造船作業(yè)流程

船海講壇】圖解造船系列（1）造船工藝步驟介紹-06-26船海人一、造船生產(chǎn)管理模式演變由焊接替換鉚接建造鋼質(zhì)船，造船生產(chǎn)經(jīng)歷了從傳統(tǒng)造船向現(xiàn)代造船演變，關(guān)鍵推進力是造船技術(shù)發(fā)展。傳統(tǒng)造船分兩個階段：1、常規(guī)船體建造和舾裝階段。在固定造船設(shè)施上先安裝龍骨系統(tǒng)、再安裝肋骨框、最終裝配外板系統(tǒng)等。2、因為焊接技術(shù)引進，船體實施分段建造；舾裝分為兩個階段：分段舾裝和船上舾裝，即開展予舾裝?，F(xiàn)代造船又歷經(jīng)以下階段：3、因為成組技術(shù)引進，船體實施分道建造；舾裝分為三個階段：單元舾裝、分段舾裝和船上舾裝，即開展區(qū)域舾裝。4、因為船體建造和舾裝、涂裝相互結(jié)合組織，實現(xiàn)“殼舾涂一體化總裝造船”。5、伴隨造船技術(shù)不停發(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努力方向?，F(xiàn)在中國關(guān)鍵船廠通常處于三級向四級過渡階段；中國優(yōu)異船廠已達成四級水平；而象上海外高橋船廠、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、船舶建造工藝步驟（一）現(xiàn)代造船工藝步驟以下簡圖。（二）船舶建造工藝步驟層次劃分依據(jù)1、生產(chǎn)大節(jié)點開工——上船臺（鋪底）——下水（出塢）——航行試驗——完工交船生產(chǎn)大節(jié)點在工藝步驟中是某工藝階段開工期（或上一個節(jié)點完工期），工藝階段通常說是兩個節(jié)點間施工期。生產(chǎn)大節(jié)點期限是編制和實施生產(chǎn)計劃基點，框定了船舶建造各工藝階段節(jié)拍和生產(chǎn)周期；從經(jīng)營工作看，節(jié)點完成日也是船東向船廠分期付款交割日。開工儀式上船臺儀式下水儀式散貨船試航交船命名（并不意味著交船）2、工藝階段鋼材預(yù)處理——號料加工——零、部件裝配——分段裝焊——船臺裝焊（合攏）——拉線鏜孔——船舶下水——發(fā)電機動車——主機動車——系泊試驗——航海試驗——完工交船3、以上工藝階段還能夠深入進行分解。4、需要說明是以上工藝階段是按船舶建造形象進度劃分，現(xiàn)代造船工藝步驟是并行工程，即船體建造和舾裝作業(yè)是并行分道組織，涂裝作業(yè)安排在分道生產(chǎn)線兩個小階段之間，船體和舾裝分道生產(chǎn)線在各階段接續(xù)地匯入殼舾涂一體化生產(chǎn)步驟。三、船舶建造過程控制（應(yīng)用于現(xiàn)代造船模式）（一）鋼料加工階段1、鋼料加工過程鋼材備料——鋼材預(yù)處理線（矯平、噴砂除銹、底漆）——放樣號料——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）。鋼材預(yù)處理流水線鋼板下料2、船廠比較關(guān)注問題（1）鋼料供給。船廠是鋼材消耗大戶，從產(chǎn)業(yè)關(guān)系看應(yīng)該和鋼廠建立利益共享戰(zhàn)略伙伴關(guān)系。如有船廠和鋼廠簽署了長久合作協(xié)議，每十二個月鎖定一個鋼材基價，既降低了受鋼材市場價格波動影響，并能夠確保供貨期限和數(shù)量；有船廠享受鋼材優(yōu)惠價格（如每噸下浮50元）；還有鋼廠直接投資船廠成為股東單位等。（2）鋼料加工應(yīng)形成份道加工路徑。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對應(yīng)加工后構(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，已形成劃分明確加工區(qū)域。（3）提升鋼材利用率是船廠降本增效永恒專題。現(xiàn)在中國船廠鋼材利用率（主船體鋼材利用率、鋼材綜合利用率）通常在85%～90%左右，其中中遠川崎達成94%，日本船廠可達成95%以上。鋼材利用率情況受到船型及設(shè)計、管理、場地等多原因影響。努力開展船體和舾裝同時設(shè)計，以提升一次套料利用率；在鋼料加工中心留有充足余料堆放、分檢、再利用場地，一是可調(diào)用余料進行二次套料；二是利用余料切割法蘭、肘板、人孔蓋等預(yù)制件；三是調(diào)用余料補充工裝。盡可能依據(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優(yōu)勢）。（二）分段制作階段1、分段是組成船體結(jié)構(gòu)實體。依據(jù)船舶建造工藝、場地條件、起重能力、周期要求等，一艘3～6萬噸級船舶分段劃分大致在100～200個（大型船體結(jié)構(gòu)如MPF1000鉆井儲油船分段劃分351個）。分段裝配分段成型分段總組船臺合攏2、分段名稱分段按幾何特征可分為：（1）平面分段：平面板列帶有骨架單層平面板架；（2）曲面分段：平面板列帶有骨架單層曲面板架；（3）半立體分段：兩層或兩層以上板架所組成不封閉分段；（4）立體分段：兩層或兩層以上板架所組成封閉分段；（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環(huán)形分段。尤其需要指出是：立體分段和總段是由若干平面分段和曲面分段所組成，因為平面分段和曲面分段是分段建造中基礎(chǔ)單位，作為船舶建造主步驟，必需組織流水線生產(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方法：（1）嚴(yán)格按批量次序下料：船體結(jié)構(gòu)分段通常分20多個批次進行投料。在網(wǎng)絡(luò)計劃安排中按吊裝次序依次組織分段制作，這是由建造法決定。塔式建造法：以尾部近機艙前一個底部分段作為基準(zhǔn)段在船臺搭載，然后向首、尾及兩舷自下而上依序吊裝各分段。因為機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2～3個建造區(qū)（島），在每個建造區(qū)選擇一個分段為基準(zhǔn)段，按塔式建造法組織建造，島和島之間利用“嵌補分段”進行連接。串聯(lián)建造法（一條半造船法）：當(dāng)船臺長度大于船長1.5倍，且是批量建造情況下，能夠在建造第一艘船前半段同時，在船臺前端建造第二艘船尾段。待第一艘船下水后，第二艘船尾段也完工，并移至船臺尾端繼續(xù)建造其前半段，同時第三艘船尾段又在船臺前端建造?？偠谓ㄔ旆ǎ簩㈩A(yù)先裝配焊接好環(huán)形總段根據(jù)安裝次序進行船臺裝配。船廠在含有大型船塢、并有總組場地和起重能力給予確保情況下，采取總段建造法能夠有效利用各關(guān)鍵生產(chǎn)資源。船臺/船塢建造方法（2）落實總裝造船標(biāo)準(zhǔn)：為充足發(fā)揮船廠關(guān)鍵生產(chǎn)設(shè)施（船臺、船塢、總組場地和起重設(shè)備等）能力，應(yīng)將生產(chǎn)主步驟即組織流水線生產(chǎn)項目留在廠內(nèi)，能夠以中間產(chǎn)品組織生產(chǎn)和供給次步驟項目，盡可能以“分包”形式擴散到廠外，實施“專業(yè)化生產(chǎn)、社會化配套”?！胺职敝甘琴徶脛趧?wù)，由船廠提供材料、圖紙、進行工藝和質(zhì)量監(jiān)督，分包商提供加工后中間產(chǎn)品，這些產(chǎn)品船廠不是不能制造，而是出于經(jīng)濟、負荷尤其是總體效率等原因，主動將其交給分包商去制造。（3）實施分段成品化交驗：根據(jù)“殼舾涂一體化”要求，在分段制作階段，應(yīng)將該部位鐵舾件、管舾件、電氣焊接件盡可能地全部安裝上去，并完成份段涂裝工事。在分段下胎交驗時，上下道工序必需依據(jù)清單進行逐項檢驗確定，盡可能降低施工項目在工序間流轉(zhuǎn)。分段成品化制作，即使加大了該階段工作量，但從能率測算看，同一工事項目工時消耗量，在分段舾裝階段、船臺舾裝階段、水下舾裝階段百分比為1：5：9?，F(xiàn)在中國船廠分段予舾裝率（鐵舾預(yù)舾裝率、管舾預(yù)舾裝率）在80%～90%左右，而日韓船廠靠近100%。（4）擴大總組吊裝數(shù)量：不管是老廠改造還是新廠計劃，全部強調(diào)在船臺、船塢周圍擴建總組場地，利用大型起重設(shè)備，將幾分段裝焊成一個總段，以此為平臺進行規(guī)?；秆b（包含正反轉(zhuǎn)預(yù)舾裝），以后一次吊裝合攏（包含上層建筑）。一艘船總組吊裝數(shù)量及完整性程度，表現(xiàn)了船廠工藝水平和生產(chǎn)能力。（5）調(diào)整工序生產(chǎn)能力：按精益管理要求實現(xiàn)流水節(jié)拍造船，使各工序物流有序、量化、可控地運行，既不能中止，也不應(yīng)積壓，這是船廠追求目標(biāo)。為此在生產(chǎn)管理中要根據(jù)優(yōu)異合理定額水平（以加工原單位數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)），組織工序生產(chǎn)能力測定：在工藝步驟中由后向前測定需求，找出微弱步驟和影響原因，并給予消除。（6）努力采取新工藝新技術(shù)：在分段制作階段推行精度管理，逐步做到無余量下料、切割和裝配；大力采取高效焊接技術(shù)；推行盆舾裝、正反轉(zhuǎn)予舾裝等。（三）舾裝件（鐵舾件、管舾件、電氣焊接件）加工、集配、安裝階段1、舾裝作業(yè)和船體建造是并行分道組織（只是在講述中排在分段制作階段以后），按施工階段和區(qū)域分為單元舾裝、分段舾裝和船上舾裝。單元舾裝：將若干相關(guān)設(shè)備如泵、電動機、控制器等安裝在一個共同基座上裝配成一個單元，然后再將此單元作為整體在合適舾裝階段安裝就位（有條件單元在制作時可完成泵壓或電氣試驗）。分段舾裝：當(dāng)分段倒置時在甲板頂面安裝，分段翻身后在甲板表面安裝。船上舾裝：當(dāng)船體總裝時和總裝后，在船上一個艙室內(nèi)或跨多個艙室進行安裝。2、舾裝件加工、集配、安裝階段建造組織方法（1）為確保舾裝作業(yè)和船體建造并行展開，必需努力作到舾裝設(shè)計和船體設(shè)計達成同時。從設(shè)計關(guān)系看，船體設(shè)計是先行開展，在船體設(shè)計提供背景圖情況下，舾裝設(shè)計才能確定設(shè)備位置、管系走向。所以所謂“同時設(shè)計”是一個要求，即緊密跟蹤船體設(shè)計進度，一經(jīng)含有條件舾裝設(shè)計快速展開，并在較短時間內(nèi)滿足舾裝作業(yè)和船體建造對供圖需要。（2）舾裝集配中心選址。在廠區(qū)面積充裕情況下舾裝集配中心盡可能設(shè)在廠內(nèi)，既可縮短配送路途又能確保立即性。但因為船廠推行殼舾涂一體化總裝造船模式，對舾裝件加工、集配和安裝不管是立即性還是完整性，提出了更高要求：一是對種類多、規(guī)格雜、數(shù)量大鐵舾件實施專業(yè)化生產(chǎn)；二是管子加工按種類、口徑等劃分實施“管件族制造”；三是對舾裝作業(yè)實現(xiàn)“托盤”設(shè)計和管理。為此，很多船廠將舾裝集配生產(chǎn)線從廠區(qū)主生產(chǎn)線分離出去，在離廠區(qū)盡可能近、運輸方便并有足夠面積地方建設(shè)舾裝集配中心（需要說明是在管子制作安裝工事中，仍需要現(xiàn)場管制作和管子修改，在廠區(qū)內(nèi)仍設(shè)有管子加工廠房、設(shè)備）。（3）舾裝集配中心功效。按訂貨清單組織舾裝件制作；對通用件、預(yù)制件等擴大予制并實施庫存管理；對舾裝件按類型、規(guī)格合理堆放；依據(jù)各托盤表標(biāo)識進行分檢、配托；按指定時間將托盤配送到指定地點?，F(xiàn)在大船重工舾裝企業(yè)已形成相當(dāng)規(guī)模：在土城子占地20余萬平方米，設(shè)有管子加工流水線（同時統(tǒng)管新老廠區(qū)、博森企業(yè)等管子加工生產(chǎn)）；鐵舾裝件加工基地；單元、模塊制作基地，配有對應(yīng)庫房和場地。在舾裝企業(yè)周圍，還有若干鉚焊廠，已形成造船加工配套產(chǎn)業(yè)群。管系單元模塊分油機單元模塊（4）托盤設(shè)計和托盤管理“托盤”是造船實用術(shù)語。從形象看是一個鋼質(zhì)材料制成筐，承載著托盤表所列舾裝件、連接件，根據(jù)一個作業(yè)小組3～5天工作物量，送到指定作業(yè)地點，所以也稱“任務(wù)包”；托盤實質(zhì)反應(yīng)了一個管理思想，托盤表表示了完成工作單元信息和指令。托盤表起源于托盤設(shè)計圖紙文件分解，設(shè)計人員必需實施托盤表不能“跨階段、跨區(qū)域、跨類型”編制標(biāo)準(zhǔn)，尤其強調(diào)是設(shè)計人員必需對生產(chǎn)進度、施工區(qū)域劃分、現(xiàn)場施工條件及施工勞動量有較清楚了解，不然編出托盤表將會給現(xiàn)場施工造成混亂，這在各船廠全部經(jīng)歷了一段過程?，F(xiàn)在大船重工已將工藝路線和定額人員編入專業(yè)設(shè)計室，以期加強托盤設(shè)計。對托盤生產(chǎn)管理來說，關(guān)鍵是確保托盤配齊率，現(xiàn)在鐵舾托盤配齊率能夠得到確保，但管舾托盤配齊率因為管系附件品種繁雜，有時配套出現(xiàn)缺件，影響到裝配完整性。托盤管理（四）船臺（船塢）合攏階段船臺、船塢是船廠最關(guān)鍵生產(chǎn)設(shè)施，船臺（船塢）合攏工程組織和周期控制，決定著船廠產(chǎn)品產(chǎn)量。所以,在該階段中心任務(wù)就是怎樣縮短船臺（船塢）建造周期。尤其是對于擁有大型船塢船廠來說，因為塢容較大，怎樣同時合理擺放幾條船位并對各船只工程進度作到同時控制尤其顯得關(guān)鍵。如某船廠20萬噸級船塢可同時擺放4條船，4個月開一次塢門年產(chǎn)出船舶10艘左右，現(xiàn)在工程進度控制能夠達成2個月開一次塢門，年產(chǎn)出船舶增加到20艘左右。圍繞縮短船臺（船塢）建造周期：1、對于船體建造要求是嚴(yán)格實施吊裝計劃組織連續(xù)吊裝，從工程控制角度看：一是要避免出現(xiàn)“卡殼”分段影響吊裝；二是要有充足分段貯備確保工程進度。2、對于舾裝作業(yè)要求是必需在生產(chǎn)管理和作業(yè)單位建立起一個理念：“船下就是安裝，船上就是調(diào)試”（最大程度地提升分段予舾裝率），具體要求是在分段制作階段已將設(shè)備機座、管系、單元模塊安裝或制造完成，在船臺階段關(guān)鍵組織各系統(tǒng)連接、管系泵壓串油、電氣通電等校驗調(diào)試工事。3、重視并組織“工序前移”工作。船臺建造階段在船舶建造工程中是組織難度大、投入勞動多階段：分段吊裝、船上舾裝、設(shè)備定位、主機吊裝等交叉作業(yè)。但從整體工程安排看，各船廠正努力將傳統(tǒng)造船時期水下建造階段工事提前到船臺建造階段完成，即組織“工序前移”工作。這是因為下水后，一是關(guān)鍵設(shè)備已經(jīng)定位，封艙件安裝后甲板已經(jīng)扣上，假如出現(xiàn)差錯和重大修改物件調(diào)運很困難；二是碼頭區(qū)域起重能力低于船臺吊車；三是封艙后船內(nèi)艙室作業(yè)將受到條件和環(huán)境影響。所以要將船舶下水后部分關(guān)鍵項目，全部或部分在船臺建造階段完成。如著力組織發(fā)電機系統(tǒng)管系合攏安裝、密性試驗、設(shè)備定位及調(diào)試，使船舶下水后立即爭取發(fā)電機動車，為其它關(guān)聯(lián)工事展開發(fā)明條件。4、開展船舶下水完整性檢驗。為改變船廠在計劃節(jié)點強行下水傳統(tǒng)作法，生產(chǎn)管理部門制訂了各船只下水完整性項目清單，確定船舶下水前必完項目，和部分跨期到下水后項目完工百分比。船舶下水前生產(chǎn)管理部門組織專題檢驗，經(jīng)企業(yè)主管領(lǐng)導(dǎo)審定后才能下達船舶下水指令。（五）水下作業(yè)階段該階段關(guān)鍵控制項目為：船舶下水、發(fā)電機動車、主機動車。1、船舶下水是利用下水設(shè)備將船舶從建造區(qū)移入水域工藝過程。通常方法有重力式下水、漂浮式下水、機械化下水。2、發(fā)電機動車是一個標(biāo)志性節(jié)點。它意味著舾裝作業(yè)已經(jīng)基礎(chǔ)結(jié)束，各系統(tǒng)、設(shè)備進入到交驗階段。3、主機動車象征著該船已經(jīng)趨于完整，安裝和交驗也