第一章 绪论

一、塑料制品生产分类

塑料制品生产指以合成树脂(高分子化合物)为主要原料,经采用挤塑、注塑、吹塑、压延、层压等工艺加工成型的各种制品的生产,以及利用回收的废旧塑料加工再生产塑料制品的活动;不包括塑料鞋制造。其生产活动实现的场所、设施、人员及管理体系构成塑料制品厂。

按照我国国民经济行业分类与代码,塑料制品业分为九大类,分别是塑料薄膜制造,塑料板、管及型材料制造,塑料丝、绳及纺织品制造,泡沫塑料制造,塑料人造革、合成革制造,塑料包装箱及容器制造,日用塑料制品制造,人造草坪制造,塑料零件及其他塑料制品制造。

塑料薄膜制造指用于农业覆盖,工业、商业及日用包装薄膜的制造。

塑料板、管及型材料制造指各种塑料板、管及管件、棒材、薄片等生产活动,以及以聚氯乙烯为主要原料,经连续挤出成型的塑料异型材的生产活动。

塑料丝、绳及纺织品制造指塑料制丝、绳、扁条,塑料袋及编织袋、编织布等生产活动。

泡沫塑料制造指以合成树脂为主要原料,经发泡成型工艺加工制成内部具有微孔的塑料制品的生产活动。

塑料人造革、合成革制造指外观和手感似皮革,其透气、透湿性虽然略逊色于天然革,但具有优异的力学性能,如强度和耐磨性等,并可代替天然革使用的塑料人造革的生产活动;模拟天然人造革的组成和结构,正反面都与皮革十分相似,比普通人造革更近似天然革,并可代替天然革的塑料合成革的生产活动。

塑料包装箱及容器制造指用吹塑或注塑工艺等制成的,可盛装各种物品或液体物质,以便于储存、运输等用途的塑料包装箱及塑料容器制品的生产活动。

日用塑料制品制造指塑料制餐、厨用具,卫生设备、洁具及其配件,塑料服装,日用塑料装饰品,以及其他日用塑料制品的生产活动。

人造草坪制造指采用合成纤维,植入在机织的基布上,并具有天然草运动性能的人造草制造。

塑料零件及其他塑料制品制造指塑料制绝缘零件、密封制品、紧固件,以及汽车、家具等专用零配件的制造,以及上述未列明的其他各类非日用塑料制品的生产活动。

二、塑料制品厂工程设计的意义和作用

经过数十年的快速发展,我国塑料制品行业发生了可喜的变化,塑料产品的品种、数量和质量都有了很大的提高。近年来,我国塑料制品行业一直保持快速发展的态势,产销量都位居全球首位,其中塑料制品产量占世界总产量的比重约为20%。根据统计,2017年,我国塑料加工业规模以上企业增加到15000多家,规模以上企业主营业务收入增长至2万亿以上。

当前,我国塑料制品业正处于高速增长状态向产业成熟化过渡并迈向产业中高端化的关键时期,已由高速增长转为中速平稳增长,塑料制品业迎来了新的发展机遇和经营形势。

① 市场空间大,行业仍将持续增长,随着产业结构逐步转型升级,高档产品比重逐步加大,基础配套服务功能不断完善,塑料制品产量不断增长,市场空间仍然较大,产值可保持较高增速,在满足社会一般性需求的基础性应用领域保持稳步增长情况下,高端应用领域在逐步强化,可以看出塑料制品业仍处于上升发展阶段,转型升级在稳步推进。

② 可持续性发展的需求在产业布局上促进了塑料加工产业集群的形成,如华东地区、华南地区以及华中地区都是我国塑料制品行业相对较为集中的区域,进而促进了塑料加工行业的发展。在国家和地方政府政策的大力推动下,产业集群的建设将围绕着绿色、生态、低碳、循环等实施战略进行下一步布局,将从单纯的加工型作业向高技术含量、高附加值的全产业链延伸,从而推进塑料加工企业建设需求不断增大。

③ 新材料、新技术快速推广,对新工艺、新产品的生产加工提出了相应的要求。例如塑料改性材料、工程塑料、塑料合金与塑料复合材料在汽车、飞机、高铁、电子电气、信息、医疗及农业等领域的应用范围持续扩大,相应的生产企业或工艺工程建设水平也在不断提升。

此外,新的成型技术如超剪切塑化、功率超声塑化、微层叠技术等应用于塑料加工过程,不仅提高了加工技术水平,还有效降低了生产过程中的能耗。未来,随着这些新技术市场需求的持续扩大,塑料制品行业的新工艺、新工程建设将持续发展。

从塑料领域科技发展趋势可以看出,未来塑料工厂的新建、改扩建、重建等需求将层出不穷。但这些需求实现的基础就是要根据技术的发展,进行符合国家有关方针政策、切合实际、安全实用、技术先进、经济效益好的设计。这就是塑料制品厂工程设计的基本任务和要求。

塑料制品厂的工程设计与其他各类工厂设计工作的特点类似,在工厂建设时期,能不能加快速度,保证施工安装质量和节约投资;建成以后能不能获得最大的经济效益、环境效益和社会效益,设计工作起着决定性的作用。所以,塑料制品厂工程设计在整个建厂过程中,是一个极其重要的环节。

三、塑料制品厂工程设计内容

塑料制品厂的工程设计是在工程地质勘察、工程测量、土木建筑、供电、给水排水、供热、采暖通风、自控仪表、环境保护、技术经济和概预算等配套专业的协作配合基础上,用图纸并辅以文字做出一个完整的塑料制品厂建设蓝图;在制品厂工程设计图纸基础上,按照国家规定的基本建设程序,有计划按步骤进行建设,把蓝图变成现实的过程。

塑料制品厂工程建设属于基本建设范畴,涉及建筑、经济、机械、环保、地理、气象、市场营销等学科领域。塑料制品厂工程设计是以塑料加工技术为基础,塑料工程技术人员为总需求规划师,向其他专业技术人员提出要求,其他专业技术人员按塑料工艺要求来分别进行设计。各专业人员应相互配合,密切协作,共同完成塑料厂的设计任务,要求设计者随时掌握各相关学科的发展动态及本学科的新知识、新技术,将国内外新的科学成果体现在设计工作中。

具体而言,塑料制品厂工程设计工作内容主要包括建设项目的决策,编制各个阶段设计文件,施工和验收,进行总结等。其中塑料制品工厂设计文件内容主要包括:工艺布局及工艺对总平面布置中相对位置的要求;产品方案及班产量的确定;主要产品和综合利用产品生产工艺流程的确定;物料计算;设备生产能力的计算、选型及设备清单;车间平面布置及车间建筑、采光、通风、卫生设施、仓库等的要求;劳动力计算及平衡;水、电、汽、冷、风、暖等用量的估算;管道布置、安装及材料清单;施工说明等等。

四、塑料制品厂工程建设流程

塑料制品厂的建设分为建设前、中、后期三个阶段。其流程如下图1⁃1所示。

(1)前期工作主要是建设项目决策阶段

塑料制品厂的建设项目决策是对塑料加工工程项目进行的投资决策。无论国家项目还是企业项目,大体上包括以下步骤。

① 根据国家经济、社会发展的中长期规划,行业地区规划和市场前景等因素进行初步可行性调查,在此基础上形成项目建议书。项目建议书的内容包括:

a.建设项目提出的必要性和依据。即项目建设的主要理由和兴建的必要性,项目提出的主要依据文件,如国家的产业政策,国民经济的行业发展规划、地区发展规划、生产力布局规划等。在论述必要性和依据时,还要着重说明产品市场的调查和初步预测情况。

b.产品方案、拟建规模和建设地点的初步设想。说明项目的主要产品品种、规格、产量,项目建成后的全部生产能力,项目建设初步选定的地区。

c.资源情况、建设条件、协作关系和引进国别、厂商的初步分析。主要说明原料、燃料、供电、供水、运输、环保、公共辅助设施等基本情况、协作关系及初步签订的有关协议。对需要引进技术和进口设备的,要说明拟引进的国别和厂商的技术水平、设备特点,以及有关的研究分析材料。

d.投资估算和资金筹措设想,利用外资项目要说明利用外资的可能性,以及偿还贷款能力的大体预算。主要说明项目建设所需投资金额,以及项目内主要工程所需投资的估算。资金筹措是影响今后项目建设的重要因素,资金筹措的办法必须切实可行,要分别列出各种资金来源的渠道及数额。利用国内外贷款的项目,应初拟资本金和贷款额度及来源,贷款年利率以及借款偿还措施。对利用外资的项目,还应说明外资用途及汇率。

e.项目的进度安排。分析项目内外部的条件要求,项目建设拟安排的进度和竣工的时间。

f.经济效益和社会效益的初步分析和估算。主要说明项目投资的回收情况和时间,项目为国家和所在地区产生的作用,以及项目本身的内部收益率、投资利润率和投资利税率等等。

g.结论与建议。

② 各级主管部门按照规定的决策权限,邀请有关技术、经济专家对提出的项目建议书进行审查,确定纳入允许建设计划。

③ 可行性研究与评价,并编制设计任务书。对于允许建设的项目可进行可行性研究的各项工作。在研究和分析论证的基础上,提出项目是否可行,以及最佳的建设方案,并据此写出可行性研究报告和编制设计任务书。

④ 邀请有关技术、经济专家和投资银行等,共同参加项目评审。对项目可行性研究报告和编制的设计任务书,进行全面细致的检查、计算和核实,写出项目评估报告。当然,国家的大中型基本建设项目,其可行性的论证都要由主管部门组织实施,企业项目由企业协助主管部门实施。

这一步主要解决的是项目的选择问题,也就是项目的“肯定”或“否定”。在上述工作完成以后,如果项目是可行的,建设方案是优选的,有关决策部门则通过项目设计任务书,完成项目决策。在项目完成项目决策的条件下,后面的工作才可继续进行。

(2)建设实施阶段

该阶段是规划布置性工作,相对于项目决策而言,是执行性质的工作;相对于施工活动而言,是决策和计划性质的工作。实际上这是选择和设计实现项目投资构想的优化实施方案的过程。

根据批准的初步设计和总概算,设计单位要进行施工图设计、修改初步设计、修正概算,做施工图预算、分批交付施工图样、选派工地代表等。筹建单位要进行设备材料定货。签定施工安装合同、施工安装准备和建设准备工作等。施工安装单位做施工安装预算、施工组织设计、做好开工准备等工作。然后三个部门统筹施工安装总进度,上报经批准后即可开工。

(3)生产期

这个阶段是一种具体的资源组合性质工作。主要任务是在确定性约束条件下优化实施过程,是一种操作性、业务性的实际执行工作。在工厂正式投产后,由企业经营管理者进行管理,生产指挥调度对产品的投入、产出和销售情况做统一管理。这期间,工厂设计单位要定期对企业经营管理者回访,进行设计总结,并整理和编制有关的设计和技术档案。

在一般情况下,工厂设计程序都可以划分为以上三个阶段,同一阶段内各工作性质相似,不同阶段的工作性质和特点则有较大区别,但对于特殊的项目则可能有例外。前后阶段一般应顺序进行,前一阶段的工作是下一阶段工作的基础和依据,下一阶段的工作是前面的具体化和落实,而且前后阶段间相互补充。建设项目的这三个阶段应有机结合,缺一不可,有效地相互配合才能实现项目目标。

五、塑料制品厂建设审批实务

类似塑料制品厂一类的建设项目,我国的有关决策部门包括:市场监督管理局、税务局、发展和改革委员会、国土资源局、生态环境局、人民防空办公室、气象局、科学技术局、电力公司、人力资源和社会保障局、住房和城乡建设局、消防局。为了提高办公效率,现在政务通常一起办公,即政务中心统一办理。办理过程对应地也分为3个阶段:

① 项目备案。项目单位编制项目简介、项目名称、报送到政务中心“三证合一”综合服务窗口办理,工商营业执照、组织机构代码证、税务登记证,备齐材料后,报送到发展和改革委员会窗口办理备案。

② 报建审批。项目单位提交工厂选址意见书、用地预审、环评报告等文件给国土资源局、住房和城乡建设局、生态环境局,核发国有土地证;然后再报送人民防空办公室、气象局、科学技术局、电力公司、人力资源和社会保障局、住房和城乡建设局、消防局,进行人防工程施工许可证、防雷装置设计审核、地震安全性评估及抗震设防要求审核、供电申请、诚信责任书、节能备案、建设工程规划许可证、建设工程施工许可证、建设工程消防设计备案。

③ 竣工验收。主要是根据项目单位建设情况资料,由消防局、生态环境局、住房和城乡建设局、人民防空办公室进行工程防雷设施验收、工程消防验收、工程环保验收、工程竣工验收、工程规划验收、人防工程验收、城市园林绿化工程竣工验收。

六、对塑料制品厂工程设计人员的要求

工厂设计内容涉及面广,对工程设计人员的要求高。具体而言,作为一名合格的工厂设计人员应该具备以下素质:

① 要有扎实的基础知识。一方面要掌握塑料加工的基本知识和技能;另一方面,要了解涉及塑料加工工程的社会、健康、安全、法律、文化以及环境等方面的知识。

② 具有较好的实践能力。能够规划新产品的生产加工方案,具有对加工方案进行计算、绘图、描述等现代设计方法和技能。比如能够通过网络搜集处理各种设计信息,进行产品生产方案设计;通过计算机绘图实现施工图表达,并进行方案说明书撰写等。

③ 要有系统、全面思考问题的能力。塑料制品加工工程的设计要从原材料到产品的全链条进行系统规划,每一个阶段的设计输入和输出都要考虑其对最终结果的影响,只有这样才能保证获得最优化的系统设计,才能避免在实施时不断返工造成经济上的损失。

④ 要有不断学习的理念和实践的行动能力。新技术、新产业、新业态、新模式在不断涌现,学科专业之间的交叉融合已经成为社会技术进步的新趋势,塑料加工工程设计必然与此趋势高度契合,所以工程设计人员具备终身学习的理念和行动能力是必然要求。

⑤ 要有自信心和良好团队合作能力。作为一个工程设计人员,不仅要有高超的设计技能,而且一定要有自信心和团队合作能力。能够就复杂工程问题与业界同行及社会公众进行有效沟通和交流,包括撰写报告和设计文稿、陈述发言、清晰表达或回应指令,能够在跨文化背景下进行沟通和交流。

⑥ 良好的道德修养。在虚心学习国内外的新技术、新创造的同时,实事求是,不弄虚作假;理解个人与社会的关系,了解中国国情;对公众的安全、健康、环境保护有强烈的责任感并在设计中体现。

总之,从事工厂设计的人员要精通本专业的知识,熟悉工艺,具有计算、绘图、表达等过硬的基本功,能学习利用实际的生产知识和前人的经验,理论联系实际进行设计;当然还应具备较好的自信和道德修养,能善于运用辩证思维和逻辑思维,具有良好沟通能力和不断学习的能力,即会通过分析、归纳,综合,以系统的思维活动掌握塑料制品厂设计的内涵;能够通过不断自我学习提高和团队合作从而有所创新。只有这样,才能不断提高我国塑料加工工程的设计水平。