船舶生产设计 1.5.1项目一 船舶生产设计电子教材

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。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教学安排时习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）号部件号零件号加工附注左中右11111111111111二、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思考与练习题1．船体生产设计的定义是什么？2．船体生产设计包括哪些内容？3．试比较两种船体生产设计模式的优缺点。4．船体生产设计与其他专业的协调内容包括哪些？5．试阐述船体生产设计的工作流程。6．简述双层底分段建造工艺程序。7．按工序出图的工作图包括哪些图纸？8．分段工作图的图面包括哪些内容？9．下料阶段的划分应考虑哪些问题？10．何谓船体辅助性作业？11．永久性吊环（吊耳）布置原则是什么？12．何谓工艺孔？工艺孔有哪几种？思考与练习题解答1．船体生产设计的定义是什么？答：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。2．船体生产设计包括哪些内容？（1）船体生产设计的事先准备内容包括：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。3．试比较两种船体生产设计模式的优缺点。答：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下表。表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4．船体生产设计与其他专业的协调内容包括哪些？答：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。5．试阐述船体生产设计的工作流程。船体生产设计是造船生产设计中的一个主要部分，它是其他专业生产设计的基础。造船生产设计是在详细设计的基础上进行的设计，而详细设计是在初步设计的基础上进行的设计。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下图所示。图船体生产设计流程图6．简述双层底分段建造工艺程序。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。下图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双层底工艺程序7．按工序出图的工作图包括哪些图纸？答：（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。（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。（3）部件、组合件工作图1）部件工作图部件工作图是描述零件组合最初始的工作图，是为最初始组合工位的需要而提供的。它的组合虽非常简单，但由于单独划出，使零件组合处于最有利的施工状态，否则无法体现其优越性。2）组合件工作图组合件工作图除表示一般零件制作外，还包含已经由零件组合好了的部件。因此，在组合件图上，只需表示该安装的零件与部件，而组成部件的零件无需表达。该图作为组合件施工的依据，要求明确简单，便于阅图。（4）分段装配图分段装配图是在已经完成详细设计的分段结构图的基础上进一步绘制的工作图。它包括分段装配的全部工艺和管理信息，专门为分段装配提供依据，其他则不予提供。它的出图特点是，只表示在本分段安装的零件、部件和组合件，而对于组成部件的零件以及组合件的部件和零件不予表达。（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。8．分段工作图的图面包括哪些内容？答：（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；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。胎架图表其型值数据由船舶CAM系统提供。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。9．下料阶段的划分应考虑哪些问题？答：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。