哈尔滨工程大学船舶工程学院大二大连实习专题报告

实习专题报告从技术角度浅谈如何降低船厂钢材成本 作者：XXX 班级：XXXX 学号：XXXXXX 【关键词】：钢材 成本 消耗量 效益【摘要】：在船舶这样一个绝大部分原材料都为钢材的行业里，如何最大程度地利用钢材，降低钢材成本，减少钢材的浪费，业已成为企业增加公司效益，提高市场竞争力所必须思考的一个重要问题。本文作者将从技术层面浅谈国内船厂降低钢材成本的问题。1、 课题研究意义 下面我们来看几组数据，下面两个表中，表一给出了国内几家大型船厂近几年的近年造船完成量（及预测）以及现年耗钢材量，表二则给出了年计算出的每载重吨的钢材消耗量。表 序号 船厂名称 现年耗钢 近年造船完成量及预测(万载重吨) 材量(万吨) 2001 2002 2003 2004 2005 2010 1 江苏新世纪 1213 30 38 46 55 60 2 浙江船厂 3.54 5.4 6.3 11.75 18 40 3 沪东中华 20 100.4 32 66.8 80 150 200 4 江南造船 1215 52.5 37.78 28.09 43.6 5060 100 5 大连造船重工 8 23.6 27.8 32 25.3 75 160 6 广州广船国际 9.8 17.3 20.4 32.25 36.45 33 7 上海外高桥 18 - - 50 122 180 280 8 大连新船重工 17 54.32 71 114.4 99.4 150 200 9 福建省船舶工业公司 6.9 5 10.3 10.5 13.5 49.8 60表二年份 新船耗钢材总量(万吨) 新船消耗系数*1998 122 0.391999 117 0.392000 135 0.392001 156 0.42002 178 0.39*年到年的新船平均消耗系数为，即每载重吨消耗钢材为吨。这一系数是全部船型、各种吨位综合一起的消耗系数。 从表中可以看出，随着我国船舶行业的做大做强，我国船舶行业的钢材消耗量也是呈现快速增加的趋势。预计我国年前后造船产量将达到世界第一位，为此，造船行业将又进入一个高速发展的时期。若按过去的钢材消费增长率测算，未来船厂的钢材消耗量将是一个很大的数字。众所周知的是，钢材在造船厂成本中占据着相当大的比例。而近年来，由于铁矿砂、焦炭和炼焦煤的价格的不断攀升，使得钢材价格也随之急剧上涨，给船厂造成了极大的威胁。举例而言，2001 年, 船用钢板价格每吨2400元, 2005年每吨则上升到5300-5700 元, 平均涨幅为130% 。也就是说, 一艘船钢材的采购价已经由过去船价的12% -15% 提高到现在的25% -30%。以大连船舶重工 年耗8 万吨钢材为例计算,钢板的采购价将比四年前多支出2.4-2.7亿多元人民币, 如果将这个数字与船厂一年的利润相比，这将是一个十分惊人的数字。这样一来，节约钢材，降低钢材的消耗量，减少浪费，就成了船厂降低成本提高效益的一个有效手段。如何在有限的条件下节约钢材，降低成本是船厂长期探讨的话题。二、与日韩造船强国的比较近些年来，我国船舶工业快速发展，但与日、韩造船业相比差距仍是全方位的。尽管我们引进了与日韩企业基本相同的加工设备，建立了不同形式的分道生产流水线，但由于缺乏钢材节约的意识，再加上技术上、管理上存在这样或那样的差距，使得我们在钢材成本上与日韩的差距十分明显。 我们仍以上面表二的数据作为研究对象，表二中我们给出了一个新船消耗系数。按照表中解释，新船消耗系数是一种综合全部船型、各种吨位一起的消耗系数，具体而言即每载重吨消耗钢材的吨数。即意味着每载重吨消耗钢材为吨。随着船舶大型化，船舶设计及船舶制造精度管理水平的提高，这个消耗系数应该是呈现降低的趋势。如日本世纪年代的平均载重吨系数是，年代这个系数降到了。而从上表可以看出，我国从1998年到2002年的钢材消耗水平一直停留在0.39-0.4的水平。尽管近几年，随着科学技术的日益更新，管理系统的日臻完善，这一系数已渐减少，但是，与日韩还是存在着相当大得差距。三、如何降低钢材成本3.1钢材成本差距体现 由以上分析，我们可以看出在钢材消耗成本上国内与日韩存在着较大差距。经分析，这个差距表现在船舶的设计、制造、管理、材料利用率等方面。如日本造船已专业化、定型化生产，船舶设计、生产实现了精度化管理，在材料利用率上，日本可以达到，我国的实际水平在。我国首制的万吨大型油轮，应船东的要求，在钢材的使用量上已是一例外，即使这样较日本同样的船型还多消耗钢材吨。若分别以日本的设计技术、生产技术、管理技术为，我国的设计技术水平仅相当日本的，生产技术水平为；管理水平更低，仅相当于日本。则在如何降低船厂钢材消耗上，作从以上几个方面，分别提出了相应的解决方法。3.2如何降低钢材成本3.2.1 采用并行设计模式 降低钢材成本的源头在设计。在日本船厂,由于拥有丰富的船型库、先进的设计方法和顺畅的供货渠道, 因此有条件在生产设计完成零件套料图后订货, 使钢材利用率可达到95% 以上。在我国的大、中型造船企业, 由于受设计出图、交船期和国内钢材供货期的制约, 无一例外地都采用在生产设计开展前的预估订货方式。由于余料和残料数难以控制, 使钢材利用率一般在85% 90%之间徘徊, 这是国内比日本船厂钢材利用率低的主要原因。传统的设计流程= 基本设计+详细设计+工艺设计+生产设计 由于这种设计方法是一个串联的流程, 因此设计周期长, 并且使生产设计阶段的要求无法反馈到前面的设计阶段中。造船并行设计是现代造船模式倡导的一种新的造船理念, 它以实现总装造船为目标, 以优化生产流程、提高效率和降低造船成本为主导思想, 将生产设计阶段的要求在前面的设计阶段中体现, 使各个设计阶段和各专业交叉衔接、相互协调, 以达到同步出图, 进而实现同步生产, 使中间产品更加完善的目的。提高钢材利用率的基础是船体详细设计编制的钢材预估清单。以往, 详细设计人员不了解工艺设计、生产设计和加工工艺的流程与方法, 在编制钢材预估清单时只是粗略估算, 钢材利用率低是必然的。为了改变这种状况, 作者认为应通过开展并行设计来提供相对准确的钢材预估清单, 其做法是:（1）工艺设计与详细设计并行。 也就是说, 当基本设计开展后, 工艺设计提前启动, 依据总布置图和典型横剖面图开展分段的初步划分。待详细设计的基本结构图、外板展开图和典型纵横舱壁图完成后,再进行分段建造方法、船台( 坞) 搭载顺序和精度控制方案的策划。这样, 就可以基本确定船体主要板架的钢材订货规格。（2）生产设计介入详细设计。过去, 详细设计人员对一些不规则构件( 如舭部外板、槽形舱壁、带梁拱的甲板、内部肋板等) 的加工与拼接方法不了解,在钢板规格估算时做不到精细。为了改变这种状况, 生产设计提前介入到钢材预估清单编制过程中, 依据典型横剖面图对货舱区的结构进行展开计算、模拟套料和优化板缝排列, 为详细设计确定相对准确的订货规格提供依据。（3）三维设计建模与详细设计并行。以前钢板订货规格差异最大的是船体曲面外板, 在不了解其展开形状时估算的钢板尺寸, 使生产设计在下料时经常遇到“非长即短”的尴尬。近年来, 计算机工作站在船舶设计中得到广泛应用, 其中在三维设计环境下对船体线型光顺后, 可生成准确的船体外板展开, 当输入板缝位置后, 这个问题就迎刃而解。3.2.2 精确采购 在供应链上掘金 一艘船的钢材采购费用占材料采购费用总额的70%以上，因此，降低钢材的采购成本是降低船厂钢材成本的“重头戏”。除“货比三家”外，船厂还有哪些办法可以降低钢材采购成本呢？（1） 技术准备：精选品种及规格 精算用量和节点 某船厂在对一艘新建船舶进行钢材设计选型时，原先为船舶的海水冷却系统部分选用了壁厚较薄的316L不锈钢管，结果在新船交付后不到3个月就出现了较严重的渗漏；将材料改为厚壁无缝钢管后，不仅使用效果好，而且这种钢管的采购成本仅为316L不锈钢管的40%左右，为船厂节约了大量采购费用。这充分反映了合理的钢材设计选型十分重要。船厂设计人员必须在满足船舶技术性能要求的前提下，选用材质过硬的、成本较低的钢材。 要降低采购成本，船厂的技术准备工作必须做细，准确选用钢材的型号规格，合理选用标准化钢材。现在市场上可以选用的船用无缝钢管约有80种型号规格，很多同一外径的管子每0.5毫米厚度就有一个规格，而有的船舶对某一规格的无缝钢管的需求量尚不足6米。船厂在技术准备环节应当特别注意这些细节，因此，如果型号规格和标准化钢材选用合理，就能控制钢材的库存量，减少起重设备的使用次数，降低钢材锈蚀报废量等，从而避免人力、物力、财力的大量浪费。 做细技术准备工作，还能使船厂把握好船舶生产和钢材采购的时间，使二者趋于一致。一般情况下，新建船舶开工前应准备好所需钢材的80%左右。但是，往往由于船厂的技术准备不充分，或技术资料不完整，导致采购钢材的计划需多次修改。有时造船急需的钢材尚未到位，不急需的钢材却提前到货，导致钢材积压，长期占用流动资金，采购成本大幅上升，同时仓储管理的难度也会加大；而如果仓库容量不够，钢材被堆放在露天场地，又会遭受锈蚀，造成浪费。 此外，船厂还应做好批量船的技术修改、统计汇总和技术固化工作。近两年，不少船厂批量承接了同一型船舶订单，本来这些船舶所需要的钢材数量和类型大同小异，但由于管理上的疏漏，统计和技术固化等工作进展缓慢甚至没有开展，造成采购工作重复进行，无效劳动增加，成本不断攀升。技术准备环节工作的好坏，关乎钢材采购成本的高低，船厂应该高度重视。 （2）物资采购：优化采购与供应流程 选准进货时机和厂商 钢材从生产到最终派上用场，要经过钢厂船厂仓储（收、管、发）预处理等环节，期间还包括一系列物流转接和运输等。这种传统模式不仅延长了船厂采购钢材的周期，而且大大增加了采购成本。物资采购部门可推行钢材的采购、配送和仓储等工作一体化模式；同时，可与钢厂协商，把钢材预处理工作前移到钢厂，但这也对船厂的采购计划和储存条件提出了更高的要求，因为即使经过加工的钢材久不使用也会遭锈蚀。 同时，物资采购部门必须密切关注钢材市场，及时掌握信息，对钢材价格的走势作出准确的分析判断和预测，避免盲目采购。因为，钢材市场的变化很快，钢材价格经常波动，有时一个月内的涨跌幅度达30%。选准了采购时机就能节约大量成本，反之则会增加大量成本。 此外，物资采购部门还应选择好供应商。造船所需要的钢材量大、规格品种多、质量要求高。在选择供应商时，物资采购部门除要关注价格外，还要综合考虑其钢材质量、交货期、售后服务和抗风险能力等多种因素。实践证明，与信誉度高、有实力的钢厂或供应商建立战略合作伙伴关系，有助于保证钢材供应的时间、质量，从而降低采购成本。3.2.3 切割生产数字化管理 造船领域计算机辅助设计的引进，触发了一场革命。众多的公司发现，通过采用切割生产数字化管理，他们将显而易见地降低了钢材的成本。 数控切割生产一直是一个信息孤岛，技术部与套料部重复画图，套料部向钢材仓储部预定钢板，套料后把切割程序交给生产部进行切割。切割时经常发生找不到预定钢板，只好重新套料，零件多切少切，钢材多领多用，导致钢材浪费或返工补件，不同切割机代码不兼容，需要重新编程转换。各种问题频繁发生，导致生产停顿、交货期延误，生产成本增加。最突出的问题是无法提供详实的钢材切割利用率统计报表，造成项目流产。若实行数字化精益管理，将技术部、仓储部、套料部和生产部统一建立在数据库与信息化管理平台上，实现无纸化数据共享，避免重复画图、重复套料和钢板多领多用、零件多切少切，则可确保切割生产平稳有序进行，缩短产品交货期，提高企业现代化管理水平，为项目成功实施奠定坚实基础。 3.2.3 余料管理和重复利用 企业最大的钢材浪费是剩余钢材的浪费。剩余钢材由于形状各异，难于管理，通常都被随意堆积。只要堆积起来，就无法重复利用，只能作为边角余料或残材废料变卖。据企业估算：70%钢材浪费是余料浪费，每年经济损失上百万。中国一年余料浪费2000万吨，浪费金额达1000亿元。使用先进的钢材管理系统，将不规则余料进行图形管理，对不规则余料进行上架库存现场管理，将余料图形与库存管理纳入计算机进行数字化管理，再将其与第三条的切割生产数字化管理联系在一起，构建一个数字共享的平台，对余料套料和余料进行重复的切割，使剩余钢材得到有效管理和重复利用。据估算，此举每年可为企业挽回余料经济损失达百万元。 4、 结语（感想） 可以看到的是，降低钢材成本对船厂发展的益处是不言自明的。可是，节约钢材、降低成本也并不是一件一蹴而就的事，它需要广大造船工作者在长期工作实践中，不断积累经验，并结合自身船厂特点综合考虑，摸索出一条属于自身船厂有个性，有效率，有效益的生产制造模式，降低钢材消耗成本，从而提高整个船厂的成产利润，促进船厂更好更快更健康地发