大舾件結(jié)構(gòu)化設(shè)計的策劃與實施

摘" " 要：本文提出大舾件結(jié)構(gòu)化設(shè)計的原則，簡要介紹了大舾件結(jié)構(gòu)化設(shè)計的整體策劃和實施方法及其設(shè)計流程、實施要點，可使大舾件制作、安裝工序前移，實現(xiàn)降本增效，并結(jié)合在建的某大型工程船舶的三個大舾件雷達桅、錨機基座和吊機鉤箱結(jié)構(gòu)化前移實例進行對比分析，總結(jié)大舾件結(jié)構(gòu)化前移的整體實施經(jīng)驗，可為類似項目提供借鑒參考。

關(guān)鍵詞：船舶舾裝；大型舾裝件；工序前移

中圖分類號：U662.2" " " " " " " " " " " " " " " " " 文獻標志碼：A

Planning and Implementation of Structural Design for Large Outfittings

HUANG Jianjun，" SHANG Mingxing，" ZHAO Denghai，" LIU Yang

（ CSSC Huangpu Wenchong Shipbuilding Co.， Ltd.，" Guangzhou 511462 ）

Abstract： This paper proposes the principles of structured design for large outfitting， briefly introduces the overall planning and implementation methods of structured design for large outfitting， as well as the design process and implementation points. It can move the production and installation processes of large outfitting forward， save cost and efficiency improvement， compare and analyze the three large outfitting of radar mast， anchor windlass seating and crane hook box structured forward examples of large engineering vessel under construction. The overall implementation experience of structured forward design for large outfitting is summarized， which can provide reference for similar projects.

Key words： hull outfitting;" large outfitting structure;" process move forward

1" " "引言

外協(xié)成本是除物資采購成本之外較大的成本支出項目，其對降本工作很有潛力挖掘并且大有可為。為適應(yīng)現(xiàn)代造船模式需求，生產(chǎn)向?qū)I(yè)化、集成化的方向發(fā)展，鐵舾件一般都委托專業(yè)廠家制作。目前行業(yè)內(nèi)的船舶建造，主要采取殼舾涂一體化，以中間產(chǎn)品為導(dǎo)向的建造模式，按分段、總段（總組）和船臺劃分建造階段，鐵舾件也是按照相應(yīng)的建造階段進行設(shè)計和施工。

船舶舾裝件具有小批量、多種類、結(jié)構(gòu)類型復(fù)雜、技術(shù)綜合性較強等特點[1]。在船廠實施中發(fā)現(xiàn)，鐵舾件委外制作的廠家往往由于先天條件的不足，對于大型的舾裝件存在制作精度、焊接質(zhì)量差，涂裝質(zhì)量不達標，生產(chǎn)周期長等問題，造成修改和返工。同時因制作精度差，船上安裝時，易與反面加強結(jié)構(gòu)錯位，導(dǎo)致修改，影響生產(chǎn)進度。

2" " 大舾件結(jié)構(gòu)化設(shè)計的原則

為解決大型舾裝件外委制作質(zhì)量差和納期不可控的問題，提出了大型舾裝件結(jié)構(gòu)化，將大型舾裝件轉(zhuǎn)化為船體結(jié)構(gòu)，不但降低了制造成本還提前了安裝時間，實現(xiàn)了工序的前移，保證質(zhì)量和周期。

大型舾裝件是指舾裝件中外形尺寸或者重量比較大的一個類型，其結(jié)構(gòu)劃分的總體原則：尺寸超過陸路運輸能力（即長度大于12 m，寬度和高度大于2.5 m，或重量大于30 t），比較常見的大舾件有雷達桅、掛舵臂、舵葉、吊機鉤箱、集裝箱導(dǎo)架、綁扎橋、吊機托架等，它們主要有以下特點：

1）外形尺寸大，重量較重，通常超過常規(guī)陸地運輸條件的限制；

2）結(jié)構(gòu)復(fù)雜，非常規(guī)連接節(jié)點多；

3）和船體結(jié)構(gòu)關(guān)聯(lián)密切，對于船舶生產(chǎn)進度有很大影響；

4）通常在其安裝位置設(shè)有船體結(jié)構(gòu)加強，對其制造精度有一定要求。

大舾件結(jié)構(gòu)化設(shè)計是將原本外協(xié)制作的雷達桅、吊臂托架、大型設(shè)備基座等大型舾件轉(zhuǎn)化為船體結(jié)構(gòu)的一部分，和分段一起建模、出圖、下料、加工、涂裝和搭載，這樣能夠顯著提高效率，節(jié)約施工成本。

3" " 大舾件結(jié)構(gòu)化前移的整體策劃和實施流程

大舾件結(jié)構(gòu)化前移的整體策劃和實施流程主要包括結(jié)構(gòu)化前移清單統(tǒng)計、方案討論、建模出圖、現(xiàn)場制作安裝四個部分，具體實施流程如下。

1）清單統(tǒng)計

設(shè)計部根據(jù)船體結(jié)構(gòu)及大型舾裝件的結(jié)構(gòu)特點，在生產(chǎn)設(shè)計策劃階段對可以前移的大舾件清單進行統(tǒng)計，并進行可行性初步分析和歸集，其主要內(nèi)容包括圖紙收集、重量、材質(zhì)、結(jié)構(gòu)特點、外形尺寸、安裝時機、精度要求等信息，在此期間生產(chǎn)設(shè)計人員需要和詳細設(shè)計單位加強溝通，細化圖紙，明確各類要求，完善信息，為后續(xù)推進工作打下基礎(chǔ)。

2）方案討論

生產(chǎn)管理部、制造部、配套部、總裝部等生產(chǎn)部門結(jié)合設(shè)計部匯總的信息，對于清單內(nèi)的各個項目進行逐一審查，從材料訂貨、責(zé)任分工、成本歸集等方面，并結(jié)合每個部門的出發(fā)點、關(guān)注點、生產(chǎn)效率、船廠實際情況等方面進行綜合評估，確定結(jié)構(gòu)化前移具體實施清單。

3）建模出圖

設(shè)計部根據(jù)公司各部討論確定之后的清單進行三維建模、模型評審、圖紙校對、結(jié)構(gòu)圖出圖、套料并經(jīng)相關(guān)專業(yè)會簽之后下發(fā)正式生產(chǎn)圖紙，將大舾件連同結(jié)構(gòu)分段一起下發(fā)生產(chǎn)圖紙，將原本委外單獨發(fā)圖的大舾件圖紙合并到船體結(jié)構(gòu)圖一起下發(fā)。

4）現(xiàn)場制作安裝

生產(chǎn)部門根據(jù)圖紙進行下料，制作及后續(xù)安裝工作，在此期間設(shè)計部門跟蹤整個過程中出現(xiàn)的問題，重點關(guān)注制作及安裝過程中的流程問題，并進行統(tǒng)一規(guī)類匯總整理，分析原因并制定相應(yīng)處理方案，為新項目的大舾件結(jié)構(gòu)化前移實施打下基礎(chǔ)，最后根據(jù)船型編制相應(yīng)的作業(yè)指導(dǎo)書，形成制度化、標準化統(tǒng)一文件，進一步完善公司管理體系。

4" " 大舾件結(jié)構(gòu)化前移的整體策劃實施案例

下文結(jié)合在建的某大型工程船舶的三個大舾件雷達桅、錨機基座和吊機鉤箱結(jié)構(gòu)化前移實例進行對比說明，重點將改善前和改善后實際情況進行對比，并對其優(yōu)缺點進行分析，具體情況如表1、表2和表3所示。

5" " 大舾件結(jié)構(gòu)化前移的整體實施經(jīng)驗小結(jié)

5.1" "大舾件結(jié)構(gòu)化前移的優(yōu)點

大舾件主要原材料同船體結(jié)構(gòu)鋼材一起大批量采購，走框架合作協(xié)議，可降低采購成本；大舾件廠內(nèi)制作精度較高，較好的解決了它們與結(jié)構(gòu)加強錯位的問題，制作和安裝工序提前，減少后期安裝對于結(jié)構(gòu)油漆的破壞；施工環(huán)境好，分段制作都是在內(nèi)場作業(yè)，高空作業(yè)少，效率更高；船廠內(nèi)部采用整體打砂后再涂裝工藝方案，較委外廠家施工環(huán)境及效果有較大改善，保證了油漆質(zhì)量；廠內(nèi)作為船體結(jié)構(gòu)件制作，相對舾裝件制作，單價更低，對控制鐵舾物量及降低總成本有利；節(jié)省了運輸成本，利于消耗庫存各類厚度的零散板材余料，同時避免了外協(xié)制作周期長、質(zhì)量不可控的不利局面；此外廠內(nèi)制作生產(chǎn)進度可控、納期準、質(zhì)量可靠。

5.2" 大舾件結(jié)構(gòu)化前移的缺點

部分大型舾裝件結(jié)構(gòu)化后，由于結(jié)構(gòu)建模的復(fù)雜性，結(jié)構(gòu)出圖圖面信息較多，部分大舾件設(shè)計難度和消耗時間明顯增加，如雷達桅等復(fù)雜結(jié)構(gòu)；部分大型舾裝件鋼材、型材材質(zhì)較為特殊并且物量較小，對鋼材一次利用率有些影響，增加了材料采購難度；部分特殊材質(zhì)金屬，如銅、不銹鋼等，還需要單獨下發(fā)訂貨清單及安裝圖，相對于委外包工包料的工作模式，增加了船廠內(nèi)部各個部門進行相關(guān)配合工作的管理難度。

5.3" "大舾件結(jié)構(gòu)化前移注意事項

1）大舾件材質(zhì)問題，船體結(jié)構(gòu)用鋼通常為A、B、D、E 4個等級，常用的強度等級有235 N/mm2、315 N/mm2和355 N/mm2三個等級，并且其它力學(xué)性能及化學(xué)成分應(yīng)該符合中國船級社《材料與焊接規(guī)范》的要求。部分大舾件設(shè)計廠家為陸用設(shè)備廠家，他們主要結(jié)構(gòu)設(shè)計時，多習(xí)慣采用陸用標準，主體結(jié)構(gòu)板材及型材通常為Q235B，Q345C等材料等級進行設(shè)計，和船體結(jié)構(gòu)材料等級劃分略有區(qū)別，因此在前期資料認可時需要將兩者進行等效轉(zhuǎn)化，避免后期現(xiàn)場驗收時驗船師提出異議，從源頭規(guī)避設(shè)計風(fēng)險。

2）船體結(jié)構(gòu)材料都需要取得船級社證書，結(jié)構(gòu)化的舾裝件材料是否需要持證，舾裝、結(jié)構(gòu)設(shè)計人員應(yīng)該事先按圖核實清楚，并做好與驗船師、船東的溝通協(xié)調(diào)工作，在下發(fā)訂貨清單的時候予以明確，同時做到信息共享，不要因證書問題產(chǎn)生額外成本以及報驗階段提出相關(guān)問題，影響生產(chǎn)進度。

3）大舾件尺寸及相關(guān)要求的準確性，通常結(jié)構(gòu)化的大型舾裝件都是和設(shè)備資料息息相關(guān)，船體結(jié)構(gòu)發(fā)圖通常較早，設(shè)計初期需要核實設(shè)備資料的準確性，早日和船東及設(shè)計院所固化技術(shù)狀態(tài)，提供準確的設(shè)備布置圖和設(shè)備資料給船體專業(yè)，進行結(jié)構(gòu)加強及設(shè)備外形的核對，避免發(fā)生布置及尺寸大小不對應(yīng)的情況，造成額外的損失。

4）大舾件相關(guān)附件的訂貨不要遺漏，通常情況下船體專業(yè)只負責(zé)鋼板和型材的相關(guān)建模和出圖，與之相關(guān)的安裝附件還是應(yīng)該由所屬專業(yè)進行訂貨，比如止推器、安裝螺栓、調(diào)整墊塊以及一些特殊材料的訂貨，比如青銅、316 L不銹鋼等，事先相關(guān)專業(yè)要協(xié)調(diào)確認好，按照職責(zé)分工要明確，下發(fā)正確的訂貨及領(lǐng)用依據(jù)，不要有遺漏。

5）制造及安裝精度需要特別注意，部分大舾件精度要求較高，安裝面要求板厚留有加工余量，且有結(jié)構(gòu)加強對位，需要提前進行精度控制策劃，加工時機和節(jié)點需要提前確認好，在設(shè)計和建造過程中確保安裝精度符合要求。

6）大口徑鋼管訂貨長度問題，結(jié)構(gòu)鋼管常用長度有10 m、12 m等長度，在訂貨過程中，大口徑鋼管加工方式通常為熱擴管，結(jié)構(gòu)長度大，兩邊要留下加工余量，容易導(dǎo)致到貨長度和要求長度不一致的問題，訂貨前最大長度需要和生產(chǎn)廠家確認。

6" " "結(jié)語

在前期公司各個部門的通力協(xié)作下，本項目共有雷達桅、錨機/應(yīng)急發(fā)電機/導(dǎo)纜器基座、吊機鉤箱、吊臂托架等總共98.2 t大舾件結(jié)構(gòu)化前移，節(jié)約了3周左右的制作周期，有效的降低了成本。目前現(xiàn)場制作安裝順利，也給其它類似項目提供借鑒參考，并在以后的項目建造中不斷優(yōu)化和改進。同時對于公司提升建造質(zhì)量、做好建模2.0的推進工作有重大的現(xiàn)實意義。

參考文獻

[1]沈立剛，劉新東.船舶舾裝件自動化、智能化生產(chǎn)設(shè)計與制造研究[J].

廣東造船，2021， 40 （ 3 ） ：" 59-62.