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1、本讲座从管理者的角度,按照“壳舾涂一体化总装造船”现代造船管理模式的要求,结合我国船厂的探索实践,介绍船舶建造在各工艺阶段的组织方式、应注意的问题,同时提供对施工状态的评价标准。一、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:1、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。2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。现代造船又历经以下阶段:3、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
2、舾装、分段舾装和船上舾装,即开展区域舾装。4、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”。5、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。目前国内主要船厂一般处于三级向四级过渡阶段;国内先进船厂已达到四级水平;外高桥船厂、建设中的江南长兴岛造船基地明确提出将精益造船、标准造船、数字造船、绿色造船作为发展目标。二、现代造船生产管理模式的特征1、船体分道建造法。根据成组技术“族制造”的原理制造船体零件、部件和分段,按工艺流程组建生产线。2、抛弃了舾装是船体建造后续作业这一旧概念,以精确划分的区域和阶段(单元舾装、分段舾装和船上舾装)控
3、制舾装。3、实行“管件族制造”,以有效手段制造多品种、小批量产品,获得生产线生产效益。4、采用产品导向型工程分解。把船舶划分为不同级别的中间产品,并协调的组织分道生产和集成。三、船舶建造工艺流程现代造船工艺流程如下简图:船舶建造工艺流程层次上的划分依据为:1、生产大节点:开工上船台(铺底)下水(出坞)航海试验完工交船生产大节点在工艺流程中是某工艺阶段的开工期(或上一个节点的完工期),工艺阶段一般说是两个节点间的施工期。生产大节点的期限是编制和执行生产计划的基点,框定了船舶建造各工艺阶段的节拍和生产周期;从经营工作看,节点的完成日也是船东向船厂分期付款的交割日。2、工艺阶段:钢材予处理号料加工零
4、、部件装配分段装焊船台装焊(合拢)拉线镗孔船舶下水发电机动车主机动车系泊试验航海试验完工交船3、以上工艺阶段还可以进一步进行分解。4、需要说明的是以上工艺阶段是按船舶建造形象进度划分的,现代造船工艺流程是并行工程,即船体建造与舾装作业是并行分道组织,涂装作业安排在分道生产线的两个小阶段之间,船体与舾装分道生产线在各阶段接续地汇入壳舾涂一体化生产流程。四、船舶建造的前期策划船舶设计建造是一项复杂的系统工程,在开工前船厂必须组织前期策划,一是要扫清技术障碍;二是要解决施工难点。对设计部门的要求:1、必须吃透“技术说明书”(设计规格书)。技术说明书是船东提出并经双方技术谈判,以相应国际规范及公约为约
5、束的船舶设计建造的技术要求。船厂在新船型特别是高附加值船舶的承接中必须慎重对待:必须搞清重要设备运行的采用标准情况、关键技术的工艺条件要求,特别是要排查出技术说明书中暗藏的技术障碍(不排除某些船东存有恶意意图),否则冒然施工将会给船厂带来灾难性的后果。对此,各主要船厂都有过深刻的教训。如江南厂建造的自卸船、广船建造的客滚船、大连厂建造的大型滚装船、三用工作船等。因此对新船型的开发必须组织予研,进行充分的技术储备。2、对设计工作的组织。船舶设计工作分三阶段组织进行初步设计、详细设计、生产设计。初步设计:是从收到船东技术任务书或询价开始,进行船舶总体方案的设计。提供出设计规格说明书、总布置图、舯剖
6、面图、机舱布置图、主要设备厂商表等。详细设计:在初步设计基础上,通过对各个具体技术专业项目,进行系统原理设计计算,绘制关键图纸,解决设计中的技术问题,最终确定船舶全部技术性能、船体结构、重要材料设备选型和订货要求等。生产设计:是在详细设计送审图完成基础上,按工艺阶段、施工区域和组装单元,绘制记入各种工艺技术指示和各种管理数据的工作图、管理表以及提供生产信息文件的设计。简言之:初步设计描绘出将建造一艘什么样的船;详细设计确定各专业各系统如何配置与运行;生产设计指示怎样合理地建造这艘船。目前,国内各主要船厂都取得了国家级技术中心资格认证,大船重工船舶及海洋工程研究所设有开发室、船体、船装、机装、电
7、装、居装等综合设计室以及工艺、海工、军工等专业设计室,已开发并建造了化学品船、成品油轮、原油轮、散货船、多用途船等系列船型,对新船型首制船,如VLCC、大型集装箱船等,一般采用与国外设计院所联合设计方式,所有生产设计任务全部由船厂承担。因此需要尽快地充实和培养自己的生产设计队伍。生产设计是施工设计,必须密切结合工厂的工艺流程、设施设备能力、工艺水平甚至工艺习惯,外委设计将不可避免出现修改。船舶设计的全过程延续的时间很长,影响设计进度的突出问题是:详细设计的主要图纸和技术文件需要船东、船检(船级社)审查认可,而后进行退审修改,此时船舶已经开工,生产设计承受着施工供图需求的压力,由于准备不充分,在
8、版图施工情况下容易出现差错。解决的途径是努力将详细设计与生产设计由串联式的接续组织,尽可能在一定阶段形成并联式的交叉组织。在设计部门组织机构设置中,有的船厂试尝将详细设计与生产设计人员编在一个综合设计室;但从努力方向看,应该开发利用计算机工作站的功能,在输入详细设计可靠数据和图形的基础上,通过三维设计、干涉检查,直接生成生产设计数据和图形。3、设计审查要加强对设备材料的经济性选择。详细设计一经确定,全船80%的成本已经固化(其中设备材料费用占全船总成本的65%左右),在人工费、专用费项目中降低成本的空间很小。据资料统计,国内船厂与国外先进船厂建造的同类船舶相比,设备裕量和材料消耗量均高出10%
9、。因此在主要设备、材料厂商表范围内,对重要设备、大宗物资必须坚持集中订货、定点订货;对金额高的常用消耗性材料,争取采用寄售或赊销方式 1、根据生产线表的要求,要详细、准确地编制船舶生产技术准备综合日程表,包括设备纳期表、设计出图计划等,并进行跟踪、调度、检查、考核。生产技术准备是船厂组织船舶建造重要的管理体系,在调度为主要管理手段时期,围绕出图、供货、配套等项目常常纠缠不清,牵扯了生产管理者极大的精力。目前各船厂生产技术准备状况已有了很大改观:一是建立了拉动式需求计划管理体系;二是将各船只生产技术准备的职责落实到项目组;三是应用了信息技术:设计出图进度及状况、物资订货及到货情况、集配件的需求缺
10、损件的补充等都在网上传输并设有予警提示。2、根据现代造船“设计、生产、管理一体化”的要求,从合同签约开始生产管理部门就应参与设计工作,如依据影响船厂生产率相关的制约因素和条件,提出分段划分意见等,供设绘各布置图参用。在船舶设计过程中,按造船管理规程的要求,将分阶段召开A、B、C、D 等会议,其目的都是以合理和方便施工为宗旨,将管理要求和设计意图融合起来。为此,在合同生效三个月内,生产管理部门要编制出建造方针,该方针是指导船舶建造的纲领性文件,主要内容有:(1)合同概要。(2)建造船舶的主要技术参数和主要物量。(3)建造方法。包括分段划分原则;重要分段的结构特征及尺寸;分段重量的控制范围;钢板规
11、格控制;总段装配范围;上层建筑整体吊装的重量计算;分段予舾装范围和要求;场地分配及面积计算;船台建造方法和定位分段的确定等。(4)新工艺新技术的应用和实施范围及要求。(5)船舶建造主要建造计划线表。(6)质量、成本、资金等管理要求。建造方针完成之后,船厂还要编制出施工要领,主要说明基本的工艺步骤、技术要点和基本的施工方法。策划合理、内容规范,并体现出很高的施工要求,如开展予舾装:“除合拢缝处的货舱区的铁舾、管系焊接件外,其它所有均应在分段阶段安装”。3、为了在船舶建造过程中贯彻建造方针,避免流于形式缺乏约束,近年来主要船厂相继开展了一项叫做“纸上模拟造船”的活动,取得了应有的成效:在船舶开工前
12、,船厂组织设计、工艺、生产及生产管理等主管人员,对照设计说明书,从剖析的角度,按船舶建造流程逐项找出影响设计建造的关键点,从合理性可行性出发,研究确定建造方法和技术手段,也就是说研究确定了对关键项目的予案。从实践情况看,如果“纸上模拟造船”能够走得通,并将具体要求落实在建造方针中,基本上扫除了建造中将遇到技术障碍和施工难点。五、船舶建造过程的控制(一)钢料加工阶段钢料加工过程:钢材备料钢材予处理线(矫平、喷砂除锈、底漆)放样号料构件边缘加工(切割、加工焊接坡口)构件成型加工(非平直构件加工成应有曲度)船体零部件装配(平面接板、框架组立)。应关注的问题:1、钢料供应。船厂是钢材消耗大户,从产业关
13、系看应该与钢厂建立利益共享的战略伙伴关系。目前大船重工已与鞍钢签定了长期合作协议,每年锁定一个钢材基价,既减少了受钢材市场价格波动影响,并能够保证供货期限和数量;有的船厂享有钢材优惠价格(如每吨下浮50 元);还有的钢厂直接投资船厂成为股东单位(外高桥有限公司、大船重工钢加配送中心)。2、钢料加工应形成分道加工的路径。大型船厂为组织分段组装流水线生产,在钢料加工阶段就要求相应加工后的构件定向、有序地传输到平面分段流水线、曲面分段流水线和型材加工流水线。在大连船务钢料加工车间:平直构件加工、带曲度构件加工压制、型材加工及弯制、构件小组立等,已形成划分明确的加工区域。3、提高钢材利用率是船厂降本增
14、效永恒的主题。目前国内船厂钢材利用率(主船体钢材利用率、钢材综合利用率)一般在8590%左右,其中中远川崎达到94%,日本船厂可达到95%以上。钢材利用率状况受到船型及设计、管理、场地等多因素影响。(1)努力开展船体与舾装同步设计,以提高一次套料利用率;(2)在钢料加工中心留有充分的余料堆放、分检、再利用场地,一是可调用余料进行二次套料;二是利用余料切割法兰、肘板、人孔盖等予制件;三是调用余料补充工装。(3)尽可能根据用料尺寸,多规格在钢厂组织定尺订货(这是日本船厂保持高水平利用率的优势)。(二)分段制作阶段1、分段是构成船体结构的实体。根据船舶建造工艺、场地条件、起重能力、周期要求等,一艘3
15、6 万吨级船舶分段划分大致在100200 个(大型船体结构如MPF1000 钻井储油船分段划分351 个)。2、分段名称分段按几何特征可分为:(1)平面分段:平面板列带有骨架的单层平面板架;(2)曲面分段:平面板列带有骨架的单层曲面板架;(3)半立体分段:两层或两层以上板架所组成的不封闭分段;(4)立体分段:两层或两层以上板架所组成的封闭分段;(5)总段:主船体沿船长划分,其深度和宽度等于该处船深和船宽的环形分段。特别需要指出的是:立体分段和总段是由若干平面分段和曲面分段所组成,由于平面分段和曲面分段是分段建造中的基本单位,作为船舶建造主流程,必须组织流水线生产。分段按其结构所属部位可分为:(1)底部分段(2)舷侧分段(3)甲板分段(4)首尾分段(5)上层建筑等3、分段制作阶段建造组织措施:(1)严格按批量顺序下料:船体结构分段一般分20 多个批次进行投料。在网络计划安排中按吊装顺序依次组织分段制作,这是由建造法决定的。塔式建造法:以尾部近机舱前的一个底部分段作为基准段在船台搭载,然后向首、尾及两舷自下而上依序吊装各分段。由于机舱分段需要安装大量设备、管路,所以需要尽早成型并吊装。岛式建造法:为缩短建造周期,将船体沿船长划分成23 个建造区(岛),在每个建造区选择一个分段为基准段