船舶建造工藝流程簡要介紹

1、船舶建造工藝流程簡要介紹本講座從管理者的角度，按照“殼舾涂一體化總裝造船”現(xiàn)代造船管理模式的要求，結(jié)合我國船廠的探索實(shí)踐，介紹船舶建造在各工藝階段的組織方式、應(yīng)注意的問題，同時(shí)提供對施工狀態(tài)的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。一、造船生產(chǎn)管理模式的演變由焊接代替鉚接建造鋼質(zhì)船，造船生產(chǎn)經(jīng)歷了從傳統(tǒng)造船向現(xiàn)代造船的演變，主要推動(dòng)力是造船技術(shù)的發(fā)展。傳統(tǒng)造船分兩個(gè)階段：1、常規(guī)的船體建造和舾裝階段。在固定的造船設(shè)施按照先安裝龍骨系統(tǒng)、再安裝肋骨框、最后裝配外板系統(tǒng)等。2由于焊接技術(shù)的引進(jìn)，船體實(shí)行分段建造；舾裝分為兩個(gè)階段：分段舾裝和船上舾裝，即開展予舾裝。現(xiàn)代造船又歷經(jīng)以下階段：3、由于成組技術(shù)的引進(jìn)，船體實(shí)行分道建造

2、；舾裝分為三個(gè)階段：單元舾裝、分段舾裝和船上舾裝，即開展區(qū)域舾裝。4、由于船體建造和舾裝、涂裝相互結(jié)合組織，實(shí)現(xiàn)“殼舾涂一體化總裝造船”。5、隨著造船技術(shù)的不斷發(fā)展，精益造船、標(biāo)準(zhǔn)造船、數(shù)字造船、綠色造船將成為船廠的努力方向。目前國內(nèi)主要船廠一般處于三級(jí)向四級(jí)過渡階段；國內(nèi)先進(jìn)船廠已達(dá)到四級(jí)水平；外高橋船廠、建設(shè)中的江南長興島造船基地明確提出將精益造船、標(biāo)準(zhǔn)造船、數(shù)字造船、綠色造船作為發(fā)展目標(biāo)。二、現(xiàn)代造船生產(chǎn)管理模式的特征1、船體分道建造法。根據(jù)成組技術(shù)“族制造”的原理制造船體零件、部件和分段，按工藝流程組建生產(chǎn)線。2、拋棄了舾裝是船體建造后續(xù)作業(yè)這一舊概念，以精確劃分的區(qū)域和階段（單元舾裝

3、、分段舾裝和船上舾裝）控制舾裝。3、實(shí)行“管件族制造”，以有效手段制造多品種、小批量產(chǎn)品，獲得生產(chǎn)線生產(chǎn)效益。4、采用產(chǎn)品導(dǎo)向型工程分解。把船舶劃分為不同級(jí)別的中間產(chǎn)品，并協(xié)調(diào)的組織分道生產(chǎn)和集成。三、船舶建造工藝流程現(xiàn)代造船工藝流程如下簡圖：船舶建造工藝流程層次上的劃分依據(jù)為：1、生產(chǎn)大節(jié)點(diǎn)：開工上船臺(tái)（鋪底）下水（出塢）航海試驗(yàn)完工交船生產(chǎn)大節(jié)點(diǎn)在工藝流程中是某工藝階段的開工期（或上一個(gè)節(jié)點(diǎn)的完工期），工藝階段一般說是兩個(gè)節(jié)點(diǎn)間的施工期。生產(chǎn)大節(jié)點(diǎn)的期限是編制和執(zhí)行生產(chǎn)計(jì)劃的基點(diǎn)，框定了船舶建造各工藝階段的節(jié)拍和生產(chǎn)周期；從經(jīng)營工作看，節(jié)點(diǎn)的完成日也是船東向船廠分期付款的交割日。2、工藝階

4、段：鋼材予處理號(hào)料加工零、部件裝配分段裝焊船臺(tái)裝焊（合攏）拉線鏜孔船舶下水發(fā)電機(jī)動(dòng)車主機(jī)動(dòng)車系泊試驗(yàn)航海試驗(yàn)完工交船3、以上工藝階段還可以進(jìn)一步進(jìn)行分解。4、需要說明的是以上工藝階段是按船舶建造形象進(jìn)度劃分的，現(xiàn)代造船工藝流程是并行工程，即船體建造與舾裝作業(yè)是并行分道組織，涂裝作業(yè)安排在分道生產(chǎn)線的兩個(gè)小階段之間，船體與舾裝分道生產(chǎn)線在各階段接續(xù)地匯入殼舾涂一體化生產(chǎn)流程。四、船舶建造的前期策劃船舶設(shè)計(jì)建造是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，在開工前船廠必須組織前期策劃，一是要掃清技術(shù)障礙；二是要解決施工難點(diǎn)。對設(shè)計(jì)部門的要求：1、必須吃透“技術(shù)說明書”（設(shè)計(jì)規(guī)格書）。技術(shù)說明書是船東提出并經(jīng)雙方技術(shù)談判，

5、以相應(yīng)國際規(guī)范及公約為約束的船舶設(shè)計(jì)建造的技術(shù)要求。船廠在新船型特別是高附加值船舶的承接中必須慎重對待：必須搞清重要設(shè)備運(yùn)行的采用標(biāo)準(zhǔn)情況、關(guān)鍵技術(shù)的工藝條件要求，特別是要排查出技術(shù)說明書中暗藏的技術(shù)障礙（不排除某些船東存有惡意意圖），否則冒然施工將會(huì)給船廠帶來災(zāi)難性的后果。對此，各主要船廠都有過深刻的教訓(xùn)。如江南廠建造的自卸船、廣船建造的客滾船、大連廠建造的大型滾裝船、三用工作船等。因此對新船型的開發(fā)必須組織予研,進(jìn)行充分的技術(shù)儲(chǔ)備。2、對設(shè)計(jì)工作的組織。船舶設(shè)計(jì)工作分三階段組織進(jìn)行初步設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)設(shè)計(jì)。初步設(shè)計(jì)：是從收到船東技術(shù)任務(wù)書或詢價(jià)開始，進(jìn)行船舶總體方案的設(shè)計(jì)。提供出設(shè)計(jì)規(guī)

6、格說明書、總布置圖、舯剖面圖、機(jī)艙布置圖、主要設(shè)備廠商表等。詳細(xì)設(shè)計(jì)：在初步設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上，通過對各個(gè)具體技術(shù)專業(yè)項(xiàng)目，進(jìn)行系統(tǒng)原理設(shè)計(jì)計(jì)算，繪制關(guān)鍵圖紙，解決設(shè)計(jì)中的技術(shù)問題，最終確定船舶全部技術(shù)性能、船體結(jié)構(gòu)、重要材料設(shè)備選型和訂貨要求等。生產(chǎn)設(shè)計(jì)：是在詳細(xì)設(shè)計(jì)送審圖完成基礎(chǔ)上，按工藝階段、施工區(qū)域和組裝單元，繪制記入各種工藝技術(shù)指示和各種管理數(shù)據(jù)的工作圖、管理表以及提供生產(chǎn)信息文件的設(shè)計(jì)。簡言之：初步設(shè)計(jì)描繪出將建造一艘什么樣的船；詳細(xì)設(shè)計(jì)確定各專業(yè)各系統(tǒng)如何配置與運(yùn)行；生產(chǎn)設(shè)計(jì)指示怎樣合理地建造這艘船。目前，國內(nèi)各主要船廠都取得了國家級(jí)技術(shù)中心資格認(rèn)證，大船重工船舶及海洋工程研究所設(shè)有開發(fā)

7、室、船體、船裝、機(jī)裝、電裝、居裝等綜合設(shè)計(jì)室以及工藝、海工、軍工等專業(yè)設(shè)計(jì)室，已開發(fā)并建造了化學(xué)品船、成品油輪、原油輪、散貨船、多用途船等系列船型，對新船型首制船，如VLCC、大型集裝箱船等，一般采用與國外設(shè)計(jì)院所聯(lián)合設(shè)計(jì)方式，所有生產(chǎn)設(shè)計(jì)任務(wù)全部由船廠承擔(dān)。因此需要盡快地充實(shí)和培養(yǎng)自己的生產(chǎn)設(shè)計(jì)隊(duì)伍。生產(chǎn)設(shè)計(jì)是施工設(shè)計(jì)，必須密切結(jié)合工廠的工藝流程、設(shè)施設(shè)備能力、工藝水平甚至工藝習(xí)慣，外委設(shè)計(jì)將不可避免出現(xiàn)修改。船舶設(shè)計(jì)的全過程延續(xù)的時(shí)間很長，影響設(shè)計(jì)進(jìn)度的突出問題是：詳細(xì)設(shè)計(jì)的主要圖紙和技術(shù)文件需要船東、船檢（船級(jí)社）審查認(rèn)可，而后進(jìn)行退審修改，此時(shí)船舶已經(jīng)開工，生產(chǎn)設(shè)計(jì)承受著施工供圖需求的

8、壓力，由于準(zhǔn)備不充分，在版圖施工情況下容易出現(xiàn)差錯(cuò)。解決的途徑是努力將詳細(xì)設(shè)計(jì)與生產(chǎn)設(shè)計(jì)由串聯(lián)式的接續(xù)組織，盡可能在一定階段形成并聯(lián)式的交叉組織。在設(shè)計(jì)部門組織機(jī)構(gòu)設(shè)置中，有的船廠試嘗將詳細(xì)設(shè)計(jì)與生產(chǎn)設(shè)計(jì)人員編在一個(gè)綜合設(shè)計(jì)室；但從努力方向看，應(yīng)該開發(fā)利用計(jì)算機(jī)工作站的功能，在輸入詳細(xì)設(shè)計(jì)可靠數(shù)據(jù)和圖形的基礎(chǔ)上，通過三維設(shè)計(jì)、干涉檢查，直接生成生產(chǎn)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)和圖形。3、設(shè)計(jì)審查要加強(qiáng)對設(shè)備材料的經(jīng)濟(jì)性選擇。詳細(xì)設(shè)計(jì)一經(jīng)確定，全船80%的成本已經(jīng)固化（其中設(shè)備材料費(fèi)用占全船總成本的65%左右），在人工費(fèi)、專用費(fèi)項(xiàng)目中降低成本的空間很小。據(jù)資料統(tǒng)計(jì)，國內(nèi)船廠與國外先進(jìn)船廠建造的同類船舶相比，設(shè)備裕量

9、和材料消耗量均高出10%。因此在主要設(shè)備、材料廠商表范圍內(nèi)，對重要設(shè)備、大宗物資必須堅(jiān)持集中訂貨、定點(diǎn)訂貨；對金額高的常用消耗性材料，爭取采用寄售或賒銷方式。 對生產(chǎn)管理部門的要求： 1、根據(jù)生產(chǎn)線表的要求，要詳細(xì)、準(zhǔn)確地編制船舶生產(chǎn)技術(shù)準(zhǔn)備綜合日程表，包括設(shè)備納期表、設(shè)計(jì)出圖計(jì)劃等，并進(jìn)行跟蹤、調(diào)度、檢查、考核。生產(chǎn)技術(shù)準(zhǔn)備是船廠組織船舶建造重要的管理體系，在調(diào)度為主要管理手段時(shí)期，圍繞出圖、供貨、配套等項(xiàng)目常常糾纏不清，牽扯了生產(chǎn)管理者極大的精力。目前各船廠生產(chǎn)技術(shù)準(zhǔn)備狀況已有了很大改觀：一是建立了拉動(dòng)式需求計(jì)劃管理體系；二是將各船只生產(chǎn)技術(shù)準(zhǔn)備的職責(zé)落實(shí)到項(xiàng)目組；三是應(yīng)用了信息技術(shù)：設(shè)計(jì)

10、出圖進(jìn)度及狀況、物資訂貨及到貨情況、集配件的需求缺損件的等都在網(wǎng)上傳輸并設(shè)有予警提示2、根據(jù)現(xiàn)代造船“設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、管理一體化”的要求，從合同簽約開始生產(chǎn)管理部門就應(yīng)參與設(shè)計(jì)工作，如依據(jù)影響船廠生產(chǎn)率相關(guān)的制約因素和條件，提出分段劃分意見等，供設(shè)繪各布置圖參用。在船舶設(shè)計(jì)過程中，按造船管理規(guī)程的要求，將分階段召開A、B、C、D 等會(huì)議，其目的都是以合理和方便施工為宗旨，將管理要求和設(shè)計(jì)意圖融合起來。為此，在合同生效三個(gè)月內(nèi)，生產(chǎn)管理部門要編制出建造方針，該方針是指導(dǎo)船舶建造的綱領(lǐng)性文件，主要內(nèi)容有：（1）合同概要。（2）建造船舶的主要技術(shù)參數(shù)和主要物量。（3）建造方法。包括分段劃分原則；重要分段

11、的結(jié)構(gòu)特征及尺寸；分段重量的控制范圍；鋼板規(guī)格控制；總段裝配范圍；上層建筑整體吊裝的重量計(jì)算；分段予舾裝范圍和要求；場地分配及面積計(jì)算；船臺(tái)建造方法和定位分段的確定等。（4）新工藝新技術(shù)的應(yīng)用和實(shí)施范圍及要求。（5）船舶建造主要建造計(jì)劃線表。（6）質(zhì)量、成本、資金等管理要求。建造方針完成之后，船廠還要編制出施工要領(lǐng)，主要說明基本的工藝步驟、技術(shù)要點(diǎn)和基本的施工方法。策劃合理、內(nèi)容規(guī)范，并體現(xiàn)出很高的施工要求，如開展予舾裝：“除合攏縫處的貨艙區(qū)的鐵舾、管系焊接件外，其它所有均應(yīng)在分段階段安裝”。3、為了在船舶建造過程中貫徹建造方針，避免流于形式缺乏約束，近年來主要船廠相繼開展了一項(xiàng)叫做“紙上模擬

12、造船”的活動(dòng)，取得了應(yīng)有的成效：在船舶開工前，船廠組織設(shè)計(jì)、工藝、生產(chǎn)及生產(chǎn)管理等主管人員，對照設(shè)計(jì)說明書，從剖析的角度，按船舶建造流程逐項(xiàng)找出影響設(shè)計(jì)建造的關(guān)鍵點(diǎn)，從合理性可行性出發(fā)，研究確定建造方法和技術(shù)手段，也就是說研究確定了對關(guān)鍵項(xiàng)目的予案。從實(shí)踐情況看，如果“紙上模擬造船”能夠走得通，并將具體要求落實(shí)在建造方針中，基本上掃除了建造中將遇到技術(shù)障礙和施工難點(diǎn)。五、船舶建造過程的控制（一）鋼料加工階段鋼料加工過程：鋼材備料鋼材予處理線（矯平、噴砂除銹、底漆）放樣號(hào)料構(gòu)件邊緣加工（切割、加工焊接坡口）構(gòu)件成型加工（非平直構(gòu)件加工成應(yīng)有曲度）船體零部件裝配（平面接板、框架組立）。應(yīng)關(guān)注的問題

13、：1、鋼料供應(yīng)。船廠是鋼材消耗大戶，從產(chǎn)業(yè)關(guān)系看應(yīng)該與鋼廠建立利益共享的戰(zhàn)略伙伴關(guān)系。目前大船重工已與鞍鋼簽定了長期合作協(xié)議，每年鎖定一個(gè)鋼材基價(jià)，既減少了受鋼材市場價(jià)格波動(dòng)影響，并能夠保證供貨期限和數(shù)量；有的船廠享有鋼材優(yōu)惠價(jià)格（如每噸下浮50 元）；還有的鋼廠直接投資船廠成為股東單位（外高橋有限公司、大船重工鋼加配送中心）。2、鋼料加工應(yīng)形成分道加工的路徑。大型船廠為組織分段組裝流水線生產(chǎn)，在鋼料加工階段就要求相應(yīng)加工后的構(gòu)件定向、有序地傳輸?shù)狡矫娣侄瘟魉€、曲面分段流水線和型材加工流水線。在大連船務(wù)鋼料加工車間：平直構(gòu)件加工、帶曲度構(gòu)件加工壓制、型材加工及彎制、構(gòu)件小組立等，已形成劃分明

14、確的加工區(qū)域。3、提高鋼材利用率是船廠降本增效永恒的主題。目前國內(nèi)船廠鋼材利用率（主船體鋼材利用率、鋼材綜合利用率）一般在8590%左右，其中中遠(yuǎn)川崎達(dá)到94%，日本船廠可達(dá)到95%以上。鋼材利用率狀況受到船型及設(shè)計(jì)、管理、場地等多因素影響。（1）努力開展船體與舾裝同步設(shè)計(jì)，以提高一次套料利用率；（2）在鋼料加工中心留有充分的余料堆放、分檢、再利用場地，一是可調(diào)用余料進(jìn)行二次套料；二是利用余料切割法蘭、肘板、人孔蓋等予制件；三是調(diào)用余料補(bǔ)充工裝。（3）盡可能根據(jù)用料尺寸，多規(guī)格在鋼廠組織定尺訂貨（這是日本船廠保持高水平利用率的優(yōu)勢）。（二）分段制作階段1、分段是構(gòu)成船體結(jié)構(gòu)的實(shí)體。根據(jù)船舶建造

15、工藝、場地條件、起重能力、周期要求等，一艘36 萬噸級(jí)船舶分段劃分大致在100200 個(gè)（大型船體結(jié)構(gòu)如MPF1000 鉆井儲(chǔ)油船分段劃分351 個(gè)）。2、分段名稱分段按幾何特征可分為：（1）平面分段：平面板列帶有骨架的單層平面板架；（2）曲面分段：平面板列帶有骨架的單層曲面板架；（3）半立體分段：兩層或兩層以上板架所組成的不封閉分段；（4）立體分段：兩層或兩層以上板架所組成的封閉分段；（5）總段：主船體沿船長劃分，其深度和寬度等于該處船深和船寬的環(huán)形分段。特別需要指出的是：立體分段和總段是由若干平面分段和曲面分段所組成，由于平面分段和曲面分段是分段建造中的基本單位，作為船舶建造主流程，必須組

16、織流水線生產(chǎn)。分段按其結(jié)構(gòu)所屬部位可分為：（1）底部分段（2）舷側(cè)分段（3）甲板分段（4）首尾分段（5）上層建筑等3、分段制作階段建造組織措施：（1）嚴(yán)格按批量順序下料：船體結(jié)構(gòu)分段一般分20 多個(gè)批次進(jìn)行投料。在網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃安排中按吊裝順序依次組織分段制作，這是由建造法決定的。塔式建造法：以尾部近機(jī)艙前的一個(gè)底部分段作為基準(zhǔn)段在船臺(tái)搭載，然后向首、尾及兩舷自下而上依序吊裝各分段。由于機(jī)艙分段需要安裝大量設(shè)備、管路，所以需要盡早成型并吊裝。島式建造法：為縮短建造周期，將船體沿船長劃分成23 個(gè)建造區(qū)（島），在每個(gè)建造區(qū)選擇一個(gè)分段為基準(zhǔn)段，按塔式建造法組織建造，島與島之間利用“嵌補(bǔ)分段”進(jìn)行連接。

17、串聯(lián)建造法（一條半造船法）：當(dāng)船臺(tái)長度大于船長1.5 倍，且是批量建造情況下，可以在建造第一艘船的前半段的同時(shí)，在船臺(tái)的前端建造第二艘船的尾段。待第一艘船下水后，第二艘船的尾段也完工，并移至船臺(tái)尾端繼續(xù)建造其前半段，同時(shí)第三艘船的尾段又在船臺(tái)的前端建造?？偠谓ㄔ旆ǎ簩㈩A(yù)先裝配焊接好的環(huán)形總段按照安裝順序進(jìn)行船臺(tái)裝配。船廠在具有大型船塢、并有總組場地和起重能力予以保證情況下，采用總段建造法可以有效利用各主要生產(chǎn)資源。2）貫徹總裝造船原則：為充分發(fā)揮船廠主要生產(chǎn)設(shè)施（船臺(tái)、船塢、總組場地和起重設(shè)備等）能力，應(yīng)將生產(chǎn)主流程即組織流水線生產(chǎn)的項(xiàng)目留在廠內(nèi)，能夠以中間產(chǎn)品組織生產(chǎn)和供應(yīng)的次流程項(xiàng)目，盡可能以“分包”形式擴(kuò)散到廠外，實(shí)行“專業(yè)化生產(chǎn)、社會(huì)化配套”。“分包”指的是購買勞務(wù)，由船廠提供材料、圖紙、進(jìn)行工藝和質(zhì)量監(jiān)督，分包商提供加工后的中間產(chǎn)品，這些產(chǎn)品船廠不是不能制造