提高預(yù)舾裝率的工藝工法研究和應(yīng)用

朱 彬，翁國(guó)忠

(1．南通潤(rùn)邦工程裝備有限公司，江蘇南通226255;2．無(wú)錫市興隆船舶有限公司，江蘇 無(wú)錫214200)

0 引言

隨著中國(guó)造船業(yè)在世界造船工業(yè)的影響力增大，船舶制造業(yè)成為我國(guó)工業(yè)發(fā)展的主力軍之一。但是，我國(guó)船舶制造業(yè)在許多方面與國(guó)外先進(jìn)國(guó)家相比仍存在諸多不足和差距，不僅僅是設(shè)計(jì)方面，工藝工法方面也不例外。中國(guó)船舶工業(yè)總公司提出“轉(zhuǎn)?！币詠?lái)，從生產(chǎn)實(shí)際出發(fā)，通過(guò)“殼舾涂一體化”、“設(shè)計(jì)、工藝、管理一體化”的先進(jìn)思想觀念，以中間產(chǎn)品為導(dǎo)向，按階段、按區(qū)域組織生產(chǎn)，對(duì)船舶工業(yè)的發(fā)展起到了深遠(yuǎn)、積極的影響。本文主要介紹實(shí)際生產(chǎn)建造過(guò)程中，通過(guò)這種先進(jìn)的思想運(yùn)用取得的實(shí)效。

1 工序前移

在最初進(jìn)行生產(chǎn)設(shè)計(jì)時(shí)，各專(zhuān)業(yè)相對(duì)比較獨(dú)立，在各自的區(qū)域范圍內(nèi)，形成各自的圖紙。雖然按區(qū)域、按階段形成施工圖，但專(zhuān)業(yè)界面劃分相對(duì)獨(dú)立和封閉，不能很好地起到專(zhuān)業(yè)協(xié)調(diào)作用。工序前移的理念就是“高空作業(yè)平地做，封閉作業(yè)敞開(kāi)做，總組作業(yè)分段做，分段作業(yè)小組做”，這種工序不斷前移的理念必須在施工設(shè)計(jì)階段得到充分體現(xiàn)。工序盡可能地前移，可以在保證效率優(yōu)先的同時(shí)，管理體系、安全體系均能得到保障。

為了進(jìn)行工序前移，船廠對(duì)生產(chǎn)管理體系要進(jìn)行優(yōu)化和改造。對(duì)生產(chǎn)管理流程要重新梳理和定位，實(shí)行定置管理，區(qū)域管理，打破傳統(tǒng)的專(zhuān)業(yè)分工，組成復(fù)合型施工隊(duì)伍。將船體結(jié)構(gòu)的裝配工、舾裝作業(yè)工種、管系安裝作業(yè)工種(管工)等結(jié)合、整合起來(lái)，形成多面、立體、復(fù)合作業(yè)體系。同時(shí)，管理工作也應(yīng)因勢(shì)而動(dòng)。變單調(diào)地以專(zhuān)業(yè)分工為主的管理為以區(qū)域、階段為主的多樣化管理，在人力管理、勞務(wù)費(fèi)管理、生產(chǎn)計(jì)劃管理上實(shí)行改革，以適應(yīng)工序變化所帶來(lái)的管理、流程變化。

工序前移的目的是為了提高預(yù)舾裝率和生產(chǎn)方便性，因而，生產(chǎn)設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)分工界面應(yīng)進(jìn)行重新劃分和整合。與此同時(shí)，按照設(shè)計(jì)的圖紙，對(duì)應(yīng)于按區(qū)域施工的原理使生產(chǎn)和管理分工、界面重新劃分和界定，以適應(yīng)設(shè)計(jì)圖紙的管理要求。

在船舶分段劃分策劃階段，就考慮專(zhuān)業(yè)界面及復(fù)合性分工。按區(qū)域性施工原理，策劃形成區(qū)域圖，并就區(qū)域劃分圖，形成生產(chǎn)設(shè)計(jì)人員的重新劃分和分工。50 000～80 000 DWT散貨船生產(chǎn)設(shè)計(jì)時(shí)，以機(jī)艙前壁為界面，向艏部的貨艙和艏部劃為一個(gè)大的區(qū)域。貨艙部分的所有的專(zhuān)業(yè)如船體結(jié)構(gòu)、鐵舾裝、管系、電舾裝等，各抽調(diào)專(zhuān)業(yè)人員組成甲板、貨艙區(qū)域生產(chǎn)設(shè)計(jì)小組，結(jié)構(gòu)部分為單獨(dú)專(zhuān)業(yè)，而將管系、電舾專(zhuān)業(yè)人員劃分進(jìn)鐵舾裝專(zhuān)業(yè)，形成大舾裝專(zhuān)業(yè)的概念，并按此概念進(jìn)行設(shè)計(jì)和出圖。人員重新組合后，由單獨(dú)的專(zhuān)業(yè)區(qū)域主管統(tǒng)一協(xié)調(diào)各專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)矛盾。這樣形成的圖紙，不僅滿(mǎn)足了生產(chǎn)計(jì)劃的要求，同時(shí)也滿(mǎn)足了涂層性能標(biāo)準(zhǔn)PSPC要求，甲板面的焊接對(duì)油漆的損害幾乎為零，提高了施工效率和預(yù)舾率。將頂邊艙分段甲板上的欄桿、風(fēng)暴索復(fù)板、多芯管支架、電纜管、消防管、電纜箱、帶纜樁(防滑點(diǎn))、導(dǎo)纜孔在分段制作時(shí)全部安裝到位，減少了船臺(tái)工作量和油漆的破壞面積。

分段劃分時(shí)，在貨艙艏艉橫艙壁部位的橫向大接縫均劃分成靠近橫壁或橫向強(qiáng)結(jié)構(gòu)150～250 mm之間。這樣劃分的好處是依靠橫向強(qiáng)結(jié)構(gòu)，大接縫焊接后變形少，但缺點(diǎn)是靠近合攏縫有無(wú)數(shù)個(gè)散裝構(gòu)件，如肘板等。這種分段劃分在破壞油漆的同時(shí)，給施工帶來(lái)很大的困難。另外，也不利于管理，如散裝件的物料管理，會(huì)因?yàn)樯⒀b件送料不及時(shí)或缺少而造成工效低下，甚至造成質(zhì)量事故。為了減少此類(lèi)事故發(fā)生，在分段劃分時(shí)，考慮將這樣的橫向大接縫適當(dāng)遠(yuǎn)離橫艙壁，這樣可減少大合攏件電焊對(duì)油漆的破壞面積和大合攏散裝件的安裝，從而減少焊接的工作量以及減少搭載大合攏的工作量。

2 單元、模塊化設(shè)計(jì)

造船業(yè)的加速發(fā)展，船舶單元預(yù)舾裝技術(shù)深入研究與應(yīng)用，是提高造船質(zhì)量，縮短造船周期，提高造船預(yù)舾裝能力施工手段之一。舾裝項(xiàng)目繁多，作業(yè)面廣，工程量大，多工種同時(shí)施工、相互交叉。把舾裝工程與船體平行建造，或提前建造，改變幾十年的舾裝施工方法，形成一個(gè)多元化流水作業(yè)的舾裝工藝流程，這是推進(jìn)轉(zhuǎn)模深化和推廣單元、模塊化設(shè)計(jì)目的。

近幾年公司造船總量不斷擴(kuò)大，新的舾裝技術(shù)不斷應(yīng)用和創(chuàng)新，其中單元、模塊化舾裝的采用對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量和縮短造船周期產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響，從而公司開(kāi)始投入了大量的人力、物力對(duì)單元、模塊技術(shù)研究與應(yīng)用全面開(kāi)展?，F(xiàn)在所建造的57 000 DWT散裝型貨船，因原有設(shè)計(jì)沒(méi)有考慮單元預(yù)舾裝，按傳統(tǒng)造船方法設(shè)計(jì)，大部分管舾件、鐵舾件在船體成型后才開(kāi)始到船上施工。這樣不但提高了成本、延長(zhǎng)了造船周期，同時(shí)造船質(zhì)量難以控制。在后續(xù)船上，根據(jù)實(shí)際情況，部分區(qū)域優(yōu)化設(shè)計(jì)成單元模塊，如:機(jī)艙底層模塊、發(fā)動(dòng)機(jī)單元、中央冷卻器單元、滑油冷卻器單元、低溫淡水泵單元等。

經(jīng)過(guò)實(shí)船安裝和實(shí)踐應(yīng)用，各項(xiàng)指標(biāo)都達(dá)到了預(yù)想的效果，并得到船檢、船東認(rèn)可。而且僅這幾個(gè)單元，過(guò)去船上散裝施工需要3～4周時(shí)間，現(xiàn)在從制作到安裝只需要1周時(shí)間。57 000 DWT散裝型貨船單元設(shè)計(jì)所產(chǎn)生的良好效果，為大面積單元應(yīng)用提供了各項(xiàng)準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)和依據(jù)。在隨后建造的82 000 DWT散貨船上，全面推行了單元模塊設(shè)計(jì)技術(shù)，擴(kuò)大了單元設(shè)計(jì)范圍，形成總量舾裝施工。在82 000 DWT散裝貨船上，把為發(fā)電機(jī)服務(wù)的管子、閥件等設(shè)計(jì)成一個(gè)大型區(qū)域性單元，組成一體，在車(chē)間內(nèi)制作完成，整體吊到船上。過(guò)去該區(qū)域船上散裝施工需要30～35天才能完成，現(xiàn)在從車(chē)間制作到船上安裝10～15天就可以完成。82 000 DWT散貨船上，又增加了單元設(shè)計(jì)數(shù)量，如:造水機(jī)單元、鍋爐燃油單元、高溫淡水泵單元等，并形成了一定的規(guī)模。在機(jī)艙區(qū)域，設(shè)計(jì)和制作各種類(lèi)型單元30多個(gè)。機(jī)艙底部區(qū)域，采用整體設(shè)計(jì)及整體建造方法，在車(chē)間整體建造，然后分成5～8塊運(yùn)往船上安裝，單元的重量從幾噸到十幾噸不等。過(guò)去這些單元里的設(shè)備、管子、管附件等在船上散裝施工需要3～4個(gè)月時(shí)間完成，現(xiàn)在這些單元從制作到船上安裝1個(gè)月左右時(shí)間就可以基本結(jié)束，提高效率3～4倍。從這些數(shù)據(jù)可以說(shuō)明，模塊化舾裝造船技術(shù)是今后造船必走之路。

隨著船體建造工藝流程的改革，總組正轉(zhuǎn)，總組合攏的工藝建造方針的大量應(yīng)用，也給模塊化舾裝創(chuàng)造了條件，如:

(1)把發(fā)電機(jī)及周?chē)秆b件作為一個(gè)模塊設(shè)計(jì)施工。這個(gè)塊在上船臺(tái)(船塢)之前，將舾裝工事基本施工完成，形成一個(gè)發(fā)電機(jī)模塊。

(2)總組正轉(zhuǎn)作為舾裝模塊設(shè)計(jì)施工是一種新的預(yù)舾裝手段。在總組正轉(zhuǎn)階段把這個(gè)總組區(qū)域里所涵蓋著各種單元、設(shè)備及其他舾裝件全部施工結(jié)束，然后再進(jìn)行船臺(tái)(船塢)合攏。這種施工縮短了船臺(tái)(船塢)舾裝時(shí)間，保證了殼、舾、涂一體化實(shí)施，進(jìn)一步提高了預(yù)舾裝率。

單元、模塊化預(yù)舾裝將使船上作業(yè)車(chē)間化，減少了仰面作業(yè)，減輕了工人勞動(dòng)強(qiáng)度，改善了工作環(huán)境;工序質(zhì)量易于精確控制，節(jié)省了人力、工時(shí)、材料;可以防止船上散裝設(shè)備損壞等，因此單元、模塊化施工是向縱深發(fā)展預(yù)舾裝造船技術(shù)之一。

為提高單元制作速度和制作質(zhì)量，縮短單元制作周期，首先要研究單元、模塊制作新方法，要向單元、模塊標(biāo)準(zhǔn)化方向發(fā)展。如:凈油機(jī)單元，在不同類(lèi)型船上，選用同類(lèi)型產(chǎn)品，單元就可以采用相同制作方案，這樣就可以大大縮短制作周期。其次要擴(kuò)大單元制作場(chǎng)地，建造組合式整體單元。如:機(jī)艙底部所有的單元，可以在能容納機(jī)艙底部單元組合在一起的廠房?jī)?nèi)進(jìn)行建造，單元不需每個(gè)獨(dú)立制作，整體組合建造。這樣建造不但節(jié)省了專(zhuān)門(mén)的工程圖紙，工人識(shí)圖容易，而且施工方便，施工速度快，質(zhì)量容易控制。整體建造好后，再根據(jù)吊裝運(yùn)輸?shù)目赡苄约按习惭b要求工藝順序，切割成若干塊，吊到船上按序安裝。這是今后比較理想的單元制作和舾裝方法，這樣建造舾裝完整性好，節(jié)省材料，節(jié)省人力和工時(shí)，整體組合建造比每個(gè)單元獨(dú)立建造可以縮短(30～40)%時(shí)間，大大提高了單元建造速度。單元標(biāo)準(zhǔn)化和整體化建造是今后要實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)。

結(jié)合企業(yè)自身和產(chǎn)品的特點(diǎn)，不斷規(guī)范單元、模塊建造技術(shù)和優(yōu)化單元、模塊的加工、制作標(biāo)準(zhǔn)，使單元模塊的加工、制作更完整，提高成品化和商品化程度。按單元、模塊的特點(diǎn)，建立標(biāo)準(zhǔn)單元、模塊加工、制作專(zhuān)業(yè)化生產(chǎn)線(xiàn)。

3 托盤(pán)化管理

托盤(pán)化管理是單元、模塊制作過(guò)程重要的技術(shù)保障之一，托盤(pán)化是現(xiàn)代造船模式中生產(chǎn)設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)。根據(jù)生產(chǎn)體系和流程通過(guò)對(duì)材料的分類(lèi)，按需要分成各個(gè)不同生產(chǎn)階段和區(qū)域的固定格式的托盤(pán)表格，并將圖中所涉及的所有材料、零件、組合件均編制入托盤(pán)表，車(chē)間或生產(chǎn)部門(mén)按照此托盤(pán)表進(jìn)行組織生產(chǎn)。托盤(pán)表可分為大托盤(pán)、中托盤(pán)、小托盤(pán)。施工人員按圖施工，按托盤(pán)表領(lǐng)用材料或零件，減少了施工人員領(lǐng)料困難，便于查找。托盤(pán)化管理將圖紙、生產(chǎn)管理、倉(cāng)儲(chǔ)管理、計(jì)劃管理有機(jī)地貫穿成一體，是生產(chǎn)設(shè)計(jì)更細(xì)化的表現(xiàn)形式之一，主要應(yīng)用于舾裝專(zhuān)業(yè)、管系專(zhuān)業(yè)等。托盤(pán)化管理具體可分為制作圖和安裝圖。制作圖主要作用:制作圖對(duì)口部門(mén)為制作部門(mén)，制作托盤(pán)表為制作部門(mén)提供集配的依據(jù)和制作后部件的處理流向(例如:油漆、鍍鋅、酸洗等)，所以制作圖中必須有相對(duì)應(yīng)的制作要求和處理要求。安裝圖主要作用:安裝圖對(duì)口部門(mén)為安裝部門(mén)，安裝托盤(pán)表為安裝部門(mén)提供向制作部門(mén)領(lǐng)取成品部件或者外購(gòu)件的依據(jù)。制作圖、安裝圖托盤(pán)表見(jiàn)表1、表2。

表1 制作部件托盤(pán)表

表2 安裝部件托盤(pán)表

4 效益分析

工序前移、單元、模塊作為一種工藝措施，目的在于通過(guò)改變完善生產(chǎn)過(guò)程的條件，減少了舾裝件及它們?cè)诖仙⒀b相互連接的工作量，使安裝工作更趨完善化、專(zhuān)業(yè)化。大部分舾裝工作移到車(chē)間內(nèi)和總組進(jìn)行，大幅度減少船臺(tái)和船塢的舾裝工作量。各種單元、模塊可以分散制作，這樣可利用的施工場(chǎng)地多，加速了施工進(jìn)度。施工階段的改變，避免了各工種相互干擾現(xiàn)象，大量工作在室內(nèi)進(jìn)行，能充分利用360°的空間，改善了施工條件，有了安全保障，保證了文明生產(chǎn)實(shí)施，施工者可以充分利用車(chē)間設(shè)備，施工質(zhì)量易控制，施工速度得到了提高。尤其是機(jī)艙底部，區(qū)域性單元舾裝占機(jī)艙底部舾裝量95%以上，從過(guò)去散裝施工需要3～4個(gè)月完成的工作，現(xiàn)在25天左右時(shí)間就完成，提高效率3～4倍，收到了很大的經(jīng)濟(jì)效益。在車(chē)間內(nèi)施工費(fèi)用，比總裝現(xiàn)場(chǎng)施工要低5～7倍。單元可在船體建造之前或平行進(jìn)行，極大地縮短了船臺(tái)和船塢建造周期，也為殼、舾、涂一體化的完善創(chuàng)造了條件。