船舶中間產(chǎn)品完整性策劃及建造

吳佩

摘? ? 要：船舶中間產(chǎn)品完整性是船舶建造的基本組成單位，也是公司建模2.0重點(diǎn)推進(jìn)項(xiàng)目。通過對中間產(chǎn)品的生產(chǎn)組織管理提高船舶建造的生產(chǎn)效益，是現(xiàn)代化總裝船企的標(biāo)志。以提高單元模塊、分段和總段為主的中間產(chǎn)品完整性為目標(biāo)，通過建造策劃、生產(chǎn)設(shè)計(jì)模式、組織管理調(diào)整等措施，實(shí)現(xiàn)中間產(chǎn)品完整性，提升船舶整體制造水平。

關(guān)鍵詞：單元模塊;分段;總段;中間產(chǎn)品完整性

中圖分類號：U673.2? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

Integrity Planning and Construction of Ship Intermediate Products

WU Pei

（ Hudong-Zhonghua Shipbuilding （Group） Co.， Ltd.， Shanghai 201100 ）

Abstract： The integrity of ship intermediate products is not only the key project of CSSC modeling 2.0， but also a basic unit of shipbuilding. It is the symbol of modern general assembly shipbuilding enterprises to improve the production efficiency of shipbuilding through the production organization and management of intermediate products. Aiming at improving the integrity of the intermediate products mainly including unit modules， sections and blocks， the integrity of the intermediate products can be realized through construction planning， production design mode， organization and management adjustment， reflecting the improvement of the overall manufacturing level in shipbuilding.

Key words： Unit module; Section; Block; Intermediate product integrity

1? ? ?前言

隨著成組技術(shù)的出現(xiàn)，以專業(yè)化為導(dǎo)向的造船組織原則逐漸被以船舶中間產(chǎn)品為導(dǎo)向的建造策略所取代。造船不再是一個(gè)受批量法則束縛的、傳統(tǒng)的、以工種專業(yè)為導(dǎo)向的單一的造船生產(chǎn)體制，而是以船舶中間產(chǎn)品專業(yè)化為導(dǎo)向的綜合生產(chǎn)體制。船廠由數(shù)十個(gè)乃至上百個(gè)成組生產(chǎn)單元構(gòu)成，每個(gè)單元均具有其特有的中間產(chǎn)品、人員、設(shè)備、場地、規(guī)模（批量生產(chǎn)）和考核指標(biāo)，是多工種的非常完整的生產(chǎn)組織，其成本獨(dú)立核算。這樣的生產(chǎn)組織能促進(jìn)生產(chǎn)管理和生產(chǎn)方法不斷優(yōu)化，各種先進(jìn)的管理和工藝技術(shù)在這里得到淋漓盡至的發(fā)揮，生產(chǎn)效率得到前所未有的提高;同時(shí)，可以提高職工的綜合素質(zhì)，增強(qiáng)設(shè)計(jì)和工藝人員的信息交流，進(jìn)一步促使船舶生產(chǎn)朝著合理化、標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化和機(jī)械化方向發(fā)展;也能使生產(chǎn)體系形成極為簡單的信息流和物流，促進(jìn)計(jì)算機(jī)輔助建造和管理，使生產(chǎn)處于最佳可控狀態(tài)。

按照不同的制造階段，將構(gòu)成船舶某一部分的實(shí)物定義為相應(yīng)制造階段的中間產(chǎn)品，造船生產(chǎn)的計(jì)劃、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、物流、管理等都以中間產(chǎn)品為對象進(jìn)行;中間產(chǎn)品的形式可以是分段、總段、半船、托盤、單元、模塊、大型設(shè)備、特殊裝置等。對于不同的船型，應(yīng)用成組技術(shù)可以按照相似原理分解成各種船型的共性中間產(chǎn)品和個(gè)性中間產(chǎn)品，通過中間產(chǎn)品按流程有序組合完成造船。

2? ? 中間產(chǎn)品完整性主要技術(shù)要求

2.1? ?單元模塊完整性

在生產(chǎn)中將若干舾裝件組成一個(gè)整體，形成總裝過程中的舾裝中間產(chǎn)品。其主要分為：

（1）單元結(jié)構(gòu)

按單元結(jié)構(gòu)圖及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)要求，完成結(jié)構(gòu)裝配、焊接;

（2）單元舾裝

分為：① 鐵舾裝——根據(jù)單元托盤管理表及安裝圖，完成單元內(nèi)支架、格柵、花鋼板、欄桿、基座等安裝;② 管舾裝——根據(jù)單元管系托盤管理表及安裝圖，完成管附件安裝，并做好有色金屬管的涂裝保護(hù);③ 電舾裝——按照單元電裝托盤管理表及安裝圖，完成電纜導(dǎo)架、中小型基座的安裝;④設(shè)備安裝——按單元安裝圖及設(shè)備安裝技術(shù)，完成單元內(nèi)輪機(jī)和電氣設(shè)備的安裝，以及局部電纜的敷設(shè)和接線工作;

（3）單元涂裝

按舾裝單元涂裝要求，完成打磨、油漆等工作。

2.2? ?分段、總段完整性

2.2.1結(jié)構(gòu)完整性

分段作為標(biāo)準(zhǔn)中間產(chǎn)品，其完整性主要包括：

（1）船體結(jié)構(gòu)裝配

船體主要構(gòu)件如肋板、縱桁、縱骨等裝配，應(yīng)滿足圖樣及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)要求;船體小零件如扶強(qiáng)材、三角板、肘板、補(bǔ)板等，凡規(guī)定在分段施工階段安裝的，應(yīng)以點(diǎn)焊或卡馬形式固定在分段上;圖樣上規(guī)定屬分段制造過程的各類開孔應(yīng)在分段完工前開好，并按要求完成自由邊倒角;總段內(nèi)所有分段對接結(jié)構(gòu)件及總組時(shí)安裝的散裝件應(yīng)完整安裝;船臺（船塢）搭載安裝的散裝件應(yīng)繼續(xù)固定在總段上;總組和搭載的工藝孔應(yīng)按船體臨時(shí)通道開孔圖開好，孔板就近固定或做成鉸鏈門的形式;

（2）船體結(jié)構(gòu)焊接

除按圖紙要求留焊位置外，完成分段內(nèi)全部焊接工作，包括：外板標(biāo)記、放水塞座板、沖擊板焊接;吊碼、支撐座、拉撐和腳手眼板等工裝件安裝焊接;需要在分段階段進(jìn)行的焊縫拍片或超聲探傷工作;總段內(nèi)接縫及所有結(jié)構(gòu)焊接，以及所有無損探傷工作;完工階段應(yīng)有的吊碼、支撐等安裝焊接等;

（3）船體精度

分段制造完工后，其長度、高度、半寬、對角線尺寸、水平度等，應(yīng)根據(jù)完工測量圖進(jìn)行完工測量，保留測量原始記錄，并做好非結(jié)構(gòu)面的洋沖點(diǎn)反駁;余量切割、開坡口及清潔工作;100 MK涂裝保留線、樣沖點(diǎn)按要求標(biāo)識清晰;支撐座、水線和舾裝復(fù)板等收尾工作;總段結(jié)構(gòu)性工作基本完成后，應(yīng)根據(jù)精度管理要求對總段的精度狀況進(jìn)行測量，并按圖做好總段中心線、肋檢線、水線、直剖線等安裝定位線和裝配檢驗(yàn)線的劃線及洋沖標(biāo)記工作;

（4）預(yù)密性試驗(yàn)

根據(jù)分段預(yù)密性試驗(yàn)圖紙的要求，完成分段水密肋板、水密縱桁的角焊縫預(yù)密性等工作;完成外板CO2拼板焊縫抽真空密性試驗(yàn)、分段階段各類獨(dú)立艙室預(yù)密性試驗(yàn)、以及分段階段穿艙件預(yù)密性工作;

（5）其它

分段完工后，應(yīng)在規(guī)定位置標(biāo)出水平線、肋骨檢驗(yàn)線和中心線及工藝輔助線，并做好洋沖標(biāo)識;同時(shí)，應(yīng)做好分段標(biāo)識，主要包括工程編號、分段號、首、尾等;結(jié)構(gòu)加強(qiáng)應(yīng)按圖安裝;分段上所有不應(yīng)保留的吊環(huán)應(yīng)割除。

2.2.2? 舾裝完整性

分段階段舾裝安裝是中間產(chǎn)品完整性的主要內(nèi)容包括：

（1）鐵舾裝

根據(jù)分段托盤管理表及安裝圖進(jìn)行完整性安裝，包括：按圖樣規(guī)定，裝焊分段的分艙標(biāo)記;裝焊人孔蓋、放水塞本體、設(shè)備基座、直梯、斜梯、扶手、欄桿、平臺、格柵、外板標(biāo)記、甲板企口處系泊防磨半圓鋼、系留穴、固定裝置等;裝焊錨唇、錨鏈筒、首側(cè)推;舷側(cè)分段以縱壁為基面進(jìn)行制造時(shí)，裝焊導(dǎo)纜孔、導(dǎo)纜滾輪、帶纜樁、防滑點(diǎn)等;

（2）管舾裝

根據(jù)管子分段托盤管理表及安裝圖，安裝管舾件;焊接支架、復(fù)板、套管與結(jié)構(gòu);完成補(bǔ)漆工作;安裝穿越甲板、鋼圍壁等的風(fēng)管通艙件，應(yīng)按圖樣;管子開口端按管子防護(hù)工藝完成管系封口;涂裝前將不需要涂裝的部件，如不銹鋼、銅閥等進(jìn)行保護(hù);

（3）電舾裝

根據(jù)電氣分段托盤管理表及安裝圖進(jìn)行安裝;支架和貫通件等與結(jié)構(gòu)焊接結(jié)束后，焊縫表面應(yīng)處理完整、并完成補(bǔ)漆工作;

（4）設(shè)備及舾裝單元

根據(jù)分段托盤管理表及安裝圖，安裝舾裝單元和設(shè)備;單元模塊吊裝到位，完成其支架和基座的焊接;完成舾裝單元端口的連接，并做好分段內(nèi)管系和設(shè)備保護(hù)。

2.2.3 涂裝完整性

涂裝作業(yè)是船舶建造中全周期的工作，從第一塊鋼板預(yù)處理到最后船舶交付，因此中間產(chǎn)品完整性涂裝不可缺少。分段涂裝主要分為：

（1）跟蹤補(bǔ)涂

在分段制作過程中的切割、電焊、火工、開孔、倒角、吊運(yùn)等工作完成后，及時(shí)逐個(gè)對車間底漆破損區(qū)域進(jìn)行表面處理，并及時(shí)修補(bǔ)保養(yǎng)底漆。但密性焊縫區(qū)域不必實(shí)施跟蹤補(bǔ)涂;

（2）分段涂裝

涂裝前分段邊口及未經(jīng)密性試驗(yàn)的密性焊縫應(yīng)預(yù)留并涂裝底漆;分段涂裝報(bào)驗(yàn)結(jié)束，各區(qū)域應(yīng)達(dá)到以下狀態(tài)：外板區(qū)域平底（舭龍骨以下區(qū)域）油漆全部結(jié)束;直底（舭龍骨至干舷區(qū)域）留一度防污漆;干舷完成一度底漆;壓載艙區(qū)域油漆完工;塢艙和車輛艙區(qū)域底漆涂裝結(jié)束;機(jī)艙及機(jī)艙棚內(nèi)、頂部和圍壁留一度面漆;地板底漆涂裝結(jié)束;上層建筑內(nèi)外所有室外甲板底漆涂裝結(jié)束;艙底部油水艙、錨鏈艙、空艙等涂裝結(jié)束;總段階段完成擱置門架或擱墩位置的打磨和油漆修補(bǔ)結(jié)束;總段內(nèi)各分段大接頭處在焊接結(jié)束并做完密性后，外板焊縫打磨并油漆修補(bǔ)結(jié)束;總組時(shí)對分段外部原有油漆破壞的部位（如吊環(huán)、眼板拆除部位、吊裝時(shí)碰擦部位、火工矯正部位等），在腳手架搭設(shè)完成后，完成打磨及油漆修補(bǔ)。

3? ? ?單元模塊完整性工藝共性

3.1? ?單元模塊劃分原則

（1）設(shè)備、平臺布置與結(jié)構(gòu)關(guān)系

通過對設(shè)備和平臺布置的合理劃分，以及與結(jié)構(gòu)匹配的可操作性，提供舾裝單元模塊的組成元素，并以此作為劃分舾裝單元模塊的基礎(chǔ);

（2）分段劃分和總組形式

通過對船體分段劃分和總組形式的分析，確定舾裝單元模塊（包括分段舾裝單元模塊、總段舾裝單元模塊和船內(nèi)舾裝單元模塊的安裝階段），以保證舾裝單元模塊吊裝和搭載的合理性;

（3）外形尺寸與重量平衡

通過對舾裝單元模塊的外形尺寸與重量平衡，為制造場地安排及單元模塊的吊裝和運(yùn)輸提供依據(jù)，同時(shí)也應(yīng)兼顧單元模塊的整體效果。

3.2? ?單元模塊出圖模式

在生產(chǎn)設(shè)計(jì)過程中通過對各生產(chǎn)元素的有效組合，形成有利于快速建造的單元模塊。因此其組成形式各不相同，形成了不同的單元模塊：

（1）管束單元

主要由單純的管附件組成;

（2）格柵平臺

主要是局部區(qū)域的格柵花鋼板平臺;

（3）區(qū)域舾裝單元模塊

屬于綜合性區(qū)域單元模塊，是將一定范圍內(nèi)的設(shè)備、管附件、電舾裝件、鐵舾裝件和部分結(jié)構(gòu)等組成的單元模塊;

（4）功能性模塊

是依據(jù)主體功能設(shè)備，以及管附件、電裝控制系統(tǒng)等組成的特定的舾裝單元模塊。

由于生產(chǎn)設(shè)計(jì)是按照專業(yè)分別進(jìn)行的，圖紙也是以專業(yè)單獨(dú)出圖并組織生產(chǎn)。這樣的設(shè)計(jì)和出圖模式制約了單元模塊的完整性，要在相對小的區(qū)域空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)合理統(tǒng)籌的布局，及緊湊有效的整體結(jié)構(gòu)，必須在設(shè)計(jì)中具有非常強(qiáng)的協(xié)同性，保證單元模塊的綜合設(shè)計(jì)及綜合出圖，最終實(shí)現(xiàn)單元模塊的完整性。

為了提高單元模塊的設(shè)計(jì)完整性，必須采用綜合設(shè)計(jì)出圖的模式以達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。在產(chǎn)品建造策劃階段，就需初步確定相應(yīng)的單元模塊的布置，以便依據(jù)單元模塊策劃要求進(jìn)行設(shè)計(jì);在設(shè)計(jì)單元開始模塊設(shè)計(jì)時(shí)，組成單元模塊設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)，成員包括各專業(yè)的相關(guān)設(shè)計(jì)人員，協(xié)同工作，使各專業(yè)的內(nèi)容更加融合，包括設(shè)備基座、管子支架、平臺格柵燈鐵舾裝件之間的統(tǒng)籌布置，使設(shè)計(jì)完成的單元模塊緊湊、簡潔、美觀和完整，成為船舶建造的標(biāo)準(zhǔn)中間產(chǎn)品;出圖以單元模塊為單位進(jìn)行整體綜合出圖，各專業(yè)信息在單元模塊圖紙中全部詳細(xì)體現(xiàn)。單元模塊圖紙包括安裝圖、托盤管理表、舾裝件制造圖冊等，以有利于生產(chǎn)準(zhǔn)備，也為現(xiàn)場施工提供明確的要求，并更加便于對單元模塊完整性的檢驗(yàn)和交接。

4? ? 分段完整性策劃與建造

現(xiàn)代船舶建造一般都以分段為單位，在船臺（船塢）按分段或分段總組而成的總段進(jìn)行搭載，所以分段是船舶建造中的關(guān)鍵，其完整性狀態(tài)直接關(guān)系到船舶的下水完整性狀態(tài)，以及后續(xù)系泊試驗(yàn)的順利進(jìn)行。

分段的完整性包括各專業(yè)的信息及各類設(shè)備物資，也涉及到相關(guān)的工藝流程，是一個(gè)綜合性非常強(qiáng)的中間產(chǎn)品載體。由于分段完整性的重要性，對分段完整狀態(tài)的要求不斷提高。

5? ? ?總段完整性策劃與建造

5.1? ?總段完整性策劃與建造

（1）分段總組結(jié)構(gòu)完整;

（2）分段階段輪機(jī)、管系、電氣、外舾裝等各相關(guān)專業(yè)都按搭載網(wǎng)絡(luò)總組，編制相應(yīng)的總段托盤管理表及安裝圖;

（3）正態(tài)總組的總段，對總段甲板面的舾裝單元、設(shè)備和管系進(jìn)行預(yù)裝，并考慮總組吊環(huán)的限制范圍;

（4）完成總段內(nèi)管系的調(diào)整管安裝;

（5）對總段完整性進(jìn)行驗(yàn)收。

5.2? ?機(jī)艙總段完整性策劃與建造

機(jī)艙是船舶動力系統(tǒng)的重點(diǎn)布置區(qū)域，集中了船舶推進(jìn)裝置、電力裝置、生活設(shè)施、消防設(shè)備和應(yīng)急系統(tǒng)。在船舶建造過程中，機(jī)艙系統(tǒng)的安裝完整性及功能試驗(yàn)的周期，是船舶建造的決定性因素。由于總段結(jié)構(gòu)完整性程度較高，對舾裝完整性提供了更好的基礎(chǔ)，更有利于船舶完整性的提高。

5.2.1 全寬型總段

在船舶建造搭載有效起重范圍內(nèi)，全寬型總段能更好的滿足舾裝件的精度控制要求。因此，在LNG船機(jī)艙雙尾鰭區(qū)域，策劃了全寬型總段;在油輪的泵艙區(qū)域，策劃完整性的泵艙總段;在散貨船機(jī)艙尾部區(qū)域策劃完整性的尾艙總段（見圖1）。

5.2.2? 半寬前后總段

對機(jī)艙分段半寬前后總組，以保證該區(qū)域部分結(jié)構(gòu)的完整，實(shí)現(xiàn)機(jī)艙結(jié)構(gòu)箱柜的舾裝完整性狀態(tài)。因此，在LNG船機(jī)艙四甲板區(qū)域策劃了半寬型總段，以保證該區(qū)域的系統(tǒng)得到較好的完整性狀態(tài)（見圖2）。

5.2.3 半寬上下總段

對機(jī)艙分段半寬上下總組，以滿足該區(qū)域部分結(jié)構(gòu)艙室的完整，實(shí)現(xiàn)機(jī)艙結(jié)構(gòu)艙室的舾裝完整性狀態(tài)。因此，在20 000 t重吊船機(jī)艙集控室區(qū)域，策劃了半寬總段，以保證該區(qū)域的機(jī)艙集控室完整（見圖3）。

5.3? ?上層、機(jī)艙棚建造完整性策劃與建造

在船舶建造中，上層建筑、機(jī)艙棚是一個(gè)相對獨(dú)立的整體區(qū)域，所以在建造策劃中針對各種船型的上層建筑特點(diǎn)，按照建造布置場地的有效搭載負(fù)荷，對上層建筑的分段總組作出合理的方案，以保證上層建筑、機(jī)艙棚的艙室達(dá)到完整性狀態(tài)（見圖4）。

上層建筑、機(jī)艙棚完整性狀態(tài)的總重量，是策劃上層建筑、機(jī)艙棚總組的重要決策依據(jù)，所以需將其所有艙室的內(nèi)舾裝材料及設(shè)備的重量全部進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，依據(jù)各材料的重量來確定上層建筑各層的內(nèi)舾裝狀態(tài)。以13 500TEU集裝箱船為例，由于上層建筑、機(jī)艙棚較高、結(jié)構(gòu)重量較大，需對整體的工作量及物量進(jìn)行測試和平衡，避免在搭載后的打磨涂裝作業(yè)。因此，需要在滿足上層建筑敷料和絕緣的基礎(chǔ)上，按重量狀態(tài)從上往下依次完成各層的房間及房間內(nèi)家具的安裝，減少上層建筑、機(jī)艙棚搭載后船塢內(nèi)的吊裝量，保證上層建筑、機(jī)艙棚在下水時(shí)的完整性狀態(tài)。

圖4? 上建完整性吊裝狀態(tài)

6? ? 結(jié)束語

隨著船舶向大型化、高速化、輕型化方向發(fā)展，市場競爭越來越激烈，提高造船效率、縮短建造周期是提高競爭力的必要條件。以中間產(chǎn)品為對象實(shí)施殼、舾、涂有序同步生產(chǎn)，在中間產(chǎn)品生產(chǎn)過程中實(shí)施制造精度控制，最終輸出殼、舾、涂完整和制造精度達(dá)標(biāo)的合格中間產(chǎn)品，為下道生產(chǎn)奠定完整性和精度基礎(chǔ)。船舶中間產(chǎn)品完整性策劃與建造研究，極大完善了中間產(chǎn)品的內(nèi)涵，將各種舾裝工作前移，改善作業(yè)環(huán)境，提高總組、搭載、碼頭等階段建造效率，為進(jìn)一步縮短建造周期打好基礎(chǔ)。

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