基于现代造船模式下的船舶建造工艺过程

基于现代造船模式下的船舶建造工艺过程
基于现代造船模式下的船舶建造工艺过程

基于现代造船模式下的船舶建造工艺过程

摘要造船模式是指组织造船生产的基本原则和方式。它既反映对产品作业任务的分解原则,又反映作业任务分解后的组合方式;它体现船舶产品的设计思想、建造策略和管理思想三者的系统结合。现代造船模式的基础是成组技术等先进的工程技术和科学管理方式,目标是贯彻以"中间产品"为导向的建造策略,实现造船效率、质量和安全水平的不断提高。

我国船舶工业在向世界造船强国目标奋进的过程中,不仅要面临日韩更加激烈的竞争,而且还将经受市场变化、材料设备价格上涨以及汇率变动等一系列风险的考验。加快建立现代造船模式是中国船舶工业走新型工业化道路的战略选择,也是直接关系我国造船企业生存与发展的一项紧迫任务。为此,2006年5月12日,统筹管理我国造船行业的国防科工委提出“关于加快建立现代造船模式的指导意见”(简称“指导意见”),并成立了以国防科工委副主任金壮龙为组长的“推进建立现代造船模式领导小组”,研究协调解决重大问题,总结推广先进典型,全面推进船舶行业建立现代造船模式。

关键词:现代造船模式、中间产品

一.为什么要建立现代造船模式

现代造船模式首先在日本形成,是对先进造船企业造船理论和实践的总结,是以中间产品组织生产为基本特征的总装造船模式,主要由统筹优化的造船理念、面向生产的设计技术、均衡连续的作业流程、严密精细的工程管理和高效合理的生产组织等基本要素构成。

现代造船模式是提高生产效率、缩短造船周期的重要手段,也是企业提高经济效益的有效途径。近十年来,我国造船完工量由1995年的184万载重吨飞速提高到2004年的855万载重吨,翻了两番有余,但造船技术水平与日本、韩国的差距基本没有缩小。目前,日本造船人均产值约55万美元,韩国48万美元,而中国仅9千美元。从发展前景看,中国造船一直依赖的劳动力优势在生产效率低下和原材料涨价的双重挤压下将逐步消失。韩国造船业起步比中国晚,但由于较早转换造船模式,目前已在水平和效率的某些方面超过日本。国内较早引进日本现代造船模式的南通中远川崎,在国内众多造船企业中异军突起,在造船效率、效益方面独占鳌头。可见,建立现代造船模式是中国由造船大国走向造船强国的必经之路。

二.现代造船模式的定义和内涵

造船模式是指组织造船生产的基本原则和方式。它既反映对产品作业任务的分解原则,又反映作业任务分解后的组合方式;它体现船舶产品的设计思想、建造策略和管理思想三者的系统结合。现代造船模式的基础是成组技术等先进的工程技术和科学管理方式,目标是贯彻以"中间产品"为导向的建造策略,实现造船效率、质量和安全水平的不断提高。

三.先进制造技术在现代造船模式中的应用

(1)成组技术。首先应用于机械制造业,利用零件的相似性来组织多品种小批量生产,以获得少品种大批量的生产效率。成组技术被应用于船舶建造工程,导致了中间产品分类成组加工和管件族加工方法的产生,形成了船体分道建造生产线;成组技术中短间隔期、小批量的生产管理方法形成了船舶建造作业的托盘管理。

(2)系统工程。把船舶建造作为一个大系统,分解为壳、舾、涂三种作业系统,再按区域/阶段/类型逐一分类成组,并以"中间产品"为纽带建立各类作业子系统以及作业系统的相互联系。

(3)工业工程。包括成组技术、系统分析、物料搬运、计划和目标管理等,追求高效率、短周期。

四.现代造船模式的基本要素

(1)中间产品。是最终产品的组成部分。舾装单元和舾装模块是典型的中间产品。舾装单元是对特定区域内(如机舱)的设备进行合理布置,单独地高效率地制作;舾装模块是将组成一定功能的相关设备、支架、仪表、管路和电缆等进行组装;在适当时机整体吊入船体进行安装。

(2)船体分道建造。以分类成组的中间产品为导向,组成若干个相对独立、最大限度平行作业的生产单元,按工期要求,保持一定的生产节拍作业。现代造船模式中的区域舾装技术、区域涂装技术、高效焊接技术、信息控制技术、精度造船技术等都离不开船体分道建造技术。

(3)壳舾涂一体化作业。确立了以“船体为基础、舾装为中心、涂装为重点”的管理思想,从设计、采购、生产计划与控制等方面围绕中间产品进行协调与配合。

五.船舶建造工艺流程

造船生产管理模式的演变由焊接代替铆接建造钢质船,造船生产经历了从传统造船向现代造船的演变,主要推动力是造船技术的发展。传统造船分两个阶段:常规的船体建造和舾装阶段。在固定的造船设施按照先安装龙骨系统、再安装肋骨框、最后装配外板系统等。

由于焊接技术的引进,船体实行分段建造;舾装分为两个阶段:分段舾装和船上舾装,即开展予舾装。

由于成组技术的引进,船体实行分道建造;舾装分为三个阶段:单元舾装、分段舾装和船上舾装,即开展区域舾装。

由于船体建造和舾装、涂装相互结合组织,实现“壳舾涂一体化总装造船”。

随着造船技术的不断发展,精益造船、标准造船、数字造船、绿色造船将成为船厂的努力方向。

(一)船体建造

船体建造:加工制作船体构件,再将它们组装焊接成中间产品(部件、分段、总段),然后吊运至船台上总装成整个船体的工艺过程。

船体建造的主要工艺阶段:

1、船体放样和号料

(1)船体放样:主要工作内容包括船体型线光顺,纵横结构线放样,船体构件展开,制作放样资料等。

手工放样:利用手工操作的方式完成放样工作。

数学放样:利用数学方法人机交互完成放样工作。

(2)船体号料:将放样展开的船体构件外形和大小依据草图、样棒、样板、样箱等划到钢材上,并标注加工装配符号等信息。

2、船体钢料加工

(1)钢材预处理:钢材的轿平、除锈涂底漆等。

(2)构件边缘加工:切割、开坡口和打磨。

(3)构件成形加工:将构件弯制或折曲成所要求的空间形状。

3、船体装配与焊接

(1)船体结构预装配与焊接:预制部件、分(总)段的工艺过程。

①部件装焊:将零件组合焊接成部件的作业。

②分段装焊:将零、部件装焊成分段或将分段装焊成大型分段的工艺过程。

(2)船台装焊:在船台上将分段合拢成整个船体的工艺过程。

(二)船舶舾装

船舶舾装:将机电装置、营运设备、生活设施、各种属具安装到船上去并进行舱室装饰等的工艺过程。

1、舾装作业内容

(1)机舱舾装:机舱内各种设备的安装与调试。

(2)电气舾装:船内电气设备的安装、调试,电缆敷设等。

(3)船体舾装:

①甲板舾装:舵系、系泊、消防、救生等设施的安装调试。

②住舱舾装:生活设施、航海仪器、通信装置等的安装作业。

2、舾装工艺阶段

(1)舾装件采办:舾装件的订货、外协和自制工作。

(2)单元舾装:将舾装件组装成适当大小的舾装组合体。

(3)分段舾装:分段制造时或完工后将舾装件预先安装在分段上。

(4)船内舾装:①船台舾装:在船台上船体合拢后进行的舾装作业。

②码头舾装:船舶下水后在码头进行的舾装作业。

(三)船舶涂装

船舶涂装:在船体内外表面和舾装件上,按照技术要求进行除锈和涂敷各种涂料,使金属表面与腐蚀介质隔开,以达到防腐蚀处理的目的的工艺过程。

(四)钢船建造工艺流程

对照钢船建造工艺流程图,分析和讨论船舶建造过程中壳、舾、涂三大工程之间的错综复杂的关系。

1、钢船建造工艺流程图之一

2、钢船建造工艺流程图之二

六.生产设计的概念、思想和原则

(1)中间产品为导向原则。各类零部件、分段、托盘、单元、模块和区域等不同的中间产品,连同其所需的全部生产资源,以生产任务包的形式进行设计。

(2)壳舾涂一体化原则。即通过壳舾涂生产设计之间的协调,最大限度实现各作业均衡、连续地总装造船。

(3)设计、工艺、管理一体化原则。即经各部门相互协调,最终把"怎样造船"体现在工作图表和管理图表上,作为指导现场施工的依据。

(4)标准化、系列化原则。必须尽可能地贯彻标准化和系列化原则。

船舶设计阶段的划分与生产设计的衔接把生产设计纳入船舶设计工作范围,并认为生产设计是船舶设计的扩展或其中的一个阶段。在这种认识下,船舶设计始于船舶总体功能和系统设计,最终是按区域/阶段/类型完成的生产设计。

(1)初步设计--按船东技术任务书要求进行船舶总体方案设计。

(2)详细设计--在初步设计基础上,按功能/系统/专业进行详细性能设计,以确保船舶总体技术性能,并完成由船级社和法定部门的审查和认可。

(3)转换设计--在详细设计基础上,将各项目、系统在船舶各个区域进行布置和安装,充分考虑中间产品的要求和特点。

(4)生产设计--在详细设计基础上,按区域/阶段/类型进行产品作业任务的分解和组合,并提供指导现场施工的工作图表。

七.船体建造、舾装、涂装一体化造船模式

(一)造船模式的演绎及划分

一般将造船技术的发展划分为以下 5 级:

第一级——铆接技术应用,船体散装,船体形成后再进行舾装;

第二级——焊接技术应用,船体先形成分段,并进行预舾装,再合拢为整个船体;

第三级——成组技术应用,船体分道建造,区域舾装、区域涂装;

第四级——在上述船体分道建造、区域舾装、区域涂装和管件族加工等 4项技术实施并完善的基础上,运用系统工程技术的统筹优化理论分析生产过程,使各类造船作业实现空间分道、时间有序、责任明确、相互协调的作业优化排序,即实现均衡、连续、高效地壳、舾涂一体化造船;并由计算机全面辅助,这也就是造船CIMS。

第五级——充分发挥人的因素,开展全面质量管理小组活动,持续地完善造船系统,不断提高生产率。

(二)壳、舾、涂一体化造船的定义

在实施并完善船体分道建造、区域舾装、区域涂装和管件族加工等技术的基础上,运用系统工程技术的统筹优化理论分析生产过程,按区域组织综合性生产,船体以分道作业形成中间产品——分段,舾装以不按船舶系统分类的中间产品为导向形成——托盘,船体建造和舾装作业起先各自分流,从分段阶段起合二为一,涂装作业渗透到船体和舾装作业各阶段。即各类造船作业实现空间分道、时间有序、责任明确、相互协调的作业优化排序。同时,造船系统的设计、生产、管理和采购各部门的任务和计划,都围绕中间产品的制造予以明确规定,使得船厂的一切工作相互协调,极富节奏。

壳、舾、涂一体化必须建立在分道建造、区域舾装、区域涂装和管件族制造的基础上,即首先要使所有的造船作业都按统一的中间产品专业生产为导向组织生产。

实现壳、舾、涂一体化的明显表征是施工现场井井有条,达到空间上分道,时间上有序、不同类型的作业和谐地进行,互不干扰。

空间上分道:就是为每个中间产品建立顺畅、无迂回的单向分道生产流程;同时,把船厂的空间按中间产品进行划分,在组织和安排生产时,使生产保持平衡。船体建造和舾装的分道生产体制的建立,使流通量控制的生产管理得以实现。

时间上有序:即船体、舾装、涂装三种作业并不是一起做,而是在一体化计划的安排下有序地进行和有机地结合。尤其是在分段、总段和船上施工阶段,壳、舾、涂作业在同一空间(即同一分道上)进行时,通过运用统筹兼顾的原理,时间合理分配,做到互不干扰,全厂生产有条不紊,职责分明,整个生产过程极富节奏,协调成犹如一体。生产过程中所有信息、物资和人员都能适时到位,一应惧全。

(三)壳、舾、涂一体化的内涵与特征

1、内涵

壳舾涂一体化(Integrated Hull Construction,Outfitting and Painting,简称IHOP)是世界造船界共同探求的目标。是造船技术发展的第四级水平。从壳舾涂一体化的英文字义分析,IHOP是指不同类型作业达到各自和整体的和谐运行、互不干扰。IHOP可以定义为集成造船,即造船的集成制造系统。它是造船的组织、管理与运行的新哲理,通过综合应用现代管理技术、制造技术、信息技术、系统工程技术,达到造船全过程中的有关的人、技术、管理三要素及其信息与物流的有机集成和优化运行。

2、特征

(1)船体分道建造。根据成组技术族制造的原理制造船体零件、部件和分段,按工艺流程组建生产线。

(2)抛弃了舾装是船体建造后续作业这一旧概念,以精确划分的区域和阶段来控制舾装。新方法有三个基本阶段,即单元舾装、分段舾装和船上舾装。此外,还有一个次阶段,即当分段倒置时,以俯向来完成本来必须仰面完成的作业。

(3)族制造。例如管件族制造,它以成组技术原理代替作坊时代思想方法,以最有效的手段制造多品种、小批量产品,可获得生产线生产方法的效益。

(4)采用产品导向型工程分解。它通过强调专业内容,把船舶创造性地划分为许多理想化的中间产品,例如,零件和部件,使之能协调地分道生产,从而大大简化了前面提到的

不同类型作业的一体化。

掌握了一体化建造法的船厂通常在船舶下水时舾装完成率超过90%。分段上船台前的舾装完成率和总装阶段的舾装完成率分别达到35%和85%是很平常的。

(四)壳舾涂一体化造船工艺流程

对照壳、舾、涂一体化造船工艺流程图分析讨论船舶建造过程中壳、舾、涂三大工程之间的错综复杂的关系。

壳舾涂一体化工艺流程简要分析:

①船体和舾装件、舾装单元等先各自分道制造制作,工艺路线起先各自前进后来合流,从分段阶段起合而为一;

②涂装作业渗透在壳舾作业的各个阶段进行,实现壳、舾、涂三大不同性质的作业类型在空间上分道、时间上有序,形成立体优化排序。

③各类中间产品固定在各自施工区域进行封闭作业;每条分道作业线划分为若干阶段,配置专用设备,以生产某一制造族(即某一问题类型)的中间产品。

④各作业单元内的生产作业实施流水定位或流水定员作业。

八.船舶建造过程的控制

(一)钢料加工阶段

钢料加工过程:钢材备料——钢材予处理线(矫平、喷砂除锈、底漆)——放样号料——构件边缘加工(切割、加工焊接坡口)——构件成型加工(非平直构件加工成应有曲度)——船体零部件装配(平面接板、框架组立)。

应关注的问题:

1、钢料供应。船厂是钢材消耗大户,从产业关系看应该与钢厂建立利益共享的战略伙伴关系。

2、钢料加工应形成分道加工的路径。大型船厂为组织分段组装流水线生产,在钢料加工阶段就要求相应加工后的构件定向、有序地传输到平面分段流水线、曲面分段流水线和型材加工流水线。在大连船务钢料加工车间:平直构件加工、带曲度构件加工压制、型材加工及弯制、构件小组立等,已形成划分明确的加工区域。

3、提高钢材利用率是船厂降本增效永恒的主题。目前国内船厂钢材利用率(主船体钢材利用率、钢材综合利用率)一般在85—90%左右,其中中远川崎达到94%,日本船厂可达到95%以上。钢材利用率状况受到船型及设计、管理、场地等多因素影响。

(1)努力开展船体与舾装同步设计,以提高一次套料利用率;

(2)在钢料加工中心留有充分的余料堆放、分检、再利用场地,一是可调用余料进行二次套料;二是利用余料切割法兰、肘板、人孔盖等予制件;三是调用余料补充工装。

(3)尽可能根据用料尺寸,多规格在钢厂组织定尺订货(这是日本船厂保持高水平利用率的优势)。

(二)分段制作阶段

1、分段是构成船体结构的实体。根据船舶建造工艺、场地条件、起重能力、周期要求等,一艘3—6 万吨级船舶分段划分大致在100—200 个(大型船体结构如MPF1000 钻井储油船分段划分351 个)。

2、分段名称

分段按几何特征可分为:

(1)平面分段:平面板列带有骨架的单层平面板架;

(2)曲面分段:平面板列带有骨架的单层曲面板架;

(3)半立体分段:两层或两层以上板架所组成的不封闭分段;

(4)立体分段:两层或两层以上板架所组成的封闭分段;

(5)总段:主船体沿船长划分,其深度和宽度等于该处船深和船宽的环形分段。特别需要指出的是:立体分段和总段是由若干平面分段和曲面分段所组成,由于平面分段和曲面分段是分段建造中的基本单位,作为船舶建造主流程,必须组织流水线生产。分段按其结构所属部位可分为:

(1)底部分段(2)舷侧分段(3)甲板分段

(4)首尾分段(5)上层建筑等

3、分段制作阶段建造组织措施:

(1)严格按批量顺序下料:

船体结构分段一般分20 多个批次进行投料。在网络计划安排中按吊装顺序依次组织分段制作,这是由建造法决定的。

塔式建造法:

以尾部近机舱前的一个底部分段作为基准段在船台搭载,然后向首、尾及两舷自下而上依序吊装各分段。由于机舱分段需要安装大量设备、管路,所以需要尽早成型并吊装。

岛式建造法:

为缩短建造周期,将船体沿船长划分成2—3 个建造区(岛),在每个建造区选择一个分段为基准段,按塔式建造法组织建造,岛与岛之间利用“嵌补分段”进行连接。

串联建造法(一条半造船法):

当船台长度大于船长1.5 倍,且是批量建造情况下,可以在建造第一艘船的前半段的同时,在船台的前端建造第二艘船的尾段。待第一艘船下水后,第二艘船的尾段也完工,并移至船台尾端继续建造其前半段,同时第三艘船的尾段又在船台的前端建造。

总段建造法:

将预先装配焊接好的环形总段按照安装顺序进行船台装配。船厂在具有大型船坞、并有总组场地和起重能力予以保证情况下,采用总段建造法可以有效利用各主要生产资源。

(2)贯彻总装造船原则:

为充分发挥船厂主要生产设施(船台、船坞、总组场地和起重设备等)能力,应将生产主流程即组织流水线生产的项目留在厂内,能够以中间产品组织生产和供应的次流程项目,尽可能以“分包”形式扩散到厂外,实行“专业化生产、社会化配套”。“分包”指的是购买劳务,由船厂提供材料、图纸、进行工艺和质量监督,分包商提供加工后的中间产品,这些产品船厂不是不能制造,而是出于经济、负荷特别是总体效率等原因,主动将其交给分包商去制造。

(3)执行分段成品化交验:

按照“壳舾涂一体化”要求,在分段制作阶段,应将该部位的铁舾件、管舾件、电气焊接件尽可能地全部安装上去,并完成分段涂装工事。在分段下胎交验时,上下道工序必须依据清单进行逐项检查确认,尽可能减少施工项目在工序间的流转。分段成品化制作,虽然加大了该阶段的工作量,但从能率测算看,同一工事项目工时消耗量,在分段舾装阶段、船台舾装阶段、水下舾装阶段的比例为——1:5:9。目前国内船厂分段予舾装率(铁舾予舾装率、管舾予舾装率)在80—90%左右,而日韩船厂接近100%

(4)扩大总组吊装数量:

无论是老厂改造还是新厂规划,都强调在船台、船坞的周边扩建总组场地,利用大型起重设备,将几分段装焊成一个总段,以此为平台进行规模化舾装(包括正反转予舾装),而后一次吊装合拢(包括上层建筑)。一艘船总组吊装数量及完整性程度,体现了船厂的工艺水平和生产能力。

(5)调整工序生产能力:

按精益管理的要求实现流水节拍造船,使各工序物流有序、量化、可控地运行,既不

能中断,也不应积压,这是船厂追求的目标。为此在生产管理中要按照先进合理的定额水平(以加工的原单位数据为基础),组织工序生产能力测定:在工艺流程中由后向前测定需求,找出薄弱环节和影响因素,并予以消除。

(6)努力采用新工艺新技术:

在分段制作阶段推行精度管理,逐步做到无余量下料、切割和装配;大力采用高效焊接技术;推行盆舾装、正反转予舾装等。

(三)舾装件(铁舾件、管舾件、电气焊接件)加工、集配、安装阶段

1、舾装作业与船体建造是并行分道组织(只是在讲述中排在分段制作阶段之后),按施工阶段和区域分为单元舾装、分段舾装和船上舾装。

单元舾装:将若干相关设备如泵、电动机、控制器等安装在一个共同的基座上装配成一个单元,然后再将此单元作为整体在适当的舾装阶段安装就位(有条件的单元在制作时可完成泵压或电气试验)。

分段舾装:当分段倒置时在甲板顶面安装,分段翻身后在甲板表面安装。

船上舾装:当船体总装时和总装后,在船上一个舱室内或跨几个舱室进行安装。

2、舾装件加工、集配、安装阶段建造组织措施

(1)为保证舾装作业与船体建造并行展开,必须努力作到舾装设计与船体设计达到同步。从设计关系看,船体设计是先行开展的,在船体设计提供背景图情况下,舾装设计才能确定设备位置、管系走向。因此所谓“同步设计”是一个要求,即紧密跟踪船体设计进度,一经具备条件舾装设计迅速展开,并在较短时间内满足舾装作业与船体建造对供图的需要。

(2)舾装集配中心的选址。在厂区面积充裕的情况下舾装集配中心尽可能设在厂内,既可缩短配送路途又能保证及时性。但由于船厂推行壳舾涂一体化总装造船模式,对舾装件加工、集配和安装无论是及时性还是完整性,提出了更高的要求:一是对种类多、规格杂、数量大的铁舾件实行专业化生产;二是管子加工按种类、口径等划分实行“管件族制造”;三是对舾装作业实现“托盘”设计与管理。为此,许多船厂将舾装集配生产线从厂区主生产线分离出去,在离厂区尽可能近、运输方便并有足够面积的地方建设舾装集配中心(需要说明的是在管子制作安装工事中,仍需要现场管制作和管子修改,在厂区内仍设有管子加工厂房、设备)。

(3)舾装集配中心的功能。

a、按订货清单组织舾装件制作;

b、对通用件、予制件等扩大予制并实行库存管理;

c、对舾装件按类型、规格合理堆放;

d、根据各托盘表的标识进行分检、配托;

e、按指定的时间将托盘配送到指定的地点。

目前大船重工舾装公司已形成相当规模:在土城子占地20 余万平方米,设有管子加工流水线(同时统管新老厂区、博森公司等管子加工生产);铁舾装件加工基地;单元、模块制作基地,配有相应的库房和场地。在舾装公司周围,还有若干铆焊厂,已形成造船加工配套产业群。

(4)托盘设计与托盘管理

“托盘”是造船的实用术语。从形象看是一个钢质材料制成的筐,承载着托盘表所列的舾装件、连接件,按照一个作业小组3-5 天的工作物量,送到指定的作业地点,所以也称“任务包”;托盘实质反映了一种管理思想,托盘表表达了完成工作单元的信息和指令。托盘表来源于托盘设计图纸文件的分解,设计人员必须执行托盘表不能“跨阶段、跨区域、跨类型”编制的原则,特别强调的是设计人员必须对生产进度、施工区域划分、现场施工条件及施工劳动量有较清楚的了解,否则编出的托盘表将会给现场施工造成混乱,这在各船厂

都经历了一段过程。目前大船重工已将工艺路线和定额人员编入专业设计室,以期加强托盘设计。对托盘生产管理来说,关键是保证托盘配齐率,目前铁舾托盘配齐率能够得到保证,但管舾托盘配齐率由于管系附件品种繁杂,有时配套出现缺件,影响的到装配完整性。

(四)船台(船坞)合拢阶段

船台、船坞是船厂最重要的生产设施,船台(船坞)合拢工程的组织和周期的控制,决定着船厂的产品产量。因此,在该阶段的中心任务就是如何缩短船台(船坞)建造周期。特别是对于拥有大型船坞的船厂来说,由于坞容较大,如何同时合理摆放几条船位并对各船只工程进度作到同步控制尤其显得重要。如某船厂20 万吨级船坞可同时摆放4 条船,4 个月开一次坞门年产出船舶10 艘左右,目前工程进度控制可以达到2 个月开一次坞门,年产出船舶增加到20 艘左右。

围绕缩短船台(船坞)建造周期:

1、对于船体建造的要求是严格执行吊装计划组织连续吊装,从工程控制角度看:一是要避免出现“卡壳”分段影响吊装;二是要有充分的分段储备保证工程进度。

2、对于舾装作业的要求是必须在生产管理和作业单位建立起一个理念:“船下就是安装,船上就是调试”(最大限度地提高分段予舾装率),具体的要求是在分段制作阶段已将设备机座、管系、单元模块安装或制造完毕,在船台阶段主要组织各系统连接、管系泵压串油、电气通电等校验调试工事。

3、重视并组织“工序前移”工作。船台建造阶段在船舶建造工程中是组织难度大、投入劳动多的阶段:分段吊装、船上舾装、设备定位、主机吊装等交叉作业。但从整体工程安排看,各船厂正努力将传统造船时期水下建造阶段的工事提前到船台建造阶段完成,即组织“工序前移”工作。这是因为下水后,一是主要设备已经定位,封舱件安装后甲板已经扣上,如果出现差错和重大修改物件调运非常困难;二是码头区域起重能力低于船台吊车;三是封舱后船内舱室作业将受到条件和环境的影响。因此要将船舶下水后一些关键项目,全部或部分在船台建造阶段完成。如着力组织发电机系统的管系合拢安装、密性试验、设备定位及调试,使船舶下水后尽快争取发电机动车,为其他关联工事展开创造条件。

4、开展船舶下水完整性检查。为改变船厂在计划节点强行下水的传统作法,生产管理部门制定了各船只下水完整性项目清单,确定船舶下水前必完项目,以及部分跨期到下水后项目完工百分比。船舶下水前生产管理部门组织专项检查,经公司主管领导审定后才能下达船舶下水指令。

(五)水下作业阶段

该阶段主要控制项目为:船舶下水、发电机动车、主机动车。

1、船舶下水是利用下水设备将船舶从建造区移入水域的工艺过程。通常的方法有重力式下水、漂浮式下水、机械化下水。

2、发电机动车是一个标志性节点。它意味着舾装作业已经基本结束,各系统、设备进入到交验阶段。

3、主机动车象征着该船已经趋于完整,安装和交验也基本结束,施工重点转入到试航前的准备和完善工作。

在水下作业阶段对生产管理的要求:

1、船舶下水主要是安全保障。包括数据测算、潮汐情况、设备检查、下水作业的调度与组织。

2、调试工事的组织。过去系统和设备的调试是由生产车间承担的,但随着船舶建造数量的增加,特别是设备机电一体化程度的提高,调试工事的重要性日益显现出来。在划分安装与调试工作界面及责任的基础上,船厂已成立了专门的调试队伍,按专业统一组织安排调试工事,包括对设备服务商的配合项目。

(六)试航交船阶段

在船舶整个建造过程中,经常性地对各工程项目进行严格的检验与验收。在船体主体工程和动力装置等安装完工后,需要由船厂、船东和验船机构三方代表参加,共同负责船舶的试验与验收工作,试验与验收分两阶段组织。

1、系泊试验:是将船系泊于船厂码头上进行,船舶基本处于静止状态,其目的是检查船体、机械设备、动力装置、电气装置的质量和安装可靠性,使船舶达到具备试航的条件。

2、航海试验:是对新建船舶全面的、综合性的一次试验,试航前拟定有航海大纲,准备好必备的测试仪器和设备,在航行中主要测试主机、操舵、抛锚、测速、回转、惯性、通导等试验。

3、航海试验后生产管理部门负责按清单组织完成扫尾项目、向船东移交备品备件;技术部门按照合同要求提供完工图纸和文件;质量部门按照合同要求提供产品质量证书;经营和财务部门在加减账项目与金额得到确认的情况下与船东进行价格结算。当交船协议签署后,船厂就完成了交船任务。

八.结语

总之,在现代造船模式下,船舶建造工艺将会向着更科学,更高效和更绿色的方向发展,随着科学技术的发展,新的造船工艺和造船技术也会不断涌现出来,整个造船界也会向着更健康,更快速的方向发展。

参考文献:

1.《船舶建造工艺学》徐兆康主编人民交通出版社

2.https://www.360docs.net/doc/7c12475702.html,/tech/5/59568.html

3.https://www.360docs.net/doc/7c12475702.html,/wldyzg1993n@126/blog/static/599423232008018648 5999/

造船工艺的主要流程介绍

造船工艺的主要流程介绍 本讲座从管理者的角度,按照“壳舾涂一体化总装造船”现代造船管理模式的要求,结合我国船厂的探索实践,介绍船舶建造在各工艺阶段的组织方式、应注意的问题,同时提供对施工状态的评价标准。 一、造船生产管理模式的演变由焊接代替铆接建造钢质船,造船生产经历了从传统造船向现代造船的演变,主要推动力是造船技术的发展。传统造船分两个阶段:1、常规的船体建造和舾装阶段。在固定的造船设施按照先安装龙骨系统、再安装肋骨框、最后装配外板系统等。 2.由于焊接技术的引进,船体实行分段建造;舾装分为两个阶段:分段舾装和船上舾装,即开展予舾装。 现代造船又历经以下阶段:3、由于成组技术的引进,船体实行分道建造;舾装分为三个阶段:单元舾装、分段舾装和船上舾装,即开展区域舾装。 4、由于船体建造和舾装、涂装相互结合组织,实现“壳舾涂一体化总装造船”。

5、随着造船技术的不断发展,精益造船、标准造船、数字造船、绿色造船将成为船厂的努力方向。 目前国内主要船厂一般处于三级向四级过渡阶段;国内先进船厂已达到四级水平;外高桥船厂、建设中的江南长兴岛造船基地明确提出将精益造船、标准造船、数字造船、绿色造船作为发展目标。 二、现代造船生产管理模式的特征 1、船体分道建造法。根据成组技术“族制造”的原理制造船体零件、部件和分段,按工艺流程组建生产线。 2、抛弃了舾装是船体建造后续作业这一旧概念,以精确划分的区域和阶段(单元舾装、分段舾装和船上舾装)控制舾装。 3、实行“管件族制造”,以有效手段制造多品种、小批量产品,获得生产线生产效益。 4、采用产品导向型工程分解。把船舶划分为不同级别的中

现代造船模式船体零件编码研究报告和应用上海造船

基于现代造船模式的船体零件编码研究和应用 王世利1刘建峰2金烨1孙嘉钧2 1上海交通大学工程硕士2上海外高桥造船有限公司 【摘要】:基于对现代造船模式下船体分段建造作业的分析,应用编码技术,结合先进设计软件的编码功能,根据船体分段零部件特点,本文主要研究了:工程编码、分段编码、组立类型代码、组立编码、零件分类代码、零件号和零件加工代码的设置问题;组立流向、编码级数和编码完整性问题;编码体系与TRIBON设计软件的匹配问题。通过综合研究,本文建立了一套基于现代造船模式的船体零件编码体系。【关键词】:零件,编码,组立,流程,建模,适用性 1前言 随着现代造船模式的深入发展,部分先进船厂初步建立了切割中心、部件工场、平直中心、曲面中心、模块中心和外场大组平台为主体的分段分道建造模式,这种分段建造模式可以显著的提高生产效率,但是物流管理难度很大,相应的也就要求生产设计将分段建造过程细致分解。基于现代造船模式的船体零件编码致力于应用编码技术和设计软件,将经过产品导向型工程分解和分道组合的各类中间产品,按现代造船模式形成的生产作业体系进行电子化模拟造船,且使设计、物资、生产、管理的信息共享,信息快速传递,在促进船体零部件物流方面发挥着突出的作用 2船体零件编码构思 2.1船体建造分解 船体建造过程传统上分为小组立、中组立、大组立、总组和搭载。零件拼装成中小组立,中小组立拼装成分段,分段总组为总段,大量分段和总段组装出一条整船,这样的作业分解比较粗犷,难以满足精细管理的需要。船体分道作业法的工程分解从中间产品的角度出发,将船体结构分解成零件装配、组立装配、分段装配等阶段后,按照成组技术相似性原理将其分类成组,以组为单位安排人员、设备和场地,组建成分道生产线。通常设有钢材预处理线、T型材生产线、内部零件生产线、部件生产线、平面分段生产线、曲面分段制作区、上层建筑分段制作区等船体生产线。 中间产品分解的方法,实际上是一种划细生产作业单元的方法。设计阶段的船体作业中间产品分解,即装焊作业定义越精细越好,生产阶段可根据场地、设备、人力等客观条件进行相匹配的组合。这是基于现代造船模式的船体零件编码所关注的重点,即以中间产品为导向,贯彻工程分解与组合的精细化,通过编码做到图1所示的精细程度,而非传统的小组、中组和大组。 图1船体作业流程分解 2.2船体编码体系创建原则 船体零件编码体系的创建,必须遵循一定的原则,通常要具有识别功能、分类功能和

现代造船工程

现代造船工程提纲 第一章: 1.模式:事物的标准形式,或可照着做的标准样式。P3 统一:船舶建造用什么样的原则对其进行产品作业任务的分解,以及分解后的产品作业任务用什么样的方式对其重新组合。P3 2.造船模式的内涵:组织造船生产的上述基本原则和方式。它既反映组织造船生产对产品作业任务的分解原则,又反映作业任务分解后的组合方式。P3 3.造船模式的转变经历了那几个阶段?特点是什么?(详见作业本) 4.成组技术:把相似的放在一起进行生产和加工。P4 5.造船模式的两大类别及其特征。P5 第二章: 1.现代造船模式的含义。P7 2.成组技术运用的两种原理。P7 3.根据船舶产品的生产特点,相似性分类成组具有四方面的准则。P9 4.壳、舾、涂的具体在船上的分类。P9 5.系统工程的概念。P9 6. 系统工程技术的基本原理是运用其统筹优化理论。与其基本原则。P9 7.完整理解现代造船模式,可简要归纳有6点。P10 8.现代造船模式的基础是区域造船,目标则是以中间产品为导向,实现两个“一体化”区域造船,其主要基础则是生产设计和科学管理,它将犹如两个车轮推动者传统造船模式向现代模式的转变。P11 第三章: 1.现代造船模式是把“造怎样的船”和“怎样造船”融为一体,在解决“造怎样的船”的基础上,运用成组技术的制造原理和相似性原理,以及系统工程的统筹优化理论,对“怎样造船”通过设计,进行合理规划。P13 2.现代造船模式应遵循的5个设计原则.P13 3.船舶设计可划分为四个阶段:初步设计(投标)、详细设计(送审设计)、转换设计、生产设计。P14 4.造船过程分:生产技术准备阶段(建造法、建造方针、施工要领、作业顺序)和船舶建造两个阶段。P16 5.设计前的协调方式:完成一个设计阶段进入下一个设计阶段前的设计协调。P19 设计中的协调方式:设计进行中的协调,涉及技术上的综合协调。P19 6.设计中协调的主要方式是:召开图纸研讨会和出协调图。P19 7.现代造船的设计基础:设计编码化:现代造船的设计编码可分为两类:1.2两点。 设计托盘化:托盘管理表有5种类别。 设计计算机化:P22 8.现代造船的设计体制:船厂内部的设计建制要考虑如下2个原则。P25 9.现代造船的设计、生产、管理的相互关系。P27 10.组建造船生产部门的原则:4点。P28 11.造船生产管理部门的任务:5点。 .造船生产管理部门的三大块管理:工程管理部门资财管理部门质检部门。P29 12.建立现代造船生产管理目标模式的原则:5点。P30 13.现代造船生产管理目标模式的特点:5点。P31 14.工程计划管理的特点:5点。 .现代造船模式的工程计划管理含3部分内容。P34 15.对工程计划管理方式的分析。P35

船舶建造流程

船舶建造流程 一、船体放样 1.线形放样:分手工放样和机器(计算机)放样,手工放样一般为1:1比例,样台需占用极大面积,需要较大的人力物力,目前较少采用;机器放样又称数学放样,依靠先进技术软件对船体进行放样,数学放样精确性较高,且不占用场地和人力,目前较为广泛的采用机器放样。 2.结构放样、展开:对各结构进行放样、展开,绘制相应的加工样板、样棒。 3.下料草图:绘制相应的下料草图。 二、船体钢材预处理:对钢材表面进行预处理,消除应力。 1.钢材矫正:一般为机械方法,即采用多辊矫夹机、液压机、型钢矫直机等。 2.表面清理:a.机械除锈法,如抛丸除锈法喷丸除锈法等,目前较为广泛采用;b.酸洗除锈法,也叫化学除锈,利用化学反应;c.手工除锈法,用鎯头等工具敲击除锈 三、构件加工 1.边缘加工:剪切、切割等; 2.冷热加工:消除应力、变形等; 3.成型加工:油压床、肋骨冷弯机等。 四、船体装配:船体(部件)装配,把各种构件组合拼接成为各种我们所需的空间形状。 五、船体焊接:把装配后的空间形状通过焊接使之成为永久不可分割的一个整体。 六、密性试验:各类密性试验,如着色试验、超声波、X光等。 七、船舶下水:基本成形后下水,设计流水线以下的所有体积均为浸水体积。

1.重力下水:一般方式为船台下水,靠船舶自重及滑动速度下水; 2.浮力下水:一般形式为船坞; 3.机器下水:适用于中小型船舶,通过机器设备拖拉或吊下水。 八、船舶舾装:全面开展舾装系统、系泊系统、机装、电装、管装等方面的工作。 九、船舶试验:系泊试验、倾斜试验,试航(全面测试船舶各项性能)。 十、交船验收。 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ 船舶建造工艺流程简要介绍 本讲座从管理者的角度,按照“壳舾涂一体化总装造船”现代造船管理模式的要求,结合我国船厂的探索实践,介绍船舶建造在各工艺阶段的组织方式、应注意的问题,同时提供 对施工状态的评价标准。 一、造船生产管理模式的演变由焊接代替铆接建造钢质船,造船生产经历了从传统造船向现代造船的演变,主要推动力是造船技术的发展。传统造船分两个阶段: 1、常规的船体建造和舾装阶段。在固定的造船设施按照先安装龙骨系统、再安装肋骨框、最后装配外板系统等。 2.由于焊接技术的引进,船体实行分段建造;舾装分为两个阶段:分段舾装和船上舾装,即开展予舾装。 现代造船又历经以下阶段: 3、由于成组技术的引进,船体实行分道建造;舾装分为三个阶段: 单元舾装、分段舾装和船上舾装,即开展区域舾装。 4、由于船体建造和舾装、涂装相互结合组织,实现“壳舾涂一体化总装造船”。 5、随着造船技术的不断发展,精益造船、标准造船、数字造船、绿色造船将成为船厂的努力方向。目前国内主要船厂一般处于三级向四级过渡阶段;国内先进船厂已达到四级水平;外高桥船厂、建设中的江南长兴岛造船基地明确提出将精益造船、标准造船、数字造船、绿色造船作为发展目标。

精益造船模式研究

精益造船模式研究 张明华/中远工业公司 以日本丰田汽车公司为代表的精益生产模式是目前世界上最先进的生产模式之一,它的成功在世界掀起了精益管理的热潮,精益管理的思想已经在世界范围内给各类制造业带来了巨大的进步,日本的造船生产模式包含了绝大部分有造船特征的精益生产理论,如产品价值链、JIT 生产、单件流水作业、节拍生产、拉动计划体系、4S 管理、无缺陷施工、一岗多能用工制度、全员工厂管理等等。毫无疑问,日本造船业在与丰田汽车公司同样的竞争条件和环境下,创造了几乎同样的生产模式。 “精益生产”就是追求精益求精。所谓“精益”,就是要消除一切造船生产过程中的浪费。 一、产品价值链分析 精益造船把产品生产全过程分成两大部分。一部分叫做有效时间,另一部分叫做无效时间。在传统造船模式当中,无效时间远远大于有效时间。 仔细分析造船船体的制作过程,我们可以发现这样的事实(图一) 图一 船体制作过程有效和无效时间分析 原材料 时间 船体成型 无效时间 有效时间

从图一中我们可以清楚地看到,任何无效时间都会造成生产停顿,就会产生浪费。传统造船模式往往注重提高作业加工的生产效率,通过设备的更新改造、工艺技术的进步和工人的熟练技能,想方设法缩短有效作业时间来提高产量。精益造船模式更注重于缩短无效时间来缩短生产周期,从而大大减少中间环节的浪费。 我们称这种主要通过缩短无效时间来缩短造船周期、提高造船效率、保证造船质量和降低造船成本的思考为精益造船思想。 丰田公司把以下7种现象描述为无效时间内产生的浪费。 生产过剩。就是在客户(内部和外部)需要之前提前生产了大量产品(中间产品和终端产品)。这种生产造成了生产的停顿,使生产不能顺畅流动,同时产生大量库存,是生产中最基本的浪费。 次品。次品妨碍了流畅的生产,导致了许多次品需要处置或返工。 库存。包括原材料、在制品和成品的库存。库存需要大量的堆放场地和空间,占用了大量的资金,而且容易造成库存损坏,隐含了许多管理问题。 人和物移动。任何不增加市场和客户价值的人和物的移动都是浪费。 过度加工。任何超过市场和客户要求的额外加工都是浪费。 运输。任何不符合产品增值要求的原材料、在制品和成品的搬运都是浪费。 人和物等工。物的等待造成生产不能连续作业;人的等待造成企业最重要资源的浪费。 比如,作业过程中需要看图,造成了人和料的等工,就是一种浪

现代造船用分段法

,现代造船用分段法,即把船体按场地条件,分成若干个模块,先造好模块然后移到船台上合拢,以下都假定是按分段造船处理 大流程: 钢材下料是第一个环节(一般造船合约付定金后的第一个付款阶段) 进行小组装:把加工好的单独的钢材部件装配成大部件,主要是强化平板 分段组装:把大部件和切割好的及加工成型的钢材并装成分段模块,这是船体模组开始成形,一般从底部开始造,船的艏艉比较复杂,也会先开工 分段焊接的同时也进行预舾装,一些跟结构有紧密关系的部件会先安装在分段里,主要是各种管子,通海阀组,部分楼梯,大型基座等,因为分段合并后不好施工 分段装焊完成通过报验后进行涂装,主要是密闭舱室的内部油漆,如双层底,边舱等,需要打沙除锈,在分段时做效率高效果好 造好若干个分段后开始上船台,这个英文叫 keel laying 是传统放龙骨的意思,现代造船没有真正放龙骨的概念,所以最初一批分段放到船台上定位就等于是放龙骨。这是很重要的环节,一般船舱收取第二期的付款 在船台上进行分段合拢,即把独立的分段模组结合起来,其中包括准确定位,割除结构余量,合龙缝施焊。如此车间继续生产分段,陆续移到船台上合拢,船体开始成形 主机是最大的机器,和其他比较大型的设备一样,在机舱部份的分段完全合拢前会先会先放到机舱底分段上,因为需要大型吊机吊装,所以同时定位摆放在基座上 船艉部分装配完成后,进行艉轴镗孔,加工出与主机轴准确对中的轴套。这工序要求很高的精准度,不能出现结构变形,所以一般在晚上进行,因为不平均的日照会令船体缘中轴线弯曲。而且镗孔后不能够再有大型焊接施工,因为烧焊会引致钢结构变形,所以一般会等到船体差不多完成时才做。 当船体完全合拢后,基本上形成完整水密结构,船体就会下水。 有几个理由船要在没有造完前就下水: 1.船台的承重力有限,不能承担整条造好的船的重量,特别是对从斜轨道滑下水的船台. 2.如果船是滑下水的,船体进水时产生的应力限制了最大下水重量 3.即便船台有足够能力,又比如在干船坞里造船,基本上下水重量没有限制,但船台是重要的生产资产,其利用率直接影响船厂的营利,所以当在建船只一旦能自浮便得马上腾空

现代造船的工艺流程

现代造船的工艺流程-标准化文件发布号:(9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII

现代造船的工艺流程 ——张尉 一、船体放样 1.线形放样:分手工放样和机器(电脑)放样,手工放样一般为1:1比例,样台需占用极大面积,需要较大的人力物力,目前较少采用;机器放样又称数学放样,依靠先进技术软件对船体进行放样,数学放样精确性较高,且不占用场地和人力,目前较为广泛的采用机器放样。 2.结构放样、展开:对各结构进行放样、展开,绘制相应的加工样板、样棒。 3.下料草图:绘制相应的下料草图。 二、船体钢材预处理:对钢材表面进行预处理,消除应力。 1.钢材矫正:一般为机械方法,即采用多辊矫夹机、液压机、型钢矫直机等。 2.表面清理:a.机械除锈法,如抛丸除锈法喷丸除锈法等,目前较为广泛采用;b.酸洗除锈法,也叫化学除锈,利用化学反应;c.手工除锈法,用鎯头等工具敲击除锈 三、构件加工 1.边缘加工:剪切、切割等; 2.冷热加工:消除应力、变形等; 3.成型加工:油压床、肋骨冷弯机等。 四、船体装配:船体(部件)装配,把各种构件组合拼接成为各种我们所需的空间形状。 五、船体焊接:把装配后的空间形状通过焊接使之成为永久不可分割的一个整体。 六、密性试验:各类密性试验,如着色试验、超声波、X光等。 七、船舶下水:基本成形后下水,设计流水线以下的所有体积均为浸水体积。 1.重力下水:一般方式为船台下水,靠船舶自重及滑动速度下水; 2.浮力下水:一般形式为船坞; 3.机器下水:适用于中小型船舶,通过机器设备拖拉或吊下水。 八、船舶舾装:全面开展舾装系统、系泊系统、机装、电装、管装等方面的工作。 九、船舶试验:系泊试验、倾斜试验,试航(全面测试船舶各项性能)。 十、交船验收。 2

现代化造船模式

1.现代造船模式的定义和内涵 造船模式是指组织造船生产的基本原则和方式。它既反映对产品作业任务的分解原则,又反映作业任务分解后的组合方式;它体现船舶产品的设计思想、建造策略和管理思想三者的系统结合。现代造船模式的基础是成组技术等先进的工程技术和科学管理方式,目标是贯彻以"中间产品"为导向的建造策略,实现造船效率、质量和安全水平的不断提高。 2.先进制造技术在现代造船模式中的应用 (1)成组技术。首先应用于机械制造业,利用零件的相似性来组织多品种小批量生产,以获得少品种大批量的生产效率。成组技术被应用于船舶建造工程,导致了中间产品分类成组加工和管件族加工方法的产生,形成了船体分道建造生产线;成组技术中短间隔期、小批量的生产管理方法形成了船舶建造作业的托盘管理。 (2)系统工程。把船舶建造作为一个大系统,分解为壳、舾、涂三种作业系统,再按区域/阶段/类型逐一分类成组,并以"中间产品"为纽带建立各类作业子系统以及作业系统的相互联系。 (3)工业工程。包括成组技术、系统分析、物料搬运、计划和目标管理等,追求高效率、短周期。 3.现代造船模式的基本要素 (1)中间产品。是最终产品的组成部分。舾装单元和舾装模块是典型的中间产品。舾装单元是对特定区域内(如机舱)的设备进行合理布置,单独地高效率地制作;舾装模块是将组成一定功能的相关设备、支架、仪表、管路和电缆等进行组装;在适当时机整体吊入船体进行安装。 (2)船体分道建造。以分类成组的中间产品为导向,组成若干个相对独立、最大限度平行作业的生产单元,按工期要求,保持一定的生产节拍作业。现代造船模式中的区域舾装技术、区域涂装技术、高效焊接技术、信息控制技术、精度造船技术等都离不开船体分道建造技术。 (3)壳舾涂一体化作业。确立了以“船体为基础、舾装为中心、涂装为重点”的管理思想,从设计、采购、生产计划与控制等方面围绕中间产品进行协调与配合。 现代造船模式中的生产设计 生产设计的概念是在日本首先建立的,是追求建立高效的船舶建造和管理方法的产物。在传统造船模式中,通过船舶设计来解决"造怎样的船"的问题,而"怎样造船"则由工艺部门通过工艺设计加以解决。生产设计打破了"造怎样的船"和"怎样造船"相分离的传统做法,促进了"两个一体化"的实现。 1.生产设计的概念、思想和原则

现代造船技术

第一章 1.造船工艺的任务和内容是什么? 任务:一方面应根据现有技术条件,为造船生产制定优良的工艺方案和工艺方法,以缩短周期,降低生产成本,提高质量和改善生产条件;另一方面应大力研发新工艺,新技术,不断提高造船工艺水平,以适应社会经济不断发展的需求。内容:船体建造,舾装与涂装。2.绘出船体建造工艺流程图并作简要说明。 说明:1 、船体放样2、钢材预处理和号料,校平、除绣、喷涂防护漆3、船体加工,船体构件边缘加工——下料与焊接坡口加工;成型加工——机械冷、热弯;水火成型4、船体装配与焊接:部件装配与焊接,分段装配与焊接,总段装配与焊接,船台装配与焊接5、舾装工艺与涂装:分段舾装与涂装,总段舾装与涂装,单元舾装与涂装,船台预舾装与涂装,码头舾装与涂装6、船舶下水重力式下水、飘浮下水、机械化下水7、试验与试航:倾斜试验、系泊试验和航行试验8、交船与验收 3.什么是造船模式?什么是现代造船模式? 现代造船模式:以统筹优化理论为指导,应用成组技术原理,以中间产品为导向,按区域组织生产,壳(船体与上层建筑)、舾、涂作业在空间上分道,时间上有序,实现设计、生产、管理一体化,均衡连续地总装造船。造船模式:从造船工程的特点可知,对设计,建造技术,管理方式和组织体制起着根本影响的乃是组织造船生产时对产品作业任务的分解原则,以及对分解后的作业任务的重新组合方式,由此构成了造船工程的基本特征,这就是造船模式的内涵。 4.造船技术发展经历了哪几个阶段? 第一阶段:按系统组织生产第二阶段:按区域/系统组织生产第三阶段:按区域/阶段/类型组织生产第四阶段:按区域/阶段/类型一体化组织生产 5.什么是中间产品?

现代造船技术复习题

船体建造工艺复习题 第一章 一、造船工艺的任务和内容是什么? 二、绘出船体建造工艺流程图并作简要说明。 三、什么是造船模式?什么是现代造船模式? 四、造船技术发展经历了哪几个阶段?、 五、什么是中间产品? 六、简述成组技术原理。 七、造船模式中所讲的“系统”、“区域”、“类型”、“阶段”是什么意思? 八、造船生产准备主要包括哪几个方面? 第二章 一、简述船体放样与号料的主要工作内容。 二、什么是展开?哪些船体构件需要展开? 三、简述船体型线图基本型线的投影特征。(参见表2-1) 四、甲板梁拱的画法。 五、型线光顺的基本要求是什么?简述型线绘制及其光顺步骤。 六、艏圆弧的绘制方法。 七、艏柱展开图绘制方法。 八、准线法展开船体构件的方法。 九、十字线法展开船体外板的方法。 十、撑线法展开船体构件的方法,该方法有什么特点,常用来展开什么构件。 十一、什么是船体构件展开的三要素?它们在展开船体构件过程中各起什么作用? 十二、什么叫套料?它对造船生产有何作用? 十三、船体号料有哪几种方法? 第四章 一、船体钢料加工过程可分为哪三大类? 二、为什么要进行钢材矫正工作? 三、对船体构件进行分类成组的目的是什么? 四、船厂中常用的除锈方法有哪些?说明其优缺点。 五、钢材预处理流水线的基本组成? 六、钢材的边缘加工包括哪些工作? 七、试说明机械剪切、氧—乙炔切割、等离子切割的原理。并说明进行氧—乙炔切割时,被 切割板材必须具备什么条件? 八、用剪切法和气割法加工船体构件边缘时各有什么主要要求? 九、数控切割有哪些优点? 十、集中力弯曲与纯弯曲加工的力学原理有和不同? 十一、说明纯弯曲原理肋骨冷弯机的优点。 十二、试述水火弯板和水火矫正的原理。 第五章 一、船体装配焊接过程大致可分为哪四个步骤? 二、平台和胎架的种类有哪些?他们各有什么用途? 三、正切胎架和斜切胎架的特点? 四、分段类型有哪些种? 五、按装配基面分类,分段建造方法有哪三种?

基于现代造船模式下的船舶建造工艺过程

下的船舶建造工艺过程 造船模式是指组织造船生产的基本原则和方式。它既反映对产品作业任务的分解原则,又反映作业任务分解后的组合方式;它体现船舶产品的设计思想、建造策略和管理思想三者的系统结合。现代造船模式的基础是成组技术等先进的工程技术和科学管理方式,目标是贯彻以"中间产品"为导向的建造策略,实现造船效率、质量和安全水平的不断提高 施工工艺流程就是整个船舶建造的工艺流程,换句话说就是整个船舶的建造过程.一般为: 生产设计、相关材料和设备的采购:这个过程一般都是船厂来完成的,不过现在部分设计单位也具有生产设计的能力。生产设计的好坏直接关系到船舶生产的进度及质量。另外,船厂的采购部门必须向其他设备商订购主机及其他配件。 放样:这和机械设计中的放样差不多,不过船舶的曲面是二维的,其放样的难度甚至高于飞机。传统的船厂有专门用于放样的样楼,而现代化的船厂基本上都采用计算机放样了,不过部分过于复杂且不可展开的曲面还是必须人工放样。 板和型材的预处理:板和型材到了船厂以后,首先要进行校平,表面除锈然后上底漆。因为钢是很容易生锈的,不做预处理的话等船造出来了板至少要烂掉1/10。 下料及成型加工:下料简单地说就是按照放好的样子切板和型材。现在大部分船厂在这方面都实现了自动化。不过,成型加工一般比较麻烦,薄板和型材通常采取冷弯加工的方法而厚板及部分曲率很大的结构(球首就是一个典型)必须采取热加工的方法成型。一般即使是很有经验的老师傅烧一个球首也要一个多月(如果板厚增加的话这个时间会大大延长)。 分段组装:这个过程的工作量很大,主要是在车间内把形材和板焊接成分段,再用平板车将这些分段运输到现场。 船体合龙:就是在船台上和船坞内把分段组合成船。这个过程难度是比较大的,劳动迁都也很高。该过程涉及到大量的起重和焊接作业,因为对设备要求较高,该过程是船舶生产中的瓶颈。 下水:这个过程是船舶建造中最危险的过程,一旦发生事故整个船就报废了。具体过程没什么好说的。 码头舾装:把管子,阀门和其他大型设备及装潢材料装上船。这个过程涉及到的专业最多,是船舶建造中最混乱也最容易发生事故的过程。 试验交船:包括系泊试验和航行试验,主要是测试实际建造完成后船舶各方面的性能数据。 上面的过程比较传统,目前预舾装技术已经被广泛采用6过程已经被大大地简化了。 现代造船模式中应用了很多先进制造技术: 1)成组技术。首先应用于机械制造业,利用零件的相似性来组织多品种小批量生产,以获得少品种大批量的生产效率。成组技术被应用于船舶建造工程,导致了中间产品分类成组加工和管件族加工方法的产生,形成了船体分道建造生产线;成组技术中短间隔期、小批量的生产管理方法形成了船舶建造作业的托盘管理。 (2)系统工程。把船舶建造作为一个大系统,分解为壳、舾、涂三种作业系统,再按区域/阶段/类型逐一分类成组,并以"中间产品"为纽带建立各类作业子

精益造船——日本造船模式研究

精益造船——日本造船模式研究 发表时间:2006-4-20 张明华黄胜来源:《船舶工程》 关键字:精益生产船舶造船模式先进制造技术 信息化应用调查在线投稿加入收藏发表评论好文推荐打印文本 通过对日本造船模式的研究,提出了精益造船模式,用有造船特征的精益生产理论,详细论述了造船生产过程中的精益生产方法,介绍 了一种可供我国造船企业借鉴的现代造船模式。 1、引言 1995年5月,中船总公司第二次缩短造船周期会议对现代造船模式做了如下定义:"以统筹优化理论为指导,应用成组技术原理,以中间产品为导向,按区域组织生产,壳舾涂作业在空间上分道、时间上有序,实现设计、生产、管理一体化,均衡、连续地总装造船"。这一论述对现代造船模式作了很好的诠释。但是在将近十年的时间里,我国船厂与世界先进造船企业的差距依然很大,在许多方面依然是"形似"不是"神似",即在实现现代造船模式的方法、途径和机理上仍然有许多需要提高的地方。 仔细观察日本制造企业,可以发现,几乎所有的制造业,无论是汽车、飞机、化工、计算机、家具,还是造船,其生产模式都惊人地相似,运作原理也基本相同。许多国家的学者对日本制造业(特别是丰田汽车公司)的生产模式进行了研究,认为以丰田汽车公司为代表的生产模式是迄今为止世界上最先进、制造成本最低的生产模式,并把它定义为精益生产模式(Lean Production System)。精益生产模式是目前世界上最先进的生产模式之一,它的成功掀起了精益管理的热潮,精益管理思想已经给各类制造业带来了巨大的进步,精益生产理论适用于所有制造企业。日本造船业比汽车业发展更早更快,汽车业在 20 世纪 60 年代才达到国际水平[1],而造船业早在 1956 年就已经成为世界第一[2]了。在发展过程中,造船业的生产模式与其它制造业相互取长补短,共同发展了今天的日本精益生产模式。 笔者认为,日本的造船模式是当今世界上最先进的造船模式,只要认真研究和学习日本造船业的生产模式,一定会对发展和提升我国造船企业的生产力水平起到积极的推动作用。 2、精益造船模式介绍[3~5] 精益生产模式是满足市场和客户要求,获取更高利润的方法和途径。它旨在通过全员的激励和努力,优化生产组织结构,去掉一切无效(不增值)的生产过程和环节,通过减少生产过程中的一切浪费来缩短生产周期,提高生产效率,降低生产成本,保证生产质量,从而获得好的产品利润。 "精益造船"就是以精益生产模式造船。 2.1 产品价值链(Product Value Chain)分析 精益造船把产品生产全过程分成两大部分:一部分为有效时间(Value Added Time);另一部分为无效时间(Non-Value Added Time)。传统造船模式中的无效时间远远多于有效时间。 产品生产的全部意义是为了满足客户的需要。从满足客户需要的角度考虑,有效时间是客户需要的,无效时间是客户不需要的。因此,任何生产过程中产生无效时间的现象就是浪费。丰田汽车公司把生产过剩、次品、库存、人和物移动、过度加工、运输及人和物等工 7 种现象描述为无效时间内产生的浪费。仔细分析船体制作过程(见图1),可以清楚地看到,任何无效时间都会造成生产停顿,产生浪费。传统的造船模式往往注重提高作业加工的生产效率,精益造船模式更注重于缩短无效时间,减少中间环节的浪费,从而大大缩短生产周期。这种主要通过缩短无效时间来缩短造船周期、提高造船效率、保证造船质量和降低造船成本的思想被称为"精益造船思想"。

现代船舶建造工艺流程-壳舾涂一体化造船模式

现代船舶建造工艺流程 根据现代造船“壳舾涂一体化总装造船”模式,船舶生产经历了传统造船到现代造船的过渡,因为技术的发展和日新月异的创造力与技术革新突破,才达到了目前的造船情况。 传统造船分为两个阶段:1是常规船体建造和舾装阶段,先装龙骨系统,再装肋骨系统,最后装外板系统;2是分段建造,舾装分为2个阶段,分段舾装和船上舾装。 现代造船则由于成组技术的引入,船体实行分道建造,舾装分为3个阶段,单元舾装、分段舾装、船上舾装。由船体建造、舾装、涂装结合工作组成了所谓的“壳舾涂一体化总装造船”。当前造船行业正向着数字造船和绿色造船的方向努力。 一、船舶建造工艺流程层次上的划分为: 1、生产大节点:开工——入坞(上船台搭载)——下水(出坞)——试航——交船 生产大节点在工艺流程中是某工艺阶段的开工期(或上一个节点的完工期),工艺阶段一般说是两个节点间的施工期。生产大节点的期限是编制和执行生产计划的基点,框定了船舶建造各工艺阶段的节拍和生产周期;节点的完成日也是船东向船厂分期付款的交割日。 2、工艺阶段:钢材预处理——号料加工——零、部件装配——分段装焊——坞内装焊(合拢)——拉线镗孔——船舶下水——发电机动车——主机动车——系泊试验——试航试验——交船 3、以上工艺阶段还可以进一步进行分解。 4、是以上工艺阶段是按船舶建造形象进度划分的,造船工艺流程是并行工程,即船体建造与舾装作业是并行分道组织,涂装作业安排在分道生产线的两个小阶段之间,船体与舾装分道生产线在各阶段接续地汇入壳舾涂一体化生产流程。 二、船舶建造的前期策划 船舶设计建造是一项复杂的系统工程,在开工前船厂必须组织前期策划,一是要扫清技术障碍;二是要解决施工难点。 1、参透“技术说明书”(设计规格书)。 技术说明书是船东提出并经双方技术谈判,以相应国际规范及公约为约束的船舶设计建造的技术要求。船厂在新船型特别是高附加值船舶的承接中必须慎重对待:必须搞清重要设备运行的采用标准情况、关键技术的工艺条件要求,特别是要排查出技术说明书中暗藏的技术障碍(不排除某些船东存有恶意意图); 2、对设计工作的组织。 船舶设计工作分三阶段组织进行——初步设计、详细设计、生产设计。初步设计:是从收到船东技术任务书或询价开始,进行船舶总体方案的设计。提供出设计规格说明书、总布置图、舯剖面图、机舱布置图、主要设备厂商表等。详细设计:在初步设计基础上,通过对各个具体技术专业项目,进行系统原理设计计算,绘制关键图纸,解决设计中的技术问题,最终确定船舶全部技术性能、船体结构、重要材料设备选型和订货要求等。 生产设计:是在详细设计送审图完成基础上,按工艺阶段、施工区域和组装单元,绘制记入各种工艺技术指示和各种管理数据的工作图、管理表以及提供生产信息文件的设计。

1-1-3 造船模式的内涵与特征

第一节现代造船模式的内涵与特征(3) 【学时数】2学时 【教学内容】 ◆现代造船模式的内涵与特征 【教学目的】 ◆了解现代造船模式的内涵与特征。 造船生产设计与造船模式有密切的关系,是在特定的造船模式下开展的关于船舶建造过程的设计,因此学生只有了解现代造船模式的内涵与特征,才能对造船生产设计形成整体的概念。 四、船体建造、舾装、涂装一体化造船模式 (一)造船模式的演绎及划分 一般将造船技术的发展划分为以下 5 级: 第一级——铆接技术应用,船体散装,船体形成后再进行舾装; 第二级——焊接技术应用,船体先形成分段,并进行预舾装,再合拢为整个船体; 第三级——成组技术应用,船体分道建造,区域舾装、区域涂装; 第四级——在上述船体分道建造、区域舾装、区域涂装和管件族加工等 4项技术实施并完善的基础上,运用系统工程技术的统筹优化理论分析生产过程,使各类造船作业实现空间分道、时间有序、责任明确、相互协调的作业优化排序,即实现均衡、连续、高效地壳、舾涂一体化造船;并由计算机全面辅助,这也就是造船CIMS。 第五级——充分发挥人的因素,开展全面质量管理小组活动,持续地完善造船系统,不断提高生产率。 (二)壳、舾、涂一体化造船的定义 壳、舾、涂一体化造船模式即为现代造船模式。 壳、舾、涂一体化造船模式的定义: 在实施并完善船体分道建造、区域舾装、区域涂装和管件族加工等技术的基础上,运用系统工程技术的统筹优化理论分析生产过程,按区域组织综合性生产,船体以分道作业形成中间产品

——分段,舾装以不按船舶系统分类的中间产品为导向形成——托盘,船体建造和舾装作业起先各自分流,从分段阶段起合二为一,涂装作业渗透到船体和舾装作业各阶段。即各类造船作业实现空间分道、时间有序、责任明确、相互协调的作业优化排序。同时,造船系统的设计、生产、管理和采购各部门的任务和计划,都围绕中间产品的制造予以明确规定,使得船厂的一切工作相互协调,极富节奏。 【理解要点】 壳、舾、涂一体化必须建立在分道建造、区域舾装、区域涂装和管件族制造的基础上,即首先要使所有的造船作业都按统一的中间产品专业生产为导向组织生产。 实现壳、舾、涂一体化的明显表征是施工现场井井有条,达到空间上分道,时间上有序、不同类型的作业和谐地进行,互不干扰。 空间上分道:就是为每个中间产品建立顺畅、无迂回的单向分道生产流程;同时,把船厂的空间按中间产品进行划分,在组织和安排生产时,使生产保持平衡。船体建造和舾装的分道生产体制的建立,使流通量控制的生产管理得以实现。 时间上有序:即船体、舾装、涂装三种作业并不是一起做,而是在一体化计划的安排下有序地进行和有机地结合。尤其是在分段、总段和船上施工阶段,壳、舾、涂作业在同一空间(即同一分道上)进行时,通过运用统筹兼顾的原理,时间合理分配,做到互不干扰,全厂生产有条不紊,职责分明,整个生产过程极富节奏,协调成犹如一体。生产过程中所有信息、物资和人员都能适时到位,一应惧全。 (三)壳、舾、涂一体化的内涵与特征 1、内涵 ●壳舾涂一体化(Integrated Hull Construction,Outfitting and Painting,简称IHOP)是世界造船界共同探求的目标。是造船技术发展的第四级水平。 ●从壳舾涂一体化的英文字义分析,IHOP是指不同类型作业达到各自和整体的和谐运行、互不干扰。 ●IHOP可以定义为集成造船,即造船的集成制造系统。它是造船的组织、管理与运行的新哲理,通过综合应用现代管理技术、制造技术、信息技术、系统工程技术,达到造船全过程中的有关

精益造船模式

1、引言 对现代造船模式做了如下定义:"以统筹优化理论为指导,应用成组技术原理,以中间产品为导向,按区域组织生产,壳舾涂作业在空间上分道、时间上有序,实现设计、生产、管理一体化,均衡、连续地总装造船"。这一论述对现代造船模式作了很好的诠释。但是在将近十年的时间里,我国许多船厂与世界先进造船企业的差距依然很大,在许多方面依然是"形似"不是"神似",即在实现现代造船模式的方法、途径和机理上仍然有许多需要提高的地方。 仔细观察日本制造企业,可以发现,几乎所有的制造业,无论是汽车、飞机、化工、计算机、家具,还是造船,其生产模式都惊人地相似,运作原理也基本相同。许多国家的学者对日本制造业(特别是丰田汽车公司)的生产模式进行了研究,认为以丰田汽车公司为代表的生产模式是迄今为止世界上最先进、制造成本最低的生产模式,并把它定义为精益生产模式(Lean Production System)。精益生产模式是目前世界上最先进的生产模式之一,它的成功掀起了精益管理的热潮,精益管理思想已经给各类制造业带来了巨大的进步,精益生产理论适用于所有制造企业。日本造船业比汽车业发展更早更快,汽车业在 20 世纪 60 年代才达到国际水平[1],而造船业早在 1956 年就已经成为世界第一[2]了。在发展过程中,造船业的生产模式与其它制造业相互取长补短,共同发展了今天的日本精益生产模式。 笔者认为,日本的造船模式是当今世界上最先进的造船模式,只要认真研究和学习日本造船业的生产模式,一定会对发展和提升我国造船企业的生产力水平起到积极的推动作用。 2、精益造船模式介绍[3~5] 精益生产模式是满足市场和客户要求,获取更高利润的方法和途径。它旨在通过全员的激励和努力,优化生产组织结构,去掉一切无效(不增值)的生产过程和环节,通过减少生产过程中的一切浪费来缩短生产周期,提高生产效率,降低生产成本,保证生产质量,从而获得好的产品利润。 "精益造船"就是以精益生产模式造船。 2.1 产品价值链(Product Value Chain)分析 精益造船把产品生产全过程分成两大部分:一部分为有效时间(Value Added Time);另一部分为无效时间(Non-Value Added Time)。传统造船模式中的无效时间远远多于有效时间。 产品生产的全部意义是为了满足客户的需要。从满足客户需要的角度考虑,有效时间是客户需要的,无效时间是客户不需要的。因此,任何生产过程中产生无效时间的现象就是浪费。丰田汽车公司把生产过剩、次品、库存、人和物移动、过度加工、运输及人和物等工 7 种现象描述为无效时间内产生的浪费。仔细分析船体制作过程(见图1),可以清

现代造船技术复习题汇总

课程学习要点 教学大纲要求的基本内容 一、先进制造技术基础理论 (一)教学内容 1、制造系统概述 2、计算机集成制造系统和现代集成制造系统 3、成组技术 4、并行工程 5、虚拟制造 6、敏捷制造与敏捷虚拟企业 7、可持续发展的绿色制造 8、企业建模 (二)基本要求 1、了解制造系统的基本概念 2、了解先进制造技术基础理论知识 二、现代造船模式 (一)教学内容 1、造船技术发展概况 2、现代造船方法 3、船厂总布置及流程 (二)基本要求 1、了解造船技术发展概况和船厂总布置知识 2、掌握现代造船方法 3、了解现代造船模式下的设计方式和生产管理方式 三、船体分道建造技术 (一)教学内容 1、船体分道建造技术概述 2、船体分道生产线 3、船体放样 4、零件加工技术 5、部件装配焊接技术 6、分段装配焊接技术 7、船台(坞)装配焊接技术 8、船体密性试验 9、船舶下水 (二)基本要求 1、掌握船体分道建造技术的基本概念 2、掌握船体放样的基础知识 3、理解零件加工、部件装配焊接、分段装配焊接、船台(坞)装配焊接技术的主要工艺 4、掌握船体密性试验、分道建造的起重运输、船舶下水的方法和工艺基础知识 四、区域舾装技术 (一)教学内容 1、区域舾装技术概述

2、管子加工技术 3、单元组装 4、分段舾装 5、船上舾装 6、系统运行和试验 (二)基本要求 1、掌握管子加工方法 2、掌握区域舾装技术的基本概念 3、掌握单元组装、分段舾装、船上舾装方法和工艺 4、了解系统运行和试验的方法、程序和要求 五、区域涂装技术 (一)教学内容 1、区域涂装技术概述 2、原材料预处理 3、二次除锈 4、分段涂装技术 5、船台(坞)涂装技术 6、特种涂装技术 (二)基本要求 1、掌握区域涂装技术的基本概念 2、了解原材料预处理、二次除锈方法和工艺 3、了解分段涂装、船台(坞)涂装、特种涂装技术的方法和工艺 六、船体建造、舾装、涂装一体化计划 (一)教学内容 1、船舶建造标准化 2、船舶建造策略 3、船体建造计划和分段、区域及托盘划分 4、船体结构建模技术 5、管电综合布置 6、管电及设备建模技术 7、涂装设计与计划 (二)基本要求 1、了解船舶建造标准化 2、掌握船体结构建模技术 3、掌握区域舾装计划和区域、托盘划分 4、掌握管电综合布置,管电及设备建模技术 5、掌握涂装设计与计划的方法 6、理解船舶建造策略,船体建造计划和分段划分 复习参考题 1.制造业的概念是什么?根据产品制造过程中原材料的处理方式、物流形式和工艺设 备,制造业分为哪几类? 2.概念:成组技术、并行工程、虚拟制造、敏捷制造、CIMS、柔性制造系统、敏捷供 应链、绿色制造 3.世界造船技术的发展经历了哪几个阶段,对造船模式产生了怎样的影响? 4.传统造船模式和现代造船模式的本质区别是什么,未来的造船工业向什么方向发

现代造船生产模式分析研究

本科生毕业论文(设计) 题目:现代造船生产模式分析研究 学习中心: 年 学 学生: 指导教师: 完成日期:年月日

现代造船生产模式分析研究 I 内容摘要 内容摘要是毕业论文的内容不加注释和评论的简短陈述,具有独立性和自含性。这部分可以分两段论述:第一段写明选题的来源,即简要介绍课题的研究现 分要求约含200个字符。

现代造船生产模式分析研究 II 目 录 内容摘要 ...................................................................................................................................... I 引 言 ....................................................................................................................................... 1 1 现代造船模式 . (2) 1.1 造船模式简介 (2) 1.1.1 中、日、韩的造船模式 ............................................................................... 2 1.1.2 现代造船模式的设计特点........................................................................... 3 1.2 精益造船模式 . (3) 1.2.1 精益造船模式介绍 ........................................................................................ 3 1.2.2 船舶工业实施精益生产的主要内容 ......................................................... 4 1.3 中心制造船模式 ...................................................................................................... 5 1.4 灵敏制造船模式 ...................................................................................................... 5 1.5 本章小结 ................................................................................................................... 6 2 现代造船方法 . (7) 2.1 区域造船法 .............................................................................................................. 7 2.2 区域模块化造船法 ................................................................................................. 7 2.3 精益造船三结合法 ................................................................................................. 7 2.4 本章小结 ................................................................................................................... 8 3 我国造船企业实行现代造船生产模式现状和对策 .. (9) 3.1 我国造船企业推行现代造船生产模式的现状调查 ········································· 9 3.2 夯实现代造船生产模式对策 ················································································ 9 结 论 ········································································································································ 10 参考文献 ··························

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