造船集团生产流程基础培训总装造船作业主流程分析

1、引 言 建立现代造船模式的三个要素建立现代造船模式的三个要素 生产流程、生产组织生产流程、生产组织 和运行机制，三者的有机结合，是我国造船工业转换造船模和运行机制，三者的有机结合，是我国造船工业转换造船模 式从式从“形似形似”到到“神似神似”的必由之路。的必由之路。 其中其中“总装造船作业主流程研究总装造船作业主流程研究”，可以说是整个现代，可以说是整个现代 造船模式应用研究的重中之重，生产流程是新厂建模带根本造船模式应用研究的重中之重，生产流程是新厂建模带根本 性的问题，对此必须给予高度的重视。性的问题，对此必须给予高度的重视。 通过对日本、韩国和国内先进造船企业总装造船作通过对日本、韩国和

2、国内先进造船企业总装造船作 业主流程的分析研究，提出新建船厂按现代造船模式进行流业主流程的分析研究，提出新建船厂按现代造船模式进行流 程再造的建议，无疑将对龙穴造船基地的建模有着一定的指程再造的建议，无疑将对龙穴造船基地的建模有着一定的指 导作用。导作用。 1国内外现状 1.1 日本 日本船厂早已在日本船厂早已在2020世纪世纪6060年代开始率先引进并应用成组年代开始率先引进并应用成组 技术于造船，并在技术于造船，并在6060年代末至年代末至7070年代初在老厂改造和新建船年代初在老厂改造和新建船 厂时得到应用。其后，日本船厂不断通过改造和新建，使其总厂时得到应用。其后，日本船厂不断通过改造

3、和新建，使其总 装造船作业流程较之传统的生产流程发生了根本的变化。装造船作业流程较之传统的生产流程发生了根本的变化。 到到2020世纪世纪8080年代，日本的造船成组技术应用已趋成熟，其年代，日本的造船成组技术应用已趋成熟，其 后，美国造船专家与日本造船专家密切合作，在美国后，美国造船专家与日本造船专家密切合作，在美国“国家造国家造 船研究计划船研究计划”的倡导推动下，使日本先进造船方法和美国学术的倡导推动下，使日本先进造船方法和美国学术 界的系统理论，推广到亚洲、欧洲和拉丁美洲的许多船厂。界的系统理论，推广到亚洲、欧洲和拉丁美洲的许多船厂。 现阶段现阶段“以中间产品为导向的总装造船以中间产品

4、为导向的总装造船”，仍然是日本称，仍然是日本称 之为最先进的现代造船方式。之为最先进的现代造船方式。 总装造船作业流程的特征 其一是原有的综合性大而全的万能厂逐步改造为专业化的其一是原有的综合性大而全的万能厂逐步改造为专业化的 总装厂；总装厂； 其二是厂房布局由机群式布置向流水线布置转变；其二是厂房布局由机群式布置向流水线布置转变； 其三是成组技术、数控技术、计算机技术的发展促进了造其三是成组技术、数控技术、计算机技术的发展促进了造 船生产流程向集成制造的方向发展。船生产流程向集成制造的方向发展。 工厂布局有四个共同的特点 有完整的船体分道建造生产线；有完整的船体分道建造生产线； 有固定按区域

5、划分的舾装场地；有固定按区域划分的舾装场地； 在船台（坞）端部及两侧有宽广的分段堆在船台（坞）端部及两侧有宽广的分段堆 场和总段组装场地；场和总段组装场地； 有管子车间和铁舾件集配中心。有管子车间和铁舾件集配中心。 生产流程有两种类型、五种形式 第一种是连续流水线第一种是连续流水线 型，按船舶建造阶段设置型，按船舶建造阶段设置 流水线。这种考虑是对同流水线。这种考虑是对同 类型船批量建造的需要，类型船批量建造的需要， 但对多种类型船舶同时建但对多种类型船舶同时建 造的适应能力似乎差一些。造的适应能力似乎差一些。 第二种是独立分离型，第二种是独立分离型， 按船舶建造阶段设置工场。按船舶建造阶段设

6、置工场。 各工场相对独立分离，中各工场相对独立分离，中 间留有充分的缓冲地带，间留有充分的缓冲地带， 用液压台车转运，这种考用液压台车转运，这种考 虑不仅是目前的建造需要，虑不仅是目前的建造需要， 而且考虑到将来的发展。而且考虑到将来的发展。 由于各船厂的地形、地由于各船厂的地形、地 貌、水域和岸线等条件各貌、水域和岸线等条件各 不相同，所以生产流程的不相同，所以生产流程的 形式也不一样，大致可分形式也不一样，大致可分 为如下五种形式：为如下五种形式： 1 1）“I”I”型型 2 2）“T”T”型型 3 3）“L”L”型型 4 4）“U”U”型型 5 5） 分离形分离形 “I”型 三井千叶船厂

7、布置图三井千叶船厂布置图 钢材钢材 堆场堆场 分段分段 舾装舾装 船体船体 加工加工 分段分段 装配装配 船坞船坞 分段总组分段总组 三井千叶船厂总装作业流程 “T”型 住友追滨船厂布置图住友追滨船厂布置图 住友追滨船厂总装作业流程 分分 段段 总总 组组 船船 坞坞 钢材钢材 堆场堆场 船体船体 加工加工 分段分段 装配装配 分分 段段 舾舾 装装 “L”型 IHIIHI公司爱知船厂布置图公司爱知船厂布置图 IHI公司爱知船厂总装作业流程 钢钢 材材 堆堆 场场 船体加工船体加工 分分 段段 装装 配配 分段舾装分段舾装 分段总组分段总组 船船 坞坞 “U”型 大岛船厂布置图大岛船厂布置图

8、大岛船厂总装作业流程 钢材钢材 堆场堆场 船船 坞坞 分段总组分段总组 分分 段段 舾舾 装装 分段分段 装配装配 船体船体 加工加工 分离型 日立有明船厂布置图日立有明船厂布置图 日立有明船厂总装作业流程 钢材钢材 堆场堆场 船体船体 加工加工 平面分段装配平面分段装配 曲面分段装配曲面分段装配 分段分段 舾装舾装 分段总组分段总组船船 坞坞 1.2 韩国 70 70年代开始，韩国在老厂技术改造和新建船厂时，邀请年代开始，韩国在老厂技术改造和新建船厂时，邀请 国外专家做顾问，送出人员到国外培训，购进国外先进设备国外专家做顾问，送出人员到国外培训，购进国外先进设备, , 学习日本船厂船舶建造具

9、体生产过程中的技术诀窍。学习日本船厂船舶建造具体生产过程中的技术诀窍。 到了到了8080年代，韩国造船排位第四。随后，韩国政府为年代，韩国造船排位第四。随后，韩国政府为 提高本国造船能力，增强在国际船舶市场的竞争力，进行产提高本国造船能力，增强在国际船舶市场的竞争力，进行产 业结构的调整，组成五大造船公司业结构的调整，组成五大造船公司 现代、大宇、三星、现代、大宇、三星、 汉津和海拉集团。汉津和海拉集团。 进入进入9090年代以来，以五大企业为主体的韩国造船厂，年代以来，以五大企业为主体的韩国造船厂， 纷纷制订和实施自己的扩张计划，新增纷纷制订和实施自己的扩张计划，新增5 5座造船坞和许多大座

10、造船坞和许多大 的改造项目都是在这个时期完成的，从而使韩国船厂的造船的改造项目都是在这个时期完成的，从而使韩国船厂的造船 能力大幅度提高，韩国造船业的总量跃居世界第二，仅次于能力大幅度提高，韩国造船业的总量跃居世界第二，仅次于 日本。韩国造船的发展引起欧洲、日本和美国造船界和政府日本。韩国造船的发展引起欧洲、日本和美国造船界和政府 的关注。的关注。 韩国船厂与日本船厂惊人地相似 下面列举几个韩国船厂的实例：下面列举几个韩国船厂的实例： 韩国造船工业之所以成功，一个关键因素是重视学习国韩国造船工业之所以成功，一个关键因素是重视学习国 外先进造船技术。韩国学习国外造船技术主要在二个方面：外先进造船

11、技术。韩国学习国外造船技术主要在二个方面： 船舶建造技术和船厂建设技术；船舶建造技术和船厂建设技术； 与国外船厂联合设计，提高自己的设计能力。与国外船厂联合设计，提高自己的设计能力。 仔细观察韩国船厂，我们会惊奇地发现，几乎所有韩国船仔细观察韩国船厂，我们会惊奇地发现，几乎所有韩国船 厂无论是工厂布局或生产流程都与日本船厂惊人地相似，运厂无论是工厂布局或生产流程都与日本船厂惊人地相似，运 作机理也基本相同。作机理也基本相同。 大宇造船厂 大宇造船厂布置图大宇造船厂布置图 大宇造船厂总装作业流程 钢材钢材 堆场堆场 切割切割 加工加工 平面分段平面分段 装配装配 曲面分段曲面分段 装配装配 部件

12、部件 装配装配 分段总组分段总组船船 坞坞 上建分段上建分段 装配装配 分段总组分段总组 STX造船厂 STXSTX造船厂布置图造船厂布置图 STX造船厂总装作业流程 船船 坞坞 分段预组合分段预组合 分段分段 预组合预组合 分段装配分段装配钢材堆场钢材堆场船体加工船体加工 现代三湖重工造船厂 现代三湖重工造船厂布置图现代三湖重工造船厂布置图 现代三湖重工造船厂总装作业流程 钢钢 材材 堆堆 场场 切割切割 加工加工 平面分段平面分段 装配装配曲面曲面 分段分段 装配装配 部件部件 装配装配 船船 坞坞 分分 段段 总总 组组 1.3 国内新建船厂 外高桥造船公司的建厂方案是由英国外高桥造船公

13、司的建厂方案是由英国APAP公司作出的，其公司作出的，其 生产流程的设计思想是在日本船厂分离型布置的基础上进一生产流程的设计思想是在日本船厂分离型布置的基础上进一 步发展为生产中心型。经过四年的一期工程建设，已成为一步发展为生产中心型。经过四年的一期工程建设，已成为一 个用新设备、新人员、新思维建设起来的大型船舶总装厂。个用新设备、新人员、新思维建设起来的大型船舶总装厂。 南通中远川崎造船公司成功的经验是新建厂时全面引进南通中远川崎造船公司成功的经验是新建厂时全面引进 日本川崎重工先进的制造和管理体系，引入日本建模软件，日本川崎重工先进的制造和管理体系，引入日本建模软件， 实行与日本川崎重工坂

14、出船厂完全相同的制造工艺和生产组实行与日本川崎重工坂出船厂完全相同的制造工艺和生产组 织方式，从工厂布局到生产流程都是完完全全的日本造船模织方式，从工厂布局到生产流程都是完完全全的日本造船模 式。短短五年便成为目前中国最好的造船企业。式。短短五年便成为目前中国最好的造船企业。 外高桥造船公司 外高桥造船公司布置图外高桥造船公司布置图 外高桥造船公司总装作业流程 总段总段 预预 舾装舾装 试试 航航 交交 船船 出出 坞坞 码码 头头 试试 验验 船坞船坞 舾装舾装 船船 坞坞 搭搭 载载 总总 组组 搭搭 载载 分段分段 预预 舾装舾装 分分 段段 组组 立立 小小 组组 立立 切切 割割 加

15、加 工工 进料进料 材料材料 准备准备 南通中远川崎造船公司 南通中远川崎造船公司布置图南通中远川崎造船公司布置图 南通中远川崎造船公司总装作业流程 钢材钢材 堆场堆场 切割切割 加工加工 平面分段装配平面分段装配 曲面分段装配曲面分段装配 部件部件 装配装配 船船 坞坞 分分 段段 总总 组组 分段分段 舾装舾装 总组总组 扬州大洋一期 扬州大洋造船一期布置图扬州大洋造船一期布置图 船船 台台 分分 段段 预预 组组 合合 分分 段段 预预 组组 合合 分段装配分段装配 钢钢 材材 堆堆 场场 船体加工船体加工 分段预装场分段预装场 扬州大洋造船一期总装作业流程 扬州大洋二期 大洋二期总装作

16、业流程 钢材钢材 堆场堆场 船船 坞坞 分段总组分段总组 分分 段段 舾舾 装装 分段分段 装配装配 船体船体 加工加工 2. 总装造船作业主流程分析 2.1 船体分道作业 船体分道作业流程的基本特征是：船体分道作业流程的基本特征是： 1 1）以船体分段作为分道作业的基本生产单元；）以船体分段作为分道作业的基本生产单元； 2 2）对各类船体分段在各个分道上进行平行作业；）对各类船体分段在各个分道上进行平行作业； 3 3）各分道作业最大限度实施流水线作业或专业化生产。）各分道作业最大限度实施流水线作业或专业化生产。 典型船体分道作业流程 船船 台台 合合 拢拢 平面分段制作平面分段制作 曲面分段

17、制作曲面分段制作 上建分段制作上建分段制作 艏艉分段制作艏艉分段制作 部件部件 装配装配 零件零件 加工加工 分段分段 舾装舾装 总段总段 组合组合 总段总段 舾装舾装 零件切割加工作业 考虑到作业流的均衡，按照零件相似性分类，把相对独考虑到作业流的均衡，按照零件相似性分类，把相对独 立的生产类型加以分开，分别组织生产非常必要。立的生产类型加以分开，分别组织生产非常必要。 如把船体钢结构零件的下料、切割加工分为如把船体钢结构零件的下料、切割加工分为: :平直板切割平直板切割 加工、弯曲板切割加工、板条及小零件切割加工、型材下料加工、弯曲板切割加工、板条及小零件切割加工、型材下料 加工、内部构件

18、切割加工等，实施单一流水作业，能够极大加工、内部构件切割加工等，实施单一流水作业，能够极大 地发挥各种设备的专长，提高生产效率。地发挥各种设备的专长，提高生产效率。 零件切割加工作业有以下五种典型流程： 平直板切割加工流程平直板切割加工流程 弯曲板切割加工流程弯曲板切割加工流程 板条及小零件切割加工流程板条及小零件切割加工流程 型材下料加工流程型材下料加工流程 内部构件切割加工流程内部构件切割加工流程 是是 拼板板拼板板 否否 柱面板柱面板 棱柱板棱柱板 槽型壁槽型壁 钢材钢材 预处理预处理 号料切割号料切割 直线形板直线形板 辊弯辊弯 压弯压弯 压筋压筋 平平 面面 平直板切割加工流程 是是

19、 锥面板锥面板 否否 是是 双向曲面板双向曲面板 折角曲形板折角曲形板 否否 复杂曲度板复杂曲度板 弯曲板切割加工流程 钢材钢材 预处理预处理 号料切割号料切割 弯曲形板弯曲形板单单 曲曲 缓缓 曲曲 辊弯辊弯 辊弯辊弯 压弯压弯 大火热弯大火热弯 水火弯板水火弯板 是是 平直肘板平直肘板 平直加强材平直加强材 否否 是是 折边肘板折边肘板 板条及小零件切割加工流程 钢材钢材 预处理预处理 号料切割号料切割 直线板条直线板条 号料切割号料切割 小零件小零件 边缘打磨边缘打磨 辊平辊平 折边机折边机 折折 边边 边余料边余料 平平 直直 是是 直形型材直形型材 否否 曲形型材曲形型材 否否 是是

20、 扭曲型材扭曲型材 型材型材 预处理预处理 号料号料 切割切割 型材型材 平平 直直 扭扭 曲曲 冷冷 弯弯 机机 水火水火 弯板弯板 端面端面 打磨打磨 矫直矫直 型材下料加工流程 是是 腹板腹板 纵向桁材纵向桁材 横向桁材横向桁材 否否 曲形面板曲形面板 内部构件切割加工流程 钢材钢材 预处理预处理 号料切割号料切割 内部构件内部构件平平 面面 边缘边缘 打磨打磨 矫平矫平 辊辊/ /压压 部件装配作业 考虑到部件装配和分段装配两者的作业内容区别很大，考虑到部件装配和分段装配两者的作业内容区别很大， 同一工艺流程不能兼容，把部件装配从分段装配作业中分离同一工艺流程不能兼容，把部件装配从分段

21、装配作业中分离 出来单独制造，这种做法是十分明智的。能有效地平衡工作出来单独制造，这种做法是十分明智的。能有效地平衡工作 负荷，确保分段装配流水线的顺畅。负荷，确保分段装配流水线的顺畅。 另外是将部件作为一个中间产品外包给专门制造这类零另外是将部件作为一个中间产品外包给专门制造这类零 件的加工厂制造，无疑也是一个好的办法。即使自己制造也件的加工厂制造，无疑也是一个好的办法。即使自己制造也 要有专门的部件装配车间和足够的堆场面积，才能提高生产要有专门的部件装配车间和足够的堆场面积，才能提高生产 效率。效率。 部件装配作业有以下四种典型装配流程 拼板部件装配流程拼板部件装配流程 T T型部件装配流

22、程型部件装配流程 桁材部件装配流程桁材部件装配流程 腹板部件装配流程腹板部件装配流程 拼板部件装配流程 进进 料料 排排 板板 压紧压紧 定位定位 焊焊 单面焊单面焊 双面成型双面成型 ( (或单面焊或单面焊) ) 翻身检翻身检 查查( (或或 刨槽刨槽) ) 反面修反面修 补补( (或封或封 底焊底焊) ) 自检自检 完工完工 边缘打边缘打 磨拼接磨拼接 T型部件装配流程 自检自检 完工完工 修整修整 矫直矫直 焊焊 接接 吊装垂直吊装垂直 板定位焊板定位焊 划划 线线 铺放基准铺放基准 面板面板 进进 料料 桁材部件装配流程 进进 料料 腹板腹板 拼焊拼焊 ( (或无或无) ) 划划 线线

23、 安装安装 加强筋加强筋 定位焊定位焊 正反面正反面 焊接焊接 边缘边缘 打磨打磨 校正校正 自检自检 完工完工 腹板部件装配流程 焊焊 接接 安装安装 加强加强 筋筋 进进 料料 腹板腹板 拼焊拼焊 ( (或无或无) ) 吊装吊装 面板面板 边缘边缘 打磨打磨 校正校正 自检自检 完工完工 划划 线线 组件装配作业 组件由若干个部件和零件装焊而成，通常称之为片体组件由若干个部件和零件装焊而成，通常称之为片体 或小分段，组件装配同样可以从分段装配作业中分离出来或小分段，组件装配同样可以从分段装配作业中分离出来 单独制造。单独制造。 组件装配作业有以下三种典型装配流程 框架构件装配流程框架构件装

24、配流程 平面板架装配流程平面板架装配流程 曲面板架装配流程曲面板架装配流程 框架构件装配流程 钢钢 平台平台 划线划线 上上 料料 框架框架 定位定位 焊焊 临时临时 加强加强 吊吊 离离 框架框架 焊接焊接 边缘边缘 打磨打磨 校正校正 自检自检 完工完工 平面板架装配流程 进进 料料 吊放吊放 拼板拼板 部件部件 划划 线线 吊放吊放 骨架骨架 定位焊定位焊 焊焊 接接 边缘边缘 打磨打磨 校正校正 自检自检 完工完工 曲面板架装配流程 地面地面 划线划线 双斜切胎双斜切胎 架制作架制作 胎架胎架 报验报验 结构划线结构划线 切割余量切割余量 安装散装件安装散装件 吊装骨架等吊装骨架等 定

25、位定位 并报验并报验 焊接焊接 并报验并报验 自检自检 完工完工 边缘打磨边缘打磨 校正校正 焊焊 接接 外板上胎外板上胎 架定位架定位 校校 正正 分段装配作业 分段装配是船体建造的关键区域。分段装配把集配的分段装配是船体建造的关键区域。分段装配把集配的 零件、部件、组件和板列在胎架上装配成分段。为组织流水零件、部件、组件和板列在胎架上装配成分段。为组织流水 线的分道作业，将用平台装配的平面分段和用胎架装配的曲线的分道作业，将用平台装配的平面分段和用胎架装配的曲 面分段完全分开制造。作业内容变化较大的分段，如艏、艉面分段完全分开制造。作业内容变化较大的分段，如艏、艉 分段，机舱半立体分段，上

26、层建筑分段等，组建独立的车间分段，机舱半立体分段，上层建筑分段等，组建独立的车间 制造。制造。 分段装配作业有三种典型装配流程 平面分段装配流程平面分段装配流程 曲面分段装配流程曲面分段装配流程 上层建筑分段装配流程上层建筑分段装配流程 示意图示意图 平面分段装配流程 纵向桁材纵向桁材 定位定位 横向桁材横向桁材 定位定位 蛋箱框架蛋箱框架 装配装配 焊焊 接接 蛋箱框架蛋箱框架 吊装吊装 横向型材横向型材 装配装配 分段内部分段内部 构件装配构件装配 分段反面分段反面 构件装配构件装配 打磨打磨 修整修整 焊焊 接接 焊焊 接接 打磨打磨 修整修整 分段分段 舾装舾装 翻身翻身 封底封底 切

27、除余量切除余量 下胎下胎 分段分段 涂装涂装 框架装配框架装配 排排 板板 定位定位 焊焊 FCB单面焊单面焊 双面成型双面成型 检查检查 修补修补 划线切割划线切割 边缘打磨边缘打磨 纵向型材纵向型材 装配装配 拼板拼板 完工完工 报验报验 曲面分段装配流程 胎架胎架 制作制作 上胎架上胎架 拼板拼板 划线划线 切割切割 定位定位 焊焊 焊焊 接接 纵向部件纵向部件 组件装配组件装配 横向部件横向部件 组件装配组件装配 焊焊 接接 内部构件内部构件 定位装配定位装配 打磨打磨 修整修整 分段分段 舾装舾装 完工完工 报验报验 分段分段 涂装涂装 切除余量切除余量 下胎下胎 上层建筑分段装配流

28、程 平台平台 拼板拼板 上上 胎架胎架 划线划线 切割切割 纵向横纵向横 向型材向型材 装配焊装配焊 焊焊 接接 纵向片纵向片 体定位体定位 装配装配 横向片横向片 体定位体定位 装配装配 焊焊 接接 内部构内部构 件定位件定位 装配装配 打磨打磨 修整修整 分段分段 舾装舾装 完工完工 报验报验 分段分段 涂装涂装 切除余切除余 量下胎量下胎 总段组合作业 总段组合使高空作业低空化，低空作业平地化，从而提总段组合使高空作业低空化，低空作业平地化，从而提 高预舾装率。为尽量减少船坞合拢所需的作业时间，应把尺高预舾装率。为尽量减少船坞合拢所需的作业时间，应把尺 寸较小的分段连接成大分段才吊装。寸

29、较小的分段连接成大分段才吊装。 总段组合作业有三种典型组合流程： 前后分段组合流程前后分段组合流程 上下分段组合流程上下分段组合流程 多个分段组合流程多个分段组合流程 前后分段组合流程 NO1NO1分段分段 摆正摆正 定位定位 NO2NO2分段分段 吊装吊装 定位定位 焊接焊接 矫形矫形 局部局部 涂装涂装 总段总段 船台船台 吊装吊装 安装安装分段分段 连接件连接件 定位定位 上下分段组合流程 下分段下分段 翻身翻身 定位定位 B B面面 预装预装 局部局部 涂装涂装 设备设备 吊装吊装 焊接焊接 矫形矫形 总段总段 船台船台 吊装吊装 上分段上分段 吊装吊装 多个分段组合流程 底部底部D31D31分分 段段 为基准为基准 底部底部D32D32分分 段吊装定位段吊装定位 旁板旁板SL32(SL32(左、右左、右) ) 分段吊装分段吊装 旁板旁板SL31(SL31(左、右左、右) ) 分段吊装分段吊装 平台平台4D31(4D31(中中) ) 分段吊装分段吊装 焊接焊接 矫形矫形 局部局部 涂装涂装 总段总段 船台船台 吊装吊装 3 基本建造模式 谢 谢 ! 引 言 建立现代造船模式的三个要素建立现代造船模式的三个要素 生产流程、生产组织生产