造船工程概論

造船工程概論2023/12/27造船工程概論參考書徐兆康編.船舶建造工藝學(xué).人民交通出版社(教材)魏立潔編.船舶建造工藝.哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社華乃導(dǎo)編.船舶建造與修理工藝.人民交通出版社高介祜，郁照榮編.現(xiàn)代造船工程.哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社葉家瑋.現(xiàn)代造船技術(shù)概論.華南理工大學(xué)出版社黃浩.船體工藝手冊(cè).國(guó)防工業(yè)出版社造船工程概論教學(xué)任務(wù)船舶工程專業(yè)學(xué)生通過學(xué)習(xí)本大綱所規(guī)定的全部教學(xué)內(nèi)容，能夠了解國(guó)內(nèi)外造船新工藝研究和應(yīng)用動(dòng)態(tài)，掌握船舶建造的基本理論、工藝原則、工藝裝備、工藝方法和基本操作技能，初步具備從事船體生產(chǎn)設(shè)計(jì)和解決造船實(shí)際工藝問題的能力，為今后從事船舶建造工程技術(shù)和管理工作以及進(jìn)行相關(guān)的科學(xué)研究工作打下基礎(chǔ)。教學(xué)內(nèi)容第一章造船工程概論第二章船體放樣與號(hào)料第三章船體數(shù)學(xué)放樣（自學(xué)）第四章船體鋼料加工第五章船體裝配第六章船舶舾裝與涂裝（自學(xué)）第七章造船生產(chǎn)設(shè)計(jì)第八章船舶下水第九章船舶試驗(yàn)與交船（自學(xué)）造船工程概論造船工程概論造船工程概論造船工程概論造船工程概論思考：船舶是如何由二維船圖轉(zhuǎn)變而成的？造船工程概論原材料：鋼板、型材造船工程概論鋼料加工造船工程概論部件裝配造船工程概論分段胎架造船工程概論分段裝配造船工程概論分段起吊造船工程概論船塢裝配造船工程概論船臺(tái)裝配造船工程概論碼頭舾裝造船工程概論船舶究竟是如何由一塊塊的鋼材變成的？怎樣才能使船舶建造更快捷、更人性化、更安全、更經(jīng)濟(jì)呢？船體建造究竟是一個(gè)什么樣的過程呢？讓我們一起來解讀這個(gè)過程——造船工程概論第一章造船（SHIPBUILDING）工程概論本章講授內(nèi)容制造工藝學(xué)的涵義及任務(wù)造船工藝流程（FLOW）造船模式（MODE）造船生產(chǎn)機(jī)械化與自動(dòng)化造船生產(chǎn)準(zhǔn)備本章重點(diǎn)造船工藝流程造船模式造船工程概論§1-1制造工藝學(xué)概述一、制造工藝學(xué)的重要地位科學(xué)技術(shù)的突破要轉(zhuǎn)化成新興產(chǎn)業(yè)，必須要有與之同步或超前的現(xiàn)代制造工藝技術(shù)才能實(shí)現(xiàn)。二、制造工藝的基本概念1、工藝學(xué)涵義工藝學(xué)=產(chǎn)品制造方法+工藝過程優(yōu)化2、如何決定一個(gè)工藝過程（1）工藝過程中各元素間的相互關(guān)系（2）產(chǎn)品質(zhì)量如何保證3、工藝過程優(yōu)化4、工藝過程優(yōu)化評(píng)價(jià)指標(biāo)經(jīng)濟(jì)效益評(píng)價(jià)指標(biāo)社會(huì)效益評(píng)價(jià)指標(biāo)評(píng)價(jià)要求造船工程概論三、造船工藝的任務(wù)1、根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)條件，為造船生產(chǎn)制訂優(yōu)良的工藝方案和工藝方法，以縮短周期、降低生產(chǎn)成本、提高質(zhì)量和改善生產(chǎn)條件。2、大力研究開發(fā)新工藝、新技術(shù)，不斷提高造船工藝水平，以適應(yīng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要?！?-1制造工藝學(xué)概述造船工程概論§1-2造船工藝內(nèi)容和工藝流程講述內(nèi)容：造船工藝內(nèi)容造船工藝流程船舶制造主要工藝流程框圖造船工程概論§1-2造船工藝內(nèi)容和工藝流程1、船舶特點(diǎn)形體最大、份量最重的單個(gè)機(jī)電產(chǎn)品技術(shù)復(fù)雜、內(nèi)容豐富、功能齊全、造價(jià)巨大的水上結(jié)構(gòu)（與橋的區(qū)別）集復(fù)雜多變客觀需求和紛紜各異客戶要求于一體的個(gè)性化產(chǎn)品先訂貨后生產(chǎn)，且生產(chǎn)通常是單件或小批量2、船舶制造特點(diǎn)（1）一家企業(yè)同時(shí)實(shí)現(xiàn)室內(nèi)加工制造和室外總裝兩種生產(chǎn)方式（2）復(fù)合型生產(chǎn)方式，生產(chǎn)自動(dòng)化程度低（3）生產(chǎn)周期長(zhǎng)，生產(chǎn)管理十分復(fù)雜一、船舶制造特點(diǎn)造船工程概論二、造船工藝內(nèi)容1、船體建造：含義：加工制作船體構(gòu)件，再將它們組裝焊接成中間產(chǎn)品，然后吊運(yùn)至船臺(tái)上總裝成船體的工藝過程。內(nèi)容：船體號(hào)料、船體構(gòu)件加工、中間產(chǎn)品制造、船臺(tái)總裝2、舾裝工程含義：主船體和上層建筑以外的機(jī)電裝置、營(yíng)運(yùn)設(shè)備、生活設(shè)施、各種屬具和艙室裝飾等。內(nèi)容：按專業(yè)內(nèi)容分：機(jī)械、電氣、管系、鐵及木作舾裝按作業(yè)階段分：制作、托盤、分段、總段、船內(nèi)舾裝按區(qū)域分：機(jī)艙、甲板、住艙、電氣舾裝3、涂裝作業(yè)含義：在船體內(nèi)外表面和舾裝件上，按照技術(shù)要求進(jìn)行除銹和涂敷各種涂料，使金屬表面與腐蝕介質(zhì)隔開，達(dá)到防腐蝕處理的目的。內(nèi)容：鋼材預(yù)處理、分段涂裝、總段涂裝、船臺(tái)涂裝、碼頭涂裝§1-2造船工藝內(nèi)容和工藝流程造船工程概論

造船工程概論三、船舶制造流程1、造船任務(wù)分解（區(qū)域造船法）§1-2造船工藝內(nèi)容和工藝流程造船工程概論2、船舶制造流程§1-2造船工藝內(nèi)容和工藝流程船舶制造子流程—船體制造流程準(zhǔn)備工作零件加工中間產(chǎn)品制造船舶總裝船舶下水舾裝造船工程概論2、船舶制造流程§1-2造船工藝內(nèi)容和工藝流程造船工程概論§1-3造船模式講述內(nèi)容：造船作業(yè)任務(wù)分解造船模式的內(nèi)涵和演變?cè)齑こ谈耪撘?、造船作業(yè)任務(wù)分解涵義：將船舶建造這一工程項(xiàng)目劃分為若干子項(xiàng)目的工作，稱為任務(wù)分解。目的：說明執(zhí)行什么任務(wù)，由誰去做，在何時(shí)何處做，需要什么資源。1、系統(tǒng)導(dǎo)向型任務(wù)分解對(duì)船舶按功能系統(tǒng)分解任務(wù)，設(shè)計(jì)工作分組按系統(tǒng)進(jìn)行。2、中間產(chǎn)品導(dǎo)向型任務(wù)分解涵義：將最終產(chǎn)品分解為若干中間產(chǎn)品的分類方法稱為中間產(chǎn)品導(dǎo)向型任務(wù)分解。中間產(chǎn)品：屬于后一制造級(jí)所需的零件或裝配件稱為中間產(chǎn)品。應(yīng)具有以下“產(chǎn)品”特征：不是單一工種完成的作業(yè)任務(wù)明確的質(zhì)量指標(biāo)完成作業(yè)任務(wù)所需的全部生產(chǎn)資源§1-3造船模式造船工程概論2、中間產(chǎn)品導(dǎo)向型任務(wù)分解（1）成組技術(shù)原理（批量生產(chǎn)）相似性原理：將具有相似特征或相似信息的多種事物，按照一定的準(zhǔn)則分類成組，使若干種事物能夠采用相同的處理方法，以達(dá)到節(jié)省時(shí)間、人力和費(fèi)用的目的。是組織多品種、小批量產(chǎn)品制作的最佳方法。（2）生產(chǎn)作業(yè)分類§1-3造船模式船體建造舾裝涂裝作業(yè)性質(zhì)加工裝配制造級(jí)造船工程概論2、中間產(chǎn)品導(dǎo)向型任務(wù)分解（3）產(chǎn)品生產(chǎn)特征分類所分解的中間產(chǎn)品具有：設(shè)計(jì)的獨(dú)立性：不按系統(tǒng)而按中間產(chǎn)品出圖生產(chǎn)的共同性：空間、內(nèi)容和時(shí)間上的相似性，即區(qū)域、階段、類型的相似性。（4）生產(chǎn)資源分類材料、勞動(dòng)力、設(shè)備、費(fèi)用§1-3造船模式系統(tǒng)：產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)或使用功能，是產(chǎn)品工作的功能劃分區(qū)域：生產(chǎn)的工作對(duì)象，是產(chǎn)品工作的空間劃分類型：將生產(chǎn)過程劃分出相似的工作內(nèi)容，是產(chǎn)品工作的內(nèi)容劃分階段：生產(chǎn)過程的順序劃分，是產(chǎn)品工作的時(shí)序劃分造船工程概論3、任務(wù)包分類及評(píng)價(jià)任務(wù)包：一項(xiàng)特定的任務(wù)連同完成該任務(wù)所需的全部生產(chǎn)資源。每個(gè)中間產(chǎn)品及其生產(chǎn)資源就是一個(gè)任務(wù)包。（1）任務(wù)包分類§1-3造船模式分（總）段是船體建造的計(jì)劃單元托盤是舾裝和涂裝的計(jì)劃單元造船工程概論3、任務(wù)包分類及評(píng)價(jià)（1）任務(wù)包分類（2）任務(wù)包的評(píng)價(jià)

§1-3造船模式造船工程概論二、造船模式的內(nèi)涵和演變模式：事物的標(biāo)準(zhǔn)形式或標(biāo)準(zhǔn)樣式，是對(duì)事物基本特征的描述。造船模式并不反應(yīng)具體的造船方法。造船模式的內(nèi)涵：組織造船生產(chǎn)時(shí)對(duì)作業(yè)任務(wù)的分解原則，以及分解后的作業(yè)任務(wù)重新組合方式。形成什么樣的造船模式，與當(dāng)時(shí)的造船技術(shù)發(fā)展水平有關(guān)?！?-3造船模式造船工程概論二、造船模式的內(nèi)涵和演變?cè)齑夹g(shù)的發(fā)展可以劃分為三個(gè)階段、五個(gè)有代表性的造船模式?！?-3造船模式船舶模塊三要素：具有標(biāo)準(zhǔn)尺寸和標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)造；具有標(biāo)準(zhǔn)件和可選部件的特點(diǎn)；是預(yù)制件，具有可組裝性。造船模塊定義：具有標(biāo)準(zhǔn)尺寸和標(biāo)準(zhǔn)件，主要部件具有可選性的最終產(chǎn)品的預(yù)制單元。造船模塊特點(diǎn)：具有獨(dú)立功能；具有通用性具有特定的界面、連接尺寸及連接形式。造船工程概論§1-4造船生產(chǎn)自動(dòng)化機(jī)械化講述內(nèi)容：計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展造船工藝過程機(jī)械化與自動(dòng)化（自學(xué)）造船工程概論一、計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展CAD/CAM(ComputerAidedDesign/Manufacturing)在繼續(xù)完善原計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)CAD和計(jì)算機(jī)輔助制造CAM各自的功能基礎(chǔ)上的以工程數(shù)據(jù)庫(kù)為核心的CAD/CAM一體化的造船集成系統(tǒng)，是一個(gè)面向船舶設(shè)計(jì)、船舶制造和生產(chǎn)管理的信息處理系統(tǒng)。CIMS（ComputerIntegratedManufacturingSystem）根據(jù)船舶產(chǎn)品及其制造過程的特點(diǎn)，以自動(dòng)化技術(shù)、信息技術(shù)和造船技術(shù)為基礎(chǔ)，通過計(jì)算機(jī)及其軟件，將造船訂貨、船型試驗(yàn)、船舶設(shè)計(jì)、船舶建造、造船管理和交船后服務(wù)等造船廠全部生產(chǎn)活動(dòng)所需的各種分散的自動(dòng)化單元技術(shù)有機(jī)的集成起來，形成總體高效益、高柔性的智能制造系統(tǒng)。CALS（ContinuousAcquisitionandLife-cycleSupport）通過造船廠之間，以及造船廠和船東、機(jī)械制造廠、船級(jí)社、政府管理機(jī)構(gòu)、貿(mào)易公司之間的連網(wǎng)，以及造船廠自身的國(guó)際連網(wǎng)，所集成的共同擁有的信息，而形成一個(gè)虛擬的公司和在CALS領(lǐng)域中的企業(yè)集成，它是基于先進(jìn)制造技術(shù)的更高層次的信息集成系統(tǒng)?！?-4造船生產(chǎn)自動(dòng)化機(jī)械化造船工程概論二、常用軟件簡(jiǎn)介1、TribonTribon系統(tǒng)是由瑞典KCS(KockumsComputerSystemAB)公司設(shè)計(jì)開發(fā)的一套用于輔助船舶設(shè)計(jì)與建造計(jì)算機(jī)軟件集成系統(tǒng)。Tribon集CAD/CAM(計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造)與MIS(信息集成)于一體，并覆蓋了船體、管子、電纜、艙室、涂裝等各個(gè)專業(yè)的一個(gè)專家系統(tǒng)?？傮w上Tribon系統(tǒng)可分為船體設(shè)計(jì)、舾裝設(shè)計(jì)、系統(tǒng)管理及維護(hù)三大部分。該軟件是一個(gè)出色的集成系統(tǒng)，也是一個(gè)龐大的系統(tǒng)(系統(tǒng)程序約500MB)，它具有許多其他系統(tǒng)所不具備的優(yōu)點(diǎn)。Tribon推出的新版本較過去添加了很多新的功能，如在設(shè)備選擇、合同設(shè)計(jì)等方面的功能。

我國(guó)使用該設(shè)計(jì)軟件系統(tǒng)的公司有：廣船國(guó)際股份有限公司、江南造船（集團(tuán)）有限公司等。對(duì)我國(guó)的用戶來說，該軟件存在的缺點(diǎn)有：數(shù)據(jù)開放性不夠，數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)自成一套與常用的數(shù)據(jù)庫(kù)缺少接口等。§1-4造船生產(chǎn)自動(dòng)化機(jī)械化造船工程概論2、NAPANAPA是芬蘭NAPA公司開發(fā)的船舶設(shè)計(jì)軟件包。它是一個(gè)不斷擴(kuò)充的系統(tǒng)軟件，目前主要包括總體設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(NAPASTEEL)和船用裝載計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)(ONBOARD-NAPA)。NAPA總體設(shè)計(jì)涵蓋了船舶設(shè)計(jì)所有的設(shè)計(jì)工作。它的功能包括線型生成、靜水力計(jì)算、完整穩(wěn)性計(jì)算、艙容(包括縱傾艙容)計(jì)算、破艙穩(wěn)性(包括確定性破艙和概率性破艙)計(jì)算、可浸長(zhǎng)度計(jì)算、谷物穩(wěn)性計(jì)算、集裝箱配載、配載計(jì)算、下水計(jì)算和傾斜試驗(yàn)報(bào)告、航速預(yù)估和螺旋槳設(shè)計(jì)、耐波性和操縱性分析計(jì)算、空船重量統(tǒng)計(jì)等等。NAPA公司首次在船舶設(shè)計(jì)軟件中采用3D技術(shù)，并在船舶初步設(shè)計(jì)和基本設(shè)計(jì)階段提出了3DNAPA船舶模型的概念，這一概念己得到廣泛認(rèn)同。利用NAPASteel設(shè)計(jì)師們可以在較短時(shí)間內(nèi)迅速完成結(jié)構(gòu)初步設(shè)計(jì)和重量、成本計(jì)算，生成可供送審的技術(shù)文件和圖樣，并根據(jù)需要生成結(jié)構(gòu)有限元計(jì)算所需的網(wǎng)格模型。在NAPA于2003.1發(fā)布的版本中具有的最新的功能之一是提供了許多軟件與NAPASteel之間的接口，比如說TribonHull和Nupas-Cadmatic，以及其它一些典型的經(jīng)常使用的船舶設(shè)計(jì)系統(tǒng)。其中與Tribon之間的接口可以實(shí)現(xiàn)：曲線的轉(zhuǎn)換、表面的轉(zhuǎn)換、圖的轉(zhuǎn)換等?！?-4造船生產(chǎn)自動(dòng)化機(jī)械化造船工程概論3、CADDS5iCADDS5i是PTC公司針對(duì)船舶、航空、航天行業(yè)推出的產(chǎn)品，空中客車、勞斯萊斯、波音公司BAE系統(tǒng)、洛克希德馬丁、美國(guó)聯(lián)防公司、中國(guó)的CSIC(中船集團(tuán))等約2000個(gè)客戶已經(jīng)成功地應(yīng)用了這套解決方案。該產(chǎn)品在世界造船市場(chǎng)的份額也為15％。這個(gè)軟件主要包括船體、管系、舾裝、電力、空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)等幾大模塊。船體模塊主要進(jìn)行船體結(jié)構(gòu)輔助設(shè)計(jì)，可輸入輸出全部船體制造所需的數(shù)據(jù)。管系、舾裝模塊則提供了管系設(shè)計(jì)和制造所需的所有工具，包括3D管系布置?？照{(diào)通風(fēng)模塊所提供的工具可支持開發(fā)大型HVAC(熱力、通風(fēng)與空調(diào))系統(tǒng)及其結(jié)構(gòu)的能力，并生成制造輸出數(shù)據(jù)。電氣系統(tǒng)模塊提供的功能可支持船舶電氣系統(tǒng)的開發(fā)，其中包括布線示意圖、3D電纜通道網(wǎng)絡(luò)、3D布線以及電纜通道支撐結(jié)構(gòu)。通過從可用于船舶系統(tǒng)的設(shè)備和電纜庫(kù)中進(jìn)行選擇，用戶可以創(chuàng)建示意圖。國(guó)內(nèi)有部分船廠在使用NAPA軟件進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)，使用Tribon做生產(chǎn)設(shè)計(jì)，而CADDS5i可以很好的與他們進(jìn)行互通。目前，在我國(guó)該軟件已在江南、大連、遼南、武昌、長(zhǎng)江船舶設(shè)計(jì)院等船廠和設(shè)計(jì)院使用。§1-4造船生產(chǎn)自動(dòng)化機(jī)械化造船工程概論4、FORANFORAN軟件是一個(gè)囊括了船、機(jī)、電、涂、舾裝各個(gè)專業(yè)的強(qiáng)大設(shè)計(jì)軟件。在船舶設(shè)計(jì)和建造中，從開始的方案設(shè)計(jì)、初步設(shè)計(jì)和送審設(shè)計(jì)階段，直到詳細(xì)的施工設(shè)計(jì)階段，F(xiàn)ORAN都是賴以降低成本、提高生產(chǎn)效率的主要工具。本系統(tǒng)可以應(yīng)用在所有船型的設(shè)計(jì)建造，且不受船舶尺寸的限制，同時(shí)可以根據(jù)不同用戶的特定需求進(jìn)行客戶化定制。FORAN代表了船舶CAD/CAM/CAE技術(shù)的前沿，為造船的全過程提供了集成化的解決方案，包括船型尺寸、船型系數(shù)計(jì)算、船體結(jié)構(gòu)、機(jī)械設(shè)備、舾裝、電氣設(shè)施、艙室設(shè)計(jì)等，所有功能可在分布式工作環(huán)境下、應(yīng)用并行工程的概念完成。FORAN的開發(fā)和維護(hù)者SENERIngenieríaySistemasSA公司，是西班牙最大的私營(yíng)獨(dú)資的工程公司。利用50年的船舶設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，SENER保證其最終產(chǎn)品是可信賴的、高效的工具，幫助用戶實(shí)現(xiàn)其唯一的目標(biāo)：讓船舶的設(shè)計(jì)和建造更快、更好、更節(jié)省。