Bài giảng Thiết kế vị trí và mặt bằng hệ thống công nghiệp

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI Khoa Cơ khí Bộ môn Kỹ thuật hệ thống công nghiệp MÔN HỌC THIẾT KẾ VỊ TRÍ VÀ MẶT BẰNG HỆ THỐNG CÔNG NGHIỆP Số TC 03 Giảng viên ThS Nguyễn Trọng Dũng Email nguyentrongdung1302@tl[.]

Trang 1

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI

TS Bùi Văn Tuyển

Sđt: 0988.083.792

Email: tuyenbv@tlu.edu.vn

Trang 2

• Tổng thời lượng môn học lý thuyết: 45 tiết (3 tín chỉ)

• Đồ án môn học là học phần riêng

• Là môn học bắt buộc cho ngành Kỹ thuật cơ khí

(chuyên ngành Quản lý máy và hệ thống công nghiệp)

• Các môn học học trước: Cơ sở thiết kế máy 1,2; Vật

liệu kỹ thuật; Dung sai lắp ghép và Kỹ thuật đo; Truyền động thủy lực khí nén; Nguyên lý máy; Máy nâng chuyển; Máy vận chuyển liên tục; Kỹ thuật điện; Sức bền vật liệu 1; Kỹ thuật gia công cơ khí.

GIỚI THIỆU MÔN HỌC

Trang 3

• Nội dung chính:

Môn học cung cấp cũng như hướng dẫn cho người học những hiểu biết về các vấn đề cơ bản và các phương pháp thiết kế mặt bằng của công trình công nghiệp Từ đó ứng dụng vào thiết kế và qui hoạch mặt bằng của một số nhà máy cơ khí điển hình.

- Giới thiệu các dạng bài toán mặt bằng thực tế và chỉ ra

cách thức tiếp cận hoạch định mặt bằng một cách sáng tạo và hiệu quả nhất Các công cụ định lượng và các nguyên tắc thiết kế kỹ thuật nhằm đạt được các hoạch định hiệu quả và thành công cao.

- Thiết kế quy hoạch các phân xưởng nhà máy.

- Tính toán kinh tế cho đề án thiết kế công trình.

GIỚI THIỆU MÔN HỌC

Trang 4

• Hình thức đánh giá:

- Điểm quá trình: 30% (chuyên cần, kiểm tra quá

trình, xây dựng bài)

- Điểm thi kết thúc: 70% (Tự luận 90 phút)

• Giáo trình giảng dạy:

[1] Lê Ngọc Quỳnh Lam, Thiết kế vị trí và mặt bằng

hệ thống công nghiệp, NXB Đại học Quốc gia TPHCM, 2013.

[2] Thiết kế kết cấu thép nhà công nghiệp, Đoàn Định Kiến, NXB Khoa học và kỹ thuật, 2005.

Trang 5

CHƯƠNG 1 Những vấn đề cơ bản về thiết kế công trình công nghiệp

1 Giới thiệu

- Trong sự nghiệp công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước, vị trí then chốt của

ngành cơ khí được khẳng định rõ rệt.

- Để tiếp tục đưa ngành công nghiệp nước nhà phát triển thoát lạc hậu thì trọng

tâm hàng đầu là tổ chức quy hoạch các công trình công nghiệp cơ khí cũ và thiết kế các công trình công nghiệp cơ khí mới.

- Tất cả nhằm mục tiêu tạo ra lời giải tối ưu cho bài toán sản xuất kinh doanh

chung của nền kinh tế quốc dân, tăng thu nhập xã hội cải thiện đời sống nhân dân.

Thiết kế, quy hoạch công trình công nghiệp, cơ khí

Tận dụng, phát huy năng lực sản xuất

Đảm bảo nâng cao hiệu suất lao động

Trang 6

- Thiết kế quy hoạch công trình công nghiệp nói chung cũng như công trình

công nghiệp cơ khí nói riêng là một chuyên môn quan trọng của nền kinh tế,

có tính tổng hợp cao.

- Chất lượng của công việc này có ảnh hưởng lâu dài đến quá trình sản xuất của

nhà máy.

- Thực tế chất lượng của đề án chỉ có thể đánh giá chính xác sau nhiều năm nhà

máy đi vào hoạt động.

Trang 7

2 Ý nghĩa kinh tế, kỹ thuật, xã hội

- Thiết kế là điểm nối quyết định giữa những kinh nghiệm của quá khứ, trình độ khoa học với những tiền đề xã hội của hiện tại, cũng như với những khả năng

và sự cần thiết về sản xuất của tương lai.

- Thiết kế nhà máy công nghiệp cơ khí là lĩnh vực chuyên môn quan trọng và

tổng hợp của ngành cơ khí, bởi nó thể hiện mối quan hệ chặt chẽ giữa các khâu: thiết kế

sản phẩm

Thiết kế quy trình công nghệ

thiết kế trang thiết bị dụng cụ

tổ chức dây chuyền công nghệ

Trang 8

2 Ý nghĩa kinh tế, kỹ thuật, xã hội

Đề án thiết

kế nhà máy công nghiệp

cơ khí

Nghiên cứu

Thiết kế

Kiểm nghiệm khoa học phức tạp

Giải quyết đồng

bộ kỹ thuật, kinh tế, tổ chức lao động

Trang 9

3 Những nguyên tắc cơ bản

- Những nguyên tắc cơ bản có thể coi là kết quả phân tích lý thuyết và thực tế.

- Vận dụng những nguyên tắc cơ bản giúp xây dựng nền tảng khoa học cho công

việc thiết kế và tạo tiền đề xác lập những giải pháp tối ưu tương ứng với những yêu cầu thiết kế cụ thể.

Nguyên tắc xác lập nhiều phương án

khả thi

Nguyên tắc thiết kế theo các giai đoạn

Nguyên tắc trung thành với đề án

Nguyên tắc trật

tự và thống nhất

Nguyên tắc lựa chọn lời giải tối ưu thông qua kiểm nghiệm và đánh giá

Trang 10

3.1 Nguyên tắc xác lập nhiều phương án khả thi

- Một đề án cần hàm chứa tính tổng hợp về các thành phần, các giải pháp cụ thể

khả thi và các giải pháp tốt nhất.

- Tối ưu tổng hợp là sự dung hòa của nhiều yếu tố chứ không phải là tổng của

các chỉ tiêu tối ưu.

Bất kỳ ở quy mô nào, chúng ta cần một giải pháp tổng hợp tối ưu có hiệu quả

kỹ thuật và kinh tế cũng như các yếu tố khác một cách tối đa nhất có thể.

- Một số cơ sở sản xuất gây ra các tác động có hại đến sức khỏe con người

Ở đây yếu tố cần tối ưu lại là điều kiện làm việc tối ưu mà không phải là tối ưu

kỹ thuật hay kinh tế.

- Từ 3 yếu tố chính: kỹ thuật, kinh tế, điều kiện lao động, ta đã có 3! (hoán vị)

quan hệ ràng buộc khi sắp xếp thứ tự ưu tiên.

 Như vậy, một đề án sẽ hàm chứa tổng hợp các yếu tố chức năng phụ thuộc có

những mối quan hệ đa dạng với nhau.

Trang 11

3.1 Nguyên tắc xác lập nhiều phương án khả thi

- Để tìm được lời giải tối ưu cho đề án cũng như cho các hạng mục, phải triển

khai công việc phân tích cơ bản và cần có quyết định sơ bộ trong từng phương

án khả thi Các phương án này cần phải được xác lập rõ ràng, đúng nguyên lý

để các khâu kiểm tra, thay đổi hoặc bổ sung sau này được thuận tiện.

Từ đó phải tuân thủ cách tiếp cận bắt buộc theo các giai đoạn, các bước thiết

kế đề án với các mức độ chính xác khác nhau, đi từ thô đến tinh, từ bản vẽ phác thảo đến tính toán tỷ mỷ, cuối cùng là tạo ra đề án với mức độ hoàn thiện cao nhất.

- Khi thiết kế cần hạn chế phí tổn nhờ áp dụng phương pháp thiết kế phù hợp

- Chú ý khi lựa chọn phương án, 3 yếu tố chính cần được cân nhắc tính toán kỹ

càng.

Trang 12

CHƯƠNG 1 Những vấn đề cơ bản về thiết kế công trình công nghiệp 3.2 Nguyên tắc thiết kế theo các giai đoạn và theo các bước

- Là tiền đề để tránh những công việc không cần thiết.

- Triển khai thiết kế theo từng giai đoạn, theo các bước, từ thô đến tinh.

- Sự tinh tế và độ chính xác của việc phân chia thiết kế theo các giai đoạn, theo

các bước tùy thuộc vào phạm vi thiết kế và khâu chuẩn bị.

- Các giai đoạn, các bước được xác định theo tư duy lôgic, tránh thừa cũng như

thiếu.

Trang 13

3.3 Nguyên tắc trung thành với đề án

- Một thực tế xảy ra là sẽ có nhiều thay đổi về khoa học kỹ thuật và công nghệ

trong quá trình từ trình đề án tới hoàn thiện.

Tác động đến sự kiên định trong phương án thiết kế.

Nếu thay đổi phương án sẽ gây rối loạn đề án và thi công.

Nguyên tắc trung thành với đề án: những thay đổi chỉ nên tiến hành nếu sai

sót là rõ ràng.

Trang 14

3.4 Nguyên tắc trật tự và thống nhất

- Trong quá trình thiết kế đề án, thi công cần một lượng lớn các nhà khoa học,

kỹ thuật, công nghệ tham gia hợp tác.

cần có tiếng nói chung

 Trật tự sắp xếp công việc chặt chẽ và thống nhất hóa là tiền đề tiếp theo để

tìm lời giải tối ưu.

Trang 15

CHƯƠNG 1 Những vấn đề cơ bản về thiết kế công trình công nghiệp 3.5 Nguyên tắc lựa chọn lời giải tối ưu thông qua kiểm nghiệm và đánh giá

- Từng công việc sau khi kết thúc cần được kiểm nghiệm để đánh giá, rút kinh

nghiệm cho các công việc sau này cũng như vận dụng đúng phương pháp.

Cái gì cần phải đạt với mục tiêu

đã đặt ra và mục tiêu đó đã đạt

như thế nào?

Trang 16

CHƯƠNG 1 Những vấn đề cơ bản về thiết kế công trình công nghiệp 3.5 Nguyên tắc lựa chọn lời giải tối ưu thông qua kiểm nghiệm và đánh giá

3 tiêu chuẩn đánh giá

về công nghệ

Tuân thủ định luật tính kinh

tế của thời gian

Đảm bảo yêu cầu về con người (an toàn,…)

Đảm bảo mục tiêu về quy hoạch không gian: sử dụng tối ưu diện tích,…

Trang 17

4 Quá trình sản xuất là cơ sở thiết kế

- Nhà máy cơ khí là 1 đơn vị sản xuất kinh doanh, có tính chủ động và độc lập

tương đối trong hệ thống kinh tế quốc dân, hoạt động theo cơ chế thị trường

có sự điều tiết vĩ mô của Nhà nước.

- Quá trình sản xuất trong nhà máy thường bao gồm nhiều công đoạn rất phức

tạp và có quan hệ chặt chẽ với nhau.

 Khi thiết kế nhà máy cần phân tích chính xác mối quan hệ chặt chẽ giữa các

phân xưởng, bộ phận sản xuất…trên cơ sở chương trình sản xuất chung.

Trang 18

5 Những khái niệm chung

- Công trình : là một đơn vị có tính chất độc lập về kỹ thuật và không gian của nhà máy hoặc phân xưởng thiết kế VD: tòa nhà, trạm điện, nhà kho,…

- Một công trình thường gồm nhiều hạng mục công trình.

- Chủ đầu tư : là cơ quan cấp hoặc cho vay vốn xây dựng, mua thiết bị theo dự

án đầu tư VD: ngân hàng, công ty, bộ,….chủ đầu tư còn có thể là chủ dự án

- Cơ quan thiết kế : là tổ chức đảm nhận chức năng thiết kế công trình, cung cấp các tài liệu và bản vẽ thiết kế công trình, đồng thời thực hiện giám sát thi công VD: Viện thiết kế, công ty thiết kế, trường ĐH,…

- Cơ quan xây lắp : là tổ chức chịu trách nhiệm xây dựng và lắp đặt công trình

kể từ khi thi công tới khi nghiệm thu VD: công ty xây dựng, công ty cơ khí lắp máy,…

 Đấu thầu công khai cho các cơ quan trên.

Trang 19

- Hạn ngạch công trình : là mức quy định hiện thời về giá trị vốn đầu tư xây dựng để phân cấp công trình:

- Tài liệu thiết kế : bao gồm các bản vẽ và thuyết minh về toàn bộ công trình được chuẩn bị thiết kế, thiết kế và thi công.

Công trình dưới hạn ngạch

Công trình trên hạn ngạch

Trang 20

Tài liệu thiết

kế công trình

Hợp đồng thiết kế

Luận chứng kinh tế

kỹ thuật

Các bản vẽ

Các tài liệu điều tra khảo sát về địa điểm xây dựng

Các văn bản ký kết về hợp tác

Trang 21

Hồ sơ trình duyệt đề án thiết kế công trình

Tập thuyết minh thiết kế

Các bản

vẽ mặt bằng

Các bản

vẽ kiến trúc nhà xưởng

Các bản

vẽ thi công

Các số liệu

kinh tế kỹ

thuật công

trình

Trang 22

Hồ sơ trình duyệt đề án thiết kế công trình

Tập thuyết minh thiết kế

Các bản

vẽ mặt bằng

Các bản

vẽ kiến trúc nhà xưởng

Các bản

vẽ thi công

Các số liệu

kinh tế kỹ

thuật công

trình

Trang 23

6 Nội dung kinh tế, kỹ thuật và tổ chức của công trình

Nội dung kinh tế

Xác định chương trình

nguồn cung cấp các nhu cầu

Lập phương án liên doanh, liên kết sản xuất với các xí

nghiệp lân cận

Giải quyết vấn đề vốn đầu tư, thiết bị,

vật liệu,

Lập phương án giải quyết đời sống cho lao động, phúc lợi,…

Phối hợp cơ quan chức

năng điề tra khảo sát địa

Trang 24

Nội dung

kỹ thuật

Thiết kế quá trình công nghệ sản xuất sản phẩm

của nhà máy Xác định thời gian cần

để sx chi tiết cơ khí và tổng thể toàn bộ

Xđ số lượng, chủng loại

thiết bị

Xđ bậc thợ, số lượng công nhân nhà máy

Xđ khối lượng và giải pháp cung cấp nhiên liệu cho các công đoạn, phân xưởng

Trang 25

Nội dung tổ chức

Xđ cơ cấu hệ thống quản trị

và điều khiển nhà máy

Tổ chức hệ thống quản lý kỹ thuật

và sản xuất kinh

doanh

Lập phương án tổ chức quản lý lao động, bồi dưỡng chuyên môn

Tổ chức hệ thống bảo vệ nhà máy

Giải quyết vấn đề

chính trị, văn hóa, xã

hội của lực lượng lao

động

Trang 26

7 Các giai đoạn thiết kế công trình

- Quá trình thiết kế nhà máy cơ khí cần được phân chia hợp lý thành các giai

đoạn nhằm giải quyết các nội dung thiết kế một cách khoa học, có tổ chức và

có giám sát, tránh lãng phí thời gian và đảm bảo chất lượng đề án thiết kế công trình.

- Vì tính chất kế thừa của các giai đoạn mà sau từng giai đoạn thiết kế cần kiểm

tra, nghiệm thu.

- Nói chung việc phân chia quá trình thiết kế nhà máy cơ khí thành các giai

đoạn khác nhau chỉ có tính chất tương đối, nhằm mục đích cuối cùng là rút ngắn thời gian thiết kế.

- Quá trình thiết kế gồm thiết kế kỹ thuật và thiết kế thi công.

Trang 27

Quá trình thiết kế nhà máy

Điều kiện kinh tế

Trang 28

Thiết kế

kỹ thuật

Kiểm tra tính hợp lý địa điểm xây dựng

Xác lập dây chuyển công nghệ

Xđ nguồn cung vật tư cho xây dựng và sản xuất sau này

Xđ kết cấu kiến trúc và bố trí mặt bằng phân xưởng

Xđ khối lượng xây

lắp

Xđ khả năng

thi công

Xđ chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật nhà máy

Trang 29

Thiết kế thi công

Bản vẽ tổng mặt

bằng

Bản vẽ kiến trúc kết cấu

Bản vẽ chi tiết các cấu kiện Bản vẽ lắp đặt

các thiết bị

Trang 30

8 Hồ sơ trình duyệt để thẩm định đề án thiết kế công trình

Hồ sơ trình duyệt thẩm định

đề án

Trang 31

Tập thuyết minh

Tổng quát về công trình

Nội dung của công trình

Xây dựng của công trình

Phân tích hiệu quả

kinh tế của công

trình

Trang 32

Các bản vẽ

Bản đồ khu vực và địa điểm xây dựng Bản vẽ địa

chất thủy văn khu xây dựng

Bản vẽ chuẩn

bị mặt bằng

Bản vẽ quy trình công nghệ chế tạo

sản phẩm Bản vẽ hệ thống

phụ trợ

Bản vẽ tổng mặt bằng công trình

Bản vẽ mặt

bằng từng

hạng mục

Bản vẽ thi công…

Trang 33

9 Xác định địa điểm xây dựng công trình công nghiệp

- Địa điểm xây dựng rất quan trọng đối với quá trình sản xuất của nhà máy Địa

điểm hợp lý tạo điều kiện khai thác và tận dụng năng lực sản xuất và nâng cao hiệu quả sản xuất.

Lưu ý

Vị trí vai trò trong nền kinh

tế quốc dân

Vị trí vai trò trong vùng kinh tế

Vị trí vai trò trong công nghiệp của vùng kinh tế

Vị trí vai trò trong quy hoạch phát triển của địa phương

Trang 34

- Những nguyên tắc xác định địa điểm xây dựng nhà máy :

+ gần nguồn cung cấp nguyên vật liệu, năng lượng, lao động và thị trường tiêu thụ sản phẩm

+ phù hợp với quy hoạch về kinh tế, quốc phòng của trung ương, địa phương + có đủ điều kiện thiên nhiên thuận lợi

+ đảm bảo đủ điều kiện xây dựng và mở rộng trước mắt và lâu dài về diện tích, địa chất ổn định, bền vững, không ảnh hưởng tới dân sinh hay các công trình lân cận

+ đảm bảo an ninh quốc phòng và kinh tế

+ chú ý khả năng hợp tác liên doanh với các doanh nghiệp lân cận

Trang 35

- Phương pháp toán xác định địa điểm xây dựng :

+ địa điểm tốt nhất xây dựng được xđ theo chi phí ứng với từng địa điểm cụ thể (i) như sau:

Ki = Kci + T Kvi  Min

Với:

Ki: chi phí toàn bộ ứng với địa điểm i

Kci: chi phí xây dựng ứng với địa điểm i

Kvi: chi phí cho vận chuyển hàng năm trong sản xuất tại nhà máy ứng với địa điểm i

T: thời hạn sử dụng nhà máy

Trang 36

- Thủ tục chung xác định địa điểm xây dựng :

Lập dự án

xây dựng

công trình

Khảo sát thực địa vị trí đã được cơ quan hành pháp định

hướng

Lập hồ sơ trình lên

cơ quan hành pháp cấp tỉnh trở lên

Trang 37

CHƯƠNG 2 HOẠCH ĐỊNH MẶT BẰNG THEO HỆ THỐNG

1 • Giới thiệu

2 • Dữ liệu và các hoạt động đầu vào

3 • Thu thập thông tin

4 • Phân tích quá trình và dòng vật tư

5 • Yêu cầu về không gian

Trang 38

- Mặt bằng tốt cần đảm bảo tất cả các quá trình cần thiết trong việc tạo ra

sản phẩm liên kết với nhau và cho phép các hoạt động thao tác chuẩn thực hiện theo tiến trình và theo thứ tự.

Trang 39

- Có nhiều loại mặt bằng  việc xác định mặt bằng nào phù hợp thường

xem xét đến 2 yếu tố:

- Xác định mặt bằng tốt là một bài toán ra quyết định quan trọng bởi nó sẽ

ảnh hưởng tới rất nhiều khía cạnh khác của hệ thống sản xuất cũng như dịch vụ.

MB phù hợp

Sản lượng sản xuất yêu cầu

Tính đa dạng của sản phẩm

Trang 40

- Bài toán mặt bằng có thể xuất hiện ở nhiều nơi, dưới nhiều dạng, nhiều

yêu cầu hay nhiều mục tiêu, ràng buộc khác nhau.

Tiêu đề	Thiết kế vị trí và mặt bằng hệ thống công nghiệp
Người hướng dẫn	ThS. Nguyễn Trọng Dũng, TS. Bùi Văn Tuyển
Trường học	Trường Đại Học Thủy Lợi
Chuyên ngành	Kỹ thuật hệ thống công nghiệp
Thể loại	Môn học
Năm xuất bản	2013
Thành phố	Hà Nội

Định dạng
Số trang	281
Dung lượng	10,03 MB

Bài giảng Thiết kế vị trí và mặt bằng hệ thống công nghiệp

Yêu cầu về không gian các bộ phận

Đánh giá các phương án thiết kế