基于現(xiàn)代造船模式的船體零件編碼研究和應(yīng)用_上海造船2006(4)

1、基于現(xiàn)代造船模式的船體零件編碼研究和應(yīng)用王世利1 劉建峰2 金燁1 孫嘉鈞21上海交通大學(xué)工程碩士 2上海外高橋造船有限公司【摘要】：基于對(duì)現(xiàn)代造船模式下船體分段建造作業(yè)的分析，應(yīng)用編碼技術(shù)，結(jié)合先進(jìn)設(shè)計(jì)軟件的編碼功能，根據(jù)船體分段零部件特點(diǎn)，本文主要研究了:工程編碼、分段編碼、組立類型代碼、組立編碼、零件分類代碼、零件號(hào)和零件加工代碼的設(shè)置問(wèn)題；組立流向、編碼級(jí)數(shù)和編碼完整性問(wèn)題；編碼體系與TRIBON設(shè)計(jì)軟件的匹配問(wèn)題。通過(guò)綜合研究，本文建立了一套基于現(xiàn)代造船模式的船體零件編碼體系?！娟P(guān)鍵詞】：零件，編碼，組立，流程，建模，適用性1 前言隨著現(xiàn)代造船模式的深入發(fā)展，部分先進(jìn)船廠初步建立了切

2、割中心、部件工場(chǎng)、平直中心、曲面中心、模塊中心和外場(chǎng)大組平臺(tái)為主體的分段分道建造模式，這種分段建造模式可以顯著的提高生產(chǎn)效率，但是物流管理難度很大，相應(yīng)的也就要求生產(chǎn)設(shè)計(jì)將分段建造過(guò)程細(xì)致分解。基于現(xiàn)代造船模式的船體零件編碼致力于應(yīng)用編碼技術(shù)和設(shè)計(jì)軟件，將經(jīng)過(guò)產(chǎn)品導(dǎo)向型工程分解和分道組合的各類中間產(chǎn)品，按現(xiàn)代造船模式形成的生產(chǎn)作業(yè)體系進(jìn)行電子化模擬造船，且使設(shè)計(jì)、物資、生產(chǎn)、管理的信息共享，信息快速傳遞，在促進(jìn)船體零部件物流方面發(fā)揮著突出的作用2 船體零件編碼構(gòu)思2.1 船體建造分解船體建造過(guò)程傳統(tǒng)上分為小組立、中組立、大組立、總組和搭載。零件拼裝成中小組立，中小組立拼裝成分段，分段總組為總段

3、，大量分段和總段組裝出一條整船，這樣的作業(yè)分解比較粗獷，難以滿足精細(xì)管理的需要。船體分道作業(yè)法的工程分解從中間產(chǎn)品的角度出發(fā)，將船體結(jié)構(gòu)分解成零件裝配、組立裝配、分段裝配等階段后，按照成組技術(shù)相似性原理將其分類成組，以組為單位安排人員、設(shè)備和場(chǎng)地，組建成分道生產(chǎn)線。通常設(shè)有鋼材預(yù)處理線、T型材生產(chǎn)線、內(nèi)部零件生產(chǎn)線、部件生產(chǎn)線、平面分段生產(chǎn)線、曲面分段制作區(qū)、上層建筑分段制作區(qū)等船體生產(chǎn)線。中間產(chǎn)品分解的方法，實(shí)際上是一種劃細(xì)生產(chǎn)作業(yè)單元的方法。設(shè)計(jì)階段的船體作業(yè)中間產(chǎn)品分解，即裝焊作業(yè)定義越精細(xì)越好，生產(chǎn)階段可根據(jù)場(chǎng)地、設(shè)備、人力等客觀條件進(jìn)行相匹配的組合。這是基于現(xiàn)代造船模式的船體零件編碼

4、所關(guān)注的重點(diǎn)，即以中間產(chǎn)品為導(dǎo)向，貫徹工程分解與組合的精細(xì)化，通過(guò)編碼做到圖1所示的精細(xì)程度，而非傳統(tǒng)的小組、中組和大組。圖1 船體作業(yè)流程分解2.2 船體編碼體系創(chuàng)建原則 船體零件編碼體系的創(chuàng)建，必須遵循一定的原則，通常要具有識(shí)別功能、分類功能和排列功能。編碼要能夠被計(jì)算機(jī)識(shí)別；要具備適應(yīng)組織變動(dòng)、工藝改善、設(shè)計(jì)革新等變化的靈活性；編碼完整性與編碼級(jí)數(shù)和位數(shù)的平衡必須重點(diǎn)考慮。3 船體零件編碼體系基于現(xiàn)代造船模式的船體零件編碼包含了工程編碼、分段編碼、組立類型代碼、組立編碼、零件分類代碼、零件號(hào)和加工代碼信息，其中工程編碼4位，分段編碼3位，組立類型代碼1位，組立編碼6位，零件分類代碼1位，

5、零件號(hào)3位，加工代碼1位，編碼位數(shù)共19位。編碼結(jié)構(gòu)方面，為避免編碼級(jí)數(shù)過(guò)多，進(jìn)行了適當(dāng)?shù)暮喜?，其中組立階段代碼和組立編碼并為一級(jí)，簡(jiǎn)稱組立編碼；零件分類代碼、零件號(hào)和加工代碼并為一級(jí)，簡(jiǎn)稱零件號(hào)。由多級(jí)組立過(guò)程導(dǎo)致的編碼級(jí)數(shù)過(guò)多問(wèn)題，利用組立類型代碼的銜接功能來(lái)解決，在編碼結(jié)構(gòu)中僅表示該零件所屬的上一級(jí)組立編碼?？傮w上該編碼體系為四級(jí)編碼結(jié)構(gòu)，其一般結(jié)構(gòu)形式見圖2。圖2 基于現(xiàn)代造船模式船體零件編碼3.1 工程編碼工程編碼由四位阿拉伯?dāng)?shù)字組成，第一位數(shù)字表示船舶分類，第二位數(shù)字表示船舶分組，第三位和第四位數(shù)字表示船舶序號(hào)，其一般結(jié)構(gòu)形式見圖3。圖3 工程編碼 圖4 分段編碼3.2 分段編碼

6、分段編碼，一種是英文字母和阿拉伯?dāng)?shù)字，另外一種是三位數(shù)字，均包括分段區(qū)域、位置和序號(hào)。其中純數(shù)字定義較為科學(xué)，信息處理方便，其一般結(jié)構(gòu)形式見圖4。3.2.1 分段區(qū)域代碼 船體結(jié)構(gòu)通常劃分為艉部、機(jī)艙、上層建筑、貨艙雙層底、貨艙舷側(cè)、貨艙橫艙壁、貨艙縱艙壁、貨艙甲板和艏部。據(jù)此，分段區(qū)域代碼定義見表1。表 1 分段區(qū)域代碼表代碼分段區(qū)域代碼分段區(qū)域1艉機(jī)艙、艉部6貨艙舷側(cè)2貨艙雙層底 7貨艙縱艙壁3備用部分8艏機(jī)艙、艏部4貨艙橫艙壁9上層建筑5貨艙甲板、艙口圍、艙口蓋3.2.2 分段位置分類代碼分段位置分類主要是區(qū)分分段位于左舷、船舯還是右舷，英文通常用P、C、S分別表示，分段位置分類代碼采用

7、一位阿拉伯?dāng)?shù)字表示，用其奇偶性加以區(qū)分，如表2所示。表2 分段位置分類代碼表分段位置分類代碼分段位置2，4，6，8左舷0，1船舯3，5，7，9右舷3.2.3 分段序號(hào)分段序號(hào)用阿拉伯?dāng)?shù)字表示，從1開始，縱向從船艉向船艏依次編碼，橫向從中心線到舷側(cè)依次編碼，垂向從下向上依次編碼。3.3 組立類型代碼組立類型的定義關(guān)系到零件和組立的去向，在指導(dǎo)物流方面發(fā)揮著重要作用，部分先進(jìn)船廠已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了船體零件和組立的托盤化配送，基于現(xiàn)代造船模式的船體零件編碼在組立類型代碼方面進(jìn)行了精細(xì)定義，如表3所示。具體應(yīng)用上，可根據(jù)公司實(shí)際將Q、N、S、T階段都布置在部件工廠進(jìn)行，無(wú)論場(chǎng)地如何配置，都可以發(fā)揮較高的物流指

8、揮作用。表3 組立類型代碼表組立類型特征示例先行小組Q由兩個(gè)零件裝焊成的組立。小組拼板N小組立階段的鋼板對(duì)接。小組S由兩個(gè)以上零件裝焊成的組立。小組翻身T在小組立的另一面裝焊零件。流水線F在流水線上進(jìn)行拼板和裝焊骨材的組立。中組和大組拼板A大組B最終成為分段。3.4 組立編碼組立編碼由英文字母和阿拉伯?dāng)?shù)字組成，包括結(jié)構(gòu)代碼、位置號(hào)和分區(qū)碼，位數(shù)26位，見圖7。當(dāng)僅需結(jié)構(gòu)特征代碼就能明確定義組立時(shí)為2位代碼，當(dāng)需要3位位置號(hào)且仍然需要分區(qū)碼時(shí)為6位代碼。通常要求分段內(nèi)同樣的組立采用同一編碼，其一般結(jié)構(gòu)形式見圖5。圖5組立編碼3.4.1 結(jié)構(gòu)特征代碼結(jié)構(gòu)特征代碼由兩位英文字母組成，基本上為典型結(jié)構(gòu)

9、通用的英文縮寫，見表4。表4 結(jié)構(gòu)特征代碼表代碼描述代碼描述DK甲板、平臺(tái)BL組合縱骨和型材BS外底板BU舷墻SS舷側(cè)外板、艉封板ST防傾肘板FR強(qiáng)框架、肋板CM艙口圍NW非水密艙壁BK肘板TB水密艙壁、水密肋板EG入口導(dǎo)承（集裝箱格） BM橫梁CG箱格導(dǎo)軌（集裝箱的）CF斜肋位BX各種風(fēng)管、箱體ST水平桁HP錨鏈管SL墩子BG舭龍骨TT艙頂DP隔柵LB縱艙壁BW擋浪板 CB槽型隔艙、壓筋板SB尾柱軸轂RH掛舵臂BH艏頂蹼板GR縱桁 ET其它3.4.2 位置號(hào)位置號(hào)與主船體坐標(biāo)相對(duì)應(yīng)，以阿拉伯?dāng)?shù)字表示，位數(shù)13位，見表5。負(fù)肋位一般不超過(guò)10個(gè)，為方便信息處理，第1位以0表示為負(fù)肋位。表5 位

10、置號(hào)區(qū)分代碼描述區(qū)分代碼描述橫向020101999在FR-2位置上裝配在FR-1位置上裝配在FR0位置上裝配在FR1位置上裝配在FR999位置上裝配縱向012999跨中置上裝配L1位置上裝配L2位置上裝配L999位置上裝配垂向12第1層第2層3.4.3 分區(qū)代碼分區(qū)代碼采用一位英文字母表示。分段內(nèi)在同一位置上存在2個(gè)以上不同組立時(shí)，按從中心線到舷側(cè)，從船艉向船艏，從下向上編碼以A.BN編碼。由于D、O、I與0和1接近，容易混淆，所以分區(qū)代碼禁止采用D、O、I。3.5 零件種類代碼傳統(tǒng)的零件種類代碼區(qū)分非常復(fù)雜，主要是由起初造船模式的歷史遺傳造成的，以外板為例，目前教材上依然是：船體外板的排列習(xí)

11、慣于從船底中心線處平板龍骨開始，然后為左右舷船底板，經(jīng)舭部列板，舷側(cè)外板至舷頂列板。由K、A、B、C、D英文字母組成，再以韓國(guó)某先進(jìn)船廠零件種類代碼為例，見表6。 表6韓國(guó)某先進(jìn)船廠零件種類代碼代碼描述代碼描述A不拼接的板材M甲板梁 (橫向防撓材)B肘板P一般板材C補(bǔ)板S一般防撓材D墊板W腹板F肋板X縱梁 (舾裝件補(bǔ)強(qiáng)材)K拼接的板材Y通用件L縱向連續(xù)的防撓材E其它 （松緊件等）世界上許多船廠在船體零件種類代碼區(qū)分方面已經(jīng)擺脫了傳統(tǒng)桎梏，零件種類代碼大大簡(jiǎn)化，本編碼體系將零件分為板材、肘板、補(bǔ)板和型材4種，分別用D、B、C、S描述。3.6 零件號(hào)零件號(hào)的編制方面，同樣存在歷史遺留的桎梏，許多船

12、廠包括國(guó)外部分先進(jìn)船廠仍然采用手工編號(hào)方法，主要是滿足按序排列，而且以單個(gè)組立為單位編號(hào)，結(jié)果造成編碼效率很低，而且零件的通用性大大降低。先進(jìn)的船舶設(shè)計(jì)軟件基本上能夠自動(dòng)編號(hào)，不但提高設(shè)計(jì)效率和準(zhǔn)確性，而且解決了零件的通用性問(wèn)題。對(duì)于少部分特殊零件，可以在系統(tǒng)中手工調(diào)整。零件號(hào)以阿拉伯?dāng)?shù)字表示，位數(shù)13位，見表7。表7零件號(hào)零件種類代碼編號(hào)范圍備注D100999板材B1500肘板C1100補(bǔ)板S 1500扶強(qiáng)材500599小組貼裝，總組時(shí)安裝零件600699大組貼裝，總組時(shí)安裝零件700799小組貼裝，搭載時(shí)安裝零件800899大組貼裝，搭載時(shí)安裝零件900999設(shè)備加強(qiáng)和開孔加強(qiáng)類零件3.7

13、 加工代碼加工代碼通常根據(jù)公司加工設(shè)備，采用一位英文字母表示，根據(jù)船廠加工設(shè)備，加工代碼設(shè)定見表8。組合T排通常專業(yè)化制作，所以賦予其特定的加工代碼。表8 加工代碼代碼描述設(shè)備B卷板加工大型三輥卷板（壓）機(jī)F折邊肘板單臂液壓機(jī)H面板彎曲、彎板加工小型三輥彎板機(jī)K大型構(gòu)件折邊加工門式油壓機(jī)M肋骨加工肋骨冷彎?rùn)C(jī)WT排面板T排流水線AT排腹板T排流水線3.8 編碼示例例一：2101-634-SFR100A-B10說(shuō)明：該零件是一塊肘板，屬于第一條16.9萬(wàn)噸散貨船右舷第4個(gè)頂邊艙分段100號(hào)肋位上第一塊肋板組立，需要在小組立場(chǎng)地安裝。例二：3302-225-FTT1A-D101K說(shuō)明：該零件是一塊板

14、材，屬于第二條29萬(wàn)噸油船左舷第5個(gè)雙層底分段內(nèi)底流水線組立需要先進(jìn)行折邊加工，然后到平直流水線上拼板。4 生產(chǎn)設(shè)計(jì)適用性分析船體零件編碼體系的實(shí)現(xiàn)，是一項(xiàng)綜合工程，一套優(yōu)秀的編碼方案，不但要考慮編碼的合理性、科學(xué)性，還有非常重要的一個(gè)方面，就是編碼的實(shí)用性。編碼首先是通過(guò)生產(chǎn)設(shè)計(jì)生成的，然后在生產(chǎn)部門進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用。編碼合理性、科學(xué)性和實(shí)用性均須要在設(shè)計(jì)和生產(chǎn)兩方面都能夠達(dá)到，才是一套優(yōu)秀的編碼方案。TRIBON系統(tǒng)是目前國(guó)際上流行的船舶計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)與建造集成軟件，在世界造船界有著廣泛的用戶，國(guó)內(nèi)骨干船廠全部引進(jìn)了該設(shè)計(jì)軟件?；诂F(xiàn)代造船模式的船體零件編碼最大程度的利用了軟件功能，具有極強(qiáng)的編碼

15、效率。該套編碼體系的核心中間產(chǎn)品的分解，即作業(yè)階段定義和組立編碼定義，通過(guò)裝配計(jì)劃模塊實(shí)現(xiàn)，利用它裝配平面建模和曲面建模生成的船體零件，生成裝配樹，從而完成組立類型代碼和組立編碼代碼定義。工程編碼和分段編碼通過(guò)系統(tǒng)配置實(shí)現(xiàn)，零件種類代碼系統(tǒng)自動(dòng)區(qū)分，零件號(hào)自動(dòng)加放，加工代碼可利用系統(tǒng)拓展功能實(shí)現(xiàn)，四級(jí)的編碼形式和完整的編碼結(jié)構(gòu)利用系統(tǒng)配置實(shí)現(xiàn)。5 結(jié)束語(yǔ)船體零件編碼在促進(jìn)零部件的物流管理，以及提高生產(chǎn)設(shè)計(jì)效率方面發(fā)揮極為重要的作用，而國(guó)內(nèi)許多骨干船廠的船體零件編碼依然未能擺脫傳統(tǒng)意識(shí)的束縛，在編碼結(jié)構(gòu)、編碼表達(dá)的信息、編碼手段等方面還存在著許多認(rèn)識(shí)上的誤區(qū)，不僅制約設(shè)計(jì)效率的發(fā)揮，更阻礙了船體

16、建造物流效率。本文嘗試建立了一套基于現(xiàn)代造船模式的船體零件編碼體系，以期拋磚引玉，提高船體零件編碼技術(shù)。參考文獻(xiàn)1 周光霽. 應(yīng)長(zhǎng)春. 現(xiàn)代造船模式研究報(bào)告 中國(guó)船舶工業(yè)總公司第十一研究所 19992 翁德偉. 造船成組技術(shù) 上海交通大學(xué)出版社 19903 張明華. 精益造船模式研究 中國(guó)經(jīng)濟(jì)出版社 20054 周執(zhí)平. 船體構(gòu)件編碼探討 造船技術(shù) 1994（2）5 駱方澤. 船體零件的分類和工藝代碼的編制 造船技術(shù) 1986（1）6 沈純德. 船體零件名稱和部位的編碼方法 造船技術(shù) 1986（9）7 高介祜.郁照榮. 現(xiàn)代造船模式及其形成 造船技術(shù) 1997（3）8 危行三. 船體零件裝焊階

17、段的編碼方法 造船技術(shù) 1985（1）9 鄭罕.朱家榆. 船體結(jié)構(gòu)的零件代碼 造船技術(shù) 1988（3）10 劉建維. 船體零件及零件明細(xì)表的新涵義 造船技術(shù) 1986（12）Research and Application of Hull Piece Coding Based on Modern Shipbuilding ModeWang Shili1 ; Liu Jianfeng2; Jin Ye1; Sun Jiajun21 Shanghai Jiaotong University 2 Shanghai Waigaoqiao Shipbuilding Co., LTD.Abstract:

18、Based on analyzing of hull block building work under modern shipbuilding mode, with application of coding technology, considering advanced design software and hull piece characteristics, this paper focus on following items: Project number, block number, assembly coding, piece kind, piece number and piece bending kind configure；Assembly kind, coding levels and coding integrality; Applicability of th