區(qū)域造船技術(shù)在船廠生產(chǎn)中的應(yīng)用

王東濤，卞金露，趙核毓

（海軍裝備部駐上海地區(qū)軍事代表局駐上海地區(qū)第二軍事代表室，上海 200129）

0 引言

區(qū)域造船技術(shù)是現(xiàn)代造船技術(shù)的核心[1-2]。運(yùn)用成組技術(shù)原理和系統(tǒng)工程的基本原理，以中間產(chǎn)品為導(dǎo)向，以信息化為手段，將船舶分為若干相對(duì)獨(dú)立的功能區(qū)域或結(jié)構(gòu)區(qū)域（中間產(chǎn)品）進(jìn)行設(shè)計(jì)和并行建造，實(shí)行設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、管理一體化和殼、舾、涂一體化，實(shí)現(xiàn)連續(xù)、均衡的總裝造船[3-5]。區(qū)域造船技術(shù)，改變了傳統(tǒng)的船、機(jī)、電作業(yè)相分離，按系統(tǒng)按專業(yè)組織設(shè)計(jì)和生產(chǎn)的造船模式。通過(guò)工程結(jié)構(gòu)分解，統(tǒng)籌協(xié)調(diào)，優(yōu)化組合和合理規(guī)劃，達(dá)到各工種、各專業(yè)勞動(dòng)力和作業(yè)量的最大平衡。

我國(guó)區(qū)域造船發(fā)展了多年，已構(gòu)建了設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、管理一體化和殼、舾、涂一體化的總裝造船模式，成效顯著。如國(guó)內(nèi)某骨干船廠在多型船舶上實(shí)現(xiàn)了“區(qū)域設(shè)計(jì)、區(qū)域建造兩個(gè)走通”，使得各項(xiàng)生產(chǎn)資源得到充分、均衡的利用，保證生產(chǎn)流程順暢、生產(chǎn)節(jié)奏有序，確保了高質(zhì)、高效、安全地完成船舶產(chǎn)品的建造任務(wù)。本文以該船廠區(qū)域造船技術(shù)應(yīng)用為例，介紹了區(qū)域造船技術(shù)在船廠管理、設(shè)計(jì)、實(shí)船建造中的具體應(yīng)用和做法，以及推行區(qū)域造船技術(shù)的成果和經(jīng)驗(yàn)。

船舶區(qū)域建造技術(shù)的特點(diǎn)，在船舶生產(chǎn)設(shè)計(jì)過(guò) 程中的工作包括：全面開(kāi)展了體現(xiàn)區(qū)域建造要求的生產(chǎn)設(shè)計(jì)，逐步理順優(yōu)化生產(chǎn)設(shè)計(jì)流程；根據(jù)船塢/船臺(tái)周期安排的需要，開(kāi)展船舶總段吊裝的研究，為實(shí)現(xiàn)區(qū)域建造，縮短造船周期，最大限度地用好工廠的核心資源創(chuàng)造了條件；推進(jìn)為適合區(qū)域建造需要的施工工藝研究―如大型基座、設(shè)備總段安裝定位，分段、總段精度控制研究等，為提高總段、分段預(yù)裝完整性打好基礎(chǔ)；為適應(yīng)區(qū)域生產(chǎn)設(shè)計(jì)的需要，積極推進(jìn)設(shè)計(jì)手段上的提高，根據(jù)船舶的特點(diǎn)（設(shè)計(jì)階段、各單位設(shè)計(jì)軟件及船舶本身的特點(diǎn)），結(jié)合工廠的實(shí)際情況，逐步確定了適合開(kāi)展生產(chǎn)設(shè)計(jì)及建造的三維設(shè)計(jì)軟件，并持續(xù)深化應(yīng)用。按照區(qū)域設(shè)計(jì)的要求出圖，為船舶建造提供施工作業(yè)用的圖樣和工藝文件，以此作為施工的唯一依據(jù)。

船體區(qū)域生產(chǎn)設(shè)計(jì)：應(yīng)用設(shè)計(jì)系統(tǒng)進(jìn)行全船建模，把施工圖紙、工藝文件、管理圖表等組成統(tǒng)一完整的船體施工信息。利用設(shè)計(jì)建模進(jìn)行每一分段圖的生產(chǎn)設(shè)計(jì)，完成船體生產(chǎn)設(shè)計(jì)施工圖設(shè)繪、套料圖設(shè)繪、焊接技術(shù)要領(lǐng)、胎架圖、船體制造完工測(cè)量要求和分段吊環(huán)設(shè)計(jì)及其加強(qiáng)、船體驗(yàn)收項(xiàng)目表等工藝文件的編制，再形成以總段為區(qū)域的載體，集成舾裝、涂裝。

舾裝區(qū)域生產(chǎn)設(shè)計(jì)：舾裝生產(chǎn)設(shè)計(jì)圍繞總段建造模式開(kāi)展工作，實(shí)行按分段、總段進(jìn)行預(yù)舾裝，將梯、蓋、人孔、踏步等編入分段托盤管理表，同時(shí)編制總段托盤，以此作為施工的依據(jù)。按照區(qū)域建造的施工要領(lǐng)完成總段舾裝綜合布置圖、預(yù)舾裝施工圖、舾裝件制作圖冊(cè)、舾裝件安裝圖、托盤管理表及舾裝驗(yàn)收項(xiàng)目表等工藝文件的編制。

涂裝區(qū)域生產(chǎn)設(shè)計(jì)：區(qū)域涂裝生產(chǎn)設(shè)計(jì)按照區(qū)域建造施工要領(lǐng)，對(duì)總段區(qū)域進(jìn)行涂裝生產(chǎn)設(shè)計(jì)，編制分段涂裝施工圖冊(cè)、區(qū)域涂裝驗(yàn)收項(xiàng)目表、涂裝工藝技術(shù)文件、跟蹤補(bǔ)涂技術(shù)要求等技術(shù)文件，作為工作的依據(jù)。

2 區(qū)域造船技術(shù)在管理上的應(yīng)用

2.1 建立、完善相適應(yīng)的工程計(jì)劃管理體系

工程管理上全面應(yīng)用區(qū)域造船理念,建立區(qū)域造船工程計(jì)劃管理體系，將包括設(shè)計(jì)、建造在內(nèi)的各項(xiàng)計(jì)劃納入到船舶區(qū)域造船工程計(jì)劃管理系統(tǒng)中。通過(guò)中間產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和管理，實(shí)現(xiàn)了較精細(xì)化造船工程管理的目標(biāo)。

工程計(jì)劃體系由工藝計(jì)劃、負(fù)荷計(jì)劃和日程計(jì)劃3 部分組成。其中，日程計(jì)劃是計(jì)劃管理的實(shí)質(zhì)和核心，工藝計(jì)劃和負(fù)荷計(jì)劃是日程計(jì)劃得以實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)和保證，這3 個(gè)要素是工程計(jì)劃管理的重要組成部分，相互依存，融為一個(gè)整體。

2.2 加強(qiáng)生產(chǎn)技術(shù)準(zhǔn)備等前期管理工作

生產(chǎn)技術(shù)準(zhǔn)備工作是一個(gè)全系統(tǒng)、全過(guò)程、全方位的綜合性管理工作，是保障船舶建造工作順利開(kāi)展的關(guān)鍵所在。建立一套比較完善的生產(chǎn)技術(shù)準(zhǔn)備管理模式。主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

1）建造大綱、總進(jìn)度表和設(shè)備、材料納期表的編制和落實(shí)，確保了設(shè)備納期與總組、搭載計(jì)劃的銜接，確保了分段/總段預(yù)舾工作的開(kāi)展；

2）圖紙計(jì)劃、下水件計(jì)劃和區(qū)域舾裝件制作配套計(jì)劃的編制落實(shí)，確保了分段制造，搭載和船舶下水時(shí)的完整性；

3）在生產(chǎn)設(shè)計(jì)時(shí)，不斷進(jìn)行生產(chǎn)設(shè)計(jì)的深化，不斷提高分段、總組階段的預(yù)舾裝率；

4）強(qiáng)化標(biāo)準(zhǔn)化工作，編制標(biāo)準(zhǔn)化計(jì)劃。如船舶產(chǎn)品下水件標(biāo)準(zhǔn)計(jì)劃、物資配套標(biāo)準(zhǔn)計(jì)劃、舾裝件配套標(biāo)準(zhǔn)計(jì)劃，管子區(qū)域標(biāo)準(zhǔn)計(jì)劃、風(fēng)管配套標(biāo)準(zhǔn)計(jì)劃等。

3 區(qū)域造船技術(shù)在實(shí)船建造中的應(yīng)用

3.1 總段并行建造提高效率

在多型船舶采用總段建造方法廣泛應(yīng)用，如20 000 t 的某型船舶，主船體共組成28 只總段，上層建筑總組成10 只總段，分段總組率約91.7%。其中最重的總段結(jié)構(gòu)重量約800 t，舾裝完整后吊裝重量約1 100 t，總段的大型化，為該船總段內(nèi)的預(yù)舾裝、區(qū)域涂裝完整性建立了良好的基礎(chǔ)，使得在平臺(tái)階段可以獲得最大的預(yù)舾裝率。在某軍貿(mào)船上，建造策劃中再次全面融入?yún)^(qū)域建造理念，將主船體機(jī)艙區(qū)域總組成四個(gè)環(huán)形總段進(jìn)行區(qū)域設(shè)計(jì)、建造，成型各總段再吊上船臺(tái)進(jìn)行總裝合攏。

3.2 實(shí)現(xiàn)精度造船提高船舶建造質(zhì)量

成立了精度管理室，對(duì)船舶建造精度進(jìn)行全面控制及考核，同時(shí)從設(shè)計(jì)、加工、部件、分段、搭載以及運(yùn)輸全流程加強(qiáng)精度方面的管理。

1）設(shè)計(jì)階段精度控制：根據(jù)船舶結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及建造方法，合理加放收縮值及各階段余量加放值，繪制船舶余量加放圖。

2）加工階段精度控制：在板材數(shù)控下料中，零件的尺寸誤差很不穩(wěn)定，一般寬度方向誤差在3 mm～ 4 mm 左右，為此，制定了加工精度控制措施。

3）分段制作階段精度控制：根據(jù)主要變形特點(diǎn)，對(duì)變形比較難控制的底部分段、甲板分段、輕圍壁分段、上層建筑分段，采取相應(yīng)措施重點(diǎn)控制。

4）分段總組階段精度控制：針對(duì)分段在總組時(shí)容易出現(xiàn)的大接頭錯(cuò)位、層高難以保證、型寬變小、接縫肋距超差、橫向肋骨檢驗(yàn)不對(duì)稱、縱向構(gòu)架定位錯(cuò)位等問(wèn)題，制定鋼帶劃線、加放收縮值等一系列精度控制方法保證精度。在起吊、運(yùn)輸、堆放時(shí)容易產(chǎn)生變形，針對(duì)各工作階段制定了相應(yīng)的控制措施，確保制作精度。

通過(guò)全面加強(qiáng)制作全過(guò)程精度管理，船舶建造的精度得到有效提高，減少了開(kāi)刀、換板等返工發(fā)生，保障了建造質(zhì)量。

3.3 在多型船舶上實(shí)現(xiàn)單元模塊成功運(yùn)用

在船舶建造中積極推廣單元模塊的運(yùn)用，根據(jù)船舶結(jié)構(gòu)、布置特點(diǎn)，研究單元模塊的合理劃分技術(shù)，生產(chǎn)設(shè)計(jì)技術(shù)，單元模塊化的制作工藝技術(shù)，單元模塊吊裝工裝的設(shè)計(jì)、強(qiáng)度校核、單元模塊的精度控制技術(shù)以及單元總段安裝技術(shù)等，已在各類型船舶上進(jìn)行實(shí)踐和成功運(yùn)用。

4 成果和經(jīng)驗(yàn)

1）生產(chǎn)設(shè)計(jì)有利于統(tǒng)一施工技術(shù)狀態(tài)

區(qū)域生產(chǎn)設(shè)計(jì)圖紙對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工分工明確，要求嚴(yán)格按圖施工，執(zhí)行設(shè)計(jì)中優(yōu)化的工藝和方法，可以有效克服現(xiàn)場(chǎng)施工人員因個(gè)人經(jīng)驗(yàn)所引起的施工技術(shù)上的差異和質(zhì)量控制不一致等，達(dá)到施工技術(shù)狀態(tài)統(tǒng)一，便于控制區(qū)域生產(chǎn)全過(guò)程的目的。

2）總段預(yù)舾裝率顯著提高

區(qū)域舾裝有效的改善了施工條件，例如總段舾裝最復(fù)雜的機(jī)艙區(qū)域采用區(qū)域舾裝后，機(jī)艙內(nèi)大部分舾裝件都是在敞開(kāi)狀態(tài)下進(jìn)行安裝作業(yè)，有效的改善了作業(yè)環(huán)境，總段舾裝率的提高極大的加快了建造進(jìn)程，對(duì)船舶建造的生產(chǎn)起到良好推進(jìn)作用。單元模塊技術(shù)的運(yùn)用，使得舾裝作業(yè)前移，改變了以往空間立體交叉作業(yè)的現(xiàn)象，使得設(shè)計(jì)布置不斷優(yōu)化。通過(guò)區(qū)域造船技術(shù)在管理、設(shè)計(jì)、建造中的不斷深入運(yùn)用，船舶預(yù)舾裝率得到不斷提升，使得工序得以前移，各階段作業(yè)負(fù)荷得以優(yōu)化、平衡，建造質(zhì)量得到了持續(xù)提升。

3）提高建造質(zhì)量，縮短建造周期

通過(guò)開(kāi)展精度造船等一系列措施，船體建造精度大大提高，有效減少了返工現(xiàn)象發(fā)生，同時(shí)為分段、總組階段實(shí)行無(wú)余量制作打下了基礎(chǔ)。目前已實(shí)現(xiàn)總段100%無(wú)余量進(jìn)塢，確保了船體的快速成型。建立的適應(yīng)區(qū)域造船技術(shù)的質(zhì)量管理體系，重點(diǎn)控制生產(chǎn)設(shè)計(jì)，工藝評(píng)審、精度控制等關(guān)鍵環(huán)節(jié)，保證建造質(zhì)量，并且船舶建造進(jìn)度較以往有了大幅提高，多艘船舶實(shí)現(xiàn)提前交船。

5 結(jié)論

本文以國(guó)內(nèi)某船廠的區(qū)域造船技術(shù)應(yīng)用為例，重點(diǎn)闡述了區(qū)域造船技術(shù)在船廠管理、設(shè)計(jì)、實(shí)船建造中的具體應(yīng)用和做法，以及推行區(qū)域造船技術(shù)成果和經(jīng)驗(yàn)，從應(yīng)用的效果可以看出，區(qū)域造船技術(shù)的應(yīng)用具備利于統(tǒng)一施工技術(shù)狀態(tài)，提高總段預(yù)舾裝率，提高建造質(zhì)量，縮短建造周期等顯著優(yōu)勢(shì)。從多年推行區(qū)域造船的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)看，隨著應(yīng)用的深入，可向模塊造船技術(shù)方向進(jìn)一步發(fā)展。