理论教育 烘焙连锁店中央工厂的规划设计与设备选型

烘焙连锁店中央工厂的规划设计与设备选型

时间:2023-05-22 理论教育 版权反馈
【摘要】:即:在只有40家店,年销售收入为1.5亿元人民币时,新建的工厂要能满足120家店的需求,年销售收入实现4.5亿元人民币。根据常温面包类产品的生产工艺流程,配料、搅拌、中种发酵、最终发酵、冷却以及外包装,这6个工序的设备对所有的常温面包类产品是通用的。而成型、烘烤、内包装这3个工序的设备需要根据不同的产品类别来选型与配置。

烘焙连锁店中央工厂的规划设计与设备选型

(1)门店数(家):40。

(2)工厂配送类烘焙产品(成品直接售卖、半成品经再次加工后售卖)在门店的年销售收入(元):1.5亿。

(一)工厂规划与设计的最大产能所对应的门店最大年销售收入的计算方法

这个规模的企业要新建中央工厂,我们首先假设工厂建设周期为2年,建成投产后可以满足未来5年的需求。那么需要预估未来5年后工厂配送类烘焙产品(成品直接售卖、半成品经再次加工后售卖)在门店的年销售收入,才可以科学的计算出拟建的中央工厂需要的规划与设计的产能规模。

当前工厂配送类烘焙产品(包括成品和半成品)在门店的年销售收入为1.5亿元人民币,工厂投产5年后工厂配送类烘焙类产品(包括成品和半成品)在门店的年销售收入为W,从规划、设计一直到建成投产后的期间每年市场年增长率为20%,工厂建设周期为2年,工厂生产线与设备的产能要满足投产后5年的增长需求,如果用X表示烘焙类产品年销售额,Y表示年增长率,A表示建设周期,B表示生产线与设备的产能要满足投产后几年的增长需求,则,W的计算式为:

W=X(1+Y%)A+B-1)=1.5×(1+20%)(2+5-1)=4.5(亿元)

也就是说,如果工厂新建的当年,工厂配送类烘焙类产品(成品和半成品)在门店的年销售收入为1.5亿元人民币,则在规划与设计中央工厂的生产线与配置设备产能时,要按工厂配送类烘焙产品年销售收入4.5亿元人民币的规模,来设计工厂每条生产线和每一个产品的产能以及工厂的总产能,即可满足投产后5年的增长需求。

同理计算,5年后门店数为40×(1+20%)(2+5-1)=120(家)。

即:在只有40家店,年销售收入为1.5亿元人民币时,新建的工厂要能满足120家店的需求,年销售收入实现4.5亿元人民币。

(二)各类别产品的产能计算方法

1.计算各类别产品的年销售额和日销售额

如果新建的工厂拟生产常温面包、冷冻面团、蛋糕、饼干、西点、冷调面包6大类产品,参照国内烘焙行业各大类产品普遍的销售占比情况,基本为:常温面包∶现烤面包(冷冻面团)∶蛋糕∶饼干∶西点∶冷调面包=21.11%∶29.02%∶31.45%∶5.28%∶8.92%∶4.22%,根据这个占比,我们可以对工厂配送类烘焙产品(包括成品和半成品)在门店的年销售收入4.5亿进行分解,得出各类别产品年销售额及日销售额如表4-1所示。

表4-1各类别产品年销售额及日销售额

2.计算各类别产品的每日产

如果常温面包和现烤面包(冷冻面团)类产品平均每袋(个)零售价为10元人民币;蛋糕类别里,生日蛋糕平均每个零售价为100元人民币,销售量占比蛋糕类产品比例为38.5%,常温蛋糕等平均每袋(盒)零售价为10元;饼干类平均每袋(盒)零售价为10元;西点类里,慕斯蛋糕平均每个零售价100元,销售量占比西点类产品比例为3.3%,其他西点按每块零售价为10元计算;冷调面包类平均每袋(盒)零售价10元,则每一类别产品的每日产能如表4-2所示。

表4-2 各类产品每日产能

注:蛋糕类,生日蛋糕每日产能3346个,常温蛋糕及方板5344袋;西点类,慕斯蛋糕每日产能280个。

3.计算各类别产品的每一道生产工序的产能及设备配置

(1)常温面包类 常温面包类产品的生产工艺流程如按面带线和传统线来划分,则为面带线:配料—搅拌—中种发酵—成型—最终发酵—烘烤—冷却—内包装—装筐共9道工序;传统线:配料—搅拌—中种发酵—分割—滚圆—中间发酵—二次成型—最终发酵—烘烤—冷却—内包装—装筐,共12道工序。面带线和传统线的区别有两点:一是成型方式不同,面带线是面带式无压力分割成型,而传统线是分割与滚圆方式;二是面带线无中间发酵,而传统线带中间发酵,制作时间更长一些。

已知该拟建工厂常温面包类的产品结构为:吐司、排包、法棒、餐包4类。其中,吐司又分为450g小吐司、1200g大吐司,450g小吐司又分为包馅吐司和不包馅吐司;餐包分为长条状餐包和圆形餐包,圆形餐包为包馅餐包。根据常温面包类产品的生产工艺流程,配料、搅拌、中种发酵、最终发酵、冷却以及外包装,这6个工序的设备对所有的常温面包类产品是通用的。而成型、烘烤、内包装这3个工序的设备需要根据不同的产品类别来选型与配置。

在对面包生产线整线进行规划与设计时,有一个技巧,就是对于常温面包类产品生产的全工艺过程,要首先确定成型段的设备类型与产能(成型机),确定了成型线设备,其他所有工序的设备,其类型与产能都与之相匹配即可,根据拟建工厂的常温面包类的产品结构,成型段设备可以选用多功能可生产带馅吐司面包成型线(X线)、棒状面包生产线(Y线)、包馅机(Z线)三条线。

常温面包类产品生产的各道工序产能衡算与设备配置过程具体如下。

①成型。

a.假设该工厂生产的常温面包类单品有以下几类。

A类:450g小吐司,有A1,A2,A3,A4,A5,A6,共6种,其中,A4,A5,A6,3种为包馅吐司;

B类:1200g大吐司,有B1,B2,B3,B4,B5,B6,B7共7种;

C类:900g排包,有C1,C2,共2种;

D类:300g法棒,只有D1,共1种;

E类:40g长条状餐包,有E1,E2,共2种;

F类:45g圆形餐包,有F1,F2,共2种;

其中,A,B两类产品用X线生产,C,D,E三类产品用Y线生产,F类产品用Z线生产。

b.假设每个单品的每日产量如表4-3所示。

表4-3 每个单品日产量

c.根据每类产品的日产量、每条(或自个)面团质量及每类产品的分装规格计算出每类产品每日面团总质量,如表4-4所示。已知每类产品分装规格如下:A类产品,1条装1袋;B类产品,1条装3袋;C类产品,1条装3袋;D类产品,1根装1袋;E类产品,5根装1袋;F类产品,4个装1袋。

表4-4 各类产品日产面团质量

续表

d.根据表4-4日产面团质量计算出三条生产线的每小时产能,按设备汇总每条生产线所生产的所有产品每天的总面团质量,如果每天的生产时间按20h来计算,则可以计算出设备(生产线)每小时的产能:

X线=(A+B)/20=(3730+4000)/20=386.5(kg/h)≈400kg/h

Y线=(C+D+E)/20=(600+600+400)/20=80(kg/h)

Z线=F/4=180/4=45(kg/h)

各线成型设备配备建议如下所述。

X线的设备一般依据实际产能需求进行定制,一般选进口设备。一天按20h生产,可以选配每小时处理面团400kg的多功能面包成型线,该生产线可以实现自动抹馅做带馅吐司(A类产品)。

Y线的设备一般是国产设备,单头最大产能是固定的,可以通过选配多头来扩大产能,国内比较常见的是单头或双头设备,国内单头产能目前可达到150kg/h,因而配单头设备即可。

Z线,餐包线,有进口,也有国产,可根据产量和需求自行选择。本书仅选用两个产品,建议选配国产设备,每个产品按常规生产时间两小时来配置,可自行新增产品以提高该线利用率。

综合以上各表数据,对成型段各生产线产能衡算进行汇总,如表4-5所示。

②搅拌(含中种发酵室)。

a.根据常温面包类所有产品每天需要处理的面团总质量,以及产品搅拌工艺中不同产品的搅拌时间,则可计算出每小时搅拌机处理面团的质量,假设搅拌机每天连续工作20h。

b.中种发酵法的种面搅拌时间为6min,加上搅拌、卸料时间,种面搅拌总时间为10min;主面搅拌时间为13min,加上投料、卸料时间,主面搅拌时间为20min。

在产量不是很大的情况下,搅拌机既可以用来搅拌种面团,也可以用来搅拌主面团。若一缸种面配合一缸主面,那么完成一缸面团的搅拌时间为30min,也就是每1h完成2缸面团的搅拌。我们这里分析的情况是,一次搅拌种面的量配合一缸主面的量,面团带缸转运至中种发酵室发酵,面团经过2~4h的中种发酵,体积一般会膨胀很多,所以不存在搅拌缸的浪费。不建议一次搅拌种面的量配合两缸或三缸甚至更多的主面,因为需要增加人工进行称重分割、分配和转运,比较浪费人工工时。

表4-5 常温面包生产线成型段产能衡算数据汇总表

c.中种发酵室,提供一个恒温恒湿的环境,温度28℃,相对湿度65%~70%,假设A、C、D、E、F五类产品中种发酵时间为2h,B类产品中种发酵时间为4h。

d.搅拌机的产能配置:X线面团需求量为400kg/h,Y线面团需求量为150kg/h,Z线面团需求量为45kg/h,三条线面团需求量为400+150+45=595(kg/h)。

若选配120kg(3包粉)离缸式搅拌机,实际使用产能一般为96kg(最大产能的80%),每台搅拌机每小时可处理96×2=192kg面团;则需要搅拌机台数为595/192=3.1台。

若选配80kg(2包粉)离缸式搅拌机,实际使用产能一般为64kg(最大产能的80%),每台搅拌机每1h可处理64×2=128(kg)面团;那么,需要搅拌机台数为595/128=4.6(台)。

若选配3台120kg(3包粉)和1台80kg(2包粉),则192×3+128×1=704/h>595(kg/h)。

综上分析,搅拌机配置建议为3台120kg(3包粉)和1台80kg(2包粉)离缸式搅拌机。

③最终发酵:由于拟建的中央工厂的规模并不大,所以作者认为常温面包类产品的生产无需配全自动化的连续发酵室,建议选配台车式发酵室即可,造价更低。最终发酵室的温度为38℃,湿度为80%~85%。

根据面包类所有产品的成型段产能、装盘装车规格及最终发酵时间,可以计算出每1h发酵的容量,发酵容量产能衡算过程具体见表4-6。

表4-6 发酵容量产能衡算过程表

注:成型产能(盘/h)=成型产能(条/h)/装盘规格(条/盘);

成型产能(台/h)=成型产能(盘/h)/装车规格(盘/台);

发酵容量(台)=成型产能(台/h)×发酵时间/60。

从上表可见,因为一条生产线在一个时间节点只能生产一个产品,那么在三条线同时生产的情况下,发酵室最大容量需求为11+7+3=21(台车)。

综上分析:发酵容量配置建议,台车式发酵室,容量为5道,每道可容纳5个台车,共5×5=25(台车)。

④烘烤:常温面包类产品的烘烤,为实现最优化配置,我们优先考虑隧道炉的配置。建议X线和Y线各配置一条隧道炉,编号为1号和2号隧道炉,烤炉配置产能衡算过程具体见表4-7。

表4-7 烤炉配置产能衡算过程表

注:满炉盘数=成型产能/60×烘烤时长;

有效宽度=入炉列数×烤盘长边尺寸+两边余量,假设两边余量各为50mm;

烘烤长度=满炉盘数/入炉列数×(烤盘宽边尺寸+烤盘间隙),假设烤盘间隙为50mm。

综上分析:烤炉配置建议为,X线1号隧道炉,有效长度15m,有效宽度为1.9m(横进三盘);Y线2号隧道炉,有效长度13m,宽度为1.3m(横进两盘)。

基于成型产能计算出的最终发酵和烤炉产能衡算汇总如表4-8所示。

⑤脱盖、脱模:根据工厂的产能规模,从节省投资的角度来讲,常温面包生产线的脱盖、脱模工序,建议采用人工脱盖、脱模的方式。

⑥冷却:在冷却这个工序,为与前端形成自动化,建议A、B、C三类产品在脱模后通过输送带自动进入螺旋冷却塔进行自然冷却,而D、E、F三类产品出炉后直接上车架进行自然冷却。冷却间温度为20℃。冷却容量产能衡算过程具体见表4-9。

表4-8 常温面包生产线发酵和烘烤产能衡算数据汇总表

表4-9 冷却容量产能衡算过程表

注:满双塔条数=成型产能/60×冷却时长。

螺旋冷却塔技术参数配置计算如下所述。

a.输送带宽:

从上表的产品尺寸来看,建议A类产品每排2列横进(产品长度方向与输送带运行方向垂直),B类和C类每排1列横进,从冷却空间上能最有效利用。若横向两边各留50mm宽,则输送带宽度计算公式如下。

360+50×2=460(mm)

即,可设定塔输送带宽460mm。

b.单层输送带长度:

转弯半径:一般为带宽的1.6~3.0倍,系数值设定越高,一层输送带长越长,每层可摆放产品书越相同冷却容量下塔高相应降低。这里,经验系数值设定为1.6,1.6×460=736(mm);

转笼直径为转弯半径的2倍,736×2=1472(mm);

冷却塔直径为:1472+460×2=2392(mm);

则一层输送带长为3.14×2392=7510.88(mm)。

从满单塔排数和产品宽度尺寸(产品在输送带上纵向长度)来看,B类需求输送带长度最长,冷却塔的技术参数的设计应以B类产品数据作为依据。

c.层数:

已知B类产品进塔方式为1×1,则单层可摆满B类产品排数:7510.88/(120+50)=45(排),50mm为每排之间的间隙设定;

而满塔需摆放排数为666条,则满塔需摆放排数为666排。

则层数:满双塔排数/一层排数=666/45=14.8≈16(层),单塔8层。

d.有效层距:根据产品高度,设定250mm。

最大层数:依据梁下4200mm的厂房高度,在输送线第一层(成型线工作高度)设定800mm高。塔顶层保留500mm的余量,那么冷却塔可达到最大层数为(4200-800-500)/(250+30)=10(层)(30mm为设定每层网带厚度),说明塔层数为8层是比较合理的。

e.螺旋塔总高:

基座高度+有效高度+顶层龙骨空间=800+8×(250+30)+500=3540(mm)。

f.输送带长:

一层长度×层数+前后水平输送带及张紧长度=7510.88×16+20000=140174(mm)≈140(m);

关于前后水平输送带及张紧长度,主要是指输送带进口长度、出口长度、两塔之间的水平输送长度及两塔张紧长度,在这里大致推算设定20m,实际可以根据厂房布局画图确定,后面不再说明。

综上分析:冷却塔技术参数如表4-10所示。

表4-10 冷却塔技术参数表

⑦内包装:根据X线和Y线两条线生产的不同产品的形态、包装的形式以及产量,建议A、B、C类产品可以配备一台全自动吐司高速切片包装机(包括自动切片、分道、吹袋、装袋、热封、裁边、扎口、喷码一系列动作自动完成),D、E、F三类产品因为包装形式限制建议手工包装。全自动吐司切片包装机产能衡算过程具体如表4-11所示。

表4-11包装机产能衡算过程表

根据上表所示,建议选配全自动吐司切片包装机1台,产能为30袋/min,1800袋/h。

⑧外包装:人工装筐。

根据以上对常温面包类产品生产线各道工序的产能衡算以及设备配置,可以得出以下关于常温面包类产品生产区域的设备及人员需求,如汇总表4-12所示。

表4-12 常温面包类生产区域设备配置及人员需求汇总表

续表

(2)冷冻面团(现烤面包)类 冷冻面团类产品未发酵类的生产工艺流程为:配料—搅拌—(包油—冷藏松弛)—成型—急速冷冻—内包装—装筐共8道工序。

已知该拟建工厂冷冻面团的产品结构,为甜面团类和丹麦面团类,假设两者产量占比50%∶50%。在企业规模不是很大的时候,建议冷冻面团车间的规划设计与设备配置,尽量以半自动化生产方式为主,即选用设备加人工的方式进行生产。

由于拟建工厂甜面团类主要是空白面团,所以建议配置分割滚圆机完成;丹麦面团类因为需要包油,可以配备起酥压面机,包完油后还会有简单的预成型工作,分三种情况,其一,仅需切割工序等简单成型工艺,此类建议起酥压面机包完油后由手工完成;其二,需要编辫子或多次折叠等复杂成型工艺,难以用简单设备来完成,此类也建议在起酥压面机包完油后由手工完成;其三,主要是三角类,如经典丹麦品牛角可颂,成型工艺如用手工,则会切割不精准,而有简单成熟设备却可以轻易完成,建议起酥压面机包完油后选配半自动化牛角成型设备完成。

与常温面包类产品一样,在对冷冻面团生产线整线进行规划与设计时,仍然要首先确定成型段的设备与产能,确定了成型线设备,其他所有工序的设备,其类型与产能都与之匹配即可。

下面,就开始对冷冻面团类产品生产的各道工序逐一进行产能衡算与设备配置。

①成型:

a.假设该工厂生产的冷冻面团类单品有以下几类。

A类:冷冻甜面团类,A1,A2,A3,A4,A5,A6,A7,共7种;

B类:冷冻丹麦面团类,B1,B2,B3,B4,B5,B6,B7,B8,共8种。

b.假设每个单品的每日产量如表4-13所示。

表4-13 每个单品日产量

c.已知装袋规格:

A类产品,均为1个装1袋;

B类产品,B1为6个装1袋;B2,B3,B6,B7,B8,B9,为1个装1袋;B4,B5为4个装1袋。

B类产品为丹麦类,面团∶起酥油比值为B1,4∶1;B2,5∶1;B3,4∶1;B4,3∶1;B5,3∶1;B6,4∶1;B7,3∶1;B8,4∶1;B9,4∶1,自个单品面团质量如表4-14所示。

表4-14 每个单品面团质量

根据表4-13所示。装袋规格和表4-14所示数据,可以计算出每个单品日产面团质量,如表4-15所示。

表4-15 各类产品日产面团质量

d.根据以上数据计算出各成型线的每小时产能如下所述。

A类:以每天生产20h的时间进行分割滚圆机的配置,则每小时产能计算公式如下。

1288/20=64.4(kg/h)≈80kg/h

所以,可配置一台产能为80kg/h的分割滚圆机。

B类:以每天生产20h的时间进行起酥压面机的配置,则每小时产能为2574/20=128.7kg/h。

假设,起酥压面机单次承受16kg面团,假设每块面团质量为10kg,每次完成包油用时6min,则1台起酥压面机小时完成100kg,而本次丹麦类产品规划中1h需求面团为128.7kg,故2台起酥压面机就可以。

其中,关于B类中B1的切割与成型用到半自动牛角成型线若增配切割方块类刀具,那么该生产线也可完成B4和B5的切割成型,其中,B1切割成三角后自动卷起成牛角,B4和B5切割成方片后直接人工摆盘。

前段起酥包油每台每小时可完成100kg/h,为与前段1台起酥压面机产能匹配,牛角成型机的速度也应为100kg/h,折合成牛角个数大约为3300粒/h,而此成型速度一般的牛角成型机就可以做到,即1台半自动牛角成型线与1台起酥压面机产能匹配。该设备日成型面团总量计算过程如下。

B1+B4+B5=450+210+140=800(kg)

所以配置1台,开动800/100=8h即可生产完成。

综上分析:成型段设备配置建议为,80kg/h分割滚圆机1台,160kg/h起酥压面机2台,100kg/h(3300粒/h)半自动化牛角成型线1台,其他手工类切割刀具自配。

②搅拌:冷冻面团搅拌机主要采用卧式搅拌机,一般采用直接法搅拌工艺。

假设冷冻甜面团搅拌一缸用时35min,丹麦面团搅拌一缸用时25min。以上搅拌时间含投料、卸料等时间。

而甜面团成型产能为80kg/h,丹麦面团成型产能为100×2=200(kg/h),即成型段每小时面团处理量计算过程如下。

80+200=280(kg/h)

所以,若配置80kg(2包粉)的卧式搅拌机,实际使用产能为64kg/缸,2台搅拌机每小时可搅拌面团质量64×60/35+64×60/25=262.4(kg/h)<280kg/h,说明需配置3台。

若配置120kg(3包粉)的卧式搅拌缸,实际使用产能为96kg/缸,2台搅拌机每1h可搅拌面团质量96×60/35+96×60/25=394.9(kg/h)>280kg/h。

综上分析,搅拌缸配置建议选择120kg(3包粉)的卧式搅拌缸2台,相对80kg(2包粉)的搅拌机3台,可以节省人工。

③速冻:在如此规模的工厂规划,出于投资的角度建设选配台车式速冻柜,速冻柜的温度-35℃,速冻一次用时45~60min,需要速冻的产品主要是A类全部和B6、B7、B8、B9,虽然为半自动化的车间,为保证产品品质,应遵循成型完产品20min以内进入速冻柜,且本着节约能耗,速冻柜容量不能太小也不能太大,容量太小,成型产品在外滞留时间长,影响品质,容量太大,浪费能源

已知烤盘尺寸为600mm×400mm,则速冻产能衡算过程具体如表4-16所示和表4-17所示。

表4-16 A类甜面团速冻产能衡算过程表

表4-17 B类丹麦面团速冻产能衡算过程表

续表

注:成型个数/h=成型产能/面团质量;

成型产能(个/h)=成型产能(kg/h)/面团质量(g/个);

成型产能(盘/h)=成型产能(个/h)/装盘规格(个/盘);

成型产能(台/h)=成型产能(盘/h)/装车规格(盘/台);

速冻产能(台/h)=成型产能(台/h)×速冻时间(h)/60

综上分析,速冻柜建议配置2台3台车速冻柜,每台容量为48盘。

④最终发酵与烘烤:已知发酵温度38℃,相对湿度70%,需要发酵的产品主要是B1,B2,B3,B4,B5;丹麦类产品因工艺的需要,建议配置旋转炉烘烤。最终发酵与烘烤设备配置产能衡算过程具体见表4-18。

表4-18 最终发酵与烘烤产能衡算过程表

综上分析:发酵室最大容量需求为9台车,烘烤最大容量需求为4台车。台车式发酵室建议配置为2道,每道可容纳5个台车,共2×5=10(台车);烘烤建议配置为单台车旋转炉为4台。

⑤冷却:产量不大,建议为车架自然冷却。

⑥内包装:A类产品速冻完成后,在冷藏库采用手工完成包装后进入冷冻库储存;B类产品经烘烤、冷却后需要包装,其中,B1包装形式只能实现手工包装,而B2、B3、B4、B5可选用枕式包装机完成,关于包装设备配置产能衡算过程具体见表4-19。

表4-19包装产能衡算过程表

综上分析:包装设备建议配置一台20袋/min,1200袋/h的枕式包装机即可。

⑦外包装:采用人工装筐的方式比较合理。

根据以上对冷冻面团类产品生产线各道工序的产能衡算以及设备配置,可以得出以下关于冷冻面团类产品生产区域的设备及人员需求汇总表,如表4-20所示。

表4-20 冷冻面团类产品生产区域的设备及人员需求汇总表

(3)蛋糕类 蛋糕类产品的生产工艺流程为:配料—搅拌—充填—烘烤—冷却—内包装—装筐,共7道工序。

已知该拟建工厂蛋糕类的产品结构为:戚风蛋糕坯类(蛋清打发、蛋黄不打发)、海绵蛋糕类、戚风分蛋打发(蛋黄、蛋清均打发)三类。关于蛋糕类产品的设备配置,特点在搅拌工序,蛋液是其主要原料,那么我们根据蛋黄是否打发、是全蛋打发还是分蛋打发,来对搅拌设备进行分类。第一类,分蛋打发,是蛋清部分打发成蛋白霜,蛋黄部分加入面粉等干性原料和牛奶等湿性原料混匀,然后与打发蛋白霜混匀成蛋糕面糊,俗称戚风打发,蛋黄面糊与蛋白霜混合比例接近1∶1,因而在搅拌机的配置里,若需将搅拌好的面糊倒入到蛋白霜搅拌缸混匀,则出于经济的角度,蛋白霜搅拌缸型号一般是蛋黄面糊搅拌型号的两倍;第二类,全蛋打发,俗称海绵打发;第三类,分蛋打发,但蛋清部分和蛋黄部分均打发,然后混匀成蛋糕面糊。那么在本产量下的工厂规划与设计,建议为半自动化的生产车间,搅拌可配置小产能的搅拌机;成型配置充填机;烘烤配置隧道炉和层炉、冷却选择台车式冷却;包装配置枕式包装机,所有工序的设备对所有的蛋糕类产品是通用的。而从前面章节的设备分类和功能介绍里知道,蛋糕类产品搅拌有些特殊性,所以,蛋糕类产品从搅拌开始计算产能规划。

下面,就开始对蛋糕类产品生产的各道工序逐一进行产能衡算与设备配置。

①搅拌:

a.假设该工厂生产的蛋糕类单品有以下几类。

A类,戚风蛋糕坯类,有A1,A2,A3,A4,A5,A6,共6种;

B类,海绵蛋糕类,有B1,B2,B3,B4,B5,共5种;

C类,戚风分蛋打发(蛋清、蛋黄均打发),有C1,C2,C3,C4,C5,共5种。

b.假设每个单品的每日产量如表4-21所示。

表4-21 每个单品日产量

c.已知每个单品的入模面糊质量如表4-22所示。

表4-22 每个单品面糊质量

已知每个单品的装袋规格如下。

A类产品,均为1个装1袋;

B类产品,B1,B2,B3,B6为1个装1袋;B4为4个装1袋;B5为6个装1袋;

C类产品,C1为3个装1袋;C2,C3,C4为1个装袋;C5为40个装1袋。

根据表4-21、表4-22所示和装袋规格,可计算出每个单品日产面糊总量如表4-23所示。

表4-23 每个单品日产面糊质量

这里需要说明的是,关于搅拌机每满缸质量,搅拌机的规格定义指装满水的质量,如20L搅拌机可装满20kg的水。但是对于实际烘焙来产品的生产来说,需要快速搅打拌匀原料或打发蛋液等,若前期加入面糊太满,液体原料在高速搅打过程中容易飞溅。因此,基于蛋糕类产品面糊所占百分比一般为0.32~0.36,20L搅拌机每缸蛋糕类面糊质量为4kg,40L搅拌机每缸蛋糕类面糊质量约为8kg,90L搅拌机每缸蛋糕类面糊质量约为20kg。

d.根据以上数据计算出各类别产品的每1h产能,以及对搅拌机进行配置。

A类戚风蛋糕坯,同一个单品的不同规格,建议以每天最多生产10h来计算设备配置。每小时需要得到的面糊为1535.2/10=153.52(kg/h)。

若配置90L搅拌机,每缸面糊质量约20kg,搅拌一缸时长15min(含加料、卸料、清洗时间),每小时完成4缸搅拌,产生面糊20×4=80(kg),因此,配置2台90L用于蛋白霜的打发及蛋白霜与蛋黄面糊的混匀工作,另搭配2台40L搅拌机完成蛋黄面糊的搅拌。

B类海绵蛋糕类,可以充分使用戚风蛋糕坯搅拌机的10h富余产能。每小时需要得到的面糊为723.65/10=72.4(kg/h),因此使用1台90L搅拌机即可满足需求,每缸面糊质量约20kg,搅拌一缸时长12min(含加料、卸料、清洗时间)。

C类戚风分蛋打发类,仍然可以使用戚风蛋糕坯搅拌机的10h富余产能。每小时需要得到的面糊为321.6/10=32.2(kg/h),因此使用1台40L搅拌机并搭配1台40L搅拌机完成蛋黄面糊的打发,每次搅拌完成面糊质量约8kg,搅拌一缸时长15min(含加料、卸料、清洗时间)。

综上分析:蛋糕类产品搅拌设备配置为90L搅拌机2台,40L搅拌机2台。

②成型:

a.蛋糕类的成型设备为充填机,充填机的充填频率是固定的,一般可以通过改变下料口宽度来调整设备充填产能,比如我们目前使用最多的是下料口400mm宽的充填机,要提高产能,我们可以配置600mm宽甚至更宽。该拟建工厂充填设备配置选择常规的400mm宽度。

b.可以根据蛋糕类每个类别的产品的每日要货量、每类产品的面糊质量、分装数量以及搅拌产能(每小时搅拌各类面糊的质量),计算搅拌的个数和生产用时通过搅拌的个数或袋数与充填成型产能匹配,确定所需配置的成型设备台数。成型设备产能衡算过程具体如表4-24~表4-26所示。

表4-24 A类成型产能衡算过程表

表4-25 B类成型产能衡算过程表(www.daowen.com)

续表

表4-26 C类成型产能衡算过程表

c.充填机的配置:从以上三个表中搅拌产能(折合成袋数或个数)和成型产能(折合成袋数或个数)来看,充填速率是高于搅拌速率的,1台充填机的产能有富余,但是充填机入模质量准确,可以代替人工凭感觉决定入模量的多少,即保证了产品品质的稳定性,又大大提高生产效率,在此建议配置1台400mm宽的充填机,完成部分产品的充填成型。

当然,也可以将4台搅拌机更新利用,比如B类产品里新增40L的搅拌机使用,C类产品里新增90L搅拌机的使用,以增大B类和C类的搅拌产能,达到与充填成型速度的匹配,从而减少了B类和C类的生产时间(少于10h),这里就不作过多分析了。后期在门店规模进一步扩大,产量需求进一步提升之后,可以新增搅拌设备,增大整体搅拌产能,达到搅拌与成型的产能最优配置。

③烘烤:关于烘烤,蛋糕类产品的烘烤设备主要包括层炉和隧道炉,而我们优先考虑隧道炉的配置情况,相对层炉来说可以减少人工,提高生产效率。

a.已知:蛋糕各类产品的烘烤时间如表4-27所示。

表4-27 各类产品烘烤时间

b.各类产品烘烤设备配置计算:

对于A类蛋糕产品,为模具直接进炉烘烤,不需垫放600mm×400mm的烤盘。假设配置有效宽度为1300mm宽(两盘横进),则产能衡算具体过程如表4-28所示。

表4-28 A类烤炉产能衡算过程表

注:满炉个数=生产产能/60×烘烤时间;

入炉列数=有效宽度/(模具口径+余量间隙)间隙设定为50mm;

满炉排数=满炉个数/入炉排列;

烤炉长度=排数×(模具口径+余量间隙)间隙设定为50mm。

对于B类和C类产品,需垫放600mm×400mm烤盘烘烤,借鉴前端搅拌设备配置,假设B类全部和C类产品C1和C5用A类产品富余烘烤能力,搅拌、成型与烘烤产能衡算匹配过程具体如表4-29所示。

表4-29 B类和C类烤炉产能衡算过程表

注:满炉盘数=生产能力/60×烘烤时间;

满炉排数=满炉盘数/2(假设烤炉为两盘横进隧道炉);

需求烘烤长度=排数×(烤盘宽度+间隙),设定间隙值为50mm。

从上表的需求烘烤长度分析来看,只有C5前端生产产能略超过烘烤产能,可以通过适当降低搅拌产能来达到产能匹配。

对于C类C2,C3,C4,因烘烤的工艺复杂,需要层炉烘烤。生产产能分别为8盘/h,160个/h(27盘/h),和492个/h(14盘/h),烘烤时间分别为75min,25min和150min,满炉需求盘数分别为10,12,35,从满炉需求盘数上来说,配置3层18盘层炉2台就可以。

综上分析,出于经济角度,通过合理调整排产,烤炉设备可配置1条隧道炉,有效烘烤长度15m、烘烤宽度1.3m;层炉2台,规格为3层18盘。

④冷却:冷却方式可借助冷却塔自然冷却,节省占地面积,也可借助台车式冷却,具体采取哪种方式,依前端产能而定。我们先假设为台车式冷却方式,冷却产能衡算具体过程如表4-30所示。

表4-30 冷却产能衡算过程表

续表

注:生产产能(盘/h)=生产产能(个/h)/装盘规格(个/盘);

周转车架数(台)=生产产能(盘/h)/ [车架容量(盘/台)×60]×冷却时间(min)。

从表4-30的周转台车数来看,最大需求量为8台,即需求周转台车数量不大的情况下,建议冷却方式配置车架式冷却,占用场地不大,浪费人工不多,投资也相对小很多。

⑤内包装:因蛋糕类产品主要为盒装产品和半成品,建议搭配封口机和扎花机进行手工包装。

⑥外包装:采用人工装筐的方式比较合理。

根据以上对蛋糕类产品生产线各道工序的产能衡算以及设备配置,可以得到以下关于蛋糕类产品生产区域的设备及人员需求汇总表,如表4-31所示。

表4-31 蛋糕类产品生产区域的设备及人员需求汇总表

(4)饼干类 饼干类产品的生产工艺流程:配料—搅拌—成型—烘烤—冷却—内包装—装筐,共7道工序。

饼干的主要原料是小麦面粉,再添加糖类、油脂、蛋品、乳品等辅料。根据配方和生产工艺的不同,甜饼干可分为韧性饼干和酥性饼干。韧性饼干的特点是印模造型多为凹花,表面有针眼。制品表面平整光滑,断面结构有层次,口嚼时有松脆感,耐嚼、松脆为其特有的特色。韧性饼干的糖和油的配比较酥性饼低。一般用糖量为30%以下,用油量为20%以下。酥性饼干的特点是印模造型多为凸花,花纹明显,结构细密。有些甜味疏松的特殊制品,油脂用量可高达50%左右。

该拟建工厂主要规划酥性饼干里的薄脆饼干和曲奇饼干。薄脆饼干以小麦粉、糖、油脂为主要原料,加入调味品等辅料,经调粉、成型、烘烤制成的薄脆焙烤食品;曲奇饼干以小麦粉、糖、乳制品为主要原料,加入疏松剂和其它辅料,以和面,采用挤注、挤条、切割等方法中的一种形式,烘烤制成的具有立体花纹或表面有规则波纹、含油脂高的酥化焙烤食品。

根据饼干类产品的生产工艺可以看出,搅拌、烘烤这2个工序的设备对所有的饼干类产品是通用的,成型、包装这2个工序需要根据不同的产品类型或包装形式选型与配置,但成型段仍然以充填机为主,少有品类需要借助一些小单机国产设备。另外,对于小产能工厂规划来说,饼干包装线如罐装线、袋装线自动化程度高、产量大,成本也相对较高,随着企业规模扩大到一定程度时可引入自动化包装线,该工厂规划里包装工序主要靠人工实现包装。因而,从以上描述来看,饼干类生产工艺的搅拌、成型、烘烤、包装4个工序仍然可视作通用的,那么在进行产能规划时,可依据工艺顺序依次完成产能匹配规划。

已知该拟建工厂饼干类的产品结构为:薄饼类、曲奇类和其它类,其它类主要指为西点车间提供的半成品泡芙皮,泡芙皮虽然不属于饼干类,但是搅拌、成型与烘烤都需要与饼干类产品共用设备。因而,在产能不大的情况下,一般会将此产品的生产规划到饼干车间,作为半成品交接给西点车间,其产量记入西点车间。

对饼干类产品生产的各道工序逐一进行产能衡算与设备配置。

①搅拌:

a.假设该工厂生产的饼干类单品有以下几类。

A类:薄饼类,A1,A2,共2种;

B类:曲奇类,B1,B2,B3,B4,B5,B6,共6种;

C类:其他类,C1,C2,共2种。

b.假设每个单品的每日产量如表4-32所示。

表4-32 每个单品日产量

续表

c.一般情况下,每份原料(单位原料)可生产袋数和单位原料质量是生产制造人员的“通用语言”,可以利用这两个数据,得到每盒或每袋产品需要面糊的质量,如表4-33~表4-35所示。

表4-33 A类产品每袋面糊质量

表4-34 B类产品每袋面糊质量

表4-35 C类产品每袋面糊质量

d.根据表4-32、表4-33、表4-34和表4-35所示数据,计算出每日每个单品需要面糊的总质量,如表4-36所示。

已知装袋规格如下所述。

A类,以袋或罐计;

B类,以袋或罐计;

C类,C1,每盒4个;C2,每盒8个;C3,每盒10个。

表4-36 每个单品日产面糊质量

e.搅拌机的配置:

已知饼干类各类别产品的每次搅拌时长如表4-37所示。

表4-37 各类别产品搅拌时长

因为每个人操作熟练度有差异,加上人流、物流的耗时,我们可以把搅拌时长取30min,则每小时可搅拌60/30=2(次)。基于经验值,20L搅拌机每缸饼干类面糊质量为12kg,40L搅拌机每缸饼干类面糊质量约为18kg。若以每天生产20h计,基于存在部分产品产量大的情况,而且搅拌机的台数越少需要搅拌人员也相对减少,建议20L和40L搅拌机搭配使用在这个工厂规模下,以20L搅拌机的配置为主。

假设配置1台40L搅拌机,则需要20L搅拌机台数计算公式如下所示。

(1283.3/20/2-18×1)/12=1.17(台)≈2台

综上分析:搅拌设备可配置2台20L搅拌机和1台40L搅拌机。

②成型:A类薄饼类品类较单一,成型依靠单机薄饼成型机,配置1台就已满足一般生产需求,其成型段设备规划就不作特别的产能计算了,而B类曲奇类和C类其他类主要是通过更换不同挤花嘴实现不同产品成型的充填机。其中B类里B3和B6需要用到切片机切成长条和方块,人工摆盘进入烘烤。因此,成型段产能计算及设备配置主要考虑B1,B2,B4,B5和C1,C2,C3。本工厂充填设备配置选择常规400mm宽。

a.已知成型充填速率及日要货量,得到日成型时间,再结合日生产时间确认成型设备配置情况。产能衡算具体过程见表4-38所示。

表4-38 成型产能衡算过程表

注:每盘可装袋数(袋/盘)=装盘规格(个/盘)/装袋规格(个/袋);

每台充填速率(袋/min)=每台充填速率(盘/min)×每盘可装袋数(袋/盘);

日成型时间(min)=日要货量(袋)/每台充填速率(袋/min)。

b.充填机配置:

成型总时长为:B1+B2+B4+B5+C1+C2+C3=32.5(h)。

以每天生产20h来计算,则需要充填机32.5/20=1.63(台)≈2台。

综上分析,饼干类成型段配置设备为1台薄饼成型机、1台切片摆盘机和2台充填机(配不同花嘴)。

③烘烤:饼干类产品的烘烤特点为烘烤时间短,所需温度高,一般情况下,选用旋转炉,烘烤更均匀,产量大之后也可以使用隧道炉,产量再大也可以直接配钢带炉。产品经过切片人工摆盘或充填机成型摆盘后,人工上台车,转运至旋转炉烘烤。

a.假设饼干类各类别产品的烘烤时长如表4-39所示。

表4-39 各类别产品烘烤时间

b.前面分析过,饼干类产品各工序为通用类别,而且如此规模下出于经济的角度,以半自动设备配置为主,不需进行严格的产线划分,因此假设每台搅拌机和每台充填机同时在生产一个单品,以一天生产20h进行匹配计算,烤炉设备产能衡算具体过程如表4-40所示。

表4-40 烤炉产能衡算过程表

注:搅拌产能(袋/h)=搅拌产能(kg/h)×1000/面糊质量(g/袋);

搅拌产能(个/h)=搅拌产能(袋/h)×装盒规格(个/袋);

需求烘烤容量(台)=生产产能(台/h)×烘烤时间(min)/60。

根据搅拌产能(每小时可搅拌每个单品的袋数)与充填成型产能(每1h可充填每个单品的袋数)匹配,较小的值为前端生产产能。其中,表里画横线部分为手工成型,可以通过增加人员与搅拌产能匹配。

综上分析:烤炉设备配置建议为4台单台车旋转炉。

④冷却:根据该拟建工厂的规模以及饼干产品的总产量,我们采用台车式冷却,从表4-40所示可以看出,前端每小时的台车数最大值为15台,而饼干类产品冷却时间非常短,一般为12min,可见台车周转数非常少,具体不作计算说明。

⑤内包装:由于饼干类产品一般需要装罐或称重装袋,在产量不大的情况下,建议采用手工包装。

⑥外包装:采用人工装筐的方式比较合理。

根据以上对饼干类产品生产线各道工序的产能衡算以及设备配置,可以得出以下关于饼干类产品生产区域的设备及人员需求汇总表。

表4-41 饼干类产品生产区域的设备及人员需求汇总表

(5)西点类 西点类产品的生产工艺流程:配料—搅拌—成型(充填、注馅、切割)—(速冻)—内包装—外包装共6道工序。

按照西点车间需要承担的生产功能,可包含三个板块,一个主要板块是按照西点生产工艺流程配置的各个功能区域,如西点配料区、煮料区、搅拌区、成型区、包装区等;第二个板块是馅料间,主要是生产用于其它类产品里的馅料,如面包类产品里的椰丝馅、冷调类产品的奶油馅等,以及各个门店现烤间加工用馅料,这个车间所需要的设备主要是煮馅锅、搅拌机等设备,比较简单,可以根据实际生产情况随意添置一些小单机设备,因为馅料只是一个原料,并不属于西点产品类别,所以其具体设备配置技术本书不详细介绍;第三个板块是巧克力间,主要是生产小西点表面巧克力装饰配件以及生日蛋糕的表面巧克力配件装饰,这个车间所需要的设备主要包括巧克力融化机、刮屑机,以及恒温操作台等小单机设施,与馅料一样,也只是一个半成品而且此车间主要以备货生产,不影响后工段的正常生产,因而具体设备配置技术本书也不详细介绍。

本书主要介绍西点类产品的生产线规划设计与设备配置技术。按照该拟建工厂西点类产品的产品结构,以成型方式不同可以分为切块类、硅胶模具类、注馅类、杯装类、慕斯蛋糕类。其中切块类需要用到切割机,硅胶模具类需要用到充填机,注馅类需要用到注馅机,而杯装类和慕斯蛋糕依靠手工完成。以上五类的搅拌和速冻工序是通用的。虽然成型段设备配置有区别,但是仍然以小单机设备为主,在规划生产线时可以以搅拌工序的产能计算作为开始。

需要说明的是,对于这个规模的工厂,西点生产车间可以采用手工和单机设备相结合的生产方式,因为单机设备一般是处于富余状态,所以西点车间的设备配置规划不做整个工序产能衡算,只是依据产量提供设备数量和型号的配置建议。

当然,随着产量的不断上涨,可以对小单机设备不断的更换较大产能,在后面120家店和200家店的企业规模里会有具体的体现。如果产量进一步上涨,特别是一些单品比如瑞士卷类、泡芙类、慕斯蛋糕类甚至生日蛋糕坯类,也是可以做半自动化或全自动化生产线的,以实现每个工序的产能匹配,这个内容在冷冻冷藏甜点专业工厂里会有具体的体现。

下面,就开始对西点类产品生产的各道工序逐一进行产能衡算与设备配置。

①搅拌:

a.假设该工厂生产的西点类单品有以下几类。

A类,切块类,A1,A2,A3,A4,A5,A6,共6种;

B类,硅胶模具类,B1,B2,B3,B4,共4种;

C类,注馅类,C1,C2,C3,共3种;

D类,杯装类,D1,D2,D3,D4,D5,共5种;

E类,慕斯蛋糕类,E1,E2,E3,E4,E5,E6,E7,共7种。

b.假设每个单品的每日产量如表4-42所示。

表4-42 每个单品日产量

c.搅拌机的配置:西点类产品搅拌工序,主要用于打发奶油,比如切块蛋糕夹心奶油、硅胶模具类、杯装类、慕斯蛋糕类的奶油面糊以及注馅类的奶油馅料。西点类产品类别丰富,造就了西点产品所用到的奶油品牌也很丰富,同一类别产品奶油打发比重也不尽相同,很难对于同一尺寸搅拌机打满一缸的奶油质量进行规律统计。

由于打发奶油容易消泡,不易放置过长时间,而且长时间敞开放置也是大大增加了细菌感染的风险,所以在以手工生产方式或半自动生产方式为主的西点车间,搅拌机一般配置小容量如20L的规格。

为此,为了使该拟建工厂的搅拌机设备配置更科学,以20L搅拌机为依据,我们对每一个单品每一缸奶油面糊质量进行了统计,并对每一个单品需要的奶油质量进行了统计,然后再结合当天任务量,得到搅拌机需求台数。

已知:每缸奶油面糊质量如表4-43所示。

表4-43 各类别每满缸面糊质量

已知:每个西点单品需要奶油的质量如表4-44所示。

表4-44 各类别单品需要面糊质量

续表

已知:C类产品,C1每盒4个,C2每盒8个,C3每盒10个,其余装盒规格为1个/盒。

根据表4-42、装盒规格和表4-44所示数据,得出每个单品日需奶油面糊质量如表4-45所示:

表4-45 各类别单品日需面糊质量

根据表4-43和表4-45所示数据,得出每日每个单品需要搅拌缸数,如表4-46所示。

表4-46 每个单品日搅拌缸数

续表

已知:每缸奶油面糊搅拌时长如表4-47所示。

表4-47 各类别单品每缸搅拌时长

根据表4-46和表4-47所示数据,得出每个单品每日的搅拌总时长如表4-48所示。

表4-48 各类别单品搅拌总时长

若每天以20h生产,则1226/60/20=1.05(台)≈2台。

从以上分析来看,20L搅拌机只需配置2台即可,但那是2台搅拌机一刻不停地生产。但西点类产品以手工为主,产品品类众多,若只配2台,无疑是非常拥挤的,而20L搅拌机是非常便宜的小设备,建议配置4台,方便排产。

可能读者朋友们会认为以上对于西点车间产能衡算与搅拌设备的配置,特别是这么多参数的计算,难度很大,比如每个单品所加奶油质量、每个单品每缸单次搅拌时间以及每个单品每缸总质量等,从科学的角度讲,要想对设备进行准确的配置,进行这么多计算是很有必要的。

②成型与速冻:

a.切割机的配置:A类切块类西点产品的主要生产工序为,先对方板进行修饰,然后放到不同模具里,先放一层方板,再抹一层搅打好的奶油,再放一层方板和奶油,然后进行急速冷冻,冻硬后进行切割,切割完成后再进行包装、出货。成型工序为人工成型。这类产品所需要用到的设备主要是切割机和急速冷冻柜。

关于切割机的配置,产能衡算具体过程如表4-49所示。

表4-49 切割成型设备产能衡算过程表

注:整块总数=日要货量×装盒规格/整块可切割个数;

总盘数=整块总数/装盘规格;

切割循环次数=整块总数/单次切割整块数;

切割总时长=切割循环次数×每循环1次时间。

综上分析:切割机一天所用总时长为A1+A2+A3+A4+A5+A6+A7=4.69(h),小于每日20h生产时间,成型切割设备配置建议为超声波切割机配置1台。

b.充填机的配置:B类硅胶模具类西点产品的主要生产工序为,将搅打好的面糊通过充填机设备定量充填到各个硅胶模具类,然后进行急速冷冻,冻硬后脱模,再用精美底托包装,最后在表面进行简单装饰。充填机可以是手持式充填机,也可以是输送带式充填机,B类产品产量不高,手持式充填机已完全可以满足生产要求,产能衡算具体过程如表4-50所示。

表4-50 充填成型产能衡算过程表

注:模具张数=每日要货量/每种模具张数;

总盘数=模具张数/每盘放置模具张数;

充填总用时=总盘数×每盘充填用时。

综上分析,充填机一天所用总时长为:B1+B2+B3+B4=300(min)=6h,小于每日20h的生产时间,理论上1台手持式充填机就可以了。手持式充填机为小单机设备,可配置2台,可以更灵活生产,也可以预防机器故障。

c.注馅机的配置:C类注馅类西点产品的主要生产工序为,其他车间如饼干车间提供的泡芙皮,转运到本车间,利用注馅机注馅,然后包装发货。若选配桌上型针插式注馅机,每次动作可以注馅2个,注馅设备产能衡算过程如表4-51所示。

表4-51 注馅产能衡算过程表

注:用时=日要货量×装盒规格/单次注馅个数×单次注馅用时。

综上分析:注馅设备一天所用总时长为C1+C2+C3=14.48(h),小于每日20h的生产时间,理论上配置1台桌上型半自动注馅机就已足够,与手持式充填机一样,桌上型半自动注馅机为小单机,建议配置2台。

d.速冻柜的配置:前面已介绍过A类和B类均需要速冻,通过表4-48和表4-49所示,装盘总数分别为:

A类产品装盘总盘数A1+A2+A3+A4+A5+A6+A7=111(盘);

B类装盘总数为B1+B2+B3+B4=44(盘);

D类杯装类西点产品的主要生产工序,分两类,一类是奶油面糊直接按需要的质量采用人工倒入杯中或瓶中,另一类是一层奶油、一层蛋糕方板或饼干碎等夹心加工,层数可以根据情况自定,有些还需要进行急速冷冻,有些可直接贴上标签出货。本拟新建工厂西点车间规划中的4个单品涵盖了以上的情况,D1是在杯子里一层蛋糕方板,一层奶油,层数可以根据情况自定,表面再进行装饰,直接包装出货,不需要急速冷冻;D2是将奶油面糊直接人工倒入瓶中,包装出货,不需要急速冷冻;D3是慕斯奶油面糊直接倒入杯子里,然后急速冷冻后出货;D4是在杯子里一层奶油、一层手指饼(蛋糕类),层数可以根据情况自定,表面再进行装饰,然后急速冷冻出货。

D类产品主要是人工操作,成型工序不涉及设备,只是有两个产品需要急速冷冻。

已知每盘装杯个数为D3,32个/盘,D4,48个/盘,根据每日当天任务量,可以计算出装盘总数为D3,10盘,D4,9盘,即,D类产品装盘总盘数D3+D4=19(盘)。

E类慕斯蛋糕类西点产品的主要生产工序为,借助特定的模具,如动物型的、方框型的、圆形的,在模具里放一层蛋糕方板,一层奶油,层数可以自定,一般总共是两层方板,两层夹心慕斯奶油,最后进行表面奶油装饰,经急速冷冻后出货。

已知每盘可装个数为E1,3个/盘,E4,3个/盘,E5,6个/盘,E6,5个/盘。根据每日每个单品任务量,可以计算出总盘数E1,24盘,E2,14盘,E3,12盘,E4,20盘,即,E类产品装盘总盘数E1+E2+E3+E4=70(盘)。

综合分析:我们可以对急速冷冻柜进行如下配置。

A、B、D、E装盘总盘数为A+B+D+E=111+44+19+70=244(盘)。以插盘式速冻柜为配置,每门可放置20盘,每盘需速冻2h,以20h生产时间计,一天可以速冻10个轮回,一个轮回需要244/10=25(个)位置,而每门可放20盘(20个位置),即需要25/20=1.25(门)≈2门,即速冻柜配置为一组2门40盘容量。

③内包装:因为西点类产品全部都需要装盒出货,建议全部手工包装,在包装间可配备围边机1台,用于切块类产品的围边。

④外包装:采用人工装纸箱的方式。

综观西点车间的搅拌、成型(切割、充填和注馅)以及急速冷冻这三个主要工序,没有像其他车间做前后工序设备产能匹配,并且每个工序的单机设备配置都处于富余状态。主要原因是这个规模的工厂西点类产品的生产中手工化程度高,所配备的设备也都是一些单机设备,在品项丰富的情况下,可以适当多配置一些小单机,不因小单机而造成生产瓶颈。

根据以上对西点类产品生产线各道工序的产能衡算以及设备配置,可以得出以下关于西点类产品生产区域的设备及人员需求汇总表,如表4-52所示。

表4-52 西点类产品生产区域的设备及人员需求汇总表

(6)冷调面包类 冷调面包类产品的生产工艺流程根据产品类别不同可以分为两类:一类为果蔬清洗、肉制品加工—面包坯半成品加工—夹料—二等分切割—内包装—外包装共6道工序;另一类为面包坯切割—注馅—内包装—外包装共4道工序。可以看出,冷调面包车间主要是完成对面包坯半成品进行挤奶油、夹蔬菜水果及培根火腿等二次加工的车间。

冷调面包类产品按照加工方式不同可分为挤馅类和调理面包类,其中调理面包类有三角形三明治独树一帜,颇受欢迎,国内有少数大型工厂甚至引进了全自动的三角形三明治生产线;而挤馅类产品有在日本非常受欢迎的口袋面包,现在在国内个别企业也引进了口袋面包生产线,国内市场上也不鲜见各种规格、包装和口味的口袋包产品。

关于冷调类产品生产车间的设备配置,一些通用小设备如果蔬清洗消毒机、火腿切片机、热风炉等一般是必备1台的。本规模工厂的冷调类产品当中的调理面包类占大部分,但主要依靠手工实现面包块之间夹各类瓜果蔬菜及火腿培根等,然后部分产品采用枕式包装机包装,部分产品采用手工包装为主,特别是三角形三明治,在产量很小的情况下,不适合采用全自动三角形三明治包装线;而挤馅类可配置国产设备完成切割注馅,如切割注馅机,然后枕式包装机完成包装,用小设备代替人工,效率更高,且质量更加稳定。

下面对冷调面包类产品生产的各道工序逐一进行产能衡算与设备配置。

a.假设该工厂生产的冷调面包类单品有以下几类。

A类:调理面包类,A1,A2,A3,A4,A5,A6,A7,A8,A9,A10,共10种;

B类:挤馅类,B1,B2,共2种。

b.假设每个单品每日产量如表4-53所示。

表4-53 每个单品日产量

其中,A类所有产品加工均为手工流水线加工,而A1和A10可利用枕式包装机完成包装;B类产品均利用切割注馅机完成加工,并利用枕式包装机包装。

①成型:假设B1和B2的装袋规格为每袋1个,则每日需加工个数为1200+800=2000(个)。已知切割注馅机速度一般为30个/min以上,若选配此配置,则总共用时2000/30=67(min),仍然远远小于20h的生产时间。

因此,配1台国产切割注馅机就已足够。

②内包装:每日需要包装的产品袋数为A1+A10+B1+B2=3310(袋),冷调类产品属冷加工产品,应尽量减少产品裸露在外的时间。因而,一般完成加工之后,就需尽快完成包装,A类产品为手工加工,可以通过人员增加来调整速度与包装机匹配,B类产品为用设备切割,为保证产能匹配,包装机产能也可配置30袋/min,那么需要的台数3310/30=111(min)≈1.84h。

所以,枕式包装机的配置为1台,产能为30袋/min。

③外包装:人工装筐。

根据以上对冷调类产品生产线各道工序的产能衡算以及设备配置,可以得出以下关于冷调类产品生产区域的设备及人员需求汇总表,如表4-54所示。

表4-54 冷调类产品生产区域的设备及人员需求汇总表

至此,我们已经对每个类别的产品依据其生产工艺流程的每一道工序的制作方式以及所有相关参数进行了详细的产能衡算,并且根据产能衡算的结果,综合考虑企业的规模与投资强度,对生产设备进行了配置,同时,依据各类别产品的日产量和设备配置也预估了各类别产品生产区域的场地面积和基本人数配置。需要说明的是,前面已经多次提到,我们是在只有40家店,年销售收入为1.5亿元人民币时,新建一个能满足投产后5年发展需求的中央工厂,5年后,门店数基本会达到120家,年销售收入基本可达4.5亿元人民币。也就是说,各生产区域的人数需要按40家店的规模进行基本配置,以后可以根据产量的增长而逐年增加,但各生产区域的面积需要按5年后120家店的规模进行分配,这样,在投产后5年内,随着产量的逐年增长,不会因为生产面积不够而反复对车间进行布局改造。

对于一座拟新建的工厂来说,除了要对生产区域的生产线进行规划与设计,对生产设备进行配置与选型以外,还要对生产辅助区域以及非生产功能区域进行规划与设计,重点是对各区域所处的具体位置进行规划,对所需要的占地面积进行分配。为此,作者根据实际工作经验,对生产辅助区域以及非生产功能区域所需要的面积进行了预估。

综上所述,拥有40家门店的烘焙企业拟新建工厂的规划与设计以及设备配置、人员配置明细如表4-55所示。

表4-55 40家店的烘焙企业新建工厂规划设计与设备配置表

续表

续表

根据上表,可以预估新建该工厂的总投资额约为:6070万元人民币,具体分配如下所述。

1.厂房土建工程(含水、电、消防三项的管网与线路及室内装修)

已知拟建工厂规划的生产及生产辅助区域面积总和为9870m2,这是实际可使用面积,那么厂房基本可以按照11350m2来建设,如果每平方米的建造单价按2000元来计算,则厂房建设投资额约为:11350×2000=2270(万元)。

2.工厂主要生产设备

根据上表中各生产区域所列的生产设备明细以及每台设备的产能大小,综合考虑设备质量对产品质量影响程度(主要目的是为了决定选择进口还是国产)等各种因素,结合上述设备国产和进口的市场价格,可以预估生产设备投资金额约为3000万元。

3.工厂非生产功能的辅助设施

除了生产功能以外,一座工厂还需要配备有高低压电气、中央空调、净化系统、天然气、污水处理系统、监控系统、网络、通讯、门禁系统等九大辅助设施或系统,根据厂房总建筑面积及使用功能以及上述九大系统的市场价格,依经验可以预估所有辅助设施的总投资额约为800万元。

综合考虑产品制成工艺流程和人员动线,进行生产区域和生产辅助区域的合理布局,如图4-1和图4-2所示。

40家店综合工厂一层平面图

40家店综合工厂二层平面图

图4-1 40家店综合工厂一层平面图

图4-2 40家店综合工厂二层平面图

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