艦船長軸系船臺安裝作業(yè)研究

張學(xué)++黎明柱

摘要：文章針對艦船長軸系船臺階段的安裝工作，采用網(wǎng)絡(luò)計劃方法對艦船長軸系船臺安裝工作進(jìn)行統(tǒng)計分析，找出關(guān)鍵路線，通過計劃評審技術(shù)對軸系校中計劃進(jìn)行優(yōu)化，優(yōu)化調(diào)整各作業(yè)項目的施工安裝階段，提升安裝效率。

關(guān)鍵詞：艦船制造；長軸系；船臺；網(wǎng)絡(luò)計劃；安裝工作 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

中圖分類號：U662 文章編號：1009-2374（2017）01-0056-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.01.028

目前艦船的推進(jìn)系統(tǒng)基本上都采用長軸系布置，長軸系安裝貫穿著艦船的整個建造階段，其施工效率的快慢將直接關(guān)系到艦船建造周期的長短，對艦船承制船廠能否如期完工起著極其重要的作用。本文以國內(nèi)某最強(qiáng)軍貿(mào)艦船的建造為研究對象，深入研究了艦船長軸系船臺安裝階段，優(yōu)化改進(jìn)安裝作業(yè)，達(dá)到了縮短艦船長軸系船臺施工周期的目的。

針對艦船長軸系船臺階段的安裝工作，本文采用網(wǎng)絡(luò)計劃方法對其進(jìn)行統(tǒng)計分析，找出關(guān)鍵路線，通過計劃評審技術(shù)對長軸系船臺施工計劃進(jìn)行優(yōu)化，在多種方式改進(jìn)下依然無法完成目標(biāo)時，確定了主機(jī)基座和齒輪箱基座的定位安裝工作必須前置到總段預(yù)裝階段這一解決方案。為了方案能夠順利執(zhí)行，對工藝進(jìn)行了改進(jìn)，明確了實施流程，最終滿足了施工計劃的要求，提升了長軸系船臺安裝效率。

1 長軸系船臺安裝施工難點分析

船舶軸系施工作業(yè)經(jīng)過多年的研究和革新，已經(jīng)形成了一套較為固定的工藝模式，特別是艦船上普遍采用的長軸系施工工藝。其施工內(nèi)容主要有：（1）完成軸系基座的定位安裝；（2）完成軸系設(shè)備組件的初定位。整個施工過程中，每道工序之間有較強(qiáng)的邏輯關(guān)系，難以隨意變更。

由某艦船長軸系船臺初校中項目可以看出，整個施工階段需要在短時間內(nèi)完成，其作業(yè)的施工負(fù)荷很大。如果前期基座定位未能完成，則下道工序中的精照光作業(yè)將不能進(jìn)行。在船臺階段，如不能按期完成軸系初校中，則艦船無法順利下水，船臺周期將要延長，直接影響了船臺的使用率，增加船臺使用費用的同時，還影響了后續(xù)產(chǎn)品的船臺建造計劃。

在該艦船的建造過程中遇到了較多困難。其中船臺階段延期了一個多月，使得整個艦船建造成績相當(dāng)不理想，而造成延期的直接原因就是長軸系船臺施工效率過于低下。經(jīng)過深入研究，發(fā)現(xiàn)提升效率的主要難點

如下：長軸系船臺施工階段，整個軸系并非是作為一個單獨的系統(tǒng)進(jìn)行施工，需要結(jié)合船體結(jié)構(gòu)施工一并進(jìn)行，這樣就使得軸系初校中的施工與船體結(jié)構(gòu)施工存在上下道工序的關(guān)系；同時，該階段施工環(huán)境差，交叉作業(yè)多，使得軸系校中施工不能連續(xù)進(jìn)行，存在著很多的等工現(xiàn)象；各施工車間都傾向于選擇船臺完整性較好的最后階段進(jìn)行作業(yè)，這樣可以避免船體變形造成的不必要返工。以上的幾種因素使得整個長軸系船臺安裝施工計劃可控性差，且在已影響艦船下水計劃的完成時，沒有有效的方式縮短船臺施工，只能按原施工流程繼續(xù)執(zhí)行。

2 長軸系船臺施工效率提升的對策

針對船臺初校中施工效率低的問題，對初校中項目進(jìn)行作業(yè)分析，繪制網(wǎng)絡(luò)圖，確定初校中的關(guān)鍵路線，通過時間-資源優(yōu)化，將初校中項目作業(yè)進(jìn)行改進(jìn)，同時通過作業(yè)分析，引出對工藝流程的改進(jìn)。

2.1 船臺施工流程分析和優(yōu)化

針對某艦船長軸系合理校中作業(yè)，其船臺安裝施工流程周期為31.5周，為了使得船臺能早日完工，艦船按計劃下水，施工周期必須在25周以內(nèi)，原施工流程無法滿足實際生產(chǎn)需要。我們先對初校中項目進(jìn)行作業(yè)細(xì)化分解，確定初校中的關(guān)鍵路線，再通過基于PERT的時間-資源優(yōu)化，將初校中項目作業(yè)進(jìn)行改進(jìn)。初校中詳細(xì)項目如下：

A.EZ01、EZ02總段船體裝焊；時間2周；搭載20人；緊前作業(yè)：無。

B.EZ01、EZ02總段預(yù)舾裝；時間4周；舾裝20人；緊前作業(yè)：A。

C.EZ01、EZ02總段、艉部總段船臺合攏；時間3周；搭載20人；緊前作業(yè)：B。

D.艉部總段撓曲度測量、矯正；時間2周；搭載5人；緊前作業(yè)：C。

E.前艉軸架、后艉軸架、艉軸管、1號中間軸承基座、2號中間軸承基座照光定位；時間2周；機(jī)裝15人；緊前作業(yè)：D。

F.EZ01、EZ02總段撓曲度測量、矯正；時間2周；搭載5人；緊前作業(yè)：C。

G.主機(jī)基座、齒輪箱基座照光定位；時間1.5周；機(jī)裝15人；緊前作業(yè)：F。

H.主機(jī)基座、齒輪箱基座焊接；時間2周；機(jī)裝15人；緊前作業(yè)：G。

I.前艉軸架、后艉軸架、艉軸管、1號中間軸承基座、2號中間軸承基座焊接；時間3周；機(jī)裝15人；緊前作業(yè)：E。

J.吊入主機(jī)、齒輪箱、1號中間軸、2號中間軸；時間2周；搭載5人；緊前作業(yè)：C。

K.第一次精照光，裝焊基座焊接墊塊并預(yù)劃前艉軸架、后艉軸架和艉軸管鏜孔圓；時間2周；機(jī)裝15人；緊前作業(yè)：H、I、J。

L.第二次精照光：劃鏜孔圓并鏜削加工報驗；時間2.5周；機(jī)裝10人；緊前作業(yè)：K。

M.安裝前后艉軸架、艉軸管軸承；塞入并連接艉軸、螺旋槳軸；臨時連接軸系；時間3.5周；機(jī)裝15人；緊前作業(yè)：L。

按照上述作業(yè)項目，首先構(gòu)畫網(wǎng)絡(luò)圖，然后按照時差計算規(guī)則標(biāo)示出各作業(yè)的時間，得出初校中周期為24周，符合目標(biāo)要求，找出關(guān)鍵路線為A-B-C-D-E-I-K-L-M。

通過對初校中作業(yè)的時差法分析，發(fā)現(xiàn)了實際作業(yè)與關(guān)鍵路線上的理論效率存在著較大的差距，同時在后續(xù)船的生產(chǎn)過程中多方努力改進(jìn)，仍無法達(dá)到24周的目標(biāo)。經(jīng)過深入分析研究，發(fā)現(xiàn)主要有以下兩個方面的原因：一方面是艦船建造屬于密集型，多工種交叉作業(yè)的大型工程，每一個工序都存在著較多的變數(shù)；另一方面是在計算關(guān)鍵路線時我們將資源（人力）假定為不限制，而實際艦船建造過程中，人力資源是不可忽視的因素，勞動人數(shù)在某一階段內(nèi)基本不會發(fā)生變化。

按照原施工安排，整個施工順序為由A至M依次進(jìn)行。這樣的施工安排固然不會像關(guān)鍵路線執(zhí)行方式那樣造成人力資源的沖突，卻會帶來很大的工期浪費。特別是在D至K階段，機(jī)裝人員有限，大部分工序都由該批人員施工，這樣就使得相互之間沒有上下道工藝要求的工作只能處于等人施工的狀態(tài)。因此要從根本上解決該問題，必須進(jìn)行工藝改進(jìn)。

2.2 安裝工藝改進(jìn)

通過前序的詳細(xì)分析，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)計劃推行的難度關(guān)鍵點就是人力資源沖突，但是通過關(guān)鍵鏈的優(yōu)化，依然無法達(dá)到期望要求。主要原因是關(guān)鍵路線優(yōu)化受制于工藝路線，它不改變工藝路線的前后順序。因此為了使得關(guān)鍵路線的優(yōu)化效果最大化，想到了對原工藝路線進(jìn)行優(yōu)化，亦即取消關(guān)鍵路線上引入的緩沖，而是將非關(guān)鍵路線上的作業(yè)進(jìn)行提前。所以，最終決定將工序F、G、H提前至EZ01、EZ02總段制造階段進(jìn)行，這樣就能夠直接消除接入的時間緩沖，使得人力資源能夠滿足關(guān)鍵路線的要求，整個周期為24周，達(dá)到目的。

為了順利實施工藝流程改進(jìn)，同時不會造成工序提前施工帶來質(zhì)量問題，專門制定了相應(yīng)的工藝來進(jìn)行約束，保障長軸系船臺安裝工程的順利開展。其中以EZ01總段進(jìn)行詳細(xì)分析，EZ02總段參照該工藝執(zhí)行。

2.2.1 準(zhǔn)備工作。

第一，前主機(jī)基座、齒輪箱基座應(yīng)在ED21、ED22分段吊裝前分別預(yù)先吊入前主機(jī)艙、齒輪箱艙內(nèi)。

第二，EZ01總段裝焊結(jié)束。

第三，勘劃基座結(jié)構(gòu)位置線。

第四，總段狀態(tài)測量?；惭b前應(yīng)連續(xù)三天對船體基線撓度進(jìn)行測量，并對總段水平度、中心線偏差進(jìn)行測量。

第五，標(biāo)記基座各定位準(zhǔn)線。在前主機(jī)基座面板上標(biāo)記出肋位線、前主機(jī)中心線；在齒輪箱基座面板上標(biāo)記出肋位線、齒輪箱輸出軸中心線。

第六，安裝水平標(biāo)桿。按前主機(jī)基座及齒輪箱基座定位、完工測量的要求，在基座面板上安裝定位標(biāo)桿，以便于基座快速定位。

第七，前主機(jī)基座、齒輪箱基座定位必須按軸系找中的工藝要求拉出前主機(jī)基座面和齒輪箱基座距中的肋位鋼絲線。

2.2.2 前主機(jī)基座、齒輪箱基座安裝定位。

第一，安裝時先安裝齒輪箱基座后安裝前主機(jī)基座。

第二，齒輪箱基座的定位?；醵ㄎ唬撼醪秸{(diào)整基座位置，使齒輪箱輸入軸中心線基本對準(zhǔn)。調(diào)整基座前后位置：將齒輪箱基座的基準(zhǔn)線與船體的肋位線對齊。確保到基座之間的距離（每側(cè)基座應(yīng)測內(nèi)外兩點）。調(diào)整基座中心線距腹板距離：將齒輪箱基座輸出軸中心線對準(zhǔn)鋼絲線，確保齒輪箱機(jī)座內(nèi)側(cè)縱向腹板，外側(cè)縱向腹板的尺寸。調(diào)整位基座面板上表面水平。調(diào)整基座前后高度：調(diào)整基座高低位置，使基座面板與鋼絲線處于平行狀態(tài)，對基座實施定位焊。切割余量：根據(jù)基座面板上表面至鋼絲線的實測尺寸，計算出余量值。在基座下端劃出余量線，切割余量?；ㄎ唬喊辞靶蛞笾匦露ㄎ积X輪箱基座，并進(jìn)行定位焊。

第三，前主機(jī)基座的定位。基座初定位：初步調(diào)整基座位置，使肋位線、前主機(jī)中心線基本對準(zhǔn)。調(diào)整基座前后位置：將前主機(jī)基座基準(zhǔn)線與船體內(nèi)底板肋位線對齊，確保前主機(jī)基座面板的基準(zhǔn)線與鋼絲線的尺寸。調(diào)整基座左右位置：將前主機(jī)基座的中心線對準(zhǔn)鋼絲線，確保前主機(jī)基座內(nèi)側(cè)縱向腹板，外側(cè)縱向腹板的尺寸。調(diào)整基座面板上表面水平。調(diào)整基座前后高度：調(diào)整基座高低位置，使基座面板與鋼絲線處于平行狀態(tài)，對基座實施定位焊。切割余量：根據(jù)基座面板上表面至鋼絲線的實測尺寸進(jìn)行比較，計算出余量值，在基座下端劃出余量線，切割余量?；ㄎ唬喊辞靶蛞?，重新定位前主機(jī)基座，并進(jìn)行定位焊。

3 結(jié)語

通過對艦船長軸系船臺安裝作業(yè)的研究，分析制定并實施了流程優(yōu)化、工藝改進(jìn)等方案，將原船臺長軸系施工周期31.5周縮短至24周，滿足了船臺周期施工計劃的要求，使得船臺按時下水以及后續(xù)軸系順利施工有了強(qiáng)力保障，同時也直接節(jié)省了44天的船臺使用費用，更為重要的是為后續(xù)產(chǎn)品或同類產(chǎn)品縮短船臺建造周期提供了極有價值的參考。

參考文獻(xiàn)

[1] 董國剛.網(wǎng)絡(luò)計劃技術(shù)在項目進(jìn)度管理中的應(yīng)用研究

[D].上海交通大學(xué)，2012.

作者簡介：張學(xué)（1985-），男，湖北武漢人，滬東中華造船（集團(tuán)）有限公司工程師，研究方向：工業(yè)工程。

（責(zé)任編輯：蔣建華）