船舶建造工藝流程簡要介紹

1、船舶建造工藝流程簡要介紹本講座從管理者的角度，按照“殼舾涂一體化總裝造船”現(xiàn)代造船管理模式的要求，結(jié)合我國船廠的探索實踐，介紹船舶建造在各工藝階段的組織方式、應注意的問題，同時提供對施工狀態(tài)的評價標準。一、造船生產(chǎn)管理模式的演變由焊接代替鉚接建造鋼質(zhì)船，造船生產(chǎn)經(jīng)歷了從傳統(tǒng)造船向現(xiàn)代造船的演變，主要推動力是造船技術的發(fā)展。傳統(tǒng)造船分兩個階段：1、常規(guī)的船體建造和舾裝階段。在固定的造船設施按照先安裝龍骨系統(tǒng)、再安裝肋骨框、最后裝配外板系統(tǒng)等。2由于焊接技術的引進，船體實行分段建造；舾裝分為兩個階段：分段舾裝和船上舾裝，即開展予舾裝。現(xiàn)代造船又歷經(jīng)以下階段：3、由于成組技術的引進，船體實行分道建造

2、；舾裝分為三個階段：單元舾裝、分段舾裝和船上舾裝，即開展區(qū)域舾裝。4、由于船體建造和舾裝、涂裝相互結(jié)合組織，實現(xiàn)“殼舾涂一體化總裝造船”。5、隨著造船技術的不斷發(fā)展，精益造船、標準造船、數(shù)字造船、綠色造船將成為船廠的努力方向。目前國內(nèi)主要船廠一般處于三級向四級過渡階段；國內(nèi)先進船廠已達到四級水平；外高橋船廠、建設中的江南長興島造船基地明確提出將精益造船、標準造船、數(shù)字造船、綠色造船作為發(fā)展目標。二、現(xiàn)代造船生產(chǎn)管理模式的特征1、船體分道建造法。根據(jù)成組技術“族制造”的原理制造船體零件、部件和分段，按工藝流程組建生產(chǎn)線。2、拋棄了舾裝是船體建造后續(xù)作業(yè)這一舊概念，以精確劃分的區(qū)域和階段（單元舾裝

3、、分段舾裝和船上舾裝）控制舾裝。3、實行“管件族制造”，以有效手段制造多品種、小批量產(chǎn)品，獲得生產(chǎn)線生產(chǎn)效益。4、采用產(chǎn)品導向型工程分解。把船舶劃分為不同級別的中間產(chǎn)品，并協(xié)調(diào)的組織分道生產(chǎn)和集成。三、船舶建造工藝流程現(xiàn)代造船工藝流程如下簡圖：船舶建造工藝流程層次上的劃分依據(jù)為：1、生產(chǎn)大節(jié)點：開工上船臺（鋪底）下水（出塢）航海試驗完工交船生產(chǎn)大節(jié)點在工藝流程中是某工藝階段的開工期（或上一個節(jié)點的完工期），工藝階段一般說是兩個節(jié)點間的施工期。生產(chǎn)大節(jié)點的期限是編制和執(zhí)行生產(chǎn)計劃的基點，框定了船舶建造各工藝階段的節(jié)拍和生產(chǎn)周期；從經(jīng)營工作看，節(jié)點的完成日也是船東向船廠分期付款的交割日。2、工藝階

4、段：鋼材予處理號料加工零、部件裝配分段裝焊船臺裝焊（合攏）拉線鏜孔船舶下水發(fā)電機動車主機動車系泊試驗航海試驗完工交船3、以上工藝階段還可以進一步進行分解。4、需要說明的是以上工藝階段是按船舶建造形象進度劃分的，現(xiàn)代造船工藝流程是并行工程，即船體建造與舾裝作業(yè)是并行分道組織，涂裝作業(yè)安排在分道生產(chǎn)線的兩個小階段之間，船體與舾裝分道生產(chǎn)線在各階段接續(xù)地匯入殼舾涂一體化生產(chǎn)流程。四、船舶建造的前期策劃船舶設計建造是一項復雜的系統(tǒng)工程，在開工前船廠必須組織前期策劃，一是要掃清技術障礙；二是要解決施工難點。對設計部門的要求：1、必須吃透“技術說明書”（設計規(guī)格書）。技術說明書是船東提出并經(jīng)雙方技術談判，

5、以相應國際規(guī)范及公約為約束的船舶設計建造的技術要求。船廠在新船型特別是高附加值船舶的承接中必須慎重對待：必須搞清重要設備運行的采用標準情況、關鍵技術的工藝條件要求，特別是要排查出技術說明書中暗藏的技術障礙（不排除某些船東存有惡意意圖），否則冒然施工將會給船廠帶來災難性的后果。對此，各主要船廠都有過深刻的教訓。如江南廠建造的自卸船、廣船建造的客滾船、大連廠建造的大型滾裝船、三用工作船等。因此對新船型的開發(fā)必須組織予研,進行充分的技術儲備。2、對設計工作的組織。船舶設計工作分三階段組織進行初步設計、詳細設計、生產(chǎn)設計。初步設計：是從收到船東技術任務書或詢價開始，進行船舶總體方案的設計。提供出設計規(guī)

6、格說明書、總布置圖、舯剖面圖、機艙布置圖、主要設備廠商表等。詳細設計：在初步設計基礎上，通過對各個具體技術專業(yè)項目，進行系統(tǒng)原理設計計算，繪制關鍵圖紙，解決設計中的技術問題，最終確定船舶全部技術性能、船體結(jié)構(gòu)、重要材料設備選型和訂貨要求等。生產(chǎn)設計：是在詳細設計送審圖完成基礎上，按工藝階段、施工區(qū)域和組裝單元，繪制記入各種工藝技術指示和各種管理數(shù)據(jù)的工作圖、管理表以及提供生產(chǎn)信息文件的設計。簡言之：初步設計描繪出將建造一艘什么樣的船；詳細設計確定各專業(yè)各系統(tǒng)如何配置與運行；生產(chǎn)設計指示怎樣合理地建造這艘船。目前，國內(nèi)各主要船廠都取得了國家級技術中心資格認證，大船重工船舶及海洋工程研究所設有開發(fā)

7、室、船體、船裝、機裝、電裝、居裝等綜合設計室以及工藝、海工、軍工等專業(yè)設計室，已開發(fā)并建造了化學品船、成品油輪、原油輪、散貨船、多用途船等系列船型，對新船型首制船，如VLCC、大型集裝箱船等，一般采用與國外設計院所聯(lián)合設計方式，所有生產(chǎn)設計任務全部由船廠承擔。因此需要盡快地充實和培養(yǎng)自己的生產(chǎn)設計隊伍。生產(chǎn)設計是施工設計，必須密切結(jié)合工廠的工藝流程、設施設備能力、工藝水平甚至工藝習慣，外委設計將不可避免出現(xiàn)修改。船舶設計的全過程延續(xù)的時間很長，影響設計進度的突出問題是：詳細設計的主要圖紙和技術文件需要船東、船檢（船級社）審查認可，而后進行退審修改，此時船舶已經(jīng)開工，生產(chǎn)設計承受著施工供圖需求的

8、壓力，由于準備不充分，在版圖施工情況下容易出現(xiàn)差錯。解決的途徑是努力將詳細設計與生產(chǎn)設計由串聯(lián)式的接續(xù)組織，盡可能在一定階段形成并聯(lián)式的交叉組織。在設計部門組織機構(gòu)設置中，有的船廠試嘗將詳細設計與生產(chǎn)設計人員編在一個綜合設計室；但從努力方向看，應該開發(fā)利用計算機工作站的功能，在輸入詳細設計可靠數(shù)據(jù)和圖形的基礎上，通過三維設計、干涉檢查，直接生成生產(chǎn)設計數(shù)據(jù)和圖形。3、設計審查要加強對設備材料的經(jīng)濟性選擇。詳細設計一經(jīng)確定，全船80%的成本已經(jīng)固化（其中設備材料費用占全船總成本的65%左右），在人工費、專用費項目中降低成本的空間很小。據(jù)資料統(tǒng)計，國內(nèi)船廠與國外先進船廠建造的同類船舶相比，設備裕量

9、和材料消耗量均高出10%。因此在主要設備、材料廠商表范圍內(nèi)，對重要設備、大宗物資必須堅持集中訂貨、定點訂貨；對金額高的常用消耗性材料，爭取采用寄售或賒銷方式。 對生產(chǎn)管理部門的要求： 1、根據(jù)生產(chǎn)線表的要求，要詳細、準確地編制船舶生產(chǎn)技術準備綜合日程表，包括設備納期表、設計出圖計劃等，并進行跟蹤、調(diào)度、檢查、考核。生產(chǎn)技術準備是船廠組織船舶建造重要的管理體系，在調(diào)度為主要管理手段時期，圍繞出圖、供貨、配套等項目常常糾纏不清，牽扯了生產(chǎn)管理者極大的精力。目前各船廠生產(chǎn)技術準備狀況已有了很大改觀：一是建立了拉動式需求計劃管理體系；二是將各船只生產(chǎn)技術準備的職責落實到項目組；三是應用了信息技術：設計

10、出圖進度及狀況、物資訂貨及到貨情況、集配件的需求缺損件的等都在網(wǎng)上傳輸并設有予警提示2、根據(jù)現(xiàn)代造船“設計、生產(chǎn)、管理一體化”的要求，從合同簽約開始生產(chǎn)管理部門就應參與設計工作，如依據(jù)影響船廠生產(chǎn)率相關的制約因素和條件，提出分段劃分意見等，供設繪各布置圖參用。在船舶設計過程中，按造船管理規(guī)程的要求，將分階段召開A、B、C、D 等會議，其目的都是以合理和方便施工為宗旨，將管理要求和設計意圖融合起來。為此，在合同生效三個月內(nèi)，生產(chǎn)管理部門要編制出建造方針，該方針是指導船舶建造的綱領性文件，主要內(nèi)容有：（1）合同概要。（2）建造船舶的主要技術參數(shù)和主要物量。（3）建造方法。包括分段劃分原則；重要分段

11、的結(jié)構(gòu)特征及尺寸；分段重量的控制范圍；鋼板規(guī)格控制；總段裝配范圍；上層建筑整體吊裝的重量計算；分段予舾裝范圍和要求；場地分配及面積計算；船臺建造方法和定位分段的確定等。（4）新工藝新技術的應用和實施范圍及要求。（5）船舶建造主要建造計劃線表。（6）質(zhì)量、成本、資金等管理要求。建造方針完成之后，船廠還要編制出施工要領，主要說明基本的工藝步驟、技術要點和基本的施工方法。策劃合理、內(nèi)容規(guī)范，并體現(xiàn)出很高的施工要求，如開展予舾裝：“除合攏縫處的貨艙區(qū)的鐵舾、管系焊接件外，其它所有均應在分段階段安裝”。3、為了在船舶建造過程中貫徹建造方針，避免流于形式缺乏約束，近年來主要船廠相繼開展了一項叫做“紙上模擬

12、造船”的活動，取得了應有的成效：在船舶開工前，船廠組織設計、工藝、生產(chǎn)及生產(chǎn)管理等主管人員，對照設計說明書，從剖析的角度，按船舶建造流程逐項找出影響設計建造的關鍵點，從合理性可行性出發(fā)，研究確定建造方法和技術手段，也就是說研究確定了對關鍵項目的予案。從實踐情況看，如果“紙上模擬造船”能夠走得通，并將具體要求落實在建造方針中，基本上掃除了建造中將遇到技術障礙和施工難點。五、船舶建造過程的控制（一）鋼料加工階段鋼料加工過程：鋼材備料鋼材予處理線（矯平、噴砂除銹、底漆）放樣號料構(gòu)件邊緣加工（切割、加工焊接坡口）構(gòu)件成型加工（非平直構(gòu)件加工成應有曲度）船體零部件裝配（平面接板、框架組立）。應關注的問題

13、：1、鋼料供應。船廠是鋼材消耗大戶，從產(chǎn)業(yè)關系看應該與鋼廠建立利益共享的戰(zhàn)略伙伴關系。目前大船重工已與鞍鋼簽定了長期合作協(xié)議，每年鎖定一個鋼材基價，既減少了受鋼材市場價格波動影響，并能夠保證供貨期限和數(shù)量；有的船廠享有鋼材優(yōu)惠價格（如每噸下浮50 元）；還有的鋼廠直接投資船廠成為股東單位（外高橋有限公司、大船重工鋼加配送中心）。2、鋼料加工應形成分道加工的路徑。大型船廠為組織分段組裝流水線生產(chǎn)，在鋼料加工階段就要求相應加工后的構(gòu)件定向、有序地傳輸?shù)狡矫娣侄瘟魉€、曲面分段流水線和型材加工流水線。在大連船務鋼料加工車間：平直構(gòu)件加工、帶曲度構(gòu)件加工壓制、型材加工及彎制、構(gòu)件小組立等，已形成劃分明

14、確的加工區(qū)域。3、提高鋼材利用率是船廠降本增效永恒的主題。目前國內(nèi)船廠鋼材利用率（主船體鋼材利用率、鋼材綜合利用率）一般在8590%左右，其中中遠川崎達到94%，日本船廠可達到95%以上。鋼材利用率狀況受到船型及設計、管理、場地等多因素影響。（1）努力開展船體與舾裝同步設計，以提高一次套料利用率；（2）在鋼料加工中心留有充分的余料堆放、分檢、再利用場地，一是可調(diào)用余料進行二次套料；二是利用余料切割法蘭、肘板、人孔蓋等予制件；三是調(diào)用余料補充工裝。（3）盡可能根據(jù)用料尺寸，多規(guī)格在鋼廠組織定尺訂貨（這是日本船廠保持高水平利用率的優(yōu)勢）。（二）分段制作階段1、分段是構(gòu)成船體結(jié)構(gòu)的實體。根據(jù)船舶建造

15、工藝、場地條件、起重能力、周期要求等，一艘36 萬噸級船舶分段劃分大致在100200 個（大型船體結(jié)構(gòu)如MPF1000 鉆井儲油船分段劃分351 個）。2、分段名稱分段按幾何特征可分為：（1）平面分段：平面板列帶有骨架的單層平面板架；（2）曲面分段：平面板列帶有骨架的單層曲面板架；（3）半立體分段：兩層或兩層以上板架所組成的不封閉分段；（4）立體分段：兩層或兩層以上板架所組成的封閉分段；（5）總段：主船體沿船長劃分，其深度和寬度等于該處船深和船寬的環(huán)形分段。特別需要指出的是：立體分段和總段是由若干平面分段和曲面分段所組成，由于平面分段和曲面分段是分段建造中的基本單位，作為船舶建造主流程，必須組

16、織流水線生產(chǎn)。分段按其結(jié)構(gòu)所屬部位可分為：（1）底部分段（2）舷側(cè)分段（3）甲板分段（4）首尾分段（5）上層建筑等3、分段制作階段建造組織措施：（1）嚴格按批量順序下料：船體結(jié)構(gòu)分段一般分20 多個批次進行投料。在網(wǎng)絡計劃安排中按吊裝順序依次組織分段制作，這是由建造法決定的。塔式建造法：以尾部近機艙前的一個底部分段作為基準段在船臺搭載，然后向首、尾及兩舷自下而上依序吊裝各分段。由于機艙分段需要安裝大量設備、管路，所以需要盡早成型并吊裝。島式建造法：為縮短建造周期，將船體沿船長劃分成23 個建造區(qū)（島），在每個建造區(qū)選擇一個分段為基準段，按塔式建造法組織建造，島與島之間利用“嵌補分段”進行連接。

17、串聯(lián)建造法（一條半造船法）：當船臺長度大于船長1.5 倍，且是批量建造情況下，可以在建造第一艘船的前半段的同時，在船臺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，并移至船臺尾端繼續(xù)建造其前半段，同時第三艘船的尾段又在船臺的前端建造?？偠谓ㄔ旆ǎ簩㈩A先裝配焊接好的環(huán)形總段按照安裝順序進行船臺裝配。船廠在具有大型船塢、并有總組場地和起重能力予以保證情況下，采用總段建造法可以有效利用各主要生產(chǎn)資源。2）貫徹總裝造船原則：為充分發(fā)揮船廠主要生產(chǎn)設施（船臺、船塢、總組場地和起重設備等）能力，應將生產(chǎn)主流程即組織流水線生產(chǎn)的項目留在廠內(nèi)，能夠以中間產(chǎn)品組織生產(chǎn)和供應的次流程項目，盡可能以“分包”形式擴散到廠外，實行“專業(yè)化生產(chǎn)、社會化配套”。“分包”指的是購買勞務，由船廠提供材料、圖紙、進行工藝和質(zhì)量監(jiān)督，分包商提供加工后的中間產(chǎn)品，這些產(chǎn)品船廠不是不能制造