連續(xù)化生產(chǎn)、工藝流程較長、產(chǎn)品質(zhì)量要求高的宜采用分散型控制系統(tǒng)(DCS)，它具有控制功能完善、實現(xiàn)復(fù)雜控制、聯(lián)鎖保護(hù)、人機(jī)接口友好、操作方便、網(wǎng)絡(luò)通訊的軟件組態(tài)方便、擴(kuò)展容易、集中管理、維護(hù)工作量小等優(yōu)點(diǎn)。分散型控制系統(tǒng)采用模件化結(jié)構(gòu)，有較完善的自診斷功能，因此系統(tǒng)具有很高的可靠性。

　　3.儀表選型

　　應(yīng)根據(jù)工藝過程的需要、介質(zhì)特性、環(huán)境條件、儀表的技術(shù)性能和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及性能價格比，并考慮操作、維修簡便，綜合考慮后選擇適用的儀表。