什么是工厂规划？它与生产规划或布局规划有何不同？优化生产空间的入门指南。
恭喜您您焕然一新的厂房已经准备就绪。它可能是一个非常简单的建筑：混凝土浇筑的地板、四面墙壁和屋顶，还有水电接口。
但是，您不可能在一个空棚里生产产品。在将其作为生产基地之前，您必须安装生产产品所需的一切设备。欢迎来到工厂规划的世界。
工厂是如何制造其产品的
大多数着手工厂规划的制造商对他们如何制造产品有相当详细的构思。
- 他们必须引进原材料和/或部件。
- 将这些材料转化为产品所需的形式需要经过多个独立的阶段，其中可能涉及到机械。
- 组装阶段可能由人类操作员或机器人完成。
- 可能会有一个精加工阶段，如抛光或喷漆。
- 需要对最终产品进行检查，以确保其符合运输的所有质量标准。
此外，所有东西都需要在上述各个阶段之间运输。
但是，仅仅了解这些事实并不意味着新厂主就能设计出安排厂房内部空间和安装所有所需设备的最佳方法。为此，可能需要专业工厂规划师的帮助。
了解制造业生产的空间
工厂规划师的首要任务通常是全面了解生产场所。也许他们已经对该地点非常熟悉，但他们希望了解该地点目前的最新情况。
这将包括空间的尺寸，已占用空间并需要在工厂设计中加以考虑的任何结构的位置，如支柱、立柱或支撑屋顶的桁架，电力、水和其他公用设施可能进入场地的位置，以及人员和材料的出入口。
为了准确确定这些关键点，可以使用激光扫描等室内测绘技术来获取点云数据，并将结果上传到计算机辅助设计 (CAD) 软件包中，这些软件包将用于设计设备布局。
同样重要的是要了解生产的产品，其复杂程度将决定工厂布局 的最终外观。
生产过程必须被分解成各个阶段，每个阶段的技术都必须理解透彻。
例如，如果需要将金属塑造成汽车制造所需的特定形状，就会出现以下问题：
- 是通过弯曲板材、打磨木块、钻孔，还是所有这些方法的组合？
- 这些任务需要用多功能机床完成，还是特定的工具手动完成？
- 在将部件连接在一起时，是采用焊接、胶粘还是使用铆钉、螺钉或螺栓等机械方法？
- 是否需要干净的电气连接？
- 这些操作需要有多精确？
在每种情况下，都需要为机器或工作台预留适当的空间，选择适当的设备，并将必要的公用设施运到现场。
生产规划、工厂规划和布局规划的区别
重要的是要区分工厂规划、生产规划和布局规划这三个有时可以互换使用的术语。
生产规划往往是一个短期过程，重点是现有设施的日常运行，确保其顺利运行并达到运营商的商业目标。
工厂规划是一个中长期的过程，重点是设施实现其功能所需的物理特性，包括设备规格；其范围还包括工厂运行时可能需要进行的改造。
布局规划的范围较小，更侧重于什么（和谁）去哪里的简单问题。
生产过程中的标准化模块
组成生产流程的各个步骤通常被视为模块。例如，制造一辆汽车将包括一个推进模块、一个燃料模块和一个驾驶员控制模块（包含在一个更大的乘客模块中）。
专业软件包括工厂示意图的数字模型，可将工厂操作员所需的关键性能指标等具体参数输入其中。
通过这些模型，可以对工厂模块进行不同程度的详细设计--例如，从显示正在进行的操作的简单模块开始，逐步增加详细程度，以指定正在使用的机械的精确类型、操作员站的位置，以及将材料和部件运入和运出模块的运输基础设施。
这些模块可以通过类似流程图的示意图连接起来，而流程图又可以转化为布局结构，模拟工厂的物理形态。
如今，通常使用三维数字渲染来制作近乎真实的工厂图形，可以 "飞越 "工厂，并将每台设备的规格嵌入其中。
以图形化、可点击的形式将表征模块与其技术参数联系起来，是建筑信息管理 (BIM) 的一大特点，这种设计软件通常与建筑和建筑业相关，但在工厂规划中也有明显的用途。
面向未来的融合
建立一个工厂的图形模型，将每台设备的技术参数与它们的表现形式联系起来，这就是所谓的数字孪生 模型的一个组成部分，而这些模型不仅对设计有用。
当生产设施运行时，每台机器的工作数据也可与显示屏连接，例如显示机床的轴转速和切削头温度，从而使最初作为设计工具的显示屏成为工厂运行控制和仪表套件的重要组成部分。
BIM 可以成为其中的一部分。亚琛工业大学机床和生产工程实验室的研究人员在 2021 年 9 月于西班牙举行的一次会议上发表的一篇论文中指出，如果所有计划人员在整个项目中使用标准化的BIM 方法，就可以消除因不同工厂计划人员之间沟通不畅而导致的成本增加和时间延误。
汽车制造公司使用NavVis 移动扫描 系统等技术来创建工厂的点云模型，并将这些模型导入 Revit（广泛应用于建筑领域的BIM 系统）和 Catia（成熟的CAD 软件包）等软件中，以便不同的规划团队能够共同开展设计项目。
总结
以上就是对工厂规划的核心理念、多重考虑因素以及未来发展潜力的高度概括。
如需深入了解现代汽车制造中如何实现工厂规划，请阅读数字工厂 高级解决方案经理 Paul Hänchen 的访谈，他在访谈中解释了当前的做法以及如何利用现实捕捉 解决方案增强这些做法。
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斯图尔特-内森（Stuart Nathan）是驻伦敦的自由科学作家，曾任《工程师》杂志专题编辑。他曾为《经济学人 1843》、《Ingenia》和《麻省理工学院技术评论》等刊物撰稿。他认为，没有良好的沟通，就无法充分发挥科学技术的潜力。