理论教育 现代烘焙中央工厂的基本规划设计原则

现代烘焙中央工厂的基本规划设计原则

时间:2023-05-22 理论教育 版权反馈
【摘要】:在介绍如何建设烘焙工厂之前,首先简要介绍一下烘焙中央工厂规划与设计的几个基本原则。由于烘焙中央工厂不同于一般的食品工厂,烘焙中央工厂所生产的产品一般具有品种多、单品产量小、季节性强、保质期短、卫生要求高等特点,这就要求进行烘焙中央工厂的规划与设计时,要坚持以下几个原则。

现代烘焙中央工厂的基本规划设计原则

随着中国改革开放的不断深入,我国的GDP经济总量不断增长,并于2010年超过日本成为全球第二大经济体。2016年,我国GDP经济总量已达到74.4万亿元人民币,人均GDP达8500美元,预计到2025年,中国的GDP总量将首次超过美国,成为世界第一大经济体。中国经济的高速发展,已经成为推动中国烘焙业发展的重要因素。中国烘焙业历经长达20多年的持续发展,据不完全统计,截至目前,全国共有各类不同规模的烘焙企业近1000家,其中,拥有0~40家连锁店的约占50%,拥有41~80家连锁店的约占30%,拥有81~120家连锁店的约占10%,拥有121~160家连锁店的约占6%,拥有161~200家连锁店的约占3%,拥有201~300家连锁店的约占0.5%,而拥有300家连锁店以上的只占约0.5%。未来10年,这些拥有41~300家连锁店的烘焙企业(约占全国烘焙企业总数的50%)会相继在全球范围内大量购买各类适用的半自动或全自动化的生产线或设备,其中拥有81家连锁店及以上规模的企业(约占全国烘焙企业总数的20%)还会购置土地,新建自动化及智能化程度更高的综合型烘焙中央工厂或专业烘焙产品工厂,规划和设计各类产品的半自动或全自动化的烘焙生产线,购买全球最先进的自动化烘焙生产设备。

在全球经济一体化的今天,欧洲、美国、日本和韩国等发达国家和我国的香港、台湾地区的烘焙企业会随着市场发展的需要,帮助和推动中国国内的烘焙企业实现整体跨越式发展,与此同时,伴随着中国烘焙业的持续高速发展,也会反向带动欧洲、美国、日本、韩国及全世界的烘焙设备和烘焙原料制造业的大发展。此外,未来10年,会有越来越多的欧洲、美国、日本和韩国等发达国家及我国的香港、台湾地区的烘焙领域专家和专业技术人才,来到中国担当国内烘焙企业的技术或管理顾问,甚至是企业CEO。随着中国国内烘焙业的整体技术和管理水平的提升,国内烘焙行业会涌现出越来越多的烘焙专业管理及技术人才,包括烘焙中央工厂规划与设计的专业技术人才和产品研发技术人才。与此同时,各类烘焙学校、烘焙教室会如雨后春笋般的在全国范围内诞生,而国内各大高校也不失时机,与时俱进,相继开设烘焙类院系和专业,中国烘焙业正式进入黄金时代。

目前中国烘焙业除了缺乏生产管理等专业技术人才以外,最缺乏的是烘焙中央工厂的规划与设计人才,可以说,在国内烘焙行业,现在还很难找到经验丰富的既懂生产、又懂设备的烘焙中央工厂规划与设计专业技术人才。放眼全球,即使是自动化烘焙设备的制造大国,如欧洲、美国和日本等发达国家,目前绝大多数也只是停留在“卖设备”的初级阶段,他们更多的是根据国内企业的需要,把设备卖给中国,包括设备制造商,以及他们在国内的代理商,主要也都是卖设备,而很难根据国内烘焙企业的实际情况及需要,提供关于新建或改造烘焙中央工厂的规划与设计,以及设备配置技术等一系列科学合理的解决方案。而这一点,却恰恰是当前中国绝大部分烘焙企业在新建或改造烘焙中央工厂时面临的最大困难和困惑。所以,作者认为,对于全球烘焙设备制造商及代理商而言,未来谁能为中国的烘焙企业提供科学、完整的中央工厂的规划与设计方案,以及设备配置方案,谁的设备或大型自动化生产线就会更早、更多地被中国的烘焙企业所使用,从而就会更早、更快地进入甚至占领中国庞大的市场。

目前在国内外烘焙行业中烘焙中央工厂规划与设计以及设备配置的专业技术人才极度缺乏的情况下,国内烘焙行业中,一些率先新建了半自动或全自动化的中央工厂的企业,在建设过程中,都是摸着石头过河,一边积累经验,一边总结教训。这既容易因买错设备而造成投资浪费,甚至给企业造成不可估量的经济损失。同时,又因长期摸索而浪费了大量时间,以致延误了最佳发展时机。

那么,究竟应该如何对现代烘焙中央工厂的建设进行科学、合理的规划与设计?以及如何对各类烘焙产品的生产设备进行选型与配置呢?

上一节介绍了新建厂房的规划与设计理念,同时也介绍了正在使用的现有厂房当产能无法满足订单需求时的科学解决方案,还详细介绍了如何通过“找瓶颈法”在复杂的生产线上找到影响整体产能的瓶颈工序,并合理地解决的方法。因为新建厂房投资过大,一般普通的产能不足问题不需要通过新建厂房来解决,只有当现有厂房的生产面积确实无法通过安放新增设备来扩大产能和满足订单增长的需求时,才可以考虑新建厂房。在介绍如何建设烘焙工厂之前,首先简要介绍一下烘焙中央工厂规划与设计的几个基本原则。

烘焙中央工厂的规划设计以及设备的配置技术是全球烘焙业的核心技术,是以烘焙产品生产工艺设计为主要内容的多学科相结合的专业技术,包括:厂址选择、总平面设计、产品方案、工艺流程设计、物料衡算、产能衡算、能量衡算、设备选型、设备配置、车间布局设计、管道布局设计、生产辅助部门设计、公用工程与设施的设计与配置、设备安装与试车技术经济分析与工程概算等内容。

由于烘焙中央工厂不同于一般的食品工厂,烘焙中央工厂所生产的产品一般具有品种多、单品产量小、季节性强、保质期短、卫生要求高等特点,这就要求进行烘焙中央工厂的规划与设计时,要坚持以下几个原则。

(1)总原则 投资最省、技术最新、产能最大、质量最好。

(2)规划与设计的先后顺序 根据公司的现有规模及增长趋势,先对生产线进行科学、合理的规划与设计,再根据生产线的规划与设计方案,对厂房建筑进行规划与设计;如果反过来,将程序颠倒,先设计厂房,再往厂房里填充设备,就会出现大量变更,敲敲打打,修修补补,甚至已经引进的生产线或设备无法摆放,而造成重大经济损失。

(3)一线多用、一机多能 要求每一条生产线、每一台单机设备都能做多个产品,也就是设备的通用性要强。

(4)满足发展需求 新厂房建设时规划的生产线或设备产能可以满足未来5~7年的发展需求,扣除2年的建设时间,投产后还能满足3~5年需求,如果产能太小,1~2年后,又将面临厂房改造、增添设备的困境;如果产能过大,能足以满足未来10年以上的发展需求,则造成设备闲置、资金占压。

(5)拟购买的生产线或设备的自动化程度,以及是选进口还是国产设备要依据企业的规模与资金实力来确定。

(6)安全第一,没有安全就没有一切 从设计理念,到施工建设,再到后期的日常使用,生产设备的安全使用以及水、电、气、消防等各项生产辅助设施的安全性要放在第一位考虑。必须严格遵守国家法律法规的要求及各项标准。

在介绍如何对烘焙中央工厂进行规划设计以及对设备进行配置与选型之前,首先讲一个案例。

作者于7年前负责新建一座烘焙中央工厂,用地区块位于一个国家级的园区内,园区的整体规划就是通过招商引资,吸引全球优质涉农企业或食品企业进驻园区,在接手这项工作前,工厂的总平设计以及厂房建筑设计方案就已经确定,接下来要做的就是设计厂房内部车间布局、规划与设计生产线以及设备的配置与选型这几项工作。

严格意义上来说,对于此项目,正确的规划与设计程序应该是如下流程。

首先,对生产线工艺与布置方案进行规划与设计。根据企业当时的门店总数、日订单总量、日销售总额、由中央工厂生产与配送的各类别产品日订单量、日销售额、最近连续几年的年增长率、预估未来5~7年的门店总数、日订单总量、日销售总额、由中央工厂生产与配送的各类别产品的日订单量、日销售额等各项经济参数,来规划与设计各类别产品应规划几条相同或不同的生产线,应配置多少台相同或不同的单机设备;每一条生产线和设备的设计最大产能应该为多少;全自动或半自动生产线的各生产工序的设备或人工最大产能是否匹配;生产线采用全自动化还是设备与人工相结合的半自动化;设备是全部采用进口还是全部采用国产,或是进口与国产相结合的方式。

其次,对厂房建筑进行规划与设计。按照不同类别产品生产工艺对生产线的布置方案及设备的配置与选型进行规划与设计之后,根据生产线的规划与设计方案以及设备配置方案,对厂房建筑进行规划与设计。根据每一个类别产品的生产区域及辅助区域所配置的生产线与设备所需要占地面积以及长度、宽度、高度;每一个生产区域对环境温度和湿度的需求;每一台设备的自重以及设备满载烤盘、模具和产品后的总重量、静荷载和动荷载;每一台设备的额定功率以及所有设备的总功率;每一台设备需使用何种能源等等各项参数来对厂房的总建筑面积以及总长度、总宽度、总高度(或各楼层高度);各区域楼板承重;总用水量;总用气量;总用电负荷;以及中央空调系统、冷库、消防系统、污水处理系统、门禁系统、监控系统、网络系统、空气净化系统等8大系统进行规划与设计。此外,还要从建筑的专业角度对保温、防水等各方面按照标准进行规划与设计。

如果能按照这个程序来进行规划与设计,最终建成投产的厂房应该是最科学、最合理的。把完全按照生产线设计方案及厂房内部布局方案设计的厂房建成后,再按照既定的生产线设计方案与设备配置方案把生产线设备采购回来,搬进厂房内各生产区域进行安装与调试。这样基本是一步到位,避免了诸如因设备尺寸过大、车间区域面积过小或楼板承重不够等因素,而出现不得不又打墙,甚至设备根本无法摆放与安装的结果,这种情况既增加成本,又浪费时间,给企业造成巨大的经济损失。

但是当时由于大家都缺乏经验,在没有对生产线与设备进行任何规划与设计之前,就已经确定了厂房的建筑设计方案及总平设计方案,这直接导致了两个后果:①在建设期间的大量变更;②在厂房建成投产后,多年来因厂房尺寸问题而导致多条自动化生产线改造无法达到最优(因自动化烘焙生产线整线长度比较长,但厂房尺寸不符)。

由于当时厂房的总建筑面积、总楼层、承重及厂房的长、宽与高都已经确定,在这样的情况下,如何利用已经设计好的厂房对生产线及设备进行科学的规划与设计,这个难度是很大的。不过,无论如何设计,还是要坚持前面所述的几个原则。

当时,此公司在当地拥有50家连锁店,年销售收入A亿元人民币,每年以50%左右的速度保持增长。根据公司当时的现状及发展态势,既有的厂房建筑设计方案,烘焙中央工厂规划与设计的几个原则,每日的订单总量以及每日由工厂生产与配送的每个产品的日订单量,计算出每日生产每个单品的生产线整线的最大产能,以及每条生产线每个工序的设备(或人工)的最大产能。同时,再依据场地面积及每台设备的最大产能,确定需要配置多少种设备,每一种设备需要几台。利用大量的数据进行产能衡算,作者推出了对既有厂房进行生产线规划与设备配置的方案,如表2-2所示。

表2-2 50家店设备配置案例表

续表(www.daowen.com)

在生产线设计方案及设备配置方案初步确定后,再结合厂房设计方案及参数进行核对,结果发现厂房设计存在两个严重的缺陷,如下所述。

(1)因厂房设计成了正方形,长度不够长,不利于半自动或全自动化的烘焙产品生产线的线性布置,因为烘焙产品生产与制作的工艺路线比较长,流程比较复杂,如果厂房长度不够,生产线就不能做到线性布置,而必须经过拐弯,甚至多次拐弯,这不符合生产过程中人流与物流对动线的要求,也不利于生产现场的实时管理与监控,违背了精益生产的原则,增加了七大浪费之中的动作浪费、搬运浪费,导致生产成本增加,生产效率下降。

(2)厂房楼板的承重不够,而搅拌机隧道炉、冷却塔等几类大型设备的自重、动荷载及满载烤盘、模具和产品的总重量远远超过了楼板设计的承重标准,为此,必须进行重大施工设计变更

当生产线规划与设计方案最终确定之后,作者一边推进厂房的建设,一边同时开始对所有生产线各工序的设备或单体设备配置进行选型,主要是根据拟采购的每一台设备的功能、设计产能、规格尺寸以及重量等需求,在全球范围内进行选型。

设备选型期间,当时国内烘焙业整体还基本属于手工加半自动化小单机的生产方式,甚至有些企业、有些产品采用的是纯手工作业的生产方式,国内全行业普遍缺乏烘焙中央工厂的规划与设计经验,也缺乏设备厂家资源及设备品牌资源。欧洲、美国和日本等烘焙设备制造大国主要把目光瞄向了西方发达国家市场,而忽视了中国市场,为数不多的几家设备制造商已经把设备成功打入中国市场,但也只是卖设备为主,几乎没有一家设备厂家或代理商能给烘焙企业提供烘焙中央工厂的规划与设计方案,以及设备配置技术等一系列解决方案。所以从生产线的规划与设计、生产设备的配置、辅助设备与设施的配套设计、设备考察、合同谈判、设备安装与调试,直到投产,要完全依靠自己,并一切从零开始摸索。

在两年建设期间,作者曾分别赴日本与韩国考察多次,参加和观摩了日本东京与韩国首尔的两次大型烘焙展,亲眼看到和了解了很多全球最先进的烘焙设备,结识了很多设备厂商及代理商,同时深入考察了日本和韩国繁荣发达的烘焙市场。作者实地考察了韩国CJ集团旗下亚洲最大的冷冻面团工厂;此外还连续3次参加与观摩了在中国上海国际会展中心举办的亚洲规模最大的国际烘焙展,每一次展会上,作者都是孜孜不倦的重点关注烘焙设备部分,广泛搜集资料,积累设备资源。两年期间,共约谈了几十次国内外知名烘焙设备制造厂家及国内代理商,详细了解各类设备的功能与特点。

在经过整2年的建设之后,由作者亲自负责规划、设计与建设的一座现代化的烘焙中央工厂正式投产。

工厂投产之时,公司当地的门店总数已增长至80家,年销售收入达到B亿元人民币,相比2年前动工时,门店数增长了近60%,销售收入增长了近75%。

截止到2014年,公司当地的门店总数已达到105家,年销售收入约为C亿元人民币,继续保持着约30%的年增长率。为保证对门店的供应,满足门店不断增长的订单需求,在不扩大场地、不增加人员的前提下,通过增加设备来达到提升产能的目的,全年新增以及总的设备配置和产能明细如表2-3所示。

表2-3 105家店设备配置案例表

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2015年,公司当地的门店总数达到140家,年销售额为D亿元人民币,在未扩大场地、车间布局未做大调整的情况下,仍然是通过增加相应设备来提高产能的目的,全年新增和总的设备配置及产能明细如表2-4所示。

表2-4 140家店设备配置案例表

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在2015年5月,门店数量及日订单量都呈现快速增长态势,如果不尽快调整车间布局,扩大生产面积,仅凭现有场地,无法再次增加设备,也势必无法满足公司2016年订单增长的需求。于是,相继启动了蛋糕车间迁建(产能扩大)项目、冷冻面团生产线建设项目、饼干产能扩大项目这三个项目。这三个项目都在2016年内结项并投产,及时地满足了门店对这三类产品的订单需求。

2016年,公司当地的门店总数达到160家,年销售额达到E亿元人民币,全年新增和总的设备配置及产能明细如表2-5所示。

表2-5 160家店设备配置案例表

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2016年,随着门店数及订单量的继续增长,吐司、面包类产品的产能早已无法满足日常订单需求,更无法满足各种节假日以及“双11”、“双12”的暴增的订单需求。为了尽快解决这个问题,提升吐司、面包类产品的产能,同时,也为了提升包装车间、配料车间、饼干车间这三个车间的自动化程度,以提高生产效率,减少用工。于2016年2月启动了全自动化吐司生产线技改项目,随后又于2017年相继启动了配料自动化改造项目、包装生产线全自动化改造项目,以及饼干生产线自动化改造项目等三个项目。其中,全自动化吐司生产线技改项目于2017年投产,另外三个项目将都在2018年投产。

2017年门店数达到180家,年销售额达到F亿元人民币。全年新增及总的设备配置及产能明细如表2-6所示。

表2-6 180家店设备配置案例表

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从2013年1月这座综合性的烘焙中央工厂正式投产,预计到2018年年中所有这些改造项目结项投产,整整5年半时间内,在没有新建厂房,人员持续减少的情况下,只是通过改造厂房布局、合理利用预留空间、引进新的半自动及全自动化的生产线和设备,就使各类产品的最大产能扩大为当初的5~10倍,对企业经营管理者来说,这无疑应该是投资最省、效益最优的策略,当然也是企业最核心的竞争力所在。

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