現(xiàn)代船廠規(guī)劃設(shè)計(jì)綜述

郝金棟

（中國(guó)船舶重工集團(tuán)國(guó)際工程有限公司，北京100121）

1 現(xiàn)代造船模式

造船模式是指組織造船生產(chǎn)的作業(yè)任務(wù)分解原則和組合方式[1]。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和造船需求的增長(zhǎng)，造船模式在不斷地發(fā)展和演變，從按功能/系統(tǒng)組織生產(chǎn)的鉚接造船到按區(qū)域/階段/類型一體化組織生產(chǎn)的現(xiàn)代造船已經(jīng)經(jīng)歷了4 個(gè)階段[2]。

現(xiàn)代造船是第4 代造船模式，其主要理論基礎(chǔ)為系統(tǒng)工程技術(shù)統(tǒng)籌優(yōu)化理論和成組技術(shù)原理。運(yùn)用成組技術(shù)產(chǎn)品制造原理（即中間產(chǎn)品導(dǎo)向型的作業(yè)分解原理），確立以中間產(chǎn)品為導(dǎo)向的產(chǎn)品作業(yè)任務(wù)的分配原則；運(yùn)用成組技術(shù)相似性原理，確立船體（殼）、舾裝（舾）、涂裝（涂）按區(qū)域/階段/類型的生產(chǎn)作業(yè)方式；運(yùn)用系統(tǒng)工程技術(shù)的統(tǒng)籌優(yōu)化理論，達(dá)到船舶建造的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、管理一體化。最終達(dá)到以中間產(chǎn)品為導(dǎo)向，按區(qū)域組織生產(chǎn)，使船體（殼）、舾裝（舾）、涂裝（涂）作業(yè)在空間上分道、時(shí)間上有序，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、管理一體化的總裝造船[3]。

2 現(xiàn)代船廠規(guī)劃設(shè)計(jì)概述

2.1 現(xiàn)代船廠布置原則

現(xiàn)代總裝造船廠的平面布置按照廠區(qū)的地址、地貌、岸線、水域條件，確定船塢、碼頭的位置；依據(jù)殼、舾、涂按區(qū)域的分道作業(yè)模式，確定陸域加工場(chǎng)或車間的組成；按照總裝造船的工藝流程要求，確定工場(chǎng)和車間的軸線走向和布局，布局還應(yīng)考慮物流的合理性，使材料裝卸和運(yùn)輸?shù)目偭孔钚?，盡量做到物流最短；因地制宜地利用主體工藝流程的邊緣地區(qū)，設(shè)置舾裝、涂裝工場(chǎng)，達(dá)到殼、舾、涂在空間上分道，時(shí)間上有序的均衡、連續(xù)、柔性的建造效果。

2.2 現(xiàn)代船廠總平面布置形式

現(xiàn)代造船模式下的船體建造按空間上的分道作業(yè)可分為四大造船工場(chǎng)，即鋼材堆場(chǎng)、船體加工場(chǎng)、船體焊接場(chǎng)、船塢（船臺(tái)），依據(jù)這四大造船工場(chǎng)規(guī)劃船廠的主體工藝流程走向，船廠的總平面布置，大致可分為如下4 種形式。

1）I 形組合布置形式：如圖1 所示，該布置形式的主要特點(diǎn)為物流路線短，銜接緊湊，轉(zhuǎn)運(yùn)方便，如日本三井千葉船廠、日本川崎船廠、瑞典科克姆斯船廠等。

圖1 I 形組合布置示意圖

2）T 形組合布置形式：如圖2 所示，該布置形式是I 形布置的變形，主要將船體加工裝配的路線與船塢的中部垂直，如日本住友重工追濱船廠、瑞典阿倫達(dá)爾“哥塔維根”造船廠以及國(guó)內(nèi)的青武船廠等。

3）L 形組合布置形式：如圖3 所示，該布置形式也是I 形的一種變形，主要是船臺(tái)與車間呈一定的角度，如日本IHI 公司愛知船廠等。

圖2 T形組合布置示意圖

圖3 L形組合布置示意圖

4）U 形組合布置形式：如圖4 所示，該布置形式是L 形的變形，如韓國(guó)現(xiàn)代蔚山船廠、日本的大島船廠等。

圖4 U形組合布置示意圖

2.3 現(xiàn)代船廠車間（工場(chǎng)）設(shè)置

現(xiàn)代造船模式按照殼、舾、涂3 種作業(yè)空間分道的建造工藝流程，船廠的典型車間（工場(chǎng)）和流水線的設(shè)置如表1 所示。

表1 船廠的典型車間（工場(chǎng)）和流水線

3 船廠規(guī)劃設(shè)計(jì)實(shí)例

3.1 主要設(shè)計(jì)原則

主要設(shè)計(jì)原則包括：（1）按現(xiàn)代化總裝造船模式的要求，規(guī)劃總平面布置，充分考慮新技術(shù)、新材料和新設(shè)備的應(yīng)用；（2）工藝先進(jìn)、設(shè)施合理，物流最短、銜接順暢，生產(chǎn)管理數(shù)字化、一體化；（3）建設(shè)布置要結(jié)合地質(zhì)地形條件，因地制宜，發(fā)揮場(chǎng)地的天然優(yōu)勢(shì)，力求科學(xué)、經(jīng)濟(jì)、合理；（4）建筑應(yīng)結(jié)合場(chǎng)地條件、工藝需求統(tǒng)籌策劃，總體協(xié)調(diào)、經(jīng)濟(jì)美觀，安全可靠；（5）公用動(dòng)力站房布置要盡量靠近負(fù)荷中心，以減少管網(wǎng)的損失，節(jié)約能源。

3.2 總平面布置及主要車間（工場(chǎng)）設(shè)置

該船廠占地約700 000m2，碼頭長(zhǎng)約920m。該船廠的總平面規(guī)劃為典型的“T”組合布置。按照殼、舾、涂作業(yè)的空間分道、時(shí)間有序原則規(guī)劃布置如下。

1）船體建造。船體建造的主工藝流程由南向北依次由鋼結(jié)構(gòu)聯(lián)合車間（分為鋼料堆場(chǎng)、預(yù)處理工場(chǎng)、理料場(chǎng)、切割加工工場(chǎng)、部件裝焊工程和分段裝焊工場(chǎng)）、分段翻身裝焊及總裝場(chǎng)、總組及舾裝場(chǎng)及船塢等加工場(chǎng)組成，可按工序有序次地完成鋼材堆放、鋼材預(yù)處理、切割加工、分段裝焊、分段轉(zhuǎn)運(yùn)、預(yù)舾裝、分段總組、總段合攏、總段舾裝等工序。

2）涂裝作業(yè)。分段涂裝由分段涂裝車間完成，布置于分段堆場(chǎng)及預(yù)舾裝場(chǎng)的東側(cè)，距總組及舾裝場(chǎng)很近，運(yùn)輸周轉(zhuǎn)方便。

3）舾裝作業(yè)。舾裝件的制作由當(dāng)?shù)嘏涮讖S協(xié)作生產(chǎn)，于鋼結(jié)構(gòu)聯(lián)合車間的東側(cè)布置模塊制作車間及集配工場(chǎng)等。

4 結(jié)語

基于系統(tǒng)工程技術(shù)和成組技術(shù)的現(xiàn)代化造船模式是船廠總平面布置的主要理念，同時(shí)船廠規(guī)劃設(shè)計(jì)是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，涉及多學(xué)科、多專業(yè)技術(shù)知識(shí)的綜合運(yùn)用，規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)還應(yīng)充分考慮船廠的產(chǎn)品規(guī)模、生產(chǎn)組織、物流運(yùn)輸、能源供應(yīng)、地形地貌等因素，因地制宜地按照現(xiàn)代化的總裝造船模式進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)。