船舶建造模式

第一章船舶建造概论第二节船舶建造模式一、造船模式

1.造船模式概念:是指组织造船生产的基本原则和基本方式。船舶工程的特点：作业面广、工作量大、工种多、技术要求高、安装复杂、设计与建造周期长。设计建造技术管理方式组织体制最根本的影响对于产品作业任务的分解和重新组合2.对造船模式的理解反映对产品作业任务的分解原则;反映作业任务分解后的组合方式;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;造船模式是不断发展和变革的；造船模式不是具体的造船方法。

二、造船模式的演变早期的船舶，采用木材建造，铁钉钉连船板，桐油加麻丝捻缝保证水密。当时，船体建造采用的是在工厂内，边制作零件边进行装配的手工作坊式的建造方法，完全依靠造船师傅的技艺和经验。此时尚无所谓造船模式。造船模式的演变过程，可以追溯到造铆接船的年代。按造船技术的发展水平可以划分为三个阶段、五个有代表性的造船模式。造船模式演变示意图造铆接船以及铆接向全焊接船过渡的阶段（上世纪40年代前），造船模式是按功能／系统组织生产的模式，其特点为：第一阶段：以系统导向型组织生产的阶段

1）船体按结构功能／系统，舾装按使用功能／系统进行船舶设计和组织生产；

2）产品的作业任务分解和分解后的组合以船舶设计的功能／系统为准绳，由各专业工种以功能／系统为导向；

3）采取“整体造船法”：数量众多的船体零件经放样号料并加工成形后，直接送往船台装配。待整个船体装配完成并下水后，才在码头上进行舾装作业，安装全部的各类机械、电气、管路及其他设备；

4）施工作业基本依赖于工人的技艺和现场管理人员的指挥；

5）船舶设计、制造工艺、生产管理各自独立；

6）船舶建造的效率低、周期长。

1）产品作业任务的分解和组合：船体建造是按结构区域进行划分；舾装作业除少量分段预舾装以外。主要按使用功能／系统组织生产；

2）船舶设计、制造工艺和生产管理是各自独立的；

3）由于分段建造和分段预舾装，使大量高空作业变为平面作业，改善了作业环境和产品质量；还可实现平行作业以扩大作业面积，从而达到提高生产效率和缩短建造周期的目的；

4）对船舶设计、生产组织有理更高的要求。第二阶段：以区域／系统导向型组织生产的阶段

20世纪40年代中后期，由于焊接技术在造船中的应用，开创了船体分段建造技术，提供了以区域进行流水作业的可能性，以及在分段区域上进行预舾装的可能性。因而产生了区域／系统组织生产的造船模式，其特点为：

20世纪6O年代初，由于成组技术在造船中的应用，使多品种、小批量的造船生产采用了柔性化的大批量生产方式从而出现了以中间产品为导向的专业化生产，形成了按区域／类型／阶段组织生产的造船模式。其特点为：第三阶段：区域／类型／阶段导向型组织生产的阶段

1）产品作业任务的分解和组合，船体和舾装均按船舶的空间部位划分区域，分阶段地把区域内的作业任务按类型以生产任务包形式组织生产，构成以中间产品为导向的生产方式；

2）由于产品作业任务的分解和组合是按“区域／类型／阶段”进行的，要求船舶设计、制造工艺和生产管理融为一体；

3）生产作业方式是先按区域进行船体分道建造和区域舾装，然后将完工的各个作业区域相互组合，以形成完整的船舶产品。

20世纪70年代初形成的造船模式。形成这一模式的原因：（l）超大型油船的舱内外涂装工程的日益增多以及要求的不断提高，促使涂装从舾装作业中分离，而形成独特的涂装生产作业系统；（2）系统工程技术与电子计算机技术在造中应用的扩大；

（3）20世纪70年代初期，超大型船舶的建造需求不断增长。第四阶段：区域／类型／阶段一体化组织生产的阶段这一模式的特点是：（1）产品作业任务的分解和组合，除按区域／类型／阶段的分解原则和组合方式外，更体现船体建造、舾装、涂装三大作业系统的相互结合；（2）产品作业任务的分解与组合，是通过船体、舾装、涂装的生产设计加以规划和体现的。（3）船舶设计、造船生产和生产管理相互结合，并通过生产设计融为一体。壳、舾、涂一体化区域造船的基本模式根据造船技术的演变和模块化制造对造船业的影响，中间产品模块化组织生产作为未来第五级造船模式。船舶模块应具备以下三个要素：（1）模块应具有标准尺寸和标准构造，以便最大限度地简化船舶设计、便于制造和提高产品质量；（2）模块应具有标准件和可选部件的特点，使模块内含有可供选择的标准件，通过调换这些标准件来满足船东的特定要求；（3）模块是预制件，具有可组装性。第五阶段：模块化造船模式造船模块的定义：具有标准尺寸和标准件且主要部件具有可选性的最终产品的预制单元。这种预制单元有船体结构单元和舾装功能单元。所有造船模块都必须具有以下特点：（1）具有独立的功能；

（2）具有通用性‘

（3）具有特定的界面、连接尺寸及连接形式。三、现代造船模式

1.现代造船模式定义：以统筹优化模式为指导，应用成组技术原理，以中间产品为导向，按区域组织生产，壳（船体制造）、舾、涂作业在空间上分道，时间上有序，实现设计生产管理一体化，均衡、连续地总装造船模式。

2.对现代造船模式的理解（1）应用成组技术的制造原理和相似性原理，以及系统工程技术的统筹优化理论，是形成现代造船模式的理论础。（2）应用成组技术的制造原理，确立以中间产品为导向的生产作业体系，是现代造船模式的主要标志。（3）中间产品导向型的生产作业体系以中间产品的生产任务包为基本特征。（4）应用成组技术的制造原理进行产品作业任务分解，应用相似性原理按作业性质（壳、舾、涂）、区域、阶段、类型分类成组，通过生产设什加以规划。其中按区域分类成组，建立区域造船的生产组织形式，是形成现代造船模式的基础和必要条件。（5）应用系统工程的统筹优化理论，是协调使用成组技术原理建立起来的现代造船生产作业体系相互关系的准则。该准则可形象化地概括为两个“一体化”。其中，壳、舾、涂一体化，指“以船体为基础、舾装为中心、涂装为重点”的管理思想，把壳、舾、涂不同性质的三大作业类型，建立在空间上分道、在时间上有序的立体优化排序。而设计、生产、管理一体化，指设什、生产、管理的有机结合。（6）现代造船模式是通过科学管理，特别是通过工程计划对各类中间产品在船舶建造过和的人员、资源、任务和信息的强化管理，以实现作业的空间分道、时间有序、逐级制造、均衡、连续地总装造船。四、现代造船模式的基础理论成组技术是组织多品种、中小批量生产的一种科学方法。它将企业生产的各种品种、组成产品的各种部件、零件、按结构和工艺上相似性原则进行分类编组，并以“组”为对象组织技术工作和管理生产。1.成组技术(GroupTechnology简称GT)

创始人是前苏联的G．II．米特罗法诺夫，于1959年发表“成组工艺原理”专著。成组技术应用了产品制造原理和相似性原理。1.1产品制造原理该原理是把最终产品按其形成的制造级，以中间产品的形式对其进行作业任务的分解和组合。所谓中间产品是指生产的作业单元，是对最终产品进行作业任务分解的一个组成部分，也是逐级形成最终产品的组成部分，它具有明显的产品特征。那就是：（1）有特定的“产品”作业任务，而其作业任务并非由单一工种完成；（2）有明显的“产品”质量（尺寸精度）指标；

（3）有完成“产品”作业任务所需的全部生产资源（含人、财、物），或称生产任务包。上述原理应用到造船，是把船舶作为最终产品，船舶制造从采购材料（设备）、加工零件开始，然后以中间产品的生产任务包形式组装成配件，进而再组装成更大的装配件，这样逐级组装，最终总装成船舶产品。

相似性原理是对产品作业任务分解成门类众多的中间产品，按作业的相似特性，遵循一定准则进行分类成组，以使用相同的施工处理方法扩大中间产品的成组批量，以建立批量性的流水定位，或流水定员的生产作业体系。1.2相似性原理根据船舶生产的特点，相似性分类组成有如下四方面准则。（1）按生产作业的性质分类成组，即把船舶建造分为船体（壳）、舾装（舾）、涂装（涂）三种不同作业性质的类型，再各自分类成组作业。（2）按生产作业对象所处的产品空间部位分类组成，按产品划分的的区域进行分类成组作业。对船舶产品而言，一般可划分为机舱区、货舱区、上层建筑居住区等三个大区域。同时在划分的各大区域内可再划分中、小区域以进行成组作业。

（3）按生产作业生产过程中的相似内容分类成组，即对区域内划分的中间产品按其类型进行分类成组作业。以船体分段作为中间产品为例，可分平面、曲面和上层建筑三种不同类型的分段。以舾装的中间产品为例，则可分为各类舾装托盘（或单元）（4）按生产作业在生产过程中的作业时序分类成组，即按区域划分的中间产品按其所处的作业阶段，或制造级进行分类成组作业。对船体建造而言，可划分为零件加工，部件（含组合件）装配（小组），分段装配（中组），分段组合（总组），船台合拢等五个作业阶段；舾装作业可分单元、模块、管件等制作，托盘集配，分段舾装，总段（总组）舾装，船台舸装等五个阶段；涂装则可分为原材料处理，分段涂装，船台涂装以及码头涂装等四个作业阶段。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。2.系统工程包括成组技术、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.工业工程船体分道建造法按船体零件、部件、分段和总段的工艺过程的相似性组建各类生产线，以实现均衡生产和生产资源高效使用的一种方法。其中包括采用造船精度控制，最大限度的消除修整作业，保证各级分道生产线中高效工艺装备的使用；以及采用加热校正和成形技术，以使形状复杂的船体零件、部件和分段达到规定的形状和尺寸。分道生产线实质上就是柔性流水生产线，是获取大批量生产效益的手段。船体分道建造包括真实的流水生产线和虚拟的流水生产线。前者包括各类船体零件切割的分道生产线、船体平面分段装焊生产线等。后者是指生产对象固定，而人员按不同工序流动的生产线，例如，曲面分段在同一胎架上，由不同人员按生产节拍，分别完成曲板的拼装、板缝焊接、构架的装配、构架接缝的焊接等工序。第三节船舶建造机械钢材预处理工艺包括钢材的矫平、清洗、预检、抛丸除锈、油漆和烘干等。预处理工序的机械设备用传送滚道连接起来，组建成流水生产、检验等预处理生产流水线，实现了生产全过程自动化。一、钢材预处理设备二、钢材的切割、成型设备钢材的切割、成型都已采用了专用设备，包括：1.离子切割机代替数控火焰切割机2.数控等离子切割机3.激光切割机4.数控水火弯板机三、焊接设备四、舾装加工设备五、辅助作业设备第四节造船生产准备一、设计准备现在的船舶设计可分为初步设计、详细设计和生产设计三个阶段。

从收到船东的设计任务书或询价开始，进行船舶总体性能和主要技术指标、装置、各系统的原理设计，即是船舶总体方案的设计。初步设计是一个设计计算和技术洽谈的工作过程。初步设计应提供祥细的设计说明书、总布置图、中横剖面图、机舱布置图、主要设备厂商表等。它既是报价的主要资料又是后阶段设计的依据。1.初步设计2.详细设计是在初步设计的基础上，根据造船合同确认的技术文件以及修改意见书，以完成技术文件送审和最终确定船舶全部技术性能为目的，按照系统/功能/专业，对具体技术专业项目进行设计计算和关键图的绘制绘制，解决设计中的基本和关键技术问题，最终确定新船全部的技术性能、结构强度、重要材料和设备选型与订货要求，以及各项技术要求和标准。详细设计阶段从合同签订开始，到最终确定船舶全部技术性能，完成并通过设计文件的送审为止。详细设计的基本内容：（1）提供验船机构规定送审的图纸和技术文件；（2）提供合同中规定送船东认可的图纸和技术文件；（3）提出船厂所需的材料、设备订货清单；（4）提供施工/生产设计的图纸、文件、数据。初步设计和详细设计，基本上属于”产品设计”，它提供的是船舶制造的完工状态，解决“造什么样的船”的问题。3.生产设计从广义上来说，就是从施工的立场出发，通过设计的形式，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。通俗地讲，就是把工人在现场施工中需要思考解决的问题，在设计阶段由技术人员来解决的一种设计。在确定船舶总的建造方针前提下，以详细设计为基础，根据船厂施工的具体条件,按工艺阶段、施工区域和单元，绘制记入各种工艺技术指示和各种管理数据的工作图、管理表以及生产信息文件，作为编制生产计划和指导现场施工依据的一种设计过程。1)生产设计是解决“怎样造船”和“怎样组织造船”的一种设计生产设计实现设计图纸与生产的细节项目完全相一致，即生产体系中各个阶段如材料流程、加工、预装配、船台装配等阶段所必需的资料和数据，都清楚地表达在一张张祥图中，也就是说，使设计图纸与施工的各工位、各工序的施工要求、施工方法一一相对应，生产设计的工作图表成为现场生产的唯一施工方式。这样，船舶设计不但解决了“选什么样的船”的问题，又解决了“怎样造船”以及怎样“合理组织造船生产”的问题，这就是当前在造船行业中形成的设计、建造（生产）管理一体化的新概念。2)生产设计对象不是“产品”而是“生产”生产设计工作向现场施工的延伸，是船舶设计工作的扩展和深化。它提供的不是船舶制造的最终结果，而是制造的中间过程，是被称为”以中间产品为导向”的设计。生产设什的工作图表是生产设计人员在作业开始前，不仅对建造方法，还对各种工艺细节问题进行精心研究和细致分析后完成的。它把建造技术尽可能全面地融合到图纸中去。由此,生产设计的过程，就等于先于现场在图上进行“模拟造船”的过程。这种“模拟造船”过程不但在各种方案的比较中优化施工方案，而且可以提前施工中发现可能存在的问题和矛盾，采取对策，将其妥善地解决在设计阶段。在现场作业中产生的浪费、返工及误操作大部分都在事前能防患于未然。3)生产设计的过程是在图纸上“模拟造船”的过程4)生产设计方案因船厂而异生产设计方案必须结合船厂的施工具体条件而制定,故即使制造同一类型的船舶,不同船厂的生产设计方案是不同的。二、工艺与计划准备三、材料与设备准备四、工厂设施准备五、人员准备作业

1、船体制造与修理工艺的主要任务是制订优良的工艺方案,_研究开发新工艺、新技术；

2、船体建造与修理工艺课的特点是实践性强、综合性强、空间概念强、灵活性大、科学性、实用性强。

3、船舶建造三种类型的生产作业是________、________、________；

4、造船的生产要素是资金、人员、材料、设备和厂址

5、造船生产的固有特征是：对配套工业的依赖性较强；第二，船舶属于“定制”产品，生产任务由市场需求来决定；第三，从生产类型来看，造船属于多品种、小批量或单件生产，生产过程不稳定，；第四，从作业性质来看，造船属于技艺型，工人的素质对产品质量影响较大。

作业二、问答题

1.目前