區(qū)域造船技術在船廠生產(chǎn)中的應用

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)域造船技術是現(xiàn)代造船技術的核心[1-2]。運用成組技術原理和系統(tǒng)工程的基本原理，以中間產(chǎn)品為導向，以信息化為手段，將船舶分為若干相對獨立的功能區(qū)域或結構區(qū)域（中間產(chǎn)品）進行設計和并行建造，實行設計、生產(chǎn)、管理一體化和殼、舾、涂一體化，實現(xiàn)連續(xù)、均衡的總裝造船[3-5]。區(qū)域造船技術，改變了傳統(tǒng)的船、機、電作業(yè)相分離，按系統(tǒng)按專業(yè)組織設計和生產(chǎn)的造船模式。通過工程結構分解，統(tǒng)籌協(xié)調，優(yōu)化組合和合理規(guī)劃，達到各工種、各專業(yè)勞動力和作業(yè)量的最大平衡。

我國區(qū)域造船發(fā)展了多年，已構建了設計、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。如國內某骨干船廠在多型船舶上實現(xiàn)了“區(qū)域設計、區(qū)域建造兩個走通”，使得各項生產(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、高效、安全地完成船舶產(chǎn)品的建造任務。本文以該船廠區(qū)域造船技術應用為例，介紹了區(qū)域造船技術在船廠管理、設計、實船建造中的具體應用和做法，以及推行區(qū)域造船技術的成果和經(jīng)驗。

船舶區(qū)域建造技術的特點，在船舶生產(chǎn)設計過 程中的工作包括：全面開展了體現(xiàn)區(qū)域建造要求的生產(chǎn)設計，逐步理順優(yōu)化生產(chǎn)設計流程；根據(jù)船塢/船臺周期安排的需要，開展船舶總段吊裝的研究，為實現(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；推進為適合區(qū)域建造需要的施工工藝研究―如大型基座、設備總段安裝定位，分段、總段精度控制研究等，為提高總段、分段預裝完整性打好基礎；為適應區(qū)域生產(chǎn)設計的需要，積極推進設計手段上的提高，根據(jù)船舶的特點（設計階段、各單位設計軟件及船舶本身的特點），結合工廠的實際情況，逐步確定了適合開展生產(chǎn)設計及建造的三維設計軟件，并持續(xù)深化應用。按照區(qū)域設計的要求出圖，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)設計：應用設計系統(tǒng)進行全船建模，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。利用設計建模進行每一分段圖的生產(chǎn)設計，完成船體生產(chǎn)設計施工圖設繪、套料圖設繪、焊接技術要領、胎架圖、船體制造完工測量要求和分段吊環(huán)設計及其加強、船體驗收項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)設計：舾裝生產(chǎn)設計圍繞總段建造模式開展工作，實行按分段、總段進行預舾裝，將梯、蓋、人孔、踏步等編入分段托盤管理表，同時編制總段托盤，以此作為施工的依據(jù)。按照區(qū)域建造的施工要領完成總段舾裝綜合布置圖、預舾裝施工圖、舾裝件制作圖冊、舾裝件安裝圖、托盤管理表及舾裝驗收項目表等工藝文件的編制。

涂裝區(qū)域生產(chǎn)設計：區(qū)域涂裝生產(chǎn)設計按照區(qū)域建造施工要領，對總段區(qū)域進行涂裝生產(chǎn)設計，編制分段涂裝施工圖冊、區(qū)域涂裝驗收項目表、涂裝工藝技術文件、跟蹤補涂技術要求等技術文件，作為工作的依據(jù)。

2 區(qū)域造船技術在管理上的應用

2.1 建立、完善相適應的工程計劃管理體系

工程管理上全面應用區(qū)域造船理念,建立區(qū)域造船工程計劃管理體系，將包括設計、建造在內的各項計劃納入到船舶區(qū)域造船工程計劃管理系統(tǒng)中。通過中間產(chǎn)品的設計和管理，實現(xiàn)了較精細化造船工程管理的目標。

工程計劃體系由工藝計劃、負荷計劃和日程計劃3 部分組成。其中，日程計劃是計劃管理的實質和核心，工藝計劃和負荷計劃是日程計劃得以實現(xiàn)的基礎和保證，這3 個要素是工程計劃管理的重要組成部分，相互依存，融為一個整體。

2.2 加強生產(chǎn)技術準備等前期管理工作

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

1）建造大綱、總進度表和設備、材料納期表的編制和落實，確保了設備納期與總組、搭載計劃的銜接，確保了分段/總段預舾工作的開展；

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

3）在生產(chǎn)設計時，不斷進行生產(chǎn)設計的深化，不斷提高分段、總組階段的預舾裝率；

4）強化標準化工作，編制標準化計劃。如船舶產(chǎn)品下水件標準計劃、物資配套標準計劃、舾裝件配套標準計劃，管子區(qū)域標準計劃、風管配套標準計劃等。

3 區(qū)域造船技術在實船建造中的應用

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%。其中最重的總段結構重量約800 t，舾裝完整后吊裝重量約1 100 t，總段的大型化，為該船總段內的預舾裝、區(qū)域涂裝完整性建立了良好的基礎，使得在平臺階段可以獲得最大的預舾裝率。在某軍貿船上，建造策劃中再次全面融入?yún)^(qū)域建造理念，將主船體機艙區(qū)域總組成四個環(huán)形總段進行區(qū)域設計、建造，成型各總段再吊上船臺進行總裝合攏。

3.2 實現(xiàn)精度造船提高船舶建造質量

成立了精度管理室，對船舶建造精度進行全面控制及考核，同時從設計、加工、部件、分段、搭載以及運輸全流程加強精度方面的管理。

1）設計階段精度控制：根據(jù)船舶結構特點及建造方法，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，對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，采取相應措施重點控制。

4）分段總組階段精度控制：針對分段在總組時容易出現(xiàn)的大接頭錯位、層高難以保證、型寬變小、接縫肋距超差、橫向肋骨檢驗不對稱、縱向構架定位錯位等問題，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、運輸、堆放時容易產(chǎn)生變形，針對各工作階段制定了相應的控制措施，確保制作精度。

通過全面加強制作全過程精度管理，船舶建造的精度得到有效提高，減少了開刀、換板等返工發(fā)生，保障了建造質量。

3.3 在多型船舶上實現(xiàn)單元模塊成功運用

在船舶建造中積極推廣單元模塊的運用，根據(jù)船舶結構、布置特點，研究單元模塊的合理劃分技術，生產(chǎn)設計技術，單元模塊化的制作工藝技術，單元模塊吊裝工裝的設計、強度校核、單元模塊的精度控制技術以及單元總段安裝技術等，已在各類型船舶上進行實踐和成功運用。

4 成果和經(jīng)驗

1）生產(chǎn)設計有利于統(tǒng)一施工技術狀態(tài)

區(qū)域生產(chǎn)設計圖紙對現(xiàn)場施工分工明確，要求嚴格按圖施工，執(zhí)行設計中優(yōu)化的工藝和方法，可以有效克服現(xiàn)場施工人員因個人經(jīng)驗所引起的施工技術上的差異和質量控制不一致等，達到施工技術狀態(tài)統(tǒng)一，便于控制區(qū)域生產(chǎn)全過程的目的。

2）總段預舾裝率顯著提高

區(qū)域舾裝有效的改善了施工條件，例如總段舾裝最復雜的機艙區(qū)域采用區(qū)域舾裝后，機艙內大部分舾裝件都是在敞開狀態(tài)下進行安裝作業(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程，對船舶建造的生產(chǎn)起到良好推進作用。單元模塊技術的運用，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，使得設計布置不斷優(yōu)化。通過區(qū)域造船技術在管理、設計、建造中的不斷深入運用，船舶預舾裝率得到不斷提升，使得工序得以前移，各階段作業(yè)負荷得以優(yōu)化、平衡，建造質量得到了持續(xù)提升。

3）提高建造質量，縮短建造周期

通過開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，同時為分段、總組階段實行無余量制作打下了基礎。目前已實現(xiàn)總段100%無余量進塢，確保了船體的快速成型。建立的適應區(qū)域造船技術的質量管理體系，重點控制生產(chǎn)設計，工藝評審、精度控制等關鍵環(huán)節(jié)，保證建造質量，并且船舶建造進度較以往有了大幅提高，多艘船舶實現(xiàn)提前交船。

5 結論

本文以國內某船廠的區(qū)域造船技術應用為例，重點闡述了區(qū)域造船技術在船廠管理、設計、實船建造中的具體應用和做法，以及推行區(qū)域造船技術成果和經(jīng)驗，從應用的效果可以看出，區(qū)域造船技術的應用具備利于統(tǒng)一施工技術狀態(tài)，提高總段預舾裝率，提高建造質量，縮短建造周期等顯著優(yōu)勢。從多年推行區(qū)域造船的技術發(fā)展趨勢看，隨著應用的深入，可向模塊造船技術方向進一步發(fā)展。