专题报告 从技术角度浅谈如何缩短造船周期VIP

1、实习专题报告从技术角度浅谈如何缩短造船周期作者：张杰 学号：07011922提要：在为期两周的船厂实习中，笔者在沪东厂了解到该厂有船坞两座、船台两座、小船台三座，他们的生产周期分别是三个月、两个月、两个月，实习期间船坞内正在建造价值8000万美金的某型船，船台内正在建造价值3000万美金的某型船，小船台上正建造100亿的LNG船。按此粗略计算，沪东厂一年内的产值大约在247.6亿美元。从中我们可以清楚的看出造船周期对船厂产值的影响具有至关重要的作用。造船周期与多种因素有关，诸如技术因素、环境因素、管理理念等，本文将从技术角度浅谈如何缩短造船周期。一、课题研究意义：船舶建造周期长短 ,是关系各船

2、厂能否立足市场的至为重要的课题 。由于船舶产品不能实行非订货 生产,所以船厂必须持有船东的订单才能组织生产,而船东对船舶的交货期却又特别关心、敏感 。因此 ,船舶建造周期的长短 ,卖质上应该说是船厂的生命。然而 ,国情、厂情却使得大部分中小船厂对建造周期难以控制或者难以严格控制。建造周期太长 ,会使船厂受到亏损或接不到船舶订单。为了能够在船舶市场上接获造船订单 ,有时船厂往往不得不 忍痛压低船价来吸引船东。周期长短又是衡量一家船厂各项管理工作的水平和产生经济收益好坏的标志。因此,造船周期已普遍受到造船界同行和股东们的高度泛注。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

3、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，但生产效率、经济效益等方面和日韩差距很大。从造船周期方面而言，按人均生产修正总吨计算，日本为1856修正总吨人年，韩国为12333修正总吨人年，而中国为1954修正总吨人年，与日本相比相差10倍，与韩国相比相差6倍。按修正总吨消耗工时计算，日本为10小时修正总吨，韩国为15小时修正总吨，而中国为95小时修正总吨，差距明显【1】。尽管我国人工成本较低，但由于生产效率低下，产品多余功能过剩，规模效益低下，都大大抵消了中国人工成本较低的优势。可见在造船周期方面世界造船强国已经远远超过了我们。三、提高

4、造船技术缩短造船周期3.1造船周期的组成船舶的建造周期通常 由三个生产工艺阶段组成.第一个阶段是从船体放样、下料、加工,直到船体各分段结构的中小合拢,称为生产准备工作阶段；第二个阶段是从船体分段上船台大合拢,直到主船体结构与上层舱室结构建成下水包括部分机电设备安装,称为船台制装阶段；第三个阶段从船体建成下水后码头晒装,直到试肮交船,称为码头栖装交船阶段。按照造船发达国家计算造船周期的惯例,是从船体分段上船台（大合拢）铺设龙骨到船舶建成交船作为造船周期的计算周期【2】。3.2如何缩短船舶建造周期3.2.1数字化造船造船领域计算机辅助设计和产品生命周期管理的引进，触发了一场革命。众多的公司发现，通

5、过采用先进的产品开发解决方案，他们将显而易见地缩短建造周期和降低建造成本。使用数字化造船具有如下优势：（1）全面使用计算机辅助设计、控制和分析造船过程的工时消耗、生产成本和工程进度，能达到随时掌握实际情况，并提供分析结果，使生产处于时时可控状态。（2）按成组技术的中间产品专业化生产设置车间和班组，采用复合工种，按中间产品管理生产，充分发挥班组成员的创新精神。（3）根据中间产品的标准生产日程，由计算机编制详尽的模拟生产进度，在船舶合同签署的同时，就能协调各方面的工作，并确定切合实际的计划。（4）通过设置主流程和辅流程，由计算机控制所有工位的输入、输出和生产过程，实现均衡的分道生产。【3】下表为韩

6、国船厂的数字化动态，我们可以从中看出数字化造船在缩短造船周期的作用。企业名称数字化造船应用动态备注现代重工90年代末，以PTC公司的Winchile为核心，开发出HICIMS集成制造系统，并全面实施。据称：该系统可使平均设计周期缩短约25%、平均建造周期缩短约10%；目前，现代重工正在全面采用Tribon系统作为其主流CAD/CAM系统。美国参数技术公司(Parametric Technology Corporation，PTC公司)，是CAID/CAD/CAE/CAM/PDM领域最具代表性的软件公司。大宇造船该厂是韩国造船界Tribon系统应用最好的案例，其采用Tribon系统在实船上的应用

7、、二次开发和CAD/CAM电子模型的覆盖程度相当高；2004年8月，该公司全面启用新开发的信息一体化综合管理系统(CI2M)，公司综合效益每年可达5100万美元，生产效率可提高7%8%。-三星重工2001年开始应用由丹麦、日本、美国和韩国的船厂共同开发的GSCAD系统，同时将其应用的分立系统全面整合成基于统一数据库和产品模型的系统；2003年1月，实施了数字化船厂计划，选择了美国DELMIA公司的IGRIP和QUEST，用于开发新一代与先进造船模式相结合的数字化造船系统。该系统将在虚拟环境下模拟从初始的开发阶段到下水整个造船寿命期的工艺, 并使造船工艺最佳化。DELMIA公司是精益制造工艺工程

8、三维产品寿命期管理系统研究方面居领先地位的供应商。表1 韩国核心船厂数字化造船应用动态【4】韩国大宇船厂于1991年实施CIMS后，其造船销售量由1989年的20条船增长到2000年的60条船，年造船缩短约500万工时，船舶建造周期缩短约3.5个月，实现年利润2.2亿美元。因此，有关部门必须调动一切力量，组织实施造船信息化工程建设，实实在在地发挥信息技术的巨大牵引作用，为实现我国第一造船大国的宏伟目标而努力。3.2.2推进分段总组在实习期间，不论是澄西船厂还是在沪东中华，随处都可以看到大大小小的船体分段，分段造船必有它的优势。推进、运用分段总组造船是目前船舶船台生产的压力要求，船台周期越短船舶

9、创造的效益就越高这必使大量船台工作前置，大量的船体 舾装工作要提前，分段总组造船就必须得到推进 扩大和运用。 使用分段总组技术有如下优点：（1） 分段总组，使船台生产设备资源得到优化分段进行总组优化，加大了分段地面总组量。在分段A面预舾装过程中，分段总组舾装件的安装均充分利用了风雨棚行车，预装区门吊及汽车吊，减少了船台克令吊机使用量 促使船台吊机使用效率最高。（2） 分段总组使生产流程得到优化（3） 分段总组推动预舾装 涂装工作的深入分段总组优化是缩短船舶船台建造周期的重要手段下表是某公司造船周期对比。表2 分段总组技术应用前后对比 【5】大力推行分段总组的中间产品为导向壳舾涂一体化的现代造船

10、模式，改变传统造船模式，努力实现造船本质安全，极大的降低成本，缩短造船周期。3.3.3焊接自动化是缩短造船周期的利器要缩短造船周期，必然要提高生产效率，正如古人云：“工欲善其事，必先利其器”。先进的造船焊接自动化装备在提高船舶建造效率、降低船舶建造成本、提高船舶建造质量上的作用不可小视。在沪东中华实习的过程中，本人看到每一个分段大多采用人工焊接，而且焊接质量并不如人意，有的地方甚至要求返工重焊，这势必影响了整个建造进程。目前我国造船企业的焊接设备普遍落后于日本、韩国的造船企业。众所周知，在造船中钢板的切割、焊接占造船工作量的很大一部分，为提高工效，日本、韩国船厂一直大力推广应用全自动切割、焊接

11、设备，并建立了造船流程作业区域化的模式。如平面分段装焊自动化区域、型材装焊自动化区域、管子装焊自动化区域、平直立体分段装焊自动化区域、曲面立体分段装焊自动化区域等。在上世纪90年代初，日本船厂已开始使用焊接机器人，随后又研制出自动切割机器人。2003年，韩国现代重工研发出5种获得国际认证的焊接机器人，用于造船焊接。相比之下，我国造船企业拥有的全自动焊接、切割的设备很少，大多数是半自动设备，自动化程度仅相当于日本、韩国上个世纪90年代初的水平。【6】现阶段在我国，全自动船用焊接、切割设备基本依赖进口，朝着总装化方向发展的造船企业正处于两难境地：一方面没有精力和能力自行研发这些设备，另一方面又不具

12、备大量购买昂贵进口设备的实力。因此走产学研相结合的发展道路是适合发展焊接的必由之路。3.3.4向造船强国学习造船新技术【7】日、韩造船企业非常重视造船新工艺、新技术的研究开发。多年来，日本造船企业不断开发的精度管理、单元舾装、数控切割、加工、高效焊接等新技术以及近几年韩国开展的工法研究，对提高造船生产效率和造船产品质量发挥了巨大作用。在此方面，我们要向他们学习。（1）巨型总段造船法巨型总段造船法是韩国三星重工巨济船厂开始采用的先进方法。把由专业分段厂制造成的20003000吨以上巨型总段用浮吊运到总装厂，吊到船坞内连接成整船，这使得建造10万吨级阿芙拉型油船的总段数量由以前的60100个，减少

13、到11个。建造巴拿马型船舶的总段数量只有5个。巨型总段造船法的应用大大缩短了船坞内造船周期，增加了造船产量。近些年，三星重工在应用巨型总段造船法方面又取得了新的突破，总段重量增加到50006000吨，总段长度加长到70100米，使10万吨级船舶的总段数量由原来的10个减少到34个。这种更大规模巨型总段的建造成功，进一步缩短了船坞周期。为推行巨型总段造船法，韩国造船企业采取了一系列保障措施。三星巨济、大宇玉浦和新进影岛船厂都分别购置了巨型浮吊。现代蔚山船厂推行总段的高效、低成本建造，近年新建了一个大型总段车间，该分段可装配成长度为40米的巨型总段。目前韩国已经先后建成了不同规模的专业化总段制造厂

14、，巨型总段造船法已经形成了社会化生产模式。（2）快速搭载工艺技术为了使分段、总段在船坞或船台上快速定位，压缩搭载合拢时间，有效地缩短造船周期，日、韩主要造船企业在这方面做了不懈的努力，取得了明显效果。“总段(分段)激光三维精密测量和计算机模拟计算技术”是日、韩造船企业广泛使用的测量定位技术。该技术通过专用的激光经纬仪将总段上测量基点数据输入到现场配置的计算机内，对测量数据进行计算、分析、比较，快速确定定位偏差和修正数据，测量误差不超过5。激光测量定位技术的应用，大大缩短了总段吊装定位时间。（3）平地造船法和浮船坞造船法对韩国船厂来说，建新造船设施、新船厂等常规做法可能面临诸如场地紧张、投资巨大

15、、建设周期长等一系列限制以及设施建成后造船高峰过去、可能出现闲置的风险。为此，韩国许多船厂纷纷打破传统，采用平地造船法和浮船坞造船法。韩国造船企业所采用的平地造船、巨型总段建造等全新造船方式，应该引起我国造船企业的高度关注，要组织专人积极开展研究。山海关船厂在推行巨型总段建造和平地造船法上已经积累了一定的实践经验。目前，国内有的船厂正在积极准备搬迁、扩建，我们能否考虑在结合企业实际的前提下，因地制宜地采用平地造船法和巨型总段建造新技术，紧跟现代造船方式不断变革的发展趋势。感想：缩短造船周期具有不严自明的益处，它与技术进步具有相辅相成的作用，缩短造船周期需要先进造船技术的保证，同时造船周期缩短，利润空间加大又会反面促进先进造船技术的发展。同时只有技术真正进步了，我国才能实现造船大国到造船强国的转变。虽然本文着重谈先进的造船技术对缩短造船周期的影响，但是技术与管理是相辅相成的，先进的管理手段也是催生先进技术的手段。参考文献【1】/read.