项目一 船舶生产设计学习手册

项目一船舶生产设计学习手册任务1船舶生产设计的内容及其设计程序知识目标1.熟悉和正确理解现代造船模式、船舶生产设计的内涵；2.理解和掌握生产设计的主要内容；3.理解和掌握船体生产设计的模式；4.理解和掌握船体生产设计程序。Ø能力目标1.熟练掌握现代造船模式、船舶生产设计的内涵并能够在实际中应用；2.掌握生产设计要领确定、工作图设绘的内容并能够在实际中应用；3.熟练掌握船体生产设计的模式并能够在实际中应用；4.熟练掌握船体生产设计程序并能够在实际中应用。学习重点现代造船模式理念、船舶生产设计的内涵、生产设计主要内容、生产设计模式和程序。学习难点现代造船模式理念、生产设计模式和程序。表1-1任务1学习指南学习步骤学习场所时间安排学习过程阅读教材、参考书及完成作业自习室、电子阅览室、图书馆课余，与课上之约1:1自学、查资料、相互讨论、完成作业、在网络教学系统留言，教师查看、评价并给予指导。教师讲解与示范多媒体教室、CAD/CAM实训室、生产设计室每次30分钟左右，与学生实际练习交替进行，共计2学时教师使用投影仪和局域网边讲解、边示范，学生同步观看、学习和记录。学生实际练习CAD/CAM实训室、生产设计室每次20分钟左右，与教师讲解和示范交替进行，共计2学时每个学生消化理解老师讲授内容，分析解决实际问题，遇到问题可相互讨论或请教老师，教师要注意调动学生学习积极性，引导学生发现问题，启发学生思考问题和寻找解决问题方法。检查评价CAD/CAM实训室、生产设计室0.5学时教师与学生共同完成任务的检查评价，并对存在的问题进行分析与处理。学生将完成的任务自我检查评价打分后，通过局域网提交老师，老师检查评价打分，指出存在问题和解决方法反馈给学生。一、现代造船模式1、现代造船模式造船模式是指组织造船生产的基本原则和方式。它既反映对产品作业任务的分解原则，又反映作业任务分解后的组合方式。（1）现代造船模式的定义和内涵它体现船舶产品的设计思想、建造策略和管理思想三者的系统结合。现代造船模式的基础是成组技术等先进的工程技术和科学管理方式，目标是贯彻以"中间产品"为导向的建造策略，实现造船效率、质量和安全水平的不断提高。所谓现代造船模式，就是以统筹优化理论为指导，应用成组技术原理，以中间产品为导向，按区域组织生产，壳（船体和上层建筑）、舾（装）、涂（装）作业在空间上分道、时间上有序，实现设计、生产、管理一体化，均衡、连续地总装造船。（2）先进制造技术在现代造船模式中的应用1)成组技术。首先应用于机械制造业，利用零件的相似性来组织多品种小批量生产，以获得少品种大批量的生产效率。成组技术被应用于船舶建造工程，导致了中间产品分类成组加工和管件族加工方法的产生，形成了船体分道建造生产线；成组技术中短间隔期、小批量的生产管理方法形成了船舶建造作业的托盘管理。2)系统工程。把船舶建造作为一个大系统，分解为壳、舾、涂三种作业系统，再按区域/阶段/类型逐一分类成组，并以"中间产品"为纽带建立各类作业子系统以及作业系统的相互联系。3)工业工程。包括成组技术、系统分析、物料搬运、计划和目标管理等，追求高效率、短周期。（3）现代造船模式的基本要素1)中间产品。是最终产品的组成部分。舾装单元和舾装模块是典型的中间产品。舾装单元是对特定区域内(如机舱)的设备进行合理布置，单独地高效率地制作；舾装模块是将组成一定功能的相关设备、支架、仪表、管路和电缆等进行组装；在适当时机整体吊入船体进行安装。2)船体分道建造。以分类成组的中间产品为导向，组成若干个相对独立、最大限度平行作业的生产单元，按工期要求，保持一定的生产节拍作业。现代造船模式中的区域舾装技术、区域涂装技术、高效焊接技术、信息控制技术、精度造船技术等都离不开船体分道建造技术。3)壳舾涂一体化作业。确立了以“船体为基础、舾装为中心、涂装为重点”的管理思想，从设计、采购、生产计划与控制等方面围绕中间产品进行协调与配合。2、现代造船模式中的生产设计生产设计的概念是在日本首先建立的，是追求建立高效的船舶建造和管理方法的产物。在传统造船模式中，通过船舶设计来解决"造怎样的船"的问题，而"怎样造船"则由工艺部门通过工艺设计加以解决。生产设计打破了"造怎样的船"和"怎样造船"相分离的传统做法，促进了"两个一体化"的实现。（1）生产设计的概念、思想和原则1)中间产品为导向原则。各类零部件、分段、托盘、单元、模块和区域等不同的中间产品，连同其所需的全部生产资源，以生产任务包的形式进行设计。2)壳舾涂一体化原则。即通过壳舾涂生产设计之间的协调，最大限度实现各作业均衡、连续地总装造船。3)设计、工艺、管理一体化原则。即经各部门相互协调，最终把"怎样造船"体现在工作图表和管理图表上，作为指导现场施工的依据。4)标准化、系列化原则。必须尽可能地贯彻标准化和系列化原则。（2）船舶设计阶段的划分与生产设计的衔接把生产设计纳入船舶设计工作范围，并认为生产设计是船舶设计的扩展或其中的一个阶段。在这种认识下，船舶设计始于船舶总体功能和系统设计，最终是按区域/阶段/类型完成的生产设计。1)初步设计--按船东技术任务书要求进行船舶总体方案设计。2)详细设计--在初步设计基础上，按功能/系统/专业进行详细性能设计，以确保船舶总体技术性能，并完成由船级社和法定部门的审查和认可。3)转换设计--在详细设计基础上，将各项目、系统在船舶各个区域进行布置和安装，充分考虑中间产品的要求和特点。4)生产设计--在详细设计基础上，按区域/阶段/类型进行产品作业任务的分解和组合，并提供指导现场施工的工作图表。（3）组织结构造船事业部体制是典型的纵向组织结构。它拥有相对独立的生产经营自主权和人财物等使用权，从体制上保证了使设计人员、职能管理人员和生产人员形成能自身不断完善和提高的造船系统。全船按照船舶部位为基准划分的区域进行生产准备和生产实施。设计室按所定义的区域去进行生产准备，为船舶产品连续性开工提供所需的图纸、资料、工艺文件和管理信息；生产部门则按所定义的区域制定建造策略，组织和控制生产。两者既有对应，又有交叉，促进信息的沟通和作业改善。船体和舾装按内场、外场进行组织，可进一步按分道生产进行区域组织的划分；舾装作业按机舱、货舱、上层建筑等区域进行组织。（4）生产体系中的人力资源现代造船模式要求员工具备新的思想、行为方式和工作技能：管理人员必须具有全局观念、管理技能和协调能力，而不是某一专业的专家；作业人员应具有多种作业的技能，广泛地推行复合工种制度，因过分的分工种作业限制效率提高；要求对员工进行广泛和持续的培训。（5）工程计划造船是以销定产的行业，即订单生产。品种多，规格也多；业主的不同要求带来千变万化。造船是单个产品生产，不可能像汽车在流水线上成批生产。这种不稳定的生产结构，给均衡协调造成了很大困难。同时，造船是在签合同后才开始设计、生产准备和建造工作的，计划工作是在未精确掌握产品的资料下开展并随着设计和资料的细化而逐步完成的。在工程计划中，要充分地发挥设备能力，做到配置、流程、工艺技术、计划安排合理化。劳动组织具有较大塑性。以工时/物量统计分析为基础的计划管理方法。在现代各先进船厂的计划与控制体系中，工时和物量是重点考虑的因素，其他因素基本上通过工时和物量加以融合分析，最终以工时对计划进行管理与控制。现代造船工程计划管理的特点是分级与分阶段管理。这与传统造船方法所采用的统一、集中的计划与控制方法存在根本差别。包括三大基本原则，一是资源匹配原则并按区域展开。生产部门和各作业工段分别制定各自作业计划。二是信息匹配原则。不同阶段的计划与控制管理运用不同内容和阶段的信息。三是自主管理原则。生产工程师和计划、调度和施工管理人员在分层次上真正拥有职权，因而能够在总体计划和以统计技术为基础的总预算指导下，迅速编制符合实际的一体化计划，也保证了下级计划的柔性和有效性二、船舶生产设计的含义1、造船特点造船是一个综合性工业。它的作业面大，需要的工种繁多，造船的生产周期也很长。2、造船生产设计的定义造船生产设计的定义为：“在详细设计的基础上，按工艺阶段、施工区域和单元绘制记入工艺技术要领和生产管理资料的工作图表以及提供信息的设计过程。”造船生产设计从广义上来说，就是从施工的立场出发，通过设计形式，考虑高质量、高效率、短周期，并确保安全地解决怎样造船与怎样合理组织造船生产的一种设计。生产设计是解决“怎样造船”的一个阶段。这个阶段的工作范围是根据已经认可的详细设计，按照工厂生产施工的具体条件和要求，并结合工厂建造工艺和生产组织管理，绘制各种记入工艺技术指示以及各种管理指标的工作图表和提供生产信息文件。3、船舶生产设计的基本要求船舶生产设计的基本要求是：1）船体生产设计应立足于在造船企业的全部产品和各个专业中全面实施，而非单一的搞船体生产设计；2）船舶生产设计应贯彻建造方针、施工要领等文件所提出的要求；3）船舶生产设计应根据工艺阶段和生产区域、包括工位、车间生产活动的需要，绘制工作图、管理表，并且提供有关施工信息。因此，必须对船体建造的各个工艺阶段在设计前作出规定，一般顺序是：零件加工、部件装配、组合件装配、分段装配和船体总装（船台装配）共分五个工艺阶段。三、生产设计的主要内容船体生产设计的主要内容包括四个方面：1．船体生产设计的事先准备（１）设计要领的确定内容包括：①根据船台吊装程序设计全船分段吊装要领；②根据预舾装方案，设计分段预装和单元组装的结构要领；③根据建造方针，设计全船具体的分段接缝位置；④根据建造方针，设计分段建造要领，包括胎架的设置要求，分段组合成总段的要求，部件组合要求等；⑤根据船台吊装程序，设计全部分段接边结构的要领；⑥确定焊接的主要方法与方式；⑦确定精度管理方案，包括全船余量分布原则和切除时机，补偿量的加放和分布原则以及精度控制规定等。（２）对初步设计和详细设计提出要求①初步设计时，提出船型必须满足结构工艺性的要求；②详细设计时，提出船体结构必须满足结构工艺性的要求。（３）与其它专业的预先协调内容包括：①预装项目和预装时机的确定；②系统走向对船体结构贯穿开孔的要求。2．工作图设绘内容包括：（1）确定施工对象制作时的放置状态、所需胎具、样板等；（2）零件编码、零件的组合情况、组合顺序接边要求；（3）焊接方法、边缘加工、焊接规格、通焊孔、截漏孔以及缓焊要求；（4）矫正时机、部位、方法与技术要求；（5）马脚清理；（6）结构上管孔的预开，梯子、放水塞、人孔盖的预装等；（7）零件加工路线；（8）分段制作及检验的工作流程；（9）有关技术标准规定的测量方法，精度要求；（10）工时定额和材料定额；（11）套料。3．工程辅助性作业的设计（1）永久性和临时性吊环的设计；（2）永久性和临时性加强材的设计；（3）临时扶手栏杆、梯子等的设计；（4）永久性、临时性脚手架眼板的设计；（5）工艺孔、临时通道的设计。4．管理图表的编制（1）零件明细表；（2）工时定额表；（3）生产管理量统计表；（4）备料表；（5）分段重量重心表；（6）自制、外协、外购、铸段件清册。四、船体生产设计的模式船体生产设计有两种模式。一种是按每个工序所需的所有信息出工序图，而与本工序无关的信息则不予表明，这就是立足于按工序出图的作法；另一种则立足于深化分段图纸来有效地满足各工序的需要。应该说这两种模式都是能达到指令完整性、不重复性的要求的，因此从目标上二者效果上是一致的。但在实施过程中，二者又是有区别的，两种设计模式比较见表1-１。表1-1两种船体工作图的设绘模式比较表工作图绘制方法按工序出图按分段出图基本特征按工序分别绘制工作图，详细设计的结构图仅供各工序工作图的深化之用直接用详细设计的分段结构图作为工作图，着重于分段图的深化，使其具有完整的施工指令加工1)零件图2)套料切割图3)数控切割磁盘4)零件配套表由电子计算机提供，或放样直接提供（同左）组、部件装配1)拼板图2)组件图3)平面部件图4)曲面部件图单独绘制拼板图分段结构图（或分段图册）单独绘制以深化详细设计的分段结构图为基础，通过放样形成完整的工艺、内容和管理数据分段装配分段装配图单独绘制仅表达与分段组装有关的内容船台装配船台装配图单独绘制分区表达分段连接处的详细要求船台装配图以分段划分图为基础加上工艺内容和管理数据优缺点优点：图纸只与本工序有关，图面清晰明确，容易阅读缺点：1)图纸设计工作量大2)有重复工作优点：1)分段图能满足整个建造过程的需要，工艺完整、严密2)设计连续性强3)基本无重复工作缺点：图面代码和符号较多，工人需经培训才易直接识读五、船体生产设计程序1．船体生产设计与其它设计阶段的关系初步设计是详细设计和生产设计的依据，详细设计又是生产设计的依据；同时，生产设计的要求，又渗透到前两个设计阶段中去。2．船体生产设计与其它专业的协调内容船体生产设计与其它专业的主要协调内容有：（1）管子、风管和电缆的走向、在结构上的开孔及贯通件；（2）分段预装和单元组装的范围、方式、时机及吊装程序；（3）主机、轴系和舵系安装对船体总装的要求；（4）大型机电设备的吊装程序；（5）主、辅机座、海底阀箱的布置；（6）舱室、门窗布置的要求；（7）涂装工艺对建造程序的要求等。３．船体生产设计的工作流程船体生产设计即然是贯穿整个船舶设计的过程，又是与机、电等专业有机结合的设计工作。船体生产设计的流程在纵向和前两个设计阶段之间不仅有流动的关系，还有渗透的关系；在横向上与机、电专业的生产设计有相互交叉渗透的关系。船体生产设计的工作流程如图1-1所示。图1-1船体生产设计流程图建造方针和施工要领等总体工艺文件，在详细设计初期就进行研讨和协商，并将确定的施工原则和要求及时反映到产品图纸中去。到详细设计后期，则应最后编制定稿。船体生产设计和舾装生产设计工作应平行和交叉进行，以便两者相互提供所需数据和图面，保证生产设计的质量。任务2船体生产设计要领书的编制知识目标1.熟悉和正确理解生产设计要领书的作用；2.理解和掌握生产设计要领书的主要内容；3.理解和掌握船体生产设计要领书编制方法和原则；4.理解和掌握船体生产设计要领书编制步骤。Ø能力目标1.熟练掌握船舶生产设计要领书的作用并能够在实际中应用；2.掌握生产设计要领书的内容并能够在实际中应用；3.熟练掌握船体生产设计要领书编制方法和原则并能够在实际中应用；4.熟练掌握船体生产设计要领书编制方法和原则并能够在实际中应用。学习重点生产设计要领书的作用、生产设计要领书的主要内容、船体生产设计要领书编制方法和原则、船体生产设计要领书编制步骤。学习难点船体生产设计要领书的主要内容、船体生产设计要领书编制方法和原则、船体生产设计要领书编制步骤。表1-2任务2学习指南学习步骤时间安排学习场所学习过程阅读教材、参考书及完成作业课余，与课上之约1:1自习室、电子阅览室、图书馆自学、查资料、相互讨论、完成作业、在网络教学系统留言，教师查看、评价并给予指导。教师讲解与示范每次30分钟左右，与学生实际练习交替进行，共计2学时多媒体教室、CAD/CAM实训室、生产设计室教师使用投影仪和局域网边讲解、边示范，学生同步观看、学习和记录。学生实际练习每次20分钟左右，与教师讲解和示范交替进行，共计2学时CAD/CAM实训室、生产设计室每个学生消化理解老师讲授内容，分析解决实际问题，遇到问题可相互讨论或请教老师，教师要注意调动学生学习积极性，引导学生发现问题，启发学生思考问题和寻找解决问题方法。检查评价0.5学时CAD/CAM实训室、生产设计室教师与学生共同完成任务的检查评价，并对存在的问题进行分析与处理。学生将完成的任务自我检查评价打分后，通过局域网提交老师，老师检查评价打分，指出存在问题和解决方法反馈给学生。一、设计要领书的作用船体生产设计要领书的作用大致归纳为以下几点：1．预先协调的作用（1）工艺阶段间的预先协调（2）专业之间的预先协调2．结构处理确保一致性的作用（1）典型节点的一致性（2）各区域结构细节处理的一致性3．确保全船工艺一致性的作用4．确保新工艺推广的作用5．确保辅助性作业的一致性作用6．确保出图模式的一致性作用二、设计要领书的主要内容1．分段划分2．建造方案3．精度管理方案内容包括精度控制，控制变形措施，余量分布，余量切割时机，补偿量的加放等。4．辅助性作业的确定其中包括：吊环、加强材、临时通道、工艺孔、安全设施以及脚手架等。5．各专业的预装要求主要指各专业对船体提出的预装要求，包括预装范围、预装状态、预开孔以及缓装缓焊等要求。6．设计工作的要求包括出图模式，出图深度等。三、设计要领书编制方法和原则1．分段划分根据建造方针划分分段，划分时应考虑如下几个方面：起重运输能力、地面装配周转条件、分段的刚性、船台施工条件、钢材规格以及预装要求等。而这些方面，在考虑时往往是相互矛盾的，因此，要通过设计作出恰如其分的分析，才能得出最佳的设计效果。现着重介绍分段的大小和分段的类型的确定。（1）分段大小的确定（2）分段类型的确定2．建造方案（1）分段装配的放置状态（2）零件组合顺序（3）焊接规程（4）分段建造的工艺程序主要指特别要明确的，而非众所周知的工艺程序。其界线将取决于企业标准化水平。一般胎架制作、胎架报验、铺板、拼装划线等程序视为众所周知的。而进行到结构装焊，就有各种各样的方案，要在编制设计要领书时进行优化处理。主要是指装焊是否要划分阶段，如何划分。整个分段可装配完毕一次性焊接，但施焊条件较差，且不利于工种平衡。如能划分一些装焊阶段让工种间交叉作业，这对改进施工条件，实行机械化操作均为有利。因此设计要领书对如下问题也要加以确定：装配、焊接交叉作业的时机，火工矫正时机，涂装时机，检查报验时机等。一般用方框形式表达工序之间的连接关系。如图1-2所示双层底工艺程序。装内底板→划线割余量→装肋板组件→装纵桁组件→装外底舭部纵骨→装K行外板→第一阶段检查→焊接→火工矫正→检查→除锈油漆→封外底部件→焊接→激光划线→预修整→报验→下胎→翻身封底焊→完整性报验→二次除锈油漆→油漆报验图1-2双层底工艺程序（5）控制变形的措施控制变形的措施，分为分段制作本身和船体总装准备两个方面。对于分段装焊本身控制变形的措施，包括结构安装对合的依据、所需样板、以及反变形措施等。对于船体总装准备的控制变形措施，主要指分段完工后所需划的对合线。３．精度管理方案精度管理表达的内容，主要是零件的余量分布、余量预切割的最佳时机、在准备切除余量的部位加放恰当的补偿量。其中最为关键的是确定余量预切除的最佳时机，以及补偿量的加放。如果这两方面确定得好，将使装配的工作量减少到最低限度。4．辅助性作业的确定（1）吊环规定分段吊环的布置哪些属于永久性的，哪些是临时性的。设计原则如下：对于一些难以拆除的部位，如甲板的下表面，以及以后营运时尚用得着的吊环，应设计成永久性的，与船体结构同等要求。对于一些不影响外观的部位，如封闭于绝缘内的部位或被船体结构隐藏起来的部位，吊环只需作留根割断。对于壳板、壁板、甲板及平台的外表面，吊环除了要割除外，还要求气刨、打磨等清根处理。（2）加强材加强材包括临时性加强材和永久性加强材，要领书中主要是确定永久性的加强材。一般考虑原则如下：在妨碍预装的位置，如需设加强材应尽量设计成永久性的。如上层建筑，由于结构比较单薄，通常需要设加强材作为临时性加固，但这些加强材往往是妨碍上层建筑的预装的，如天花板，绝缘材的预装等。因此往往要将临时性加强材设计永久的，如加大该部位的结构尺寸或加厚该部位的板材等。虽然多用了钢材，但与上层建筑整体吊装取得的效益比，还是合算的。（3）孔洞包括施工通风孔，施工通道以及工艺孔等设计。这些临时孔洞的分布以及封合时机与工艺，应在设计要领书中给以明确，一般考虑的原则如下：①通风孔，在密闭舱室施工必须设通风孔。通风孔分进气孔与排气孔两种。两者不能共用，以利空气对流。但可与出入人孔共用，只需加一特殊装置即可。②临时通道是指施工过程中人员、物资的通道。在设计临时通道时应考虑到各层主隔壁之间的走通，并考虑到在船台上外壳板的低位通道以及船下水后，码头舾装时的高位通道等。③工艺孔，预先开好，确定在适当时机妥善封合。（4）安全作业设施包括临时性舱口、人孔的扶手，脚手架和临时扶梯等。这些临时设施多数以眼板连于船体，因此作为设计要领书只需将眼板的布置预先给以确定。四、设计要领书编制步骤建造方针确定后，随着初步设计的明朗化，设计要领书就可以进入分段划分、建造方案的制订。设计要领书是对建造方针的细化，并作为详细设计的依据。在详细设计进一步深化时，才能提出较完整的设计要领书，作为船体生产设计全面展开的依据。由此可见，船舶设计各阶段与设计要领书的编制是互为依据的关系。编写也是从原则到具体，从粗到精的过程。因此，要领书的编写要与设计阶段密切配合，既要及时从设计中取得信息，又要把经过综合分析确定了的信息输给下一设计阶段。所以要领书的编写在时间上不作为单独一个阶段，而是与设计并行，这也就要求参加编写的人员既有较高的技术素质又要有较高的主动协作精神。船体生产设计要领书一般不规定共性内容，如工种规程、工作标准、通用工艺等，只确定该船体设计带有特性的问题。因此随着标准化的逐步完善，不少内容还可以上升为标准，从而简化了设计要领书的编制。任务3工作图和套料图知识目标1.熟悉和正确理解绘制工作图的两种模式；2.理解和掌握生产设计按工序出图的工作图内容；3.理解和掌握船体生产设计按分段出图的工作图内容。Ø能力目标1.熟练掌握绘制工作图的两种模式并能够在实际中应用；2.掌握生产设计按工序出图的工作图内容并能够在实际中应用；3.熟练掌握生产设计按工序出图的工作图内容并能够在实际中应用。学习重点绘制工作图的两种模式、生产设计按工序出图的工作图内容、船体生产设计按分段出图的工作图内容。学习难点生产设计按工序出图的工作图内容、船体生产设计按分段出图的工作图内容。表1-3任务3学习指南学习步骤学习场所时间安排学习过程阅读教材、参考书及完成作业自习室、电子阅览室、图书馆课余，与课上之约1:1自学、查资料、相互讨论、完成作业、在网络教学系统留言，教师查看、评价并给予指导。教师讲解与示范多媒体教室、CAD/CAM实训室、生产设计室每次30分钟左右，与学生实际练习交替进行，共计2学时教师使用投影仪和局域网边讲解、边示范，学生同步观看、学习和记录。学生实际练习CAD/CAM实训室、生产设计室每次20分钟左右，与教师讲解和示范交替进行，共计2学时每个学生消化理解老师讲授内容，分析解决实际问题，遇到问题可相互讨论或请教老师，教师要注意调动学生学习积极性，引导学生发现问题，启发学生思考问题和寻找解决问题方法。检查评价CAD/CAM实训室、生产设计室0.5学时教师与学生共同完成任务的检查评价，并对存在的问题进行分析与处理。学生将完成的任务自我检查评价打分后，通过局域网提交老师，老师检查评价打分，指出存在问题和解决方法反馈给学生。一、绘制工作图的两种模式目前船体生产设计工作图的出图模式大致可以分为两大类：一类是全部按工序工位出图，致力于深化工序、工位图纸的信息；另一类是立足深化分段结构图，利用符号、编码，为各工序、工位有效地提供信息。各工序所需的信息不外是两种：一是“做什么”，另是“怎么做”，前者是零件流经工序的情况，以及组合的情况；后者是施工工艺及管理信息的表达。下面就某些工序、工位对信息的要求及提供的可能性作分析。1．零件流经工序及组合的表达方法一：凡本工序或本工位所需要的施工信息，都分别详细画图，以工序工位图的形式提供给该工序或工位。例如某一”T”形件的组合，按零件号画出部件图，提供给部件制作单位，明确该工位的工作就是组合这两个零件，至于部件与周围结构的关系则不必提供。方法二：从成组技术观点，用以数代性描述工件绕过某些工位的状态，或个别特殊迂回的状态，用符号、编码可准确无误地加以表达。推行零件编码后，工序图就不再是表达各工序零件组合状态的唯一形式。2．工序所需工艺及管理信息的表达（1）以“T”形部件为例要求信息如下：焊接规格；边缘加工要求以及管理表征量，如重量、长度等。这些信息如不提供，作业者就不懂怎样做。提供可行办法有两个：方法一：是通过上述部件图将设计部件的工艺细节及管理表征量清楚地表达在图纸上。方法二：是在分段结构图中，以及零件表内，详细表达上述信息。（2）以船体总装为例方法一：是按船体总装所有要求单独出图，将该分段与相邻分段连接的零件号、零件形状、连接边缘、焊接要求以及分段吊装对合线等表示清楚，而分段非连接边缘的零件则不表达。这就是按工序出图的模式。方法二：对于边缘零件的表达以及边缘焊接、对合线等一系列工艺要求在分段结构图上全部给以表达，而船台散装件也在编码中给以明确。因此不单独出船台装配图，对于反变形，定位要求，借分段划分图表达。有关管理表征量，如分段重量、分段尺度、焊缝长度等都可以通过分段划分图的深化予以解决。这就是按分段出图的模式。３．两种模式的比较（1）作业任务的明确程度按工序出图，由于工作图只表达与本工位有关的工作，而其它所有与此无关的内容均不表达，因此任务与做法都很明确，不受其他干扰，“做什么”，“怎样做”都是清清楚楚；而按分段出图，其任务与工作量可以从零件表的编码及重量加以明确，而工作对象及所需工艺信息，全都可以在分段结构图中看到，但与其他内容混在一起，不像前者那样明确。（2）作业人员素质的要求按工序出图，由于任务明确，图纸内容简单，特别适合大量招收外包工，合同工的情况；而按分段出图，用编码以数代性的符号较多，要求工人从分段图纸上了解到本工位的任务，因此工人技术素质要求高，我国多数老厂都具备这种条件。（3）图纸的分配按工序出图，只发与该工序或工位有关的图纸，分段结构图一般不下发施工，只作为船体生产设计时分解用。而按分段出图，则分段结构图要发至各有关工序。（4）对设计人员技能的发挥按工序出图，除了画分段结构图外，还须分解大量的工序图，这不利于设计人员技能的发挥；而按分段出图，立足于深化分段图纸，因此设计人员需要较广博的知识面及综合协调能力，比较有利于设计人员技能的发挥。（5）设计周期按工序出图，局部图面虽然比较简单，但因出图量大，往往带来整体上图纸绘制、印晒、分配、保管、入库、清晒等大量辅助性工作；而按分段出图则较为简单。光是从生产设计周期上比较，根据我国船厂的统计，设计一艘万吨级货船，船体生产设计按工序出图模式要比按分段出图模式至少多用一个月的设计时间，加上出图辅助性工作量之大，显然不利于当前船舶市场上的竞争。二、按工序出图的工作图内容1．零件图主要作为号料的依据。它的生成有两种方法：一是手工出图，一是电子计算机生成零件图。一般凡是能用简单的几何要素表达的零件，仍然保留用手工绘制零件图。这些图有如下作用：作为套料、手工号料、加工以及输入电子计算机储存的依据。（1）零件图种类板材零件图有如下几种：电子计算机自动生成、绘制的零件图；供光电跟踪切割及靠模切割用的零件图；供手工号料用的零件图以及手工展开零件图等。这些零件图中，手工绘制的部分正逐步由电子计算机所代替。除此之外，还有型材零件图，这些零件图如果没有更多的几何要素需要表达时，只需用表格表达，不用出图。（2）零件图的图面设计深度零件图应表达：零件编码、材料规格、零件的坐标方位、尺寸、切口、加工符号、对合要求、余量、补偿量以及边缘加工要求。图1-3、图1-4是零件图的实例。图1-3零件图实例一图1-4零件图实例二2．加工图加工图主要作为船体加工的依据。凡零件图中对于加工要求已经用符号表示清楚，或者在样板中已经有明确的加工要求，号料后能按其要求加工的，不再出加工图，其他视实际需要出加工图或加工表。一般有：（1）套料切割图，作为切割的依据，在图上附有一个小表格，注有计划施工日期、实际施工日期、定额工时和实动工时等。当下料完毕后将部分表格剪下来，表示该部分零件已经下料完毕可以随时掌握进度。（2）仿形图按比例准确地划出，作为光电跟踪切割的依据。（3）逆直线加工图及数据表作为逆直线加工型材的内容，图1-5是逆直线加工图及数据的实例。分点号01234567891011分点X坐标0250500100015002000250030003500400045004750垂直线Y坐标①208413821025024520412920②20130204246255237216③④分点号01234567891011分点X坐标085017002500340042504750分点Y坐标669381128304452669图1-5逆直线加工图及数据实例（4）活络样板加工曲型板图及数据表作为制作活络样板的依据。3．部件、组合件工作图（1）部件工作图部件工作图的种类一般有：“T”型部件图、拼板图、简单板件型材组合图等。一般以一次装焊的原则划分。部件工作图的图面一般应包括零件编码、部件编码、零件数量、部件数量、理论线、零件相对位置、对合线、坐标方位、尺寸、焊接工艺、余量、补偿量、切割边缘要求以及管理量、定额等。图1-6是部件工作图的实例。图1-6部件工作图实例（2）组合件工作图组合件工作图，一般分平面与曲面组合件工作图两种。图面的设计深度包括：①拼板图、板的排列形式、位置尺寸、板的规格、板的边缘要求（余量、补偿量、切割时机、坡口等）、基准线。②板架图，划线尺寸、零件编码、材料、焊接要求、部件编码、检验要求等。平面组合件可采用对角线检查，对角线尺寸一般计算到板架最外边缘的交角处，不包括板边的余量，其值通过理论计算得出。对于曲面组合件工作图，图面除要求上述设计深度外，尚需对胎架提出要求，其坐标数据可以通过手工换算，也可通过电子计算机提供。一般有：胎架支承高度数据、板边界的三维坐标、板缝及结构展开的实长等。图1-7是组合件工作图的实例4．分段装配图（1）分段装配图有两类：一类是分段装配图，另一类由两个或两个以上的分段组成更大分段的装配图。对于后者，只需表达组成大分段的各个分段的编码，必要的散装件以及对合、焊接、控制变形等工艺要求。而对于组成大分段的各个分段，包括哪些组合成分段则不用提供。（2）分段装配图的工作内容①定位草图及一般说明。应把构成分段的零件、部件、组合件的定位依据表达清楚；②胎架图，包括胎架种类，型值以及制作工作量；③型线型值，作为确保分段精度的依据；④分段装配图，详细表达零件、部件、组合件之间的装配焊接细节，而部件组合件本身的装焊细节则不表达；⑤分段建造说明；⑥焊接说明，包括焊接规程，焊接材料规格等；⑦管理量。5．船体总装图船体总装图包括如下内容：（1）各分段编码；（2）各分段上船台装配的先后顺序；（3）各分段重量、重心；（4）船台散装件；（5）定位对合依据，如肋骨对合线，同截面对合线和水平对合线等；（6）技术标准；（7）特殊工艺措施等。以上内容通常绘成以分段为基础，分区表达的船体总装工作图。如全船底部、全船舷侧、全船甲板的平面图、纵剖面图等。目的是表达分段接合处的零件详细情况、工艺要求以及工作量等。所以在接合部位常需要增加一些详图。而与接合边缘无关的部位，则从略或不表达。三、按分段出图的工作图内容采用按分段出图的工作模式是在设计分段结构的同时就深化工艺与管理信息，使分段工作图能为放样及各施工工序提供所需的准确施工指令。因此，图纸涉及面广，图面设计深度要求高，分段工作图的设计是一次完成的。（一）分段工作图1．绘制分段工作图基本依据绘制船体分段工作图一般应具备如下图样文件：1）建造方针书；2）船体施工要领书；3）船体分段划分图；4）船台（船坞）大合拢程序图；5）船体分段结构图；6）理论线图；7）船体结构数据表；8）肋骨型线图（或肋骨数据表）；9）外板展开图（或外板板缝排列数据表）；10）船体分段号料余量图；11）船体分段船台（船坞）大合拢余量图；12）船体外板余量、坡口图；13）船体焊接工艺文件；14）船体焊接规格表；15）船体生产设计编码标准。其它专业与船体的协调内容和生产管理部门提供的管理数据也作为分段工作图设绘的基本依据。2．绘制分段工作图的一般要求1）图样所选用的比例一般以1：100、1：50、1：25、1：20为宜；节点详图可选用1：10或1：5设绘；2）为方便计算机辅助设计，船体分段结构图的设绘一般应以右舷结构为主；3）工作图样中的零、部件和分段定位的尺寸基准线应设在测量处，如船体中心线、船底基线、内底板、平台、甲板、舱壁、外板等处；4）工作图图样中的船体定位样板应与结构相区别，定位样板用阴影线表示或加注说明；5）工作图图样中的工艺符号应按船体生产设计要领书、船体焊接、工艺文件等有关规定标注，工艺符号一般应标注在需要切割、加工、焊接和加放余量、补偿量的结构上；6）工作图图样中的代码标注形式，应与船体结构尺寸、字符等有所区别。船体分段工作图一般应采用图册方式绘制出图。3．分段工作图设绘内容及要领（1）设绘内容：1）构件理论线；2）分段装配和焊接施工要领；3）余量和补偿量的布置；4）工艺孔；5）预开孔；6）预装件；7）零部件编码和零件明细表；8）分段重量重心；9）吊环；10）工时定额和材料定额；11）检验要求；（2）分段装配、焊接施工要领1）施工要领的主要内容：①分段建造方式（如正造、反造、侧造等）；②分段装配工艺要求、工艺程序和精度要求等；③焊接种类、方法、程序、规格、坡口形式及板厚差过渡形式等；④分段制造胎架图表、工装设备等；⑤分段测量、检验数据等。以上内容可用文字、符号、图表等形式表达。2)胎架图表其型值数据由船舶CAM系统提供。图1-8为胎架图表的实例。板缝及肋骨检查线三维型值后焊缝FR212前焊缝纵缝长宽高长宽高长宽高LXM-51163553402-2130365644419383563788JXL-40281166611-1085126456927221145775JXJ-2930-1385716-0.054-12486283827-1248628HXJ-1950-38276730.845-36344234617-3531330图1-8胎架图表实例3）余量、补偿量的布置根据结构放样、号料、构件加工、装配、焊接收缩和火工矫正等因素，确定余量、补偿量的加放和预修正时机。余量、补偿量和预修正时机一般应采用相应的工艺符号，并标在零、部件带余量或补偿一端边缘上。4）工艺孔工艺孔包括：手孔、人孔、通风孔、通道孔等临时开孔。应注明工艺孔的位置、尺寸、开孔和封合的时机，以及质量要求。5）预开孔预开孔包括：管子、通风管、电缆等穿过结构的开孔，以及门、窗等开孔。预开孔应与相关专业协调后，设绘在船体分段工作图上。6）预装件预装件包括：放水塞、梯子、人孔盖、电缆托架、海底阀箱、设备底座等。预装件应与相关专业协调后，设绘在船体分段工作图上。亦可用预装件清册或托盘表示。7）零、部件编码和零、部件明细表按照分段建造装配、焊接工艺要领和本厂工艺流程及编码标准等进行编码。代码可用英文字母和阿拉伯数字表示，分段中任何一个零、部组件都应有相应的代码。船台散装件应有相应的船台散装件代码，全船通用件应有相应的通用件代码，标准件应有相应的标准件代码。零、部件代码顺序号，应按统一的规律编排。标注代码要清晰、正确，避免与结构尺寸、剖面的字母、符号相混淆。零、部件明细表应包括：代码、数量、材料规格、尺寸、工艺流程等内容。8）分段重量重心分段重量应提供结构净重、焊后重量和吊重。分段重心位置应标注三维坐标。将结构重量、重心标注在分段工作图的规定栏目内。9）吊环根据分段结构重量、重心和分段运输、平吊、翻身、上船台等工况进行分段吊环的布置。将吊环绘制在分段工作图的相应图面上，在分段工作图上无法表达清楚的，应另外绘分段吊环布置图。在图面上注明选用吊环的吨位、数量、焊接坡口、焊接规格及焊接材料。在图面上注明吊环部位结构加强焊的范围及焊接规格。在图面上注明吊运临时加强要求。吊环可用规定的符号表示。10）工时定额和材料定额工时定额和材料定额可表示在分段工作图上，亦可用其他方式提供。工时定额的项目包括：装配、切割、电焊、冷热加工、批扣、完工矫正和吊运等工时。工时定额的编定按有关规定进行。工时定额一般应以表格形式编制。材料定额的项目包括：钢材、辅助材料、焊接材料等的材料定额。钢材应在套料结束后，再以分段为单位编制成分段钢材定额表。分段钢材定额表应将本分段中所有的板材、型材按板厚、牌号、规格的耗量和余料分别统计汇总，并按工艺流程注明材料的流向。辅助材料包括：胎架、吊环、眼板、马板等材料，定额一般可以分段重量的百分比计算统计。焊接材料定额一般以焊接长度乘以板材的厚度、焊缝种类、焊缝形式、边缘处理形式等的影响系数得出，有标准规定的按标准编定。4．校审项目1）分段装配焊接施工要领应与建造方针、船体施工要领一致；2）分段制造工艺应符合有关标准的要求；3）代码、符号应与有关标准一致；4）工艺孔、预开孔等应满足强度和规范要求；5）分段吊环应满足强度要求和符合吊运工况；6）图面的绘制质量应清晰、正确、完整。分段工作图的作用是为放样提供全部结构及工艺信息；为部件、组合件制作提供所需的组合范围、组合顺序、组合工艺和组合工作量等信息；为分段建造提供完整的指令；为船体总装提供分段边缘的连接方式及散装件等信息。由于分段图有着指导各工序施工的功能，因此可以免除很多工作图，诸如部件、组合件工作图、分段总装工作图、船台装配工作图等。至于船体加工所需的一切施工指令，统一经放样后提供。因此放样工作已经成为船体生产设计的组成部分。（二）深化分段划分图以往的分段划分图仅仅是表达分段划分周界的简单图纸。推行船体生产设计后对分段划分图进行深化，加上很多信息，可成为船体总装的施工依据。因此，不再按区绘制船体总装图。深化内容包括：吊装顺序，分段边缘要求，包括加放余量及其割除的时机，加放补偿量以及开坡口等。另外，还附一个表格，列出各分段的重量、重心、尺度、对合线、吊装及变形要求。（三）工艺符号的举例目前我国船厂采用的工艺符号是中华人民共和国船舶行业标准CB/T3194—1997，见表1-4、1-5、1-6、1-7、1-8。表1-4船体建造一般符号序号名称符号标记方法说明1船中符号按GB4476.22船体中线按GB4476.13对合线和检验线构件、分段的对合线或检验线4连续符号构件在此为连续构件按GB4476.25间断符号构件在此为间断构件按GB4476.26安装位置符号在构件厚度一侧标上理论线符号表示构件的位置。长细线为理论线7切割线在构件切割位置上标上切割线符号构件按此线切割表1-5余量、补尝量符号序号名称符号标记方法说明1补偿量b在加放补偿量端标上补偿量符号，并注明补偿量值b符号所指端加放b(mm)值，在装配时不需要切割2部件装配余量与补偿量aba--装配余量；b—补偿量符号所指端加放a(mm)值，部件装配完工后保留b(mm)值留作补偿3分段(总段)装配余量a符号所指端加放a(mm)值，在分段装配完工后修整切除4分段合拢余量与补偿量a b符号所指端加放a(mm)值，在分段装焊结束并划线后保留b（mm）值留作船台(船坞)合拢时补偿5船台(船坞)合拢余量a在加放余量端标上余量符号并注明a值符号所指端加放a(mm)值，船台(船坞)合拢时切割表1-6加工工艺符号序号名称符号标记方法说明190º折角正轧在折角线上标90º正轧或反轧符号工件折成90º反轧2非90º折角正轧在折角线上标非90º正轧或反轧符号工件按样板折成角反轧3槽形压筋在压筋中心线上标出槽形压筋符号钢板压成槽形4半圆形压筋在压筋中心线上标出半圆形压筋符号钢板压成半圆形5板材弯曲正弯在板材一面标上板材弯曲符号，若弯正圆应加注半径R或直径φ工件按样板弯曲反弯6型材弯曲内弯在型材腹板上标上型材弯曲符号型材按样板内弯或外弯外弯表1-7装配工艺符号序号名称符号标记方法说明1直角T型材在腹板装配边上标上直角装T型材符号T型材的腹板与面板装配成直角2非直角T型材在腹板的装配边上标上非直角装T型材符号T型材的腹板与面板按样板装配表1-8修补工艺符号序号名称符号标记方法说明1校平在构件需校平处标上校平符号构件需校平2换新在需换新的构件上标上换新符号构件拆除换新3拆装在需拆装的构件上标上拆装符号该构件拆下并整修后仍装回原处4拆除在需拆除的构件上标上拆除符号该构件拆除不用5扣槽Q在缺陷处标上扣槽符号焊缝或构件表面缺陷处需扣去缺陷部分。圆圈表示缺陷范围6补焊W在缺陷处标上补焊符号焊缝或物件表面缺陷处需补焊或重焊。圆圈表示缺陷范围7批平P在缺陷处标上批平符号焊缝或物件表面缺陷处需批平圆圈表示缺陷范围8磨光G在缺陷处标上磨光符号焊缝或物件表面缺陷处需磨光圆圈表示缺陷范围注：扣槽、补焊、批平和磨光符号可组合使用。示例：Q、P、W、G表示构件需扣槽、批平、补焊、磨光。圆圈表示缺陷范围。四、套料图的绘制方法套料图是合理利用钢材，提高钢材利用率的有效方法。其方法有的两种：一是手工套料；二是采用电子计算机套料。套料必须准确才足以作为切割的依据。1．手工套料手工套料是先确定下料阶段，再行套料。步骤：（1）确定下料阶段下料阶段划得大，对套料与提高钢材利用率均有利，但从加工配套及建造计划角度则不希望划得过大。过大将使加工面扩广，给零件配套带来不利。从计划进度上看，下料阶段过大也会造成分段完整性提高困难。因此下料阶段的划分，必须全面兼顾。并且应采取一些措施。如建立余料管理制度，则可相应把下料阶段划小一点，便于零件加工配套及计划；另外，采用成组技术，建立一套完善的编码系统，以方便加工与配套。这样，下料阶段就不必划得太小，对套料有利。套料前还应把计划要求、板厚分布、工厂生产实际三者经过综合分析研究之后，对下料阶段进行恰其分的划分，确定后即用表格形式列出。（2）套料包括套料卡、套料与余料汇总三个方面的内容。①套料卡、套料卡应有存根栏，用虚线与套料卡隔开。钢材尺度一般可采用1：50或大一些比例在套料卡上划出。套料卡应包括：卡的编号，材料规格、件数与尺寸比例，卡的存根应具有套料卡号、分段号、总页数、材料尺寸、件数、重量、计划号料日期、实际号料日期、定额工时、实际工时以及签署等内容。②套料作业，采用剪贴方式进行套料，先套大零件，后套小零件，但应注意按要求留下加工边缘余量及割路、每张卡片套料完毕即将存根剪下，作为生产管理的依据。凡已经剪下存根的卡片，说明尚有余量、还需进一步套料。套料图实例见图1-9。图1-9套料图实例③余料汇总，经套料后，剩下的余料，应该进行汇总分析，作为下一阶段优先套料用。或一个阶段号料将要结束时，将下一阶段的某些零件提前利用余料进行套料。全船套料完毕后也应进行余料汇总，编成卡片，作为其他产品优先套料用。2．采用电子计算机套料电子计算机套料有三种方式：（1）人工剪贴电子计算机辅助套料电子计算机绘制一定比例的零件图，经剪贴成套料图，输入每个零件的基准点，方向点坐标和翻身信息。程序根据套料信息，自动找出每块套料钢板上相邻零件两两相关边，通过干涉处理，用变步长的迭代法确定与每个零件的最佳位置，确定零件之间间隙。然后依次进行切割路线优化，用比较法选择各封闭图形起始点，以形成统一坐标套料图磁盘，再由绘图机绘制切割图。（2）人机交互套料先由电子计算机绘制一定比例的零件图，经人工剪贴进行粗套料。然后在带光笔的显示器上，从零件数据库（磁盘）输入以显示套料零件的“菜单”，输入板材数据和所套零件间隔，切割路线的功能。最后套料确定后，绘图机绘出套料图并标出余料线、装配线、打印机输出套料清单等文件。（3）电子计算机自动套料数据库向电子计算机输入零件数量，识别编码和可用板材尺寸。电子计算机接着将所需零件按尺寸分类，计算重心，并使其外接一个多边形，板材尺寸分解成点光栅。程序利用随机数发生器将零件从大到小的一组零件“抛到”板材上去套料。根据所定标准对每个零件的位置进行检查，并把每种情况以最佳位置储存起来，直到不能将更多的零件安排到板材上去。零件最佳位置精确定位后，进行自动“搭桥”用切割路线将零件切割边缘连起来，然后绘制切割图，输出切割磁盘，并记下余料尺寸。任务4船体辅助性作业的设计知识目标1.熟悉和正确理解起运作业生产设计；2.理解和掌握脚手架生产设计；3.理解和掌握工艺孔、通道及安全设施生产设计。Ø能力目标1.熟练掌握起运作业生产设计并能够在实际中应用；2.熟练掌握脚手架生产设计并能够在实际中应用；3.熟练掌握工艺孔、通道及安全设施生产设计并能够在实际中应用。学习重点起运作业生产设计、脚手架生产设计、工艺孔、通道及安全设施生产设计。学习难点起运作业生产设计、脚手架生产设计、安全设施生产设计。表1-9任务4学习指南学习步骤学习场所时间安排学习过程阅读教材、参考书及完成作业自习室、电子阅览室、图书馆课余，与课上之约1:1自学、查资料、相互讨论、完成作业、在网络教学系统留言，教师查看、评价并给予指导。教师讲解与示范多媒体教室、CAD/CAM实训室、生产设计室每次30分钟左右，与学生实际练习交替进行，共计2学时教师使用投影仪和局域网边讲解、边示范，学生同步观看、学习和记录。学生实际练习CAD/CAM实训室、生产设计室每次20分钟左右，与教师讲解和示范交替进行，共计2学时每个学生消化理解老师讲授内容，分析解决实际问题，遇到问题可相互讨论或请教老师，教师要注意调动学生学习积极性，引导学生发现问题，启发学生思考问题和寻找解决问题方法。检查评价CAD/CAM实训室、生产设计室0.5学时教师与学生共同完成任务的检查评价，并对存在的问题进行分析与处理。学生将完成的任务自我检查评价打分后，通过局域网提交老师，老师检查评价打分，指出存在问题和解决方法反馈给学生。辅助性作业是施工过程中工艺、安全上所需要的作业。一般只发生在生产过程中而不体现于产品本身。如起运作业、脚手架作业、安全设施作业以及临时孔道作业等。船体工程复杂，辅助性作业很多，如果对这些作业能在设计上周密考虑，将会大大缩短船体建造周期，提高生产效率。本部分重点将是吊环、加强材、脚手架、工艺孔以及临时通道和安全设施等方面的设计。一、起运作业1．吊环设计（1）临时性吊环设计分段翻身吊装等需要而设置的吊环，当工程结束后即折除，不做永久性保留，这种吊环称为临时性吊环。临时性吊环根据拆卸要求不同又分为完全拆除和留根拆除两种。所谓临时性吊环设计就是根据吊环的作用和所承担的负荷在标准吊环系列中选择合适的吊环。临时性吊环分为A型B型C型D型四种。图示1-10是临时性吊环（A型，B型）规格。A型吊环mm规格tRABCDEFGHZ重量kg1093.5222801967516010587861423151002630021080170112929216302010631320224851801199698163925112.53434023890190126102104185030118.537360252952001331071091859351254038026610021014011311520724013143400280105220147118121208450137.5484202941102301541231272210060143.5534403081152401611271322212170150574603221202501681321382414080156614803361252601751371442416090162.56550035013027018214215026186100168.56852036413528018914815526208B型吊环mm规格tABCDEF=AG重量kg10200160167516200尺寸见分段吊装工艺（重量均按400mm计）16152201802080162202220240190258518240292526021029901826037302802303295202804735300250351002030053403202703810522320625034028044110223407660360300501152436092703803205512024380106图1-10临时性吊环（A型，B型）规格在设计吊环时必须对分段的重量、重心进行计算，通过计算以便确定吊环的位置，确定吊环承担的重量。在根据吊环设置的位置确定吊环的拆卸要求，如安装在甲板上表面的吊环以及安装在外板外表面吊环必须全部拆除打磨；如会被绝缘材所覆盖的封闭部位，或隐蔽在结构中而又不影响美观的部位可以保留一定高度而不必清除根部。分段的翻身方法直接影响到吊环位置的确定，如空中翻身，还是落地翻身；纵向翻身，还是横向翻身等，所以设计吊环时必须了解分段的建造方案，综合所有上述因素才能设计出合理的吊环。（2）永久性吊环永久性吊环也称不拆吊环。按其布置原则，从场所考虑一般是在仰视的位置以及在狭窄的位置布置成永久性吊环，如甲板下表面以及双层底内，因为这些位置的吊环不好拆卸；从美观上考虑一般在不显眼的位置或隐蔽位置也设计成永久性吊环，如绝缘层内或结构密集处，并应尽量把吊环设计得美观；从综合布置上避免与其他系统干涉；从船舶使用上，应考虑到不影响货物装载等。永久性吊环就是利用生产设计综合性强的特点把吊环设计成结构或把结构设计成吊环。图2－11是永久性吊环实例。图1-11永久性吊环实例2．加强材设计（1）临时性加强材的设计船体分段为了吊运时加强分段刚性或局部强度所装的加强材，施工后是要拆下来，这种加强材称为临时性加强材。临时性加强材包括两方面的作用：一是加强分段本身的刚度，一是保持下一工序正常的安装状态或正常的放置状态。如分段制作时处于侧装的舷侧分段，必须考虑到下一工序船台吊装时的依托和加强支撑。图1-12是分段临时加强材。图1-12分段临时加强材（2）永久性加强材为了减少加强材拆卸的二次作业，在结构设计时就应把分段吊运时的刚性考虑进去，这样就用不着装拆加强材作业。我们为了加强分段刚性和局部强度而在结构设计增加船体结构尺寸的作法称为永久加强。用永久性加强有利于预舾装。因此，从分段划分开始，就应考虑分段的刚性，如采用“L”“F”形成“冂”形分段等。对一些比较单簿，而预装工作量较多的上层建筑，为保持预装的完整性，不致因加强材的装拆而影响到室内预装，对需加强的部位，则应采用加大结构尺度，增加肘板或加厚外板的办法来代替临时加强。二、脚手架开展船体生产设计要求在设计图纸上，通过周密的考虑，使脚手架的架设作业处于最佳的位置，如舷侧脚手架，最好在分段卧装时架设。此外，还要设计成拆卸工作量最小的形式。图1-13为脚手架在工作图上的实例。图1-13脚手架表示在工作图上的实例三、工艺孔、通道及安全设施1．工艺孔工艺孔是指施工过程对船体结构临时开孔，待工程完毕后再封合的孔洞的统称。工艺孔包括手孔、临时人孔、临时通风孔等。（1）手孔对于船体密闭的部位无法施焊而临时开的圆孔，让手伸进去作业，作业完毕后封合，封合时一般采用垫板焊接。（2）临时人孔对于狭窄部位，进出时所经路线较长，不利于施工作业，可考虑开临时人孔，封合形式同上。（3）临时通风孔对于有些狭窄部位，只有人孔，但无法对流通风，不利于有毒性气体排出。因此有必要在设计时考虑临时开设通风孔，施工作业完毕后封合形式同上。如图1-14所示。图1-14内底板工艺孔实例2．临时通道临时通道有两个作用，一是便于施工者登船作业，二是便于全船作业时的贯通行走，还可便于太平疏散。对于大吨位的船，临时通道的设计尤为必要。临时通道根据通道开设位置分为舷侧临时通道和横舱壁临时通道两种。（1）舷侧临时通道为了施工人员在船台施工期间可以迅速进出舱室，而不必先登甲板然后才进入舱室，可在舷侧外板上留出通道口。这种通道口一般可设在靠船体中间，使两头的作业量大致相等；但对于尾机型船，由于考虑到机舱工作量大，通道口可设在靠机舱之前的舱区。其高度应在内底之上的舷部。对于建造大吨位的船舶，考虑到水下靠码头后登船施工的方便，还可以在水线以上开舷侧通道，上述通道待工程完毕后，应妥善封合。（2）横舱壁临时通道为便于全船作业，横舱壁均应考虑开临时通道，通道的大小视板缝的位置而定，一般应方便人员的通过，施工完后妥善封合。临时通道孔见图1-15。图1-15临时通道实例这些临时孔洞、通道经过周密的设计，反映在图纸上，要有工艺措施和质量要求，一般是会得到船级社的认可的。3．安全措施安全措施一般应考虑如下的内容：大开口四周的临时栏杆；人孔的临时护盖、临时梯子；通风道进出口等。图1-16中介绍一种既可作为船台大合拢依托，又可作为临时梯子的辅助设施。图1-17是一种既可作为通风口又可作为安全进出口的设施，滑移门的启闭控制着风机的电源开关。图1-16作大合拢依托的梯子图1-17通道安全进出口目前各个造船企业都有着很多独特的辅助性作业设施，为生产设计的开展提供了很有利的条件。任务5管理图表知识目标1.熟悉和正确理解零件明细表、装配长度和焊接长度表；2.理解和掌握工时定额表、分段钢材备料表；3.理解和掌握分段重量重心表和自制、外协、外购、铸锻件清单。Ø能力目标1.熟练掌握零件明细表、装配长度和焊接长度表并能够在实际中应用；2.熟练掌握工时定额表、分段钢材备料表并能够在实际中应用；3.熟练掌握分段重量重心表和自制、外协、外购、铸锻件清单并能够在实际中应用。学习重点零件明细表、装配长度和焊接长度表、工时定额表、分段钢材备料表、分段重量重心表和自制、外协、外购、铸锻件清单。学习难点装配长度和焊接长度表、工时定额表、分段钢材备料表、分段重量重心表。表1-10任务5学习指南学习步骤学习场所时间安排学习过程阅读教材、参考书及完成作业自习室、电子阅览室、图书馆课余，与课上之约1:1自学、查资料、相互讨论、完成作业、在网络教学系统留言，教师查看、评价并给予指导。教师讲解与示范多媒体教室、CAD/CAM实训室、生产设计室每次30分钟左右，与学生实际练习交替进行，共计2学时教师使用投影仪和局域网边讲解、边示范，学生同步观看、学习和记录。学生实际练习CAD/CAM实训室、生产设计室每次20分钟左右，与教师讲解和示范交替进行，共计2学时每个学生消化理解老师讲授内容，分析解决实际问题，遇到问题可相互讨论或请教老师，教师要注意调动学生学习积极性，引导学生发现问题，启发学生思考问题和寻找解决问题方法。检查评价CAD/CAM实训室、生产设计室0.5学时教师与学生共同完成任务的检查评价，并对存在的问题进行分析与处理。学生将完成的任务自我检查评价打分后，通过局域网提交老师，老师检查评价打分，指出存在问题和解决方法反馈给学生。船体生产设计除设计工作图外，还必须编制管理图表，管理图表在内容上不单纯是管理信息，同样也具有其他信息，只不过工作图侧重于图的表达形式，而管理图表则侧重于图表的表达形式而已。在编制管理图表中，工作量最为集中的，算是零件明细表，它不同于传统的零件表。其他还有装配与焊接长度表、工时定额表、分段钢材备料表、分段重量重心表以及自制、外协、外购、铸锻件清册等。编制这些图表应根据船厂实际生产技术条件和船体生产设计所采用的模式。有的图表内容已在工作图中表达清楚，则不必再编制这方面的图表。现就几种基本管理图表，分述如下。一、零件明细表零件明细表与工作图是相互储存的，以往的施工设计是一个分段编制一个零件表。而零件表所表达的仅为“是什么”的内容，只反映零件的静态，而船体生产设计的零件明细表不但表示“是什么”，而且还表达零件如何有机地组合起来，装在何处，零件的制作是沿着一条怎样的路线进行加工，随后又是沿着怎样的工艺路线进行组合。零件明细表不仅能单独地分发到各道工序与工位去，使作业者明确本工位担负作业的范围，即它的静态内容，而且还描述零件的动态内容。零件明细表可清楚描述：零件名称，零件所在的位置，零件的加工制作的顺序，工序、工位的工作任务，零件组合后的运作去向。表1－11是零件明细表实例。零件在船上所在位置，通过零件明细表的零件编码及“左、中、右”两个栏目表达。零件流经的工序、工位的顺序通过编码系来表达。零件明细表由于提供的信息非常广泛，因此本身的设计也是最花时间的，要有相当耐心与细致的工作。编制该表与绘制分段工作图的时间相当，甚至还要超过。这种表要提供到各有关部门，不但要分发各个工序，工位，还要提供给定额，配套，生产管理，计划管理等部门。表1-11零件明细表实例（节录）组件号部件号零件号名称规格材料数量重量加工下料方式附注左中右单件合计E010001龙骨板18×1790×11600BV-A129342934手工0002外板18×2090×11600BV-A1134426884手工0003外板18×2190×11600BV-A1135897178手工0004外板18×1825×11600BV-A1129925984手工N010001内底板18×1790×11600BV-A134233423手工0002内底板18×1545×11600BV-A1129545908手工0003内底板18×2190×11600BV-A1141888376手工0004内底板18×2150×11600BV-A1141128224手工二、装配长度和焊接长度表管理量是简单的物理量，如重量、长度、面积等。它为生产管理，诸如定额、计划、调度等提供依据。其中重量又可分为零件加工重量、部件重量、组合件重量、分段重量等，为各工序工位的工作负荷提供计算依据；长度又可分为切割长度、装配长度与焊接长度，这三种工作长度在同一个工作对象上是不一样的。例如一个零件，某边缘只切割，不必装配和焊接；某边缘装配一次，但焊接要进行两次。面积可分为内表面积和外表面积，对于涂装备料与工时计算都不一样。这就使管理量的统计变得很复杂。日本有些船厂，只采用重量一种管理量。通过长期统计与回归得出不同施工阶段的重量与总工时的关系。这种关系如果通过百分比，在直角坐标系上表示，纵坐标表示周期，横坐标表示重量的工时总数，所绘成的曲线，这种曲线称为该工厂的能力曲线。可以通过不同的施工阶段完成的施工量，在能力曲线上求出总工时，然后再根据总工时，按一定比例，对各工种工时进行分配。这种比例关系也是经过长期通过对不同产品对象、不同部位、不同施工阶段，准确地统计回归而得的。这样重量就成为生产的唯一管理量，作为生产管理的唯一依据，它在零件明细表中可以得到详细的统计数字。但是不少船厂仍然采用多种管理量，在这些管理量中，除了重量与面积的计算比较简单外，长度的计算较为复杂。现着重介绍长度这种管理量的计算。1．装配长度装配长度是指部件装配、组合件装配、分段装配和船体总装的定位连接长度。装配长度的多少，在一定程度上反映了装配工作量的大小。当然装配工作量还与下列因素有关：（１）构成板材的形状，装配缝是直的，还是曲的；（２）上道工序的加工精度，或装焊质量，如对接的吻合度，上道工序焊接的变形程度等；（３）环境因素的影响，如露天作业，还是内场作业；是高空作业还是平地作业；是开阔场所作业还是狭窄场所作业等；（４）其他如辅助工作准备的时间长短不同等。这些影响因素必须在严格地执行工艺规程基础上，才能通过长期对实耗工时的统计与分析而得出，并通过与基准的正常状态的比较而得出各种影响系数。这是假设在基准状态为１的基础上得出的。装配长度管理量的统计，实际上是将装配缝的长度分别乘以影响系数后所得的装配换算长度。只有这样才能变成统一含义的物理量加以统计，作为生产管理上各种工作的依据。2．焊接长度焊接长度是指拼板、部件、组合件、分段制作和船体总装的焊接长度。为在一定程度上反映焊接工作量的大小和困难程度，有必要把焊接长度化为换算长度。这种换算是通过乘以系数而得出，这种影响系数有时有多个。例如：（1）钢板和型材的规格，厚度不同焊接层数也不同；（2）焊缝种类的不同，是手工焊、半自动焊、衬垫焊、下行焊、重力焊还是CO2保护焊或其他焊接种类；（3）焊缝形式的不同，是连续焊、间断焊、双面焊、还是单面焊；（4）焊接方式的不同，是平对焊、立对焊、仰对焊还是平角焊、立角焊、仰角焊等，是水平焊、还是垂直立焊等；（5）边缘处理形式的不同，是无坡口、“Ｖ”型坡口、“Ｕ”型坡口、“Ｘ”型坡口还是“Ｋ”型坡口等；如果边缘处理与板厚建立了标准关系后，则边缘影响因素可以省略；（6）工作环境的不同，指处于不同施工阶段的环境不同，如室外还是室内，敞开还是密闭，高空还是平地等；（7）使用钢种的不同，焊接难度也不同，一般来说，低合金钢要比低碳钢难度大些。三、工时定额表推行船体生产设计前，技术部门制订一系列的工艺项目明细表作为工时定额的依据，施工时，车间再根据工艺工时定额下达施工工时定额。项目可分为准备阶段、加工阶段、部件、组合件制作阶段、分段建造阶段、船体总装阶段等。这种工艺项目明细表，实际上仍然是很粗的大项目，到具体施工时尚要分细，以施工单的形式向各工序、各工位下达工时。船体生产设计推行后由于设计包括了工艺与管理信息，这样，设计出来的工作图、管理表、本身就已经细化到工序、工位，因此它不但包含了工艺项目的划分，而且还提供了必要的管理量，如重量、长度、面积等为定额、生产计划、配套、调度提供了依据。表1-12是工时定额表的实例。表1-12工时定额表的实例工程项目明细表文件号第页共页工艺项目编号工艺项目名称工作内容施工图号执行车间工种工时备注加工装配火工焊接起重合计四、分段钢材备料表产品开工之前的首要工作是原材料的准备，在原材料切割之前进行的船体钢材除锈涂底漆工作通常是根据建造方案和生产计划的安排分批地进行的。这样做，不但可以保证生产进度的需要，而且可以避免将暂时不用的钢料过早预处理，致使占用堆放场地和存放时间过长而带来的锈蚀。车间供应部门分批备料的依据除了月度或季度计划之外，就是根据分段钢材备料表，有的船厂称作车间钢材定额表。它是以分段为单位，将本分段中所有板材和型材按板厚、牌号、规格和耗量分别统计汇总而得到的，作为车间领料和供应部门发料的依据。表1-13是分段钢材备料表的实例。表1-13分段钢材备料表实例序号分段号及图号名称规格牌号数量重量备注件数根数单件共重有了此表，根据计划安排，各批号料是哪些分段，所需各种材料的数量，便很快地算出。分段钢材备料表的数据，应力求准确，这样才能达到提高材料利用率和节约钢材降低成本的目的，那就必须建立在合理套料的基础上，最好套料完成后再编此表。这样，不仅材料定额准确，而且可以反馈给供应部门修改和补充订货资料。在生产进度不允许时，可提前在绘制分段工作图时进行手工套料。但这时因图纸比例小，及展开方法粗略准确性差一点。从目前船舶市场的竞争形势来看，设计周期要求很短，因此出图时手工套料一般是无法完成的，因此大多数船厂套料仍然放在放样阶段进行。五、分段重量重心表分段重量重心表是以分段为单位，汇集各零部件的重量及重心位置计算得到的。它只考虑分段各零部件的理论重量，而不计及余量、减轻孔、临时加强材和临时吊环等重量。它们的作用是：（1）校核分段重量与车间或船台起重能力是否相应；（2）提供分段重心坐标，以便进行吊装计算和确定吊环的安装位置；（3）为船台、滑道或船坞内墩木的布置提供重量分布依据；（4）校核和修正详细设计阶段提供的船体结构重量重心数据和绘制沿船长分布的重量分布曲线。分段重量重心表一般形式见表1-14表1-14分段重量心表的举例分段号xx分段重量重心表图号第页共页序号名称或零件号规格及数量重量kgf重心垂向矩离m垂向力矩kgf∙m重心纵向位置纵向力矩重心横向位置横向力矩中前中后中前中后左舷右舷左舷右舷合计总重∑P∑Mz∑Mx∑My重心竖坐标Zc=∑Mz∕∑P；重心纵坐标Xc=∑Mx∕∑P；重心横坐标Yc=∑My∕∑P进行分段重量重心计算时，应注意下列事项；①结构左右对称或基本对称的分段可免除计算重心的横坐标；②计算前应根据分段特点，选定坐标基准面。如双层底或其他底部分段选取船舶基线面作为垂向坐标的基准面；而上甲板可选取水平的甲板作为基准面（如果有水平甲板的话）。选取基准面的原则是表达清楚。零件坐标尺寸相对小一些，并能够直接取得数值，这样算起来