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