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1、北方重工集团盾构机生产过程管理优化研究北方重工集团盾构机生产过程管理优化研究中文摘要摘 要盾构机,全名叫盾构隧道掘进机,是一种隧道掘进的专用工程机械,现代盾构掘进机集光、机、电、液、传感、信息技术于一体,具有开挖切削土体、输送土碴、拼装隧道衬砌、测量导向纠偏等功能,涉及地质、土木、机械、力学、液压、电气、控制、测量等多门学科技术,而且要按照不同的地质进行“量体裁衣式的设计制造,可靠性要求极高。用盾构机进行隧洞施工具有自动化程度高、节省人力、施工速度快、一次成洞、不受气候影响、开挖时可控制地面沉降、减少对地面建筑物的影响和在水下开挖时不影响水面交通等特点,在隧洞洞线较长、埋深较大的情况下,用盾构
2、机施工更为经济合理。盾构掘进机己广泛用于地铁、铁路、公路、市政、水电等隧道工程。盾构机问世至今已有近年的历史,其始于英国,发展于日本、德国。近年来,通过对土压平衡式、泥水式盾构机中的关键技术,如盾构机的有效密封,确保开挖面的稳定、控制地表隆起及塌陷在规定范围之内,刀具的使用寿命以及在密封条件下的刀具更换,对一些恶劣地质如高水压条件的处理技术等方面的探索和研究解决,使盾构机有了很快的发展。由于日本经济的快速发展及工程建设的实际需要,土压平衡式盾构机和泥水式盾构机得到了快速发展。德国的盾构机技术也有独到之处,尤其是在地下施工过程中,保证密封的前提以及高达.气压的情况下更换刀盘上的刀具,从而提高盾构
3、机的一次掘进长度。德国还开发了在密封条件下,从大直径刀盘内侧常压空间内更换被磨损的刀具。我国全断面隧道掘进机的研制是从世纪年代开始的,随着地下空问的开发,盾构技术己广泛地应用于软土层的地铁、隧道、市政管道等工程领域。目前,国内盾构机制造商已从年的几家发展为现在的多家,国内的三大盾构机生产巨头分别为:北方重工集团有限公司、中国中铁隧道集团有限公司和上海隧道工程股份有限公司。虽然我国在盾构隧道施工方面已有了一定的成功经验和技术积累,但在盾构机制造和施工控制管理等综合技术方面仍然存在大量的问题。本文以北方重工集中文摘要团盾构机生产过程管理为题材,北方重工集团己成为国内盾构项目的竞标主体,并在国内市场
4、占有主要份额。盾构技术的发展历程体现了战略管理理论与社会发展特殊性的双重特点,本文力求通过分析北方重工盾构机生产过程管理,找出盾构机生产环节存在的问题,运用战略管理理论对该生产过程管理中的成功经验和失败教训进行深刻总结,试图探索出适合于中国转轨经济条件下,为盾构企业实施有效生产管理提出理论框架和策略建议。关键词:盾构机;生产过程管理;优化英文摘要, , , , ,., ,., ,., ., , , , ,.,.,., ,., , ,., ., .,.英文摘要, ,. ,.:., .,. , .,., , ,.:;目 录目 录第章绪论.本文研究的目的和意义?.国内外研究现状?.国外盾购机生产管理
5、研究现状?.国内盾构机生产存在的弊端.盾构机的发展趋势?.本论文研究内容与方法?.研究方法?.研究内容?.本论文研究要解决的主要问题?.第章相关理论与概念概述?.盾构机的诞生.盾构机生产功能?.生产过程管理概述?. .生产过程的含义.生产过程的特点.生产过程管理的含义.生产过程管理的基本任务与内容?.生产过程质量控制含义.生产技术管理的含义?.第章北方重工集团盾构机生产过程管理现状及问题分析?一.北方重工集团企业概述. .北方重工集团盾构机生产过程管理影响因素分析?.盾构机的现场管理?.盾构机的生产组织结构.盾构机的生产计划编制.盾构机的生产工艺流程.盾构机的质量管理?.北方重工集团盾构机生产
6、过程管理的现状分析?一.生产过程流程现状?.生产过程管理的基本任务?.生产过程管理现状?目 录.北方重工集团盾构机生产过程质量控制现状?.质量控制操作步骤.生产过程质量控制环节.生产过程质量控制现状存在问题?.北方重工集团盾构机生产过程管理存在的问题?.对产品制造缺乏监管.生产的连续性没有充分得以体现?.产品设计没有主动权.生产的周期得不到保证.质量监管得不到有效的保证第章北方重工集团盾构机生产过程管理优化的实现途径?.现场管理的优化一.生产组织结构的优化?.生产计划编制的优化?一.生产工艺流程的优化?.质量管理体系的优化?一.采购管理优化?与供应商建立长期伙伴关系?一第章北方重工集团盾构机生
7、产过程管理优化的实施措施?一.企业领导的积极支持与有效监督?一.相关管理措施的完善与有效实施?一.盾构机专业技能员工的有效培训?.提高盾构生产技术的管理水平.第章结论?.本论文的总结.本论文的研究展望参考文献.致 谢北方重工集团盾构机生产过程管理优化研究第章 绪论.本文研究的目的和意义近年来,我国开展大规模的城市市政工程建设,尤其是一些重要城市都已经开始了地下铁路的建设工程。在这些地下工程中,由于受到施工场地、道路交通等城市环境因素的限制,使得传统的施工方法难以普遍适用,在这种情况下,对城市正常机能影响很小的隧道施工方法?盾构施工法普遍得到了人们的关注,并已经有了较为广泛的使用。基于我国城市建
8、设和各种基本建设的需求,盾构隧道施工法在我国的发展前景非常广阔。经过我国多年使用盾构机在隧道方面的施工,目前已经积累了一定的成功经验和先进技术,但在盾构机制造和施工控制管理等综合技术方面仍然存在大量的问题。为了安全、高效、经济的使用盾构技术,我们把目前我国的盾构技术现状进行简要的总结,进一步完善盾构机生产过程管理,明确盾构技术的发展方向。本文以北方重工集团盾构机生产制造为题材,北方重工集团公司已成为国内盾构项目的竞标主体,并在国内市场占有主要份额。盾构技术的发展历程体现了战略管理理论与社会发展特殊性的双重特点,本文力求通过分析北方重工盾构机生产过程,找出盾构机生产环节中存在的问题,运用战略管理
9、理论对该生产过程管理中的成功经验和失败教训进行深刻总结,试图探索出适合于中国转轨经济条件下,为盾构企业实施有效生产管理提出理论框架和策略建议。.国内外研究现状.国外盾购机生产管理研究现状盾构机的生产主要集中在欧、美、日等发达国家和地区,德国与日本处于世界领先水平。据统计全球已累计生产各种盾构机万多台,主要生产厂家有日本的川崎重工和三菱重工、法国的公司、美国的罗宾斯公司和德国的海瑞克公司等。盾构机按照挖掘方式和结构特点可分为以下四大类,见表卜。第章绪论表.国外盾构机的四大分类手掘式盾构 挤压式盾构 半机械式盾构 机械式盾构敞正 棚 全 局 网 正 螺 软 开 闭胸式曲开 式 挤 部 格 反 旋
10、石 胸局 泥式 支 压 挤 铲式 切 掘 大压部 水苴压撑 式 削 进亚气 加式 式 机 盘压 压 衡切式 式 式削从上世纪年代我国引进盾构技术以来,己积攒了大量经验并取得了一定的成果,目前国内许多企业先后开展了盾构技术的研发和盾构设备的研制,例如北方重工集团、上海隧道股份有限公司、中铁隧道集团和广重集团等单位,自主研发了气压式盾构机和挤压式盾构机。目前国内许多企业引进和研究的重点是土压平衡盾构和泥水加压盾构。.国内盾构机生产存在的弊端国内盾构设备的研制与欧美、日本等国外先进技术相比存在一定的差距,主要体现在盾构机的适应性设计、关键元配件的生产制造和系统集成技术等方面。适应性设计我国北方重工盾
11、构机分公司于年建立了国家科技支撑科研项目,建立了直径为米的土压平衡盾构机实践平台,包括实践数据和科研监测。许多欧美国家通过长期的研究与实践,已经研究出适应本国地质环境的盾构模拟实验方法、盾构设计理论和系统的经验数据,例如英国、美国、德国和法国等发达国家。我国也于年由上海隧道股份公司建立了国家“”科研项目?“盾构地层适应性设计理论、方法和模拟试验平台”,但是到目前为止,我国尚没有形成比较完善的适合我国国情的适应性设计理论。我国的土地辽阔,各地区地质环境差异化较大,盾构施工技术存在的普遍问题是盾构机与其所要掘进的地段的地质条件适应性差,具体体现在盾构机的刀具与土质的适应性和刀盘刀具组合配置与地质条
12、件的适应性问题上,对盾构机的施北方重工集团盾构机生产过程管理优化研究工速度和未来的发展有严重的影响,例如上海、深圳、广州等地就曾因为此类问题而影响施工的进度。总体设计与系统集成技术盾构技术是综合技术的集成,体现在液压、传感、信息、材料、自动控制、机械制造等众多方面。我国盾构技术的发展主要是在引进、消化、吸收国外成型盾构技术的基础上进行的,许多是与国外公司合作,由国外公司协助进行制造和安装,总体设计和系统集成技术还处于起步阶段,影响了我国盾构机的发展。国外盾构机有异圆形断面盾构机、特种盾构机,如前所述有椭圆形、矩形、马蹄形等很多形式。我国虽然在双圆盾构、矩形盾构、偏心多轴式盾构的研发上取得了一定
13、的进展,但是在异圆形断面盾构机、特种盾构机的研发方面仍处于起步阶段,与国外盾构研制的成熟技术相比还有一定的差距。我们的生产厂家还没有盾构安装和调试的成熟的系统技术,不能很好地针对我国的地质条件制造出相应的盾构机。由于不能完全掌握系统的安装、调试技术,没有系统的设计经验数据,所以国产的盾构机性能不稳定。关键元配件生产技术盾构机对与其配套的设备或部件要求较高,由于国内的配套设备生产技术较低,所以盾构机的很多关键部件主要依靠进口,这就严重影响了盾构技术的国产化进程。例如,盾构机的主轴承和液压阀件、用于盾构姿态控制、地表沉降控制的土压探测与传感装置等都是引进国外的成熟品牌。刀盘和刀具的设计是盾构机的核
14、心技术,为了减少刀具的磨损,需要考虑刀具的材质、结构、切削的外部条件等多种因素,而我国的盾构技术在这方面的经验不足,并且刀具和刀盘在岩土适应性设计方面也缺乏系统的理论基础,刀具在施工过程中的磨损状况认识不够,使得刀具在使用寿命上和可靠性上远远落后于国外。模型试验与系统仿真国外非常重视系统仿真与模型试验在盾构机研制开发中的作用,将系统仿真与模型试验作为实现盾构机结构与性能优化设计的重要手段。国内缺乏必要的模型试验与系统仿真研究,大多数制造企业依靠国外技术,在国外成熟技术基础上进行吸收和图纸消化,欠缺模型试验与仿真系统的研究。建立工业模型样机可以第章绪论对刀盘系统与纠偏系统的数值、主轴项进和液压系
15、统的数值、物料输送机械和流体传动系统的数值等方面进行仿真与模型试验,目前我国在这方面与国外还存在很大的差距,严重影响了自主研发水平的提升和盾构技术国产化的进程。衬砌和管片制作及拼装技术国内的盾构施工都是采用管片拼装系统将砼管片拼装成隧道衬砌,虽然实现了管片移动的机械化,但是管片的拼装、就位、对中等工作还需要由人工来完成。而欧洲和和日本等国已实现了管片拼装系统的全自动化,包括砼管片的输送、拼装机钳住管片、管片就位、管片接头螺栓的自动穿孔和拧紧等工序的自动化,并采用挤压混凝土衬砌的技术代替传统的管片衬砌技术系统,在施工过程中得到了广泛的应用,衬砌的质量和成本都得到了良好的效果。在异圆管片的设计方面
16、仍处于起步阶段,譬如矩形管片、球体管片、曲线管片等,管片拼装和插接管片等技术需要大力研发。盾构姿态控制技术国外盾构机对盾构推进和导向已实现自动控制,可无人化精确操作。在开挖面与盾构周围必要的位置上布置各种监控点,采集盾构运行状态、土压和地层扰动等多种信号,再将这些信号和地层沉降信号一起传输给信号处理计算机,计算机对这些数据进行分析,然后传送液压系统控制信号,最后实现对盾构推进和导向的自动控制。我国在激光、陀螺并用的盾构自动方向控制系统、盾构姿态控制系统等方面的研究取得了一定的成果。但是,国内盾构所使用的土压探测与传感装置大部分依靠进口,根据地表变形和运动轨迹进行实时反馈的控制技术还不够完善。此外,我国的土压盾构虽然取得了一些进展,但在某些方面与国外的先进技术还存在差距,而复合盾构和制造的差距则更大,在土压盾构的系统化设计、地层稳定与地面沉淀控制技术、防水与同步注浆技术等方面还需要进一步加大力
