船舶鐵舾件部件化預(yù)舾裝的研究與探討

儲(chǔ)丙貴 黃志華

摘 要：以傳統(tǒng)的分段預(yù)舾裝模式為基礎(chǔ)，結(jié)合分段的裝配流程，在分段結(jié)構(gòu)部件制作時(shí)提前把一些舾裝件安裝在結(jié)構(gòu)部件上，以提高分段舾裝件的安裝工藝性、提高安裝效率、降低安裝過(guò)程中的高空作業(yè)危險(xiǎn)。

關(guān)鍵詞：分段預(yù)舾裝；部件化舾裝；精益設(shè)計(jì)

中圖分類(lèi)號(hào)：U671.91 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

Abstract： Based on the traditional sectional pre-outfitting mode， combined with the segment assembly process from small assembly to large assembly， the outfitting stage is further refined and decomposed， and some outfitting pieces are installed on the structural components in advance when the section structure parts are made to improve the installation process of the section outfitting， increase the installation efficiency and reduce the high-altitude installation risk.

Key words： Sectional pre-outfitting； Component outfitting； Lean design

1 概述

分段預(yù)舾裝是現(xiàn)代造船模式- “殼、舾、涂一體化”的內(nèi)容之一。將鐵舾件提前在分段階段安裝，既能減少總段和船臺(tái)（或船塢）階段安裝工作量，也能減少總段和船臺(tái)（或船塢）階段安裝舾裝件時(shí)對(duì)油漆涂層的破壞。目前分段預(yù)舾裝率已經(jīng)成為衡量一個(gè)船廠的建造和管理水平的重要指標(biāo)。

據(jù)了解，日、韓等國(guó)先進(jìn)船廠已經(jīng)對(duì)分段預(yù)舾裝進(jìn)行優(yōu)化，在分段零部件制作過(guò)程中就開(kāi)始安裝鐵舾件，安裝工藝性大大提高；鐵舾件的安裝也從密閉的、狹小的、高空的、不安全的的作業(yè)階段，轉(zhuǎn)移到敞開(kāi)的、寬敞的、平面的、安全的以及資源配置高的區(qū)域進(jìn)行作業(yè)，達(dá)到安全作業(yè)、高效作業(yè)、縮短造船周期的目的。

2 現(xiàn)有的分段預(yù)舾裝模式

2.1 舾裝件制作

目前大部分船廠都是總裝廠的模式，廠內(nèi)不進(jìn)行舾裝件（管子制作除外）的制作，舾裝件都外包給舾裝件廠家來(lái)制作。

2.2 分段制作

分段制作采用流水線(xiàn)裝配模式，零件由數(shù)控切割機(jī)切割后進(jìn)入裝配流水線(xiàn)，經(jīng)過(guò)小組立、中組立、大組立三個(gè)裝配流程，最終裝配成分段。

2.3 分段預(yù)舾裝

在分段開(kāi)始裝配時(shí)，分段預(yù)舾裝的各項(xiàng)準(zhǔn)備工作需要同步展開(kāi)，主要做以下幾方面的準(zhǔn)備：

（1） 舾裝件物資準(zhǔn)備。按照分段預(yù)舾裝安裝托盤(pán)表，領(lǐng)取舾裝件；

（2） 圖紙準(zhǔn)備。主要是分段舾裝件安裝圖紙；

（3） 腳手架準(zhǔn)備。因?yàn)榉侄晤A(yù)舾裝基本都為高空作業(yè)，必須搭設(shè)腳手架來(lái)安裝施工。

圖1為分段預(yù)舾裝安裝圖。

分段預(yù)舾裝經(jīng)過(guò)多年的推行，已經(jīng)成為比較成熟的工藝，為不斷提高造船速度作出了一定的貢獻(xiàn)。但分段預(yù)舾裝也存在一些不足的地方，主要有以下幾方面：

（1） 安裝安全性差：由于舾裝件都在分段成型后安裝，高空作業(yè)較多，舾裝件定位和焊接存在較大的安全隱患；

（2） 舾裝件定位較困難：由于垂直的艙壁上量取定位尺寸很困難，而且舾裝件由吊車(chē)吊裝在空中定位，安裝精度也很難保證；

（3） 輔助工作投入較多：分段預(yù)舾裝前必須搭設(shè)腳手架；分段預(yù)舾裝過(guò)程中吊車(chē)必須全程配合定位焊接，耗費(fèi)的物量、工時(shí)較多。

考慮到分段預(yù)舾裝存在以上的不足，近幾年各公司一直在推行精益設(shè)計(jì)，提倡增效、提速，現(xiàn)有的分段預(yù)舾裝流程已經(jīng)不滿(mǎn)足需求。

3 部件化預(yù)舾裝模式

3.1 部件化預(yù)舾裝的概念

分段的制作流程是零件制造、小組立、中組立到大組立。小組立和中組立，實(shí)際上是把船體零件組裝成許多片段；在大組立階段，再把這些片段拼成完整的分段。部件化預(yù)舾裝就是在船體零件組成片段后，在片段上安裝舾裝件的過(guò)程，如圖2所示為片段上安裝舾裝件的模型示意圖。

3.2 部件化預(yù)舾裝的設(shè)計(jì)

部件化預(yù)舾裝是在船體分段的片段上安裝舾裝件，在片段的制作過(guò)程中就需進(jìn)行部件化預(yù)舾裝的準(zhǔn)備工作，包括相應(yīng)的安裝圖和材料準(zhǔn)備等。片段是在流水線(xiàn)上由零件拼制而成的，一個(gè)分段由許多的片段組成，詳細(xì)分析片段的組成和拼裝過(guò)程是進(jìn)行部件化預(yù)舾裝的重要內(nèi)容。

圖3為某分段小組立裝配流程示意圖（DAP），從圖中能清楚了解這個(gè)分段由多少個(gè)片段組成。

部件化預(yù)舾裝的建模和出圖過(guò)程與分段預(yù)舾裝過(guò)程略有不同，見(jiàn)圖4。分段舾裝件建模結(jié)束后，針對(duì)部件化預(yù)舾裝的要求，需要結(jié)合分段船體DAP，根據(jù)分段片段的制作過(guò)程優(yōu)化舾裝件模型，把舾裝件匹配到相對(duì)應(yīng)的片段上，無(wú)法在片段上安裝的舾裝件則仍在分段大組立完成后安裝。部件化預(yù)舾裝是分段預(yù)舾裝的進(jìn)一步細(xì)化，將舾裝件的安裝向前延伸到片段制作時(shí)就開(kāi)始安裝，設(shè)計(jì)的精細(xì)化程度大大提高。

部件化預(yù)舾裝是在片段上安裝舾裝件，原來(lái)的分段預(yù)舾裝是以整個(gè)分段為背景的出圖模式，因此部件化預(yù)舾裝需要改為以片段為背景的出圖模式。 圖5為某片段的預(yù)舾裝安裝圖，以片段為背景，定位尺寸選取以板架邊緣為基準(zhǔn)點(diǎn)，尺寸量取非常容易，而且片段制造都為平地施工，舾裝件安裝也很方便。

3.3 部件化預(yù)舾裝的安裝過(guò)程

部件化預(yù)舾裝的安裝過(guò)程比較簡(jiǎn)單，在片段制造流水線(xiàn)或?qū)ｉT(mén)的片段舾裝場(chǎng)地進(jìn)行安裝，安裝過(guò)程非常安全和方便。圖6為部件化舾裝已經(jīng)完成的片段。

舾裝件材料的配送是部件化預(yù)舾裝過(guò)程中的難點(diǎn)，因?yàn)槊總€(gè)分段都有很多的片段，需要根據(jù)每個(gè)片段的舾裝件進(jìn)行配送，配送的精細(xì)化程度要求較高。

4 部件化預(yù)舾裝的優(yōu)點(diǎn)

部件化預(yù)舾裝是精細(xì)化設(shè)計(jì)的創(chuàng)新產(chǎn)物，在日、韓等國(guó)先進(jìn)船廠推行部件化預(yù)舾裝已經(jīng)很多年，并形成了一套固有的標(biāo)準(zhǔn)，使造船效率不斷提升、船塢搭載周期不斷縮短，既降低了造船成本，也提高了船廠競(jìng)爭(zhēng)力。相比于分段預(yù)舾裝，部件化預(yù)舾裝的優(yōu)點(diǎn)如下：

（1）安全性大大提高：部件化預(yù)舾裝絕大部分工作都是在平地進(jìn)行，基本沒(méi)有高空作業(yè)，減少了高空作業(yè)危險(xiǎn)；

（2）安裝效率高：因?yàn)槠降匕惭b，大型舾裝件只需用吊車(chē)配合定位，不需要完全焊接好就可以移開(kāi)吊車(chē)，而且人力投入也大大減少；

（3）縮短施工周期：部件化預(yù)舾裝采用分道舾裝作業(yè)，降低預(yù)舾裝負(fù)荷。原來(lái)的分段預(yù)舾裝模式，分段完全成型后才開(kāi)始舾裝，大量的舾裝件集中在此階段安裝，需要占用分段大量的時(shí)間，影響了分段的快速流轉(zhuǎn)；而部件化預(yù)舾裝，從片段開(kāi)始就安裝舾裝件，減少了分段舾裝的時(shí)間，提高了預(yù)舾裝效率。

（4）人力物力成本減少：分段預(yù)舾裝需要搭設(shè)大量的腳手架，而部件化預(yù)舾裝不需要搭設(shè)腳手架，節(jié)省了人力、物力和成本。

部件化預(yù)舾裝是在分段預(yù)舾裝的基礎(chǔ)上進(jìn)一步優(yōu)化了分段預(yù)舾裝的過(guò)程，更細(xì)化了舾裝件的安裝階段，有利于現(xiàn)場(chǎng)更便利的開(kāi)展生產(chǎn)，提高了舾裝件安裝的工藝性，達(dá)到不斷提高生產(chǎn)效率的目的。

5 部件化預(yù)舾裝的難點(diǎn)

我司一直采用分段預(yù)舾裝模式，場(chǎng)地、物流及相關(guān)的生產(chǎn)組織方式都是按照此模式進(jìn)行匹配的，而推行部件化預(yù)舾裝過(guò)程中會(huì)有很多的沖突，對(duì)實(shí)施過(guò)程中的困難提早進(jìn)行預(yù)判是確保部件化預(yù)舾裝能順利推行的關(guān)鍵。部件化預(yù)舾裝實(shí)施的難點(diǎn)主要有以下幾個(gè)方面：

（1）舾裝場(chǎng)地要求：實(shí)施部件化預(yù)舾裝需要有專(zhuān)門(mén)的場(chǎng)地，考慮到公司生產(chǎn)場(chǎng)地的緊張，確實(shí)是一個(gè)比較大的難題。經(jīng)過(guò)聯(lián)系安環(huán)部和生產(chǎn)部門(mén)，公司正在進(jìn)行部件化預(yù)舾裝的場(chǎng)地規(guī)劃，將辟出一塊場(chǎng)地作為部件化預(yù)舾裝流水線(xiàn)作業(yè)區(qū)，這個(gè)難點(diǎn)基本能夠解決；

（2）舾裝件配送的精細(xì)化程度要求高：分段預(yù)舾裝是按照分段安裝托盤(pán)配送舾裝件，而部件化預(yù)舾裝需要按照片段配送舾裝件，現(xiàn)階段我們還無(wú)法按照片段來(lái)發(fā)放托盤(pán)，因此舾裝件需要施工部門(mén)按照片段舾裝圖紙分拆托盤(pán)將舾裝件配送到位，這是現(xiàn)階段還無(wú)法解決的難點(diǎn)，需要在實(shí)施過(guò)程中逐漸優(yōu)化流程；

（3）施工物量工時(shí)標(biāo)準(zhǔn)需要修正；分段預(yù)舾裝為高空作業(yè)，部件化預(yù)舾裝為平地安裝，兩種安裝形式的單位工時(shí)會(huì)有很大的區(qū)別，需要通過(guò)多艘船的實(shí)施，積累足夠多的數(shù)據(jù)來(lái)修正施工工時(shí)標(biāo)準(zhǔn)。

上述這些難點(diǎn)在實(shí)施初期肯定會(huì)頻繁出現(xiàn)，部件化預(yù)舾裝的推進(jìn)是在不斷的解決問(wèn)題中越來(lái)越順利的，最終固化形成流程標(biāo)準(zhǔn)，并指導(dǎo)后續(xù)部件化預(yù)舾裝的設(shè)計(jì)和施工。

6 結(jié)論

各船廠都在不斷提高造船速度，以適應(yīng)變幻莫測(cè)的造船市場(chǎng)，僅依靠硬性壓縮現(xiàn)場(chǎng)施工周期已經(jīng)不能滿(mǎn)足生產(chǎn)提速的需求，而安全生產(chǎn)在造船速度不斷提升的情況下越發(fā)嚴(yán)峻，因此必須在工藝上進(jìn)行創(chuàng)新，以提高生產(chǎn)效率和安全性。部件化預(yù)舾裝實(shí)際上是在分段預(yù)舾裝技術(shù)上的創(chuàng)新，不但提高生產(chǎn)效率，安全性也大大提高。因此，我們有必要大力推進(jìn)部件化預(yù)舾裝，不斷完善部件化預(yù)舾裝的流程，形成部件化預(yù)舾裝的標(biāo)準(zhǔn)流程，指導(dǎo)部件化預(yù)舾裝模式的推進(jìn)，最終全面實(shí)施部件化預(yù)舾裝。

參考文獻(xiàn)

[1] 中國(guó)船舶工業(yè)總公司.船舶設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)（舾裝分冊(cè)）[M].北京：國(guó)防工業(yè)出版社，2002.