船舶制造工艺

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1、船舶建造管理讲座之一船舶建造管理讲座之一 船舶建造工艺流程简介船舶建造工艺流程简介 一、一、造船生产管理模式的演变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：传统造船分两个阶段： 1、常规的船体建造和舾装阶段。在固定的造船设施上先安装龙骨系统、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：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：单元舾装、

2、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；而象上海外高 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、船舶建造工艺流程二、船舶建造工艺流程 （一）现代造船工艺流程如下简图。（一）现代造船工艺流程如下简图。 （二）船舶建造工艺流程层次上的划分依据（二）船舶建造工艺流程层次上的划分依据 1 1、生产大节点、

3、生产大节点 开工上船台（铺底）下水（出坞）航行试验完工交船 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 2、工艺阶段、工艺阶段 钢材预处理号料加工零、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 3、以上工艺阶段还可以进一步进行分解。、以上工艺阶段还可以进一步进行分解。 4、工艺说明工艺说明 需要说明的是以上工艺阶段是按船舶建造形

4、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。 三、船舶建造过程的控制（应用于现代造船模式）三、船舶建造过程的控制（应用于现代造船模式） （一）钢料加工阶段（一）钢料加工阶段 1 1、钢料加工过程、钢料加工过程 钢材备料钢材预处理线（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） 。 2 2、船厂比较关注的问题、船厂比较关注的问题 （1 1）钢料供应。钢料供应

5、。船厂是钢材消耗大户，从产业关系看应该与钢厂建立利益共享的战略伙伴关系。 如有的船厂与钢厂签订了长期合作协议， 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等。 （2 2）钢料加工应形成分道加工的路径。）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

6、分明确的加工区域。 （3 3）提高钢材利用率是船厂降本增效永恒的主题。）提高钢材利用率是船厂降本增效永恒的主题。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。 努力开展船体与舾装同步设计，以提高一次套料利用率； 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、人孔盖等预制件；三是调用余料补充工装。 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） 。 （

7、二）分段制作阶段（二）分段制作阶段 1 1、分段是构成船体结构的实体。、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 36 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 2、分段名称、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

8、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 3、分段制作阶段建造组织措施：、分段制作阶段建造组织措施： （1 1）严格按批量顺序下料：）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

9、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，按塔式建造法组织建造，岛与岛之间利用“嵌补分段”进行连接。 串联建造法（一条半造船法） ： 当船台长度大于船长 1.5 倍，且是批量建造情况下，可以在建造第一艘船的前半段的同时，在 船台的前端建造第二艘船的尾段。待第一艘船下水后，第二艘船的尾段也完工，并移至船台尾端继续 建造其前半段，同时第三艘船的尾段又在船台的前端建造。 总段建造法： 将预先装配焊接好的环形总段按照安装顺序进行船台装配。船厂在具有大型船

10、坞、并有总组场地 和起重能力予以保证情况下，采用总段建造法可以有效利用各主要生产资源。 （2 2）贯彻总装造船原则：）贯彻总装造船原则： 为充分发挥船厂主要生产设施（船台、船坞、总组场地和起重设备等）能力，应将生产主流程即 组织流水线生产的项目留在厂内，能够以中间产品组织生产和供应的次流程项目，尽可能以“分包” 形式扩散到厂外，实行“专业化生产、社会化配套” 。 “分包”指的是购买劳务，由船厂提供材料、图 纸、进行工艺和质量监督，分包商提供加工后的中间产品，这些产品船厂不是不能制造，而是出于经 济、负荷特别是总体效率等原因，主动将其交给分包商去制造。 （3 3）执行分段成品化交验：）执行分段成

11、品化交验： 按照“壳舾涂一体化”要求，在分段制作阶段，应将该部位的铁舾件、管舾件、电气焊接件尽可 能地全部安装上去，并完成分段涂装工事。在分段下胎交验时，上下道工序必须依据清单进行逐项检 查确认，尽可能减少施工项目在工序间的流转。分段成品化制作，虽然加大了该阶段的工作量，但从 能率测算看，同一工事项目工时消耗量，在分段舾装阶段、船台舾装阶段、水下舾装阶段的比例为 1：5：9。目前国内船厂分段予舾装率（铁舾予舾装率、管舾予舾装率）在 8090%左右，而日韩 船厂接近 100% 。 （4 4）扩大总组吊装数量：）扩大总组吊装数量： 无论是老厂改造还是新厂规划，都强调在船台、船坞的周边扩建总组场地，

12、利用大型起重设备， 将几分段装焊成一个总段， 以此为平台进行规模化舾装 （包括正反转予舾装） ， 而后一次吊装合拢 （包 括上层建筑） 。一艘船总组吊装数量及完整性程度，体现了船厂的工艺水平和生产能力。 （5 5）调整工序生产能力：）调整工序生产能力： 按精益管理的要求实现流水节拍造船，使各工序物流有序、量化、可控地运行，既不能中断，也 不应积压，这是船厂追求的目标。为此在生产管理中要按照先进合理 的定额水平（以加工的原单位 数据为基础） ，组织工序生产能力测定：在工艺流程中由后向前测定需求，找出薄弱环节和影响因素， 并予以消除。 （6 6）努力采用新工艺新技术：）努力采用新工艺新技术： 在分

13、段制作阶段推行精度管理，逐步做到无余量下料、切割和装配；大力采用高效焊接技术；推 行盆舾装、正反转予舾装等。 （三）舾装件（铁舾件、管舾件、电气焊接件）加工、集配、安装阶段（三）舾装件（铁舾件、管舾件、电气焊接件）加工、集配、安装阶段 1 1、舾装作业与船体建造是并行分道组织、舾装作业与船体建造是并行分道组织 只是在讲述中排在分段制作阶段之后，按施工阶段和区域分为单元舾装、分段舾装和船上舾装。 单元舾装：将若干相关设备如泵、电动机、控制器等安装在一个共同的基座上装配成一个单元， 然后再将此单元作为整体在适当的舾装阶段安装就位（有条件的单元在制作时可完成泵压或电气试 验） 。 分段舾装：当分段倒

14、置时在甲板顶面安装，分段翻身后在甲板表面安装。 船上舾装：当船体总装时和总装后，在船上一个舱室内或跨几个舱室进行安装。 2 2、舾装件加工、集配、安装阶段建造组织措施、舾装件加工、集配、安装阶段建造组织措施 （1）为保证舾装作业与船体建造并行展开，必须努力作到舾装设计与船体设计达到同步。从设 计关系看，船体设计是先行开展的，在船体设计提供背景图情况下， 舾装设计才能确定设备位置、 管系走向。因此所谓“同步设计”是一个要求，即紧密跟踪船体设计进度，一经具备条件舾装设计迅 速展开，并在较短时间内满足舾装 作业与船体建造对供图的需要。 （2）舾装集配中心的选址。在厂区面积充裕的情况下舾装集配中心尽可

15、能设在厂内，既可缩短 配送路途又能保证及时性。但由于船厂推行壳舾涂一体化总装造船模 式，对舾装件加工、集配和安 装无论是及时性还是完整性，提出了更高的要求：一是对种类多、规格杂、数量大的铁舾件实行专业 化生产；二是管子加工按种类、口 径等划分实行 “管件族制造” ；三是对舾装作业实现“托盘”设 计与管理。为此，许多船厂将舾装集配生产线从厂区主生产线分离出去，在离厂区尽可能近、运输方 便并有足够面积的地方建设舾装集配中心（需要说明的是在管子制作安装工事中，仍需要现场管制作 和管子修改，在厂区内仍设有管子加工厂房、设备） 。 （3）舾装集配中心的功能。 a、按订货清单组织舾装件制作； b、对通用件

16、、予制件等扩大予制并实行库存管理； c、对舾装件按类型、规格合理堆放； d、根据各托盘表的标识进行分检、配托； e、按指定的时间将托盘配送到指定的地点。 目前大船重工舾装公司已形成相当规模： 在土城子占地 20 余万平方米， 设有管子加工流水线 （同 时统管新老厂区、博森公司等管子加工生产） ；铁舾装件加工基地；单元、模块制作基地，配有相应 的库房和场地。在舾装公司周围，还有若干铆焊厂，已形成造船加工配套产业群。 （4）托盘设计与托盘管理 “托盘”是造船的实用术语。从形象看是一个钢质材料制成的筐，承载着托盘表所列的舾装件、 连接件，按照一个作业小组 3-5 天的工作物量，送到指定的作业地点，所以也称“任务包” ；托盘实 质反映了一种管理思想，托盘表表达了完成工作单元的信息和指令。托盘表来源于托盘设计图纸 文 件的分解，设计人员必须执行托盘表不能“跨阶段、跨区域、跨类型”编制的原则，特别强调的是设 计人员必须对生产进度、施工区域划分、现场施工