生产

Factorio 比率计算基础与组装机台数推导

当红绿科学包或电子电路产线扩产后,「某处突然不足」的问题出现时,说明你已经需要用公式而非感觉来计数了。本文面向完成教程后至中期、希望在原版2.x版本稳定量产的玩家,整理了以无模块为前提的生产比率思维。要记住的东西并不多。

生产

Factorio 比率计算基础与组装机台数推导

当红绿科学包或电子电路产线扩产后,「某处突然不足」的问题出现时,说明你已经需要用公式而非感觉来计数了。
本文面向完成教程后至中期、希望在原版2.x版本稳定量产的玩家,整理了以无模块为前提的生产比率思维。
要记住的东西并不多。
每秒生产量 = 配方产出数 × 制造速度 ÷ 配方时间,以及所需台数 = 目标生产量 ÷ 单台生产量(向上取整)这两个式子,即便组装机改变也能应用到几乎所有配方。
我自己在扩产绿科学时,曾误认为电子电路缺货是电路本身的问题,实际上真凶是铜线。
这类卡脖子用比率追踪就能一目了然,扩产也能从「缺了再加」转变为「按计划进行」。

Factorio 比率计算的3个基础前提

术语梳理:配方时间、制造速度、产出数

比率计算首先要统一的言辞是配方时间制造速度产出数这三个。如果这里模糊不清,同一配方看起来答案会因人而异。

首先,游戏内显示的配方时间以制造速度1为基准的时间
手工制造相当于速度1,所以显示时间可以直接理解为「手工制造时的基准耗时」。
机器一旦安装,实际制造时间由显示时间 ÷ 制造速度决定。
关于『时间与游戏刻』的概念也遵循这一原理。

其次是制造速度
原版中,『组装机1』是0.5,『组装机2』是0.75,『组装机3』是1.25
同一配方所需台数不同的根本原因就在这里。
即使显示时间相同,组装机1的速度是1的一半,组装机3比1还快,单台处理量随之变化。

最后是产出数,即一次制造能产出多少件。
比率计算的式子里只涉及这三个要素,单台生产量为产出数 × 制造速度 ÷ 配方时间
前面提到的公式正是把这些词精确代入的结果。

我初期的混乱也源于此。换成组装机1后「怎么比手工还慢」,实际上是速度0.5导致表显配方时间翻倍。感觉上像bug,但用公式就豁然开朗。

Time/ja wiki.factorio.com

版本声明与前提条件

本文的前提是原版2.x
Factorio因扩展和周边要素计算条件差异很大,不明确这点容易导致「按文章搭建却不匹配」。
『太空时代』作为单独扩展划分,这里仅作补充。

另一个前提是无模块、无信标
生产力模块能增加同样输入的产出,信标能把模块效果以半值传递给周围设施。
加上这些,即使都用组装机3,所需台数也天差地别。
初学比率计算时,先用素装组装机算清楚更容易理解。
模块和信标留到后面的进阶篇,必须明确标注前提。

把前提先锁定,数字的含义就不会飘。
比如「扩产红科学」「电子电路翻倍」时,用哪个组装机有没有额外补正一旦确定,所需台数就能直接算出。
工厂设计的关键不是公式本身,而是公式参数的统一

Space Age/ja wiki.factorio.com

手工与组装机的关系

手工和组装机遵循同样的计算规则。
都能用「配方时间」「制造速度」「产出数」整理,是一贯的逻辑。
手工是速度1相当,组装机在此基础乘以0.5、0.75、1.25等速度系数。
换句话说,手工做得出的东西改成机器做,不需要重新学规则。

但本文以组装机为主讲。原因很简单:真正需要比率计算的时候,就是自动化产线要扩大的阶段。

这里还要明确组装机间的区别,便于设计前景。
组装机1~3速度不同,但『组装机1』不支持流体配方,组装机2和3支持。
而且只有组装机2以上能装模块。
也就是说,早期「先凑合自动化」的机器和中期以后「精细调比率」的机器,在同样的叫法下职责有所不同。

我初期常遇到这种情况:手工顺利做的东西换组装机1却「自动化反而卡」。
原因不在设计,纯粹是把手工的速度感直接套到机器上了
分清这一点后,单纯换组装机2缺货消失的地方和非得加台数才行的地方就能看清了。
比率计算与其说是记公式的工作,不如说是把手工感觉翻译成机器速度的工作。

组装机1 - Factorio Wiki wiki.factorio.com

组装机所需台数的基础公式

公式推导与单位统一

比率计算的核心是前面提过的两个式子。
首先每秒生产量 = 配方产出数 × 制造速度 ÷ 配方时间,其次所需台数 = 目标生产量 ÷ 单台生产量
这里的关键不是公式本身,而是代入前先统一单位

Factorio配方时间以速度1为基准显示。
因此机器的实际处理量不是直接用配方显示时间,而要乘以组装机制造速度换算。
比如『组装机1』制造速度0.5、组装机2是0.75、『组装机3』是1.25,同样配方单台生产量不同。
这跟计算钢铁消耗一样,先换算成「单台每秒产多少」会清楚很多。

目标用个/分表述时的窍门是不要直接相除。
除以60转成个/秒,再代入单台生产量公式。
反过来,单台生产量用个/秒算出后想用分钟单位看,就乘以60。
我初期常在这里粗处理,计算本身对但台数就是差,原因十有八九是单位不统一

无模块前提的式子相当简洁。
只需配方产出数、配方时间、组装机制造速度三个数据。
一旦加模块,『模块』效果会改变式子前提。
生产力模块影响产出数侧,速度模块或信标影响制造速度侧
也就是说不是丢弃公式,而是把补正后的产出增量、速度增量重新代入式子重算
组装机3本身速度就相当高,终盘加速能到令人惊叹的水准,但思维方式的基础不变。

取整原则:永远向上取整+预留一点余量

算出所需台数后,小数部分永远向上取整
2.1台是3台,5.01台也是6台。
理由很简单:生产设备是离散的。
需要2.1台的产能,实际只能放2台或3台。
选2台的瞬间就注定了无法满足需求

如果因为「只差一点点」而向下取整,整条产线会缓慢累积不足。
我的工厂也验证过这一点:只有向下取整的工序,中间物库存会慢慢见底,过一阵子下游某个组装机就偶尔停工。
这就是所谓「勉强不足」,短期看不明显,但分级来看威力十足。
整条产线徐徐衰落就是这样产生的。

除了向上取整,实操中留一点余量也很有用。
这不是改公式,而是设计阶段故意让上游或中间物有一丝富余。
传送带是2条车道结构,压缩状态和分配方式会影响实际流量;分配器虽然基础是1:1,但取料偏差会让实际吞吐量不稳定。
理论恰好齐平很容易实际缺货。

💡 Tip

计算结果非整数的时候,向上取整的那一台往往是救命。在中间物产线尤其如此,这一台往往能防止下游停工。

中间物目标值的定法

算组装机所需台数,首先要知道每秒要多少
完成品反推固然可行,但易缺货的其实是电子电路、铜线这样的中间物
所以目标值应该从稳定供应下一级素材的需求出发,而不是最终产品。

思路很直白:某条产线算到分钟级别时,先立最终品的目标(个/分),再列出所需中间物也是个/分。
然后换成个/秒,除以单台生产量得所需台数。
这样做能显露不看完成品就容易忽视的瓶颈。
我扩产绿科学时,问题不在最后组装,而是上一级供应。
比率表一看就明白。

中间物用比目标略高的值更稳定。
因为下游消费经常跨多条产线,分岔和瞬间偏差容易发生。
像铜线这种需求集中的素材,理论恰好的话库存很薄,随便哪条下游少一点整体就崩。
目标值在中间物这边厚一点,后续扩产也好用。

这里还是无模块前提
加生产力模块的话中间物所需量本身会降;加速度模块或信标就单台生产量也会大变。
这是进阶篇的范围,基础阶段应该先把「素配方用素组装机几台回」的基础设定,之后再在式子里叠补正。
组装机3的高速运作前景也要考虑,但基础骨架由中间物目标这里决定。

具体例:铜线与电子电路的比率

第一步:铜线单台生产量

从组装铜线和组装电子电路的连接开始,用单台生产量逐步组装。
思路就是基础公式,先确认铜线配方的单次产出数表显制造时间,乘以机器制造速度。
组装机1就是0.5,组装机2就是0.75,组装机3就是1.25。
铜线单台生产量就是铜线产出数 × 组装机速度 ÷ 配方时间

这步的要点是别急着想电子电路台数。
先从铜线开始容易走歪,「铜线多放点就保险」的念头往往会让你忽视实际需求。
初期我也是这么想的,放了一堆结果有的富余有的短缺,比率根本不稳。
中间物不能孤立看,得连接谁吃多少才能看出合适台数。

这个例子具体代数时,务必先从公式Wiki对应页查清这些:

  • 单次产出数(output count)
  • 表显配方时间(recipe time)
  • 所需材料数(ingredient counts)

参考(必须与本文对照):铜线 (Copper cable) — https://wiki.factorio.com/Copper_cable/ja 、电子电路 (Electronic circuit) — https://wiki.factorio.com/Electronic_circuit/ja 。
本文重点是掌握「数值代入和反推顺序」,但公开版必须从上述一次出处确认具体值(例:铜线单次产出→○条,制造时间○秒,电子电路所需铜线→○条,制造时间○秒),然后插入本文。

第二步:电子电路单台铜线消耗与吞吐

接下来看下游,也就是电子电路。
同样算出产出数显示制造时间使用组装机速度,得出电子电路单台生产量
这里关键数据是电子电路配方中的铜线需求量
电子电路单个需要多少铜线,就能连接电子电路单台毎秒产多少与毎秒吃多少铜线。

用式子表:电子电路单台毎秒产 E 个,单个需要 C 条铜线,则电子电路单台毎秒铜线消耗为 E × C 条/秒。现在终于能用统一单位对比上游生产和下游消耗。

这个顺序顺畅的原因是因为设计的主角通常在下游。
「我想这么多扩产电子电路」容易定目标,但「毎秒铜线要多少」单独定很难。
下游定需求,上游按消耗反推。
工厂设计也该这样,赤基板或分拣机等下游需求扩大时也好整理。

我的工厂验证过:基板倍增但铜线凭感觉没改,库存立刻见底。机器转着,但基板侧周期性停工。这种卡法几乎肯定是电子电路单台吃的铜线没算

第三步:从目标产量推所需台数

现在落地到实际台数。流程是先定电子电路目标,然后算该目标所需电子电路组装机,再算那些机器吃多少铜线,最后反推铜线组装机所需台数

假设电子电路目标 G 个/秒。
电子电路单台 E 个/秒的话,需要G ÷ E 台
取整向上,下游台数定了。
再假设电子电路单台消耗 W 条/秒,那下游总消耗是电子电路台数 × W 条/秒
铜线单台 K 条/秒的话,铜线所需台数是总消耗 ÷ K 台

这个算法的妙处是上下游台数用一个式子串联
电子电路多加2台,铜线加几台?组装机1换组装机2,哪边台数降、降多少?都能用比率追清。
特别是组装机速度从组装机1的0.5、组装机2的0.75、组装机3的1.25这样差异明显,用哪个组装机直接决定答案。

这时候养成看全产线的习惯会让设计很抗风。
电子电路放4台但铜线只有2台这种不对齐,刚搭好看不出。
但跑一阵子,下流单边周期性停工,缓冲逐渐见底。
理论比率和实际配置不一致的典型表现。

设计窍门:近距离摆放和直接传递最强

铜线→电子电路这个组合,除了比率计算还涉及摆放思维,也是易卡的典型。
原因很明确:铜线作为中间物需求大,一旦上传送带就吃带宽。
基础搬送带理论毎分900件,但铜线这样大流量的素材长途输送,带宽压力很大。

这时候电子电路旁边做铜线最有效。
再进一步,铜线组装机用分拣器直接喂电子电路,不经传送带,效果更佳。
铜板运来就地制成铜线,再直接进基板组装机。
这样做的好处是主干道压力从铜线转向铜板,物流思路清晰多了。

我倒过班知道的:初期铜线单独在别区生产再用传送带供,理论台数对齐也常见实际卡。
带上铜线薄了阵子,基板周期性停。
后来铜线组装机挨着基板摆,供给距离近到几乎零,库存立刻稳。
数字没改,现场行为改善了,因为搬运成了瓶颈而非生产。
理论比率在实际产线生效,摆放改变很大。

💡 Tip

铜线是「比率对齐却还缺」的高频素材。这种感觉时,算错的可能性小于长途运输或带宽磨损。疑心搬运比算账要快。

初学向丸法:先「偏多」计划

比率计算不熟的时候,别太追求完美数字。
算出电子电路 n 台、铜线 m 台,先都向上取整,再铜线这边多加1台,用这种「中间物略余」的想法最好上手。
铜线这样高频消耗品特别有效。

这种丸法初学友好是因为运行时易于观察。
下游停工说明明显缺,上游箱或带堆积说明有余,这样用行为判断。
理论恰好的话还要同时看带堵塞和取料偏差,太复杂。
多留点,至少能切分「计算台数不足」还是「搬运摆放问题」。

我初期每次都追求铜线恰好,每次失败。
数字上够,现场却干涸。
后来认识到早期到中期先放多再减比「算对了」更快。
比率计算的强项是严谨,但首次实装「多一些」反而好学。
用能跑的产线做基准调整,上下游连接就能体感掌握。

传送带吞吐与产线流通性检验

磁砖/秒→件/秒的换算

比率台数对齐,整条产线也不一定能流通,这要看传送带吞吐
基础公式简单:带吞吐 = 磁砖/秒 × 密度 × 车道数
『传送带物理学』的前提直接用,基础搬送带是 1.875磁砖/秒、密度每车道4件/磁砖2车道,完全压缩时理论值是 1.875 × 4 × 2 = 15件/秒

用这个换算能立刻判断「这素材1条带够不够」。
黄带1条15件/秒,红色搬送带2倍即30件/秒相当,蓝色搬送带3倍即45件/秒相当
比如某中间物需18件/秒,黄带1条不够,红带1条理论上可行,就能判断。
我台数算完必须对每个素材套这三个标准看。
跳过这步,式子数学正确,现场却单侧饿死,是典型表现。

特别是主干道设计,需求量转成带数这个过程很关键。
毎秒需求清楚的话,1条够不够、要不要2条束、还是应该就地生产,决策就容易。
机器台数这边讲设备,传送带这边讲物流。
两边都化成「件/秒」统一,产线设计瞬间清晰。

Transport belts/Physics/ja wiki.factorio.com

压缩与未压缩的辨别与恢复技巧

这里常被忽视的是理论15件/秒是完全压缩带的数字
带上物品有间隙,瞬间吞吐就低于理论值。
也就是黄带能流15件/秒,前提是2车道都严丝合缝
台数比对齐却缺货的大量情况,源头是「入口未压缩」。

辨别法很简单,追着带看。
物品始终连续流动就是压缩,间隙明显就是未压缩。
要注意的是分配器前后和合并直后压缩易崩
单侧消耗弱、2条随意合并、分拣器投料单侧靠,这些配置下带表面稀疏,实际吞吐也少。

我「理论够但缺」时,几乎都先疑入口。
真的验证下,多半是未压缩就流进来了
重做压缩,缺脚的下游立刻稳。
数字没改却改善,这事初看诡异,实际就是把带实效吞吐拉近理论值。

恢复思路也不复杂。上游出口做好压缩、合并后留意流向、单侧薄就看投料位置,逐项看就能分因。中间物入口薄会让下游周期停工,铜线、电路这类高频项更明显。

💡 Tip

理论比对却产线卡的时候,比改台数先看入口带压不压缩更快找着。经验里搪塞多于算错,未压缩占大头。

分配器1:1与带数规律

分配器的基础是1入2出均分。也就是饱和的1条带分配进来,理论上左右各一半流出。这性质让平衡器能用多入多出均衡。『平衡器机制』讲的就是这种1:1的叠加消去偏差。

但1:1不是魔法倍增器
15件/秒的黄带分成2条,不是出来2条都15件/秒,只是把15件/秒分成两半好处理。
这搞混了,就会「分成2条了应该富余」,实际两条下游都缓缺。
分配是均衡需求而非增加供给

带数参考是需求除以理论吞吐。
比如需要30件/秒上限用红1条标准,45件/秒用蓝1条标准。
以黄为基准的话,15件/秒超过就单条吃力。
这里要重的不是完美匹配,是多留点余量
理论极限设计一旦分配器经过压缩易崩,偏差立刻卡。

设计实务:需求化个/秒,套黄15、红30、蓝45看范围,1条内用1条,接近上限用上位或多条,分配涉及压缩维持等都想,就能整个产线流畅转
比率计算是找设备不足的工具,加上分配和带数统筹就变成完整运转设计

Balancer mechanics/ja wiki.factorio.com

组装机1·2·3的选用与台数变化

速度对台数的影响

同配方同目标,制造速度最先起作用。组装机1是 0.5,组装机2是 0.75,组装机3是 1.25。代入式子,速度高的单台处理多,所需台数就少。

倍率清晰可见。
以组装机1为基准,组装机2同配方快1.5倍,组装机3快2.5倍
也就是组装机1需10台的工序,条件不变的话组装机2约7台,组装机3接近4台。
完美整数不常有,但设计意义明确:设备升级就是台数升级

我早期常组装机1吃透。
红科学、基础件自动化用1足够的地方不少。
但中期换组装机2、终盘换3,「之前的所需台数」就不能用了。
同设计单纯把3号机换上,下游充分转着却中间物开始富余,很典型。
这不是坏了,是单机生产力提高却台数没跟

用途总览看『组装机』最好理解。实务上说,早期先「凑齐自动化」用1不妨。从研究通电力开始升级时,配方同但产线比率是另一码事要记心里。这样设计不易崩。

Assembling machine/ja wiki.factorio.com

流体配方与模块支持差异

速度外还有根本能做的东西不同。组装机1不支持流体配方,组装机2和3支持。还有只有组装机2以上能装模块。也就是说组装机1不是「版本低」而是适用范围窄的设备

对比清楚。

组装机1组装机2组装机3
制造速度0.50.751.25
流体配方不支持支持支持
模块

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Takuma

Factorio 3,000時間超。1k SPM メガベースを複数パターンで達成した生産ライン設計のスペシャリスト。本業のプラントエンジニアの知識を工場最適化に応用しています。

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