如何減少船舶建造工藝用材降低船舶建造成本

徐磊

摘 要：隨著社會時代的發(fā)展以及我國經(jīng)濟水平的提高，目前我國工業(yè)制造產(chǎn)業(yè)也取得了長足進步，特別是在現(xiàn)如今的船舶建造行業(yè)中，近年來的建船技術(shù)水平有了明顯提升。鑒于船舶在運輸領(lǐng)域有著其他運載工具無法比擬的優(yōu)勢，所以在促進國家經(jīng)濟發(fā)展中發(fā)揮著重要作用。然而由于船舶建造過程極為復雜，各個工藝階段都需要用到大量原材料，建造成本一直居高不下，因此要想提高船舶建造行業(yè)的經(jīng)濟效益，則要通過減少船舶建造工藝用材去實現(xiàn)降低船舶建造成本的目的，文章便針對于此展開深入研究。

關(guān)鍵詞：船舶建造;工藝用材;建造成本;創(chuàng)新

中圖分類號：F426.474 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2019）21-0052-02

0 前言

一直以來，我國的船舶建造產(chǎn)業(yè)在整個國際競爭環(huán)境中之所以能夠占有一定的市場份額，大多數(shù)憑借的是低成本優(yōu)勢，而且從現(xiàn)階段的發(fā)展速度來看，在未來還有很長一段時間內(nèi)，中國的船舶建造行業(yè)還要憑借這一低成本優(yōu)勢去獲得競爭優(yōu)勢。船舶建造工藝極為復雜，再加上船舶產(chǎn)品存在系統(tǒng)性、定制性等特征，所以船舶建造企業(yè)所面臨的風險非常大，最主要的影響因素就在于船舶價格波動、原材料價格起伏、人民幣升值等等，這些都與企業(yè)的經(jīng)濟效益掛鉤[1]。正因為如此，許多產(chǎn)品成本控制理論在船舶建造行業(yè)中難以凸顯作用，而降低風險、把控成本，確保船舶建造訂單實現(xiàn)目標利潤，對于船舶建造企業(yè)而言意義重大，鑒于在船舶建造工藝中需要用到的物料（材料、設(shè)備等）成本占到總成本的60%～70%，因此需要將建造工藝用材列為降低船舶建造成本的關(guān)鍵點。文章將結(jié)合筆者工作實踐，對船舶建造過程中用到的工藝用材展開全面分析，并且提出通過設(shè)計、管理以及工藝等方面的創(chuàng)新去減少船舶建造工藝用材，進而實現(xiàn)降低船舶建造成本的目標，提高船舶建造企業(yè)經(jīng)濟效益。

1 主船體建造過程中的主要工藝用材

在針對主船體進行建造施工的過程中，通常要經(jīng)過鋼材預(yù)處理、加工、零部件裝配、分段焊接與分段組裝、船臺合攏、下水等過程，每一個過程都有其需要嚴格控制的重點，唯有確保各個施工過程質(zhì)量可靠，才能夠保證整體船舶的質(zhì)量。

然而，在船舶建造過程中一定會產(chǎn)生損耗，具體來講，主船體建造過程中的主要工藝用材及其損耗存在以下特點：（1）鋼材預(yù)處理。該階段常用工藝用材為鋼材預(yù)處理線上料加工裝，用材為角鋼和扁鋼，這一用材不易損耗;（2）下料。該階段常用工藝用材為切割平臺工裝，用材類型為扁鋼，較易出現(xiàn)損耗情況;（3）加工。該階段常用工藝用材類型為加工模具和夾具等，材料主要是模具、夾具、外協(xié)訂購，不易出現(xiàn)損耗;（4）零部件裝配。該階段常用工藝用材類型為臨時定位支撐、卡馬等，材料為角鋼、扁鋼、自制下料件等，極易出現(xiàn)損耗情況;（5）分段裝焊。該階段常用工藝用材為胎架加強材、臨時定位支撐、假框架等，材料類型為球扁鋼、角鋼、自制下料件，極易出現(xiàn)損耗情況;（6）分段組裝。該階段常用工藝用材為專用胎架、裝焊馬板等，材料為球扁鋼、角鋼、余料自切割件，極易出現(xiàn)損耗情況;（7）船臺合攏。該階段常用工藝用材為臨時定位支撐、裝焊馬板等，材料為鋼管、角鋼、余料自切割件，極易出現(xiàn)損耗情況。

對船舶建造中的常用工藝用材損耗情況展開研究有著重要的現(xiàn)實意義，并且通過深入研究產(chǎn)生損耗的關(guān)鍵部位，更有助于采取合理措施去解決損耗問題，從而實現(xiàn)降低船舶建造成本的目標。

2 減少船舶建造工藝用材的相關(guān)措施

2.1 構(gòu)建工藝用材回收制度

一方面，需要從源頭把關(guān)。作為船舶建造技術(shù)部門，一定要對工藝用材的相關(guān)圖冊進行詳細編制，根據(jù)此去列出主船體的工藝用材列表，計算出整體工藝用材數(shù)量，并且將工藝用材具體用在哪個建造階段標示清楚。此外，技術(shù)部門應(yīng)當立足全局去考慮，確保每一個建造階段的工藝用材的實效得到最大化發(fā)揮，且在各階段都可適用[2]。比如，吊耳不僅能夠在分段建造階段適用，同時在中組、總組階段搭載適用。同時，工藝用材的使用還應(yīng)綜合考量主結(jié)構(gòu)實際情況，通過參與整體套料去提高用材利用效率，進而減少工藝用材浪費量。

另一方面，需要制定嚴格的工藝用材發(fā)放制度。所有車間都需要結(jié)合技術(shù)部門給出的工藝用材圖冊與材料列表去領(lǐng)用材料，同時還要求各個車間統(tǒng)計人員開具領(lǐng)料清單，將領(lǐng)料部門、訂單號以及物料的名稱、編碼、規(guī)格、數(shù)量等信息詳細填寫，經(jīng)過審批之后才能領(lǐng)用。如果有特殊情況需要領(lǐng)不在列表中的材料，一定要有設(shè)計部門、物管部門的簽字。此外，前一個建造階段的工藝用材使用結(jié)束之后，不可往后一個建造階段順延，一定要嚴格按照要求分區(qū)域放置且做好詳細記錄，適時將材料送到前一個建造階段。

2.2 臨時定位支撐設(shè)計創(chuàng)新

在對船體進行分段建造的過程中，為了起到支撐和固定的作用，要采用大量的折邊材與角鋼等工藝用材。然而，在建造施工中由于人員專業(yè)素養(yǎng)較低，所以每次焊接結(jié)束后就就支撐結(jié)構(gòu)進行隨意的拆除和切割，造成支撐無法循環(huán)利用，帶來的損耗巨大。因此，筆者認為可設(shè)計出一種可拆卸式的分段定位支撐，這套經(jīng)過改進之后的定位支撐主要由耳板、連接撐桿、連接螺栓等部件構(gòu)成，其中撐桿長度可設(shè)置多個檔位，比如1500mm、2000mm、2500mm等等，從而能夠滿足不同類型結(jié)構(gòu)的裝配需求。連接耳板作為通用件需要將規(guī)格統(tǒng)一，采用余料去展開數(shù)控下料，作為易損耗通用件展開集中管控。

通過對臨時定位支撐進行創(chuàng)新設(shè)計，這種可拆卸式的分段定位支撐不僅能夠全面提升裝卸支撐的工作效率，同時管理起來會更加方便，與施工現(xiàn)場的6S管理要求相符，最主要的是能夠循環(huán)使用，為企業(yè)節(jié)省大量鋼材。

2.3 切割平臺工裝設(shè)計創(chuàng)新

采用數(shù)控切割機的切割平臺在投入生產(chǎn)中會出現(xiàn)明顯的積渣情況，而且廢渣清理難度非常高，所以也會造成切割平臺的使用壽命不長，一般來講每個平臺的使用時間在3個月左右，而且要將其清理干凈還需要花2個星期時間，如此一來會嚴重拖慢生產(chǎn)進度，帶來人力、物力、時間等成本方面的浪費。

以往的切割平臺檔距90mm，寬度2.2m對接，所有平臺檔距之間都有兩檔50mm高的加強筋且兩個側(cè)面沒有排污孔，這也就是為什么熔渣難以清理的原因，而且水平度無法良好保持。因此，需要對切割平臺工裝進行設(shè)計創(chuàng)新改進，將原來平臺的檔距增加到150mm，寬度為4.8m進行貫通，取消中間加強筋且在平臺兩個層面開設(shè)排污孔。檔距的加大意味著能夠存儲更多熔渣，很好地解決了平臺堵塞問題，而且對清理排污孔也會更方便快捷[3]。同時，整個安裝平臺的水平度能夠自由調(diào)節(jié)，更有助于切割質(zhì)量與精準度的提升。從實際的投入使用效果來看，創(chuàng)新改進之后的切割平臺使用壽命能夠延長至5～6個月，熔渣清理時間只需要3天，如此一來不僅能夠節(jié)省人力和時間，也能進一步降低船舶建造成本。

2.4 裝焊馬板設(shè)計創(chuàng)新

在船舶建造的分段總組與船臺搭載的階段中，進行裝焊一定要使用到非常多的定位馬板與對接焊縫用馬板，而以前的馬板下料基本上是施工人員從余料、廢料板材中去隨意切割，不僅會帶來嚴重的浪費情況，而且切割的質(zhì)量非常差。

鑒于此，需要對裝焊馬板進行重新設(shè)計與管理，首先要對常用的裝焊馬板所需板材規(guī)格和尺寸展開分析，從而得出適用于各個階段裝焊的通用馬板的規(guī)格，并且要對施工現(xiàn)場零散分布的余料展開統(tǒng)一回收和分類管理，技術(shù)部門需要對套料統(tǒng)一，用數(shù)控切割機去切割下料。同時，要對球扁鋼、角鋼等型材的邊角料合理運用，去設(shè)計開發(fā)出新型的對接焊縫用馬板，同樣能夠?qū)崿F(xiàn)降低船舶建造成本的目的。通過對定位馬板和對接焊縫用馬板進行重新開發(fā)設(shè)計，能夠明顯提高對余料的二次利用效率，同時將其當作標準通用件去展開管理，由物管部門統(tǒng)一管理，領(lǐng)用也需要憑借領(lǐng)料單。

過去人工下料的方式不僅嚴重影響了余料的利用效率，而且浪費時間與人力。經(jīng)過重新設(shè)計的裝焊馬板以及新興的對接縫用馬板，讓更多板材、型材余料能夠投入循環(huán)利用，而且將其以標準通用件的方式去集中管理，也能避免出現(xiàn)現(xiàn)場浪費的情況，從而為企業(yè)節(jié)省大量鋼材。

2.5 支撐定位吊裝結(jié)構(gòu)設(shè)計創(chuàng)新

在船舶分段建造的過程中，為了分段起到支撐作用與組立焊接過程中起到定位作用，需要用到大量的槽鋼、角鋼等材料，目的在于確保分段建造精度。采取這一支撐與定位的方式缺點明顯，因為一定要把支撐定位結(jié)構(gòu)與船體結(jié)構(gòu)進行焊接，不僅會導致分段重量增加，裝焊還需用到專門的調(diào)運設(shè)備，無法在密閉艙室內(nèi)施用，適用范圍有限，而且在分段合攏階段要將焊接在船體上的支撐定位結(jié)構(gòu)拆除，此時需要進行切割、氣刨、打磨等工序，工作量非常大且拆除之后從總段中吊出的難度也非常高，其中浪費的支撐定位材料更是非常明顯[4]。

要想解決上述問題，則需要創(chuàng)新設(shè)計一種可調(diào)拉桿去替代支撐定位吊裝結(jié)構(gòu)，這一可調(diào)拉桿主要由鉤頭、鉤頭柄、連接絲管、拉桿、中間連接固體、組合螺栓等部件構(gòu)成。可調(diào)拉桿在具體操作中，能夠結(jié)合加強筋的形式和相對位置，去確定是否將可調(diào)拉桿兩頭的鉤頭去除。連接絲管和鉤頭柄相連，左右鉤頭板穿過鉤頭柄上的鉤頭孔去形成鉤頭組合，如果加強筋相向設(shè)置成T型材，一定要將左右鉤頭板保持對稱狀態(tài)，鉤在上側(cè)的T型材面板上。通過可調(diào)節(jié)拉桿伸入鉤頭連接絲管的深度，確保可調(diào)拉桿拉緊到部件吊裝定位的位置。待吊裝操作完工之后，將中間的連接固體完全松開，將連接桿與鉤頭完全旋下，為后續(xù)的吊裝施工做好準備。

利用可調(diào)拉桿替代傳統(tǒng)的支撐定位吊裝結(jié)構(gòu)，不但能夠在平面組立、曲面組立的場景中適用，同時也省去了焊接與后續(xù)拆除等工作環(huán)節(jié)，更好地保護了船舶的涂層，也無需啟用專門的調(diào)運設(shè)備，工作效率會有明顯提升。此外，還將將可調(diào)拉桿作為PSPC專用工具，不僅能循環(huán)使用且管理便捷，從而實現(xiàn)降低船舶建造成本的目的。

3 結(jié)語

綜上所述，在如今市場經(jīng)濟大環(huán)境下，企業(yè)之間的競爭也愈發(fā)激烈，船舶建造行業(yè)也不例外。船舶建造的過程與工藝極為復雜，需要多個環(huán)節(jié)的協(xié)調(diào)合作才能高效完成，而在建造施工中一定會出現(xiàn)工藝用材損耗的情況，無形中會提高企業(yè)的建造成本。所以，船舶建造企業(yè)需要對成本控制工作提高重視，不僅僅要針對船舶建造設(shè)計方案進行優(yōu)化以及加強對建造施工的監(jiān)管工作，同時要重點控制船舶建造工藝用材，通過降低建造成本去實現(xiàn)提高企業(yè)效益的目的，進一步推動我國船舶建造行業(yè)的穩(wěn)健發(fā)展。

參考文獻

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[4] 田玉芹，孫偉.SHM軟件在船舶建造工藝學課程教學中的應(yīng)用[J].船舶職業(yè)教育，2018，6（06）：36-39.