造船工藝的發(fā)展培訓教學課件(44p)

1、第三節(jié) 造船工藝的發(fā)展技術發(fā)展帶動造船方法的演變 焊接技術鉚接散裝到分段建造 計算機技術 取消1:1放樣 數(shù)控技術切割、零件加工制作 成組技術的運用大型流水線 數(shù)理統(tǒng)計及尺寸鏈理論無余量裝配 加工方面：氧乙炔焰等離子激光2022/8/3船舶建造工藝船型開發(fā)帶動造船方法的演變 超大型油船(VLCC、ULCC) 第四代、第五代集裝箱 滾裝船(RoRo)、穿浪型滾裝船 液化天然氣船(LNG) 雙體氣墊船、雙體高速渡船、高速船 巨型噴氣式海輪雙殼體船的設計和制造技術雙殼體可能成為21世紀船舶的主要結構形式穩(wěn)性、應力、貨油泄漏和局部嚴重腐蝕等問題2022/8/3船舶建造工藝一、發(fā)展先進制造技術制造業(yè)是國

2、民經濟的支柱，工業(yè)化國家財富的六至八成由制造業(yè)創(chuàng)造制造業(yè)根本特征是將原材料轉換為價值更高的產品 先進制造技術(Advanced Manufacturing TechnologyAMT)是一個動態(tài)的概念 2022/8/3船舶建造工藝先進制造技術（AMT）的內涵 集成計算機技術、信息技術、自動化技術與傳統(tǒng)制造技術融入并行工程(CE)、成組技術(GT)、柔性制造技術(FMS)等現(xiàn)代先進制造技術的哲理傳統(tǒng)制造技術不斷吸收機械、電子、信息、材料、能源及現(xiàn)代管理等方面的成果，并將其綜合應用于產品設計、制造、管理、服務等全過程，以實現(xiàn)優(yōu)質、高效、低耗、清潔、靈活生產，而且取得理想技術經濟效果的制造技術的總稱

3、2022/8/3船舶建造工藝先進制造技術主要包括三個技術群主體技術群（面向制造的設計和制造工藝技術）支撐技術群（信息技術、機床和工具技術、傳感器和控制技術、標準和框架）制造技術基礎設施（質量管理、人員培訓、全局監(jiān)督和基準評測、技術獲取和利用）2022/8/3船舶建造工藝目標是全新概念的T、Q、C、STTime to market產品從產生概念，經過設計和制造，到市場銷售的時間，即商品上市的時間最短QQuality建立可靠的質量保證體系，把完整無缺的產品送至用戶手中CCost包括制造、使用維護和報廢的費用，使產品的全壽期所需費用最低SService售前和售后服務，尤其是售后的產品局部和全部更新的

4、升值服務 2022/8/3船舶建造工藝二、一流的船舶制造技術美國和日本合作開展“先進造船體制和技術”研究（ASSATAdvance Ship building Systems And Technology)船舶AMT在日本和歐美的一流船廠得到基本的實施，使船廠由“勞動力密集型”企業(yè)轉化為“設備密集型”企業(yè)并向“信息和知識密集”的方向發(fā)展 船舶AMT追求的目標是實現(xiàn)“殼舾涂一體化” 2022/8/3船舶建造工藝船舶AMT主要內容包括造船的全過程應用相似性分析，以“中間產品”為向導的建造策略，替代以工種專業(yè)化為導向的組織原則把船舶視為“最終產品”。從原材料、設備到形成“最終產品”的制造過程，按GT

5、原理進行工程分解，得到一系列的“半成品”和“特定的作業(yè)任務”。把它們作為“產品”對待，按“產品”來組織生產，稱之為“中間產品”（Interim Products) 以“中間產品”的專業(yè)化生產規(guī)定場地，調集人員、設備、物質和信息，組建“微型工廠”。這就是AMT的再造工程，這種新型的生產體制具有很高的效率 2022/8/3船舶建造工藝三、新一代船舶設計和制造技術在成組技術、精良生產、并行工程和敏捷制造等先進制造技術管理指導下，美國聯(lián)合世界上權威的船舶設計、科研、檢驗、教學和生產單位，以虛擬企業(yè)的形式研究開發(fā)了新一代的船舶設計和制造技術 此項處于船舶制造前沿的技術涉及船廠的人員素質測評，作業(yè)環(huán)境的優(yōu)

6、化和有益于船東、船廠乃至于社會的嶄新的船舶產品的開發(fā) 2022/8/3船舶建造工藝快速測評員工的心理和生理狀態(tài)，每個人的跟蹤目標、判別方向和安全配置的能力 新一代方法把整個船體密封起來，與外界環(huán)境相隔離，使操作人員在一個密閉的、溫度、濕度和空氣的新鮮程度得到調控的環(huán)境中作業(yè) 使用快速搭拆、與船體貼近并可供給能源的金屬腳手架。該類裝置已在歐美的先進船廠實際使用 2022/8/3船舶建造工藝新一代的船舶設計和制造技術 原來由數(shù)千種零件構成的船體中部，只采取兩種形狀和尺寸標準化的零件 使用三塊厚度在20毫米左右的鋼板，由焊接裝置只行走一次完成全部焊接作業(yè) 通過自動浸涂使船殼板涂層達3毫米，該涂層有特

7、別強的附著力和密度，使用壽命可超過船齡 船體和舾裝都采用模塊化的建造方法 全船合攏不使用船臺和船塢，而是采用海洋工程的方法大型躉船協(xié)助合攏2022/8/3船舶建造工藝這種船舶中部結構的鋼材加工不再需要數(shù)控號料切割設備、三芯輥、油壓機、型材冷彎機等，只要一臺鋼板弧度成型機即可主機推進系統(tǒng)采用復式結構，以增強船舶在海上的生存能力和貨物裝載量全新的船舶設計和制造技術研究開發(fā)工作已經完成，建造該類船舶的工廠正在新建英國皇家造船學會會刊稱，一旦這種船舶問世，將會對美國造船業(yè)產生巨大的沖擊，同時也將震撼全球的造船業(yè)2022/8/3船舶建造工藝四、采用先進制造技術促進造船產 業(yè)升級 造船產業(yè)是傳統(tǒng)產業(yè)，一直

8、難于達到批量生產那樣的生產效率計算機技術、信息技術為代表的現(xiàn)代高新技術與制造技術的融合，形成了先進制造技術體系，為造船業(yè)大幅度提高勞動生產率提供了強大的支持先進造船國家實施的先進制造技術，使傳統(tǒng)造船模式向現(xiàn)代造船模式轉換 2022/8/3船舶建造工藝造船行業(yè)傳統(tǒng)船舶工業(yè)現(xiàn)代船舶工業(yè)未來船舶工業(yè)技術水平第一級水平第二級水平第三級水平第四級水平第五級水平生產模式整體制造模式分段制造模式分道制造模式集成制造模式敏捷制造模式主導技術鉚接技術焊接技術成組技術信息技術智能技術工程狀態(tài)* 船體散裝* 碼頭舾裝* 全船涂裝* 分段建造* 先行舾裝* 預先舾裝* 分道建造* 區(qū)域舾裝* 區(qū)域涂裝船體建造、舾裝和

9、涂裝一體化* 動態(tài)(虛擬)組合* 建造過程仿真*全面模塊化和數(shù)字化管理特性*以“系統(tǒng)”導向分解船舶工程*按“庫存量”控制生產過程*以“系統(tǒng)區(qū)域”導向分解船舶工程*按“系統(tǒng)”和“區(qū)域”的“庫存量”控制生產*“中間產品”導向的分散專業(yè)化生產*按“區(qū)域/類型/階段的庫存量”控制生產*“中間產品”分散專業(yè)化生產*按“區(qū)域/類型/階段”和“流通量”控制生產*模塊導向得分形生產組織的動態(tài)偶合*造船和船舶運營過程的瞬態(tài)監(jiān)控船廠類型勞動力密集勞動力密集設備密集信息密集知識密集全球聯(lián)網表1 造船技術水平級其特征一覽表2022/8/3船舶建造工藝焊接技術、成組技術(Group Technology)和信息技術(I

10、nformation Technology)導致了船舶生產體制和技術的有序進化，依次形成分段、分道(Procese land)和集成等造船模式的更替日本大型船廠的職工由數(shù)萬名下降到千人左右至2000年7月，日本船廠工人已減少到2萬人造船業(yè)真正地由“勞力”密集型轉化為“設備”密集型和“信息”密集，徹底擺脫造船作業(yè)“骯臟、困難、危險”的落后狀態(tài)，實現(xiàn)了造船現(xiàn)代化當前，正向著“知識”密集方向發(fā)展，正在研究基于知識共享的合乎邏輯的全國造船一體化網絡(Logically Integrated Network by Knowledge Sharing)技術2022/8/3船舶建造工藝造船企業(yè)實施先進制造技

11、術的發(fā)展和現(xiàn)狀(1)1980年代中期，先進造船國家對先進船舶制造技術進行研究，經過十多年努力，有了快速的發(fā)展韓國大宇造船公司、現(xiàn)代造船公司和日本三井造船公司，發(fā)展先進造船技術，以整體優(yōu)化作為企業(yè)計算機應用的首要目標，開發(fā)船舶制造信息系統(tǒng)，在1990年代初實現(xiàn)了設計、生產、管理信息的一體化，較大幅度地縮短了造船周期，建造質量有較大的提高，成本有所降低韓國造船業(yè)把計算機技術中的精確制造(精確設計、制造、管理)技術和系統(tǒng)集成技術作為企業(yè)發(fā)展的戰(zhàn)略性重點技術，在短期內使造船技術、管理水平和造船成本達到了能與日本匹敵的水平2022/8/3船舶建造工藝造船企業(yè)實施先進制造技術的發(fā)展和現(xiàn)狀(2)日、韓、西歐

12、等許多先進造船企業(yè)的造船技術水平處在殼舾涂一體化(第四級)和設計制造一體化(第五級)的水平之間國內造船業(yè)經過近十幾年的發(fā)展，初步建立了現(xiàn)代造船模式的雛形，基本完成了由“分段造船模式”向“分道制造模式”的轉換，造船周期有了較大縮短按照5級造船技術水平評價，我國造船技術水平到1998年的3.09級，與先進造船企業(yè)的45級水平差距為1.55級相當于15年2022/8/3船舶建造工藝中國造船的發(fā)展 (1)經濟效益滑坡 統(tǒng)計數(shù)字表明，自1993年以來，盡管船舶產量在增長，而利潤總額在下降，出現(xiàn)了經濟效益的嚴重滑坡現(xiàn)代造船模式尚未到位 1995年轉換造船模式，至2000年對上海地區(qū)35位專家的咨詢調查表明

13、，有30的專家認為，我國船廠由傳統(tǒng)造船模式轉化為現(xiàn)代造船模式沒有到位 全部專家認為轉模沒有明顯效益2022/8/3船舶建造工藝中國造船的發(fā)展 (2)造船現(xiàn)代化的研究取得了明顯的技術進步，國內一流船廠的造船產量倍增尚未改變船舶生產主要依靠經驗調度的問題，仍是“救火隊式”的管理為完成節(jié)點計劃，從廠級到部門和車間領導和科技人員，日夜艱辛地奮戰(zhàn)在造船現(xiàn)場與世界先進水平的差距正在擴大。以對全國造船專家咨詢調查為分析依據(jù)，當前我國一流船廠與國際先進水平船廠對比，綜合技術水平相差15年；與80年代類似評價相比，差距擴大了4年2022/8/3船舶建造工藝中國造船的發(fā)展 (3)資深的熟知中國船舶工業(yè)實況的外國專

14、家最近著書，中肯地指明 日、韓作為第一、二造船強國主要是致力于船廠內的分道生產 “中國的造船廠大多數(shù)是通過擴大或部分改造舊船臺，引進新的設備來擴大生產能力和增加產量。由此引發(fā)的后果是廠區(qū)的材料及部件的流通復雜化施工周期、質量、安全問題層出不窮?！敝袊皥蟀l(fā)表的統(tǒng)計數(shù)據(jù)支持了他的評論。船臺、船塢和起重設備能力明顯增強，但是生產場地面積增大不多2022/8/3船舶建造工藝舾裝技術的新發(fā)展ATC模塊造船先進國家在舾裝單元采用模塊化的同時，對模塊作進一步的研究，即“通過模塊共同性降低采辦成本”，簡稱ATC計劃ATC計劃是通過機電設備的模塊化、標準化和過程簡單化，減少船舶設計、生產、采購和整個壽命期運

15、行、保障所需的時間和復雜性，從而降低船舶建造和使用期內的費用機電設備的模塊化就是決定協(xié)調層次，并確定組裝的標準接口；標準化就是使用最少數(shù)量的設備和零件能適應各種各樣的要求；過程簡單化就是把生產過程集成化2022/8/3船舶建造工藝ATC模塊有如下優(yōu)點可以使設計重復使用 簡化船舶建造過程 有利于綜合后勤保障 有利于設備布置、拆裝和維護 實現(xiàn)模塊車間制作 2022/8/3船舶建造工藝柔性制造技術運用成組技術相似性原理設計適應小批量多品種的柔性生產線船廠的管子自動生產流水線和鋼板數(shù)控切割機是典型的柔性生產系統(tǒng)柔性制造技術如平面分段和曲面分段加工半自動化生產線、焊接機器人和機械手已被廣泛采用隨著造船柔

16、性自動化的不斷發(fā)展，未來的造船工業(yè)不再是一個勞動力密集的行業(yè)2022/8/3船舶建造工藝精良生產 強調以“人”為中心，把人視為比設備更重要的固定資產，終身雇傭 剪除生產中任何不增值的工作，簡化體制、簡化設計、簡化生產過程、簡化協(xié)作關系、簡化檢驗以“盡善盡美”為目標，迅速響應市場與用戶的需求 實質是集成，是組織管理和人員的集成；強調的是簡化2022/8/3船舶建造工藝敏捷制造把“人”視為敏捷制造的最重要因素 是動態(tài)組織結構和高素質人員的集成采用現(xiàn)代信息技術判斷決策，聯(lián)絡企業(yè)內外不斷提高現(xiàn)有產品的檔次按產品任務需要迅速組建集本企業(yè)和外企業(yè)優(yōu)勢力量的“虛擬公司”；任務完成，“公司”自行解體制造工業(yè)中

17、敏捷制造的最大特點是通過更大范圍、更高程度的集成，來最大限度地滿足市場/用戶的需求 2022/8/3船舶建造工藝計算機制造集成系統(tǒng)(CIMS) 通過網絡、數(shù)據(jù)庫等把計算機輔助設計、制造、管理等有機地結合起來第二代CIMS引入精良生產和敏捷制造的精髓，強調的也是技術、組織管理和人的全面集成2022/8/3船舶建造工藝幾點結論 1.精良生產、敏捷制造和CIMS盡管產生的時間、地點、背景及采用的生產方法有很大不同，但目標一樣：提高企業(yè)的生產率、提高企業(yè)的競爭能力、贏得市場2.精良生產、敏捷制造和CIMS為達到目標所采用的手段，其實質是相同的：通過集成的方法，把各種資源(括人的資源)集成在一起，并充分

18、有效地利用這些資源，使企業(yè)獲得最佳效益2022/8/3船舶建造工藝3. 精良生產、敏捷制造和CIMS有許多共同之處，三者可以取長補短，共同發(fā)展。4. 柔性制造是精良生產、敏捷制造和CIMS的共同基礎精良生產和敏捷制造的重要價值在于為CIMS真正取得效益提供了新的思路與技術2022/8/3船舶建造工藝第一節(jié)船舶建造方針和建造策略一、 船舶建造方針”與“船舶建造策略的關系所謂“船舶建造方針”應是造船廠在一定時期內的一種比較穩(wěn)定的規(guī)劃所謂“船舶建造策略”則是針對某一艘船或相同類的幾艘船的建造計劃要建立企業(yè)的船舶建造方針首先必須具備其營銷計劃（Business Plan），然后才是建造方針和建造策略2

19、022/8/3船舶建造工藝2022/8/3船舶建造工藝船舶建造方針和船舶建造策略的關系 營銷計劃給出了一系列關于制造技術和建造組織機構目標，為滿足這些目標，需要對以下事項進行決策（1）工廠的發(fā)展和戰(zhàn)略（2）生產率目標（3）制造、外協(xié)或分合同（4）技術和建造的組織和機構2022/8/3船舶建造工藝船舶建造方針和船舶建造策略的關系船舶建造方針更注重對戰(zhàn)略的研究，注重標準、方法、原理的研究只有在建造方針的基礎上，才能演繹出切合實際、具有一定高度的船舶建造策略，把理論和方法應用到具體的船舶建造中去要提高船舶建造質量，就應該在設計開始就給整個設計定位船舶建造策略就是給設計以一個環(huán)境，所有的船舶設計工作將

20、在它的指導下進行2022/8/3船舶建造工藝二、船舶建造方針我國在船舶建造合同開始執(zhí)行時就組織編制“船舶建造方針”船舶建造方針(Shipbuilding Policy)是對造船企業(yè)的組織機構和船舶建造方法的優(yōu)化，它體現(xiàn)了船舶制造廠或公司的造船目標和要求，這些目標和要求已被造船廠或公司的營銷計劃所確定船舶建造方針的目標是：初步的合理化和標準化；研究生產的組織機構；仿真建造過程中的實效為達到目標，要應用成組技術(Group Technology GT)和產品導向性工程分解(Product Work BreakdownPWB)，形成中間產品族(Interim Product FamiliesIPF)

21、2022/8/3船舶建造工藝船舶建造方針（1）船舶建造方針從公司營銷計劃發(fā)展而來，通常是企業(yè)五年的計劃，包括以下幾個主題（1）船廠的綱領產品（2）船廠的產量和目標（3）船廠的產值目標（4）產品的造價目標綱領產品常常由造船市場的現(xiàn)狀和走勢來確定，對船廠當前的生產經營活動和未來的發(fā)展都十分重要2022/8/3船舶建造工藝這些標準用于船舶建造合同，將在以下不同的層面上得到體現(xiàn)（1）在戰(zhàn)略上，它關系到工程類型、計劃單元、中間產品和整個工廠等等，應用于概念設計和初步設計階段（2）在戰(zhàn)術上，它關系到單元計劃的間力、程序系統(tǒng)分析、產品標準和實際的結合等等，將應用于合同設計和轉換設計階段（3）在實戰(zhàn)中，它關系

22、到建造場地和精度控制，應用于詳細設計階段船舶建造方針包含了一系列標準2022/8/3船舶建造工藝船舶建造是一個動態(tài)的過程標準的建造程序和進展過程在引用過程中，會隨著船舶產品類型的變化、施工設備的不同，以及造船技術的發(fā)展而不斷得到修正船舶建造方針則是相對穩(wěn)定的，其中有一特定的部分，將作用于任一船舶建造合同的全周期和船廠今后的發(fā)展船舶建造方針也將考慮變化了的建造方式，響應產品的發(fā)展和造船市場等等的變化，為聯(lián)結當前和將來的變化，不斷優(yōu)化計劃，提高生產效率在船舶建造方針中，船舶建造是主要部分，對此船廠要以各種商業(yè)目標為背景，建立一個長期的船舶建造發(fā)展計劃2022/8/3船舶建造工藝船舶建造方針包含的主

23、要內容（1） 方針總論目標，目的，結構建造產品概況產品描述，建造方法概要原理總論計劃變化和發(fā)展，相關文件，主要設備，PWBS，編碼，技術信息，場地，標準和造船精度控制物流概要，計劃的變化和發(fā)展，相關文件，標準中間產品和制造方法，標準尺度和誤差，鋼材預處理和部狀，舾裝件制造，鋼結構組裝，預舾裝，船臺/船塢工稱，制造部資源2022/8/3船舶建造工藝船舶建造方針包含的主要內容（2） 建造方法概要，計劃變化和發(fā)展，相關文件，標準中間產品和制造方法，標準尺度和誤差，鋼材預處理，鋼結構組裝，船體建造，舾裝制造，舾裝件安裝，涂裝，服務，生產率目標，子合同船舶設計方法概要，計劃變化和發(fā)展，相關文件，船舶設計

24、策略，標前設計，標后設計框架計劃概要，計劃變化和發(fā)展，相關文件，策略規(guī)劃，戰(zhàn)術策略，詳細計劃，實時監(jiān)控人力資源概要，計劃變化和發(fā)展，相關文件，組織機構，訓練，安全實施計劃概要，工程節(jié)點計劃2022/8/3船舶建造工藝三、船舶建造策略船舶建造策略(Vessel Build Strategy)是議定設計、工程、物料管理、建造和試驗的計劃 建造前期準備船舶建造策略作為特有的計劃工具，為了統(tǒng)一各變化的要素，船舶建造策略提供過去的從建造開始到結束的完整計劃船舶建造策略汲取結合設計和制造的知識和程序，使它們不斷發(fā)展和更新，并把它們作為訓練的工具，這對制定新的船舶建造策略是一個有效手段2022/8/3船舶建

25、造工藝船舶建造策略包含的主要目標（1）鑒定新船（3）鑒定合同和管理目標（4）鑒定從船舶建造方針的出發(fā)點（5）根據(jù)新船的設計和建造情況，特別是參考其他正在進行的項目鑒定約束條件（6）確定上述約束中哪些必須首先克服一個部門的決策涉及到其他部門，因此各部門間的溝通和交流是非常關鍵的2022/8/3船舶建造工藝研究船舶建造方針所確定的優(yōu)選系列對于處在系列中的船舶，把以下各響應用到船舶建造策略中去（1）建造方法概要 （2）工程分解（3）編碼 （4）工作臺（5）標準中間產品 （6）精度控制（7）船舶設計方法 （8）計劃網絡框架（9）船廠是即物質資源（10）人力資源2022/8/3船舶建造工藝船舶建造策略包

26、含的主要內容（1）引言文件目標、船舶建造策略的特權、文件分法、概要船舶描述船舶概況、主要參數(shù)、主要特征和設備、與以前所建類似船舶比較既不同處、應用“規(guī)則”、入級和掛旗、船東要求藥店、背景條件（船隊、過去聯(lián)系和競爭）合同概要合同簽訂期、生效期和交船期，支付，賠償和罰金，棄船，圖紙認可，建造檢驗，試驗，質量設計和工程策略和范疇、關鍵圖紙、制造要素、設計和工程計劃、數(shù)據(jù)和模型、設計標準、功能空間數(shù)據(jù)、詳細設計指導2022/8/3船舶建造工藝船舶建造策略包含的主要內容（2）采購主要材料表、主要設備表、材料采購策略、采購計劃、長周期設備采購計劃生產設計設計策略、工程分解、節(jié)點計劃、船體分段、船體分段舾裝一體化分析、非標準中間產品、制造場地及水下條件、分段焊接計劃、機艙舾裝策略、上層建筑舾裝策略、貨艙和其他艙室舾裝、涂裝策略、子合同要求、生產率、臨時的輔助服務精度控制和管理計劃系統(tǒng)標準尺寸和容差、中間產品標準尺寸和容差、取樣計劃、特殊程序、工夾具、熱收縮（余量利用、收縮容差）2022/8/3船舶建造工藝船舶建造策略包含的主要內容（3）試驗和試航試驗計劃(策略、計劃、預完成項目試驗、預測量和干測量、管子預測量、單元設備測量)、密性試驗、單元設備試驗計劃、管路試驗計劃、區(qū)域完整試驗計劃、試航測試主要項目 企業(yè)內部企業(yè)內部關系(設計、子合同)、訓練、工程管理(船廠管理圖表、委托人管理圖表