1-1-3 造船模式的内涵与特征
现代造船模式 第二章§3 [兼容模式]
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内涵及特征
§2 -3 现代造船模式
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一、现代造船模式的内涵
本章讲述内容
§2－1 造船模式涵义 §2－2 传统造船模式 §2－3 现代造船模式 §2－4 未来造船模式
袁 萍
我国造船企业转模
基本情况 我国从上世纪80年代即开始尝试转模，至今仍在 转模中。 认知： 现代造船模式是对先进造船企业造船理论和实 践的总结，很重要，需要转模。 转模表面上看并不复杂，学习和采用现代造船 模式应该不需要化费太长时间， 事实： 事实与认知相反，我国造船几十年的转模不尽 如人意。 韩国造船业起步比我国晚，如今其造船效率和 水平已与日本一比高下。
袁 萍
袁 萍
核心内容
§2 -3 现代造船模式
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我国转模情况
§2 -3 现代造船模式
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一、理论基础 二、作业体系 三、特征体现 四、分解与成组 五、统筹优化准则
袁 萍
2
发展阶段
§2 -3 现代造船模式
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核心内容
§2 -3 现代造船模式
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一、初级现代造船模式 二、高级现代造船模式 “壳、舾、涂一体化”区域／类型／阶段导向型组织生产模 特点 １）产品作业任务的分解和组合，除按区域／类型／阶段的原 则和方式外，更体现为船体建造、舾装和涂装三大作业系统的 相互结合； ２）设计、工艺和管理一体化，壳、舾、涂作业一体化； ３）生产管理体制是按区域组织的复合专业、复合工种体制。
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。
船舶建造模式
分道生产线实质上就是柔性流水生产线， 是获取大批量生产效益的手段。 船体分道建造包括真实的流水生产线和虚 拟的流水生产线。前者包括各类船体零件切 割的分道生产线、船体平面分段装焊生产线 等。后者是指生产对象固定，而人员按不同 工序流动的生产线，例如，曲面分段在同一 胎架上，由不同人员按生产节拍，分别完成 曲板的拼装、板缝焊接、构架的装配、构架 接缝的焊接等工序。
这一模式的特点是： （1）产品作业任务的分解和组合，除按区 域／类型／阶段的分解原则和组合方式外，更 体现船体建造、舾装、涂装三大作业系统的相 互结合； （2）产品作业任务的分解与组合，是通过 船体、舾装、涂装的生产设计加以规划和体现 的。 （3）船舶设计、造船生产和生产管理相互 结合，并通过生产设计融为一体。
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。
船体分道建造法
按船体零件、部件、分段和总段的工艺过 程的相似性组建各类生产线，以实现均衡生 产和生产资源高效使用的一种方法。其中包 括采用造船精度控制，最大限度的消除修整 作业，保证各级分道生产线中高效工艺装备 的使用；以及采用加热校正和成形技术，以 使形状复杂的船体零件、部件和分段达到规 定的形状和尺寸。
1.1产品制造原理
该原理是把最终产品按其形成的制造级，以中间产品的 形式对其进行作业任务的分解和组合。所谓中间产品是指 生产的作业单元，是对最终产品进行作业任务分解的一个 组成部分，也是逐级形成最终产品的组成部分，它具有明 显的产品特征。那就是： （1）有特定的“产品”作业任务，而其作业任务并非 由单一工种完成； （2）有明显的“产品”质量（尺寸精度）指标； （3）有完成“产品”作业任务所需的全部生产资源 （含人、财、物），或称生产任务包。 上述原理应用到造船，是把船舶作为最终产品，船舶制 造从采购材料（设备）、加工零件开始，然后以中间产品 的生产任务包形式组装成配件，进而再组装成更大的装配 件，这样逐级组装，最终总装成船舶产品。
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。
P32.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。
P33.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。
P45.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。
P72.成组技术运用的两种原理。
P73.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。
P94.壳、舾、涂的具体在船上的分类。
P95.系统工程的概念。
P96. 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。
P97.完整理解现代造船模式，可简要归纳有6点。
P108.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。
P132.现代造船模式应遵循的5个设计原则.P133.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。
P144.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。
P165.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。
P196.设计中协调的主要方式是：召开图纸研讨会和出协调图。
P197.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。
造船工讲义程概论
1、系统导向型任务分解
对船舶按功能系统分解任务，设计工作分组按系统进行。
2、中间产品导向型任务分解
涵义：将最终产品分解为若干中间产品的分类方法称为中间产品 导向型任务分解。
中间产品：属于后一制造级所需的零件或装配件称为中间产品。 应具有以下“产品”特征：
船体模块主要进行船体结构辅助设计，可输入输出全部船体制造所需 的数据。管系、舾装模块则提供了管系设计和制造所需的所有工具， 包括3D管系布置。空调通风模块所提供的工具可支持开发大型 HVAC(热力、通风与空调)系统及其结构的能力，并生成制造输出数据。 电气系统模块提供的功能可支持船舶电气系统的开发，其中包括布线 示意图、3D电缆通道网络、3D布线以及电缆通道支撑结构。通过从可 用于船舶系统的设备和电缆库中进行选择，用户可以创建示意图。
教学任务
船舶工程专业学生通过 学习本大纲所规定的全 部教学内容，能够了解 国内外造船新工艺研究 和应用动态，掌握船舶 建造的基本理论、工艺 原则、工艺装备、工艺 方法和基本操作技能， 初步具备从事船体生产 设计和解决造船实际工 艺问题的能力，为今后 从事船舶建造工程技术 和管理工作以及进行相 关的科学研究工作打下 基础。
NAPA公司首次在船舶设计软件中采用3D技术，并在船舶初步设计和基 本设计阶段提出了3D NAPA船舶模型的概念，这一概念己得到广泛认 同。
利用NAPA Steel设计师们可以在较短时间内迅速完成结构初步设计和 重量、成本计算，生成可供送审的技术文件和图样，并根据需要生成 结构有限元计算所需的网格模型。
二、造船模式的内涵和演变
造船技术的发展可以划分为三个阶段、五个有代表性的造船 模式船。舶模块三要素： 具有标准尺寸和标准构造； 具有标准件和可选部件的特点； 是预制件，具有可组装性。 造船模块定义：具有标准尺寸和标准件，主要部件具有 可选性的最终产品的预制单元。 造船模块特点： 具有独立功能； 具有通用性 具有特定的界面、连接尺寸及连接形式。
造船模式示范研究
现代造船模式示范应用研究---造船生产体系的改造一．现代造船模式生产体系的特征1.推行现代造船模式的造船企业其生产体系充分体现现代造船模式的技术内涵。
即“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”。
2.现代造船模式的造船企业其生产体系是针对船舶产品的技术特性、规范要求，以及厂内生产要求的制约条件，为实现企业质量、成本、周期目标，贯彻现代造船模式的技术内涵，经过不断的优化策划，组建的相对稳定的生产作业体系和生产管理体系。
3.推行现代造船模式的造船企业其生产作业体系是由船台（船坞）总装生产线和若干按产品专业化原则分道的中间产品（分段、总段、单元、模块）生产单位集成组成。
船台（船坞）总装线有标准的作业流程和标准的作业时限节拍，类似汽车总装线物流人不流；(船台总装线人流物不流，神似形不似）承担分段、总段壳、舾、涂任务的中间产品生产单位贯彻均衡、连续生产原则，充分发挥生产设备、场地、人员的效率。
4.推行现代造船模式的造船企业其生产管理体系已形成分层的综合性管理功能。
①.生产管理在造船生产流程的初期阶段（订货阶段）运用广义的“生产设计”方法来设计如何生产，策划企业如何能经济地、迅速地、优质地制造拟承接的船舶。
这种策划过程既综合了成本、周期、质量管理内容，并使生产管理体系具备不断创新的功能。
②.生产管理在造船生产的准备阶段，根据工程管理原理，将全面的计划管理内容，经过综合平衡，通过各类计划形式向各业务管理部门下达工作指令，协调各管理业务的工作进程。
并要求设计部门按“生产设计”策划的要求，绘制策划意图的图纸资料，向作业部门下达作业指令。
③.生产管理在生产阶段是通过向作业单位授权，赋予该作业单位按照生产计划及设计指令经济地、迅速地、优质地完成中间产品或区域生产任务的全部职权。
生产作业单位建立现场作业综合管理部门（工务科），运用过程控制方法，实现本作业单位的自主、封闭的管理。
船舶电气电工艺
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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。
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2、详细设计 什么是详细设计？ ①是船舶设计的第二阶段。 ② 通过各个具体专业项目的设计计算和图样绘制，解决设计中基 本的和关键的技术问题，最终确定船舶全部技术性能、船体结构、重 要材料、设备选型、订货要求、各项技术要求和标准。 详细设计的目的是什么？ ①提供验船部门规定送审的图纸和技术文件； ②提供造船合同中规定送船东认可的图纸和技术文件； ③提供材料、设备订货规格、数量及技术文件； ④为生产设计提供必需的图纸和技术文件。
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3、初步设计和详细设计的图纸目录
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4、生产设计 什么是生产设计？ ①是船舶设计的第三阶段。 ②是在详细设计的基础上进行的，按工艺阶段、施工区 域和安装单元绘制的有工艺要求和生产管理数据的工作图 表的设计。 生产设计要根据造船厂的具体生产能力、生 产特点、生产组织方式、工艺特点等来决定生产设计图纸 与文件的内容和深度。 生产设计的目的是什么？ ①将整个造船生产过程中的各种因素（人力、设备、 场地、器材等）通过设计的方式预先加以综合协调和优化。 ②提供造船生产所必需的图表和文件，使其能直接指 导造船生产过程有效的进行。
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《怎样理解现代造船模式》
1
现代造船模式
2
是相对我国传统造 船模式而言的概念
传统造船模式组织造船生产的基本准 则和基本方式是按功能/系统/专业。 现代造船模式组织造船生产的基本准 则和基本方式是按区域/阶段/类型。 现代造船模式相对我国传统造船模式 是截然不同的两种造船模式。
三、现代造船模式泛指 日、韩造船模式
3．日本造船不讲模式，但有模式乃是我国倡导的现代造船模式
体现定工位（区域）批量组织生产 所固定的工位（区域）当作中间产品 制造的“微型工厂”。 船舶建造过程中的各类生产作业任务 均要以“产品”形式组织生产，其中包括 服务。
所具有的特征
以其为导向组织生产的特征
类型
船体建造：零、 部件、分段、总段 舾装作业：托盘、 单元、模块 壳舾化一体化分 段、组合分段（总 段）。
二、正确理解现代造船 模式的内涵
2．现代造船模式的内涵
统筹优化理论
其准则
从
整体 综合 动态 寻优
观点，协调各系统之间的关系
其 体 现
壳舾涂一体化 —— 是以船体为基础，舾装为 中心，涂装为重点把壳舾涂三大作业系统有机 结合建立在空间分道、在时间上有序的立体优 化排序。
两个一体化 设计、生产、管理一体化 ——是指船舶设计、组 织生产、生产管理之间的相互结合应从全局、全厂 、全船的角度统筹、协调各系统的各方面问题，使 船舶建造整体优化。其中要在设计思想、建造策略 和管理思想的结合中建立以正确的管理思想为三者 结合的主导。
在企业内
在企业外
利用社会资源将企业内的中间 产品最大限度扩散到企业外部 进行商品化制作。
推行五固定：定 场地、定任务、定 设备、定人员、定 标准 推行4S现场管理: 整理Sort、 整顿Stabilize、 清洁Sustain、 清扫Shine
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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
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。
参见教材P3图1－1。
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。
【复习思考题】
1、造船技术水平由低向高发展可划分为哪5种模式？比较其生产技术、工程状态和管理特性等方面的差异。
2、什么是壳、舾、涂一体化造船模式？
3、造船工程“空间上分道”、“时间上有序”的内涵是什
么？
4、简要分析壳、舾、图造船工艺过程中壳、舾、涂三大工程之间的关系。