造船成组技术.pptx

2023/3/2717-2 7-2 7-2 7-2 一体化方法对船体建造的要求一体化方法对船体建造的要求一体化方法对船体建造的要求一体化方法对船体建造的要求l l 壳舾涂一体化原则对船体分段划分的要求壳舾涂一体化原则对船体分段划分的要求l l 适应壳舾涂一体化的分段划分方案实例适应壳舾涂一体化的分段划分方案实例第1页/共27页2023/3/272一、造船技术水平的演绎及划分一般，将造船技术的发展划分为以下 5 级：第一级 铆接技术应用，船体散装，船体形成后再进行舾装；第二级 焊接技术应用，船体先形成分段，并进行预舾装，再合拢为整个船体；第三级 成组技术应用，船体分道建造，区域舾装、区域涂装；第四级 在上述船体分道建造、区域舾装、区域涂装和管件族加工等 4项技术实施并完善的基础上，运用系统工程技术的统筹优化理论分析生产过程，使各类造船作业实现空间分道、时间有序、责任明确、相互协调的作业优化排序，即实现均衡、连续、高效地壳、舾涂一体化造船；并由计算机全面辅助，这也就是造船CIMS。第五级 充分发挥人的因素，开展全面质量管理小组活动，持续地完善造船系统，不断提高生产率。5 5 级造船模式的有序演绎级造船模式的有序演绎 第2页/共27页2023/3/273发展机理连接技术创新社 会 技 术 创 新发展时序传统船舶工业现 代 船 舶 工 业未来船舶工业生产模式整体制造模式分段制造模式分道制造模式集成制造模式大规模定制模式主导技术铆接技术焊接技术成组技术信息技术智能技术工程状态 船体散装 码头舾装 全船涂装 分段建造 先行舾装 预先涂装 分道建造 区域舾装 区域涂装船体建造、舾装和涂装一体化 动态（虚拟）组合 建造过程仿真 全面模块化和数字化管理特性 以“系统”导向分解船舶工程 按“库存量”控制生产过程以“系统/区域”导向，分解船舶工程按“系统”和“区域”的“库存量”控制生产过程“中间产品”导向的分散专业化生产按“区域/类型/阶段”的“库存量”控制生产过程“中间产品”导向的分散专业化生产按“区域/类型/阶段”的“流通量”控制生产过程 模块导向的分布式生产和动态耦合 造船和船舶运营全过程的瞬态监控船厂类型劳力密集大型厂数万名员工劳力密集大型厂万名员工左右设备密集大型厂员工千人左右信息密集大型厂员工千人以下知识密集大型厂员工数百人或百人左右生产技术人工放样技术切割、成形、装配技术管子加工技术铸、锻、热处理和机加工技术机电设备和系统的安装调试技术造船CAD/CAM和CIM技术NC切割技术型材、管件和分段的机械化制造技术物资含“中间产品”采办和托盘集配技术造船精度控制技术编码和区域造船技术船舶产品模型数据交换标准船舶产品设计和制造过程一体化数据环境技术分布式集成的虚拟制造技术全方位的建模和仿真技术并行工程和电子网络技术第3页/共27页2023/3/274现现代代化化造造船船传传统统造造船船船体建造、舾装和涂装一体化船体建造、舾装和涂装一体化船体分道建造船体分道建造船体分段建造船体分段建造船体整体建造船体整体建造区域舾装区域舾装预舾装预舾装船体形成后舾装船体形成后舾装焊接技术的引进焊接技术的引进成组技术的引进成组技术的引进结合舾装和涂装结合舾装和涂装结合船体建造结合船体建造舾装分为两个阶段：舾装分为两个阶段：分段舾装和船上舾装分段舾装和船上舾装舾装分为三个阶段：舾装分为三个阶段：单元舾装、分段舾装单元舾装、分段舾装和船上舾装和船上舾装区域区域/系统系统系统系统区域区域/类型类型/阶段阶段区域区域/类型类型/阶段阶段的一体化的一体化造船技术的发展示意（前四级）造船技术的发展示意（前四级）返回返回第4页/共27页2023/3/275二、壳、舾、涂一体化造船的定义我国造船界在分析研究了日本、美国、加拿大、西班牙等国造船技术发展的基础上，结合我国沪东、江南、广船、新港等船厂经过现代造船模式转换的实践和体会，对壳、舾、涂一体化造船作出了如下定义：在实施并完善船体分道建造、区域舾装、区域舾装和管件族加工等技术的基础上，运用系统工程技术的统筹优化理论分析生产过程，按区域组织综合性生产，船体以分道作业形成中间产品分段，舾装以不按船舶系统分类的中间产品为导向形成托盘，船体建造和舾装作业起先各自分流，从分段阶段起合二为一，涂装作业渗透到船体和舾装作业各阶段。即各类造船作业实现空间分道、时间有序、责任明确、相互协调的作业优化排序。同时，造船系统的设计、生产、管理和采购各部门的任务和计划，都围绕中间产品的制造予以明确规定，使得船厂的一切工作相互协调，极富节奏。第5页/共27页2023/3/276壳、舾、涂一体化造船的要点壳、舾、涂一体化必须建立在分道建造、区域舾装、区域涂装和管件族制造的基础上，即首先要使所有的造船作业都按统一的中间产品专业生产为导向组织生产。实现壳、舾、涂一体化的明显表征是施工现场井井有条，达到空间上分道，时间上有序、不同类型的作业和谐地进行，互不干扰。空间上分道，就是为每个中间产品建立顺畅、无迂回的单向分道生产流程；同时，把船厂的空间按中间产品进行划分，在组织和安排生产时，使生产保持平衡。船体建造和舾装的分道生产体制的建立，使流通量控制的生产管理得以实现。第6页/共27页2023/3/277 时间上有序，即船体、舾装、涂装三种作业并不是一起做，而是在一体化计划的安排下有序地进行和有机地结合。尤其是在分段、总段和船上施工阶段，壳、舾、涂作业在同一空间（即同一分道上）进行时，通过运用统筹兼顾的原理，时间合理分配，做到互不干扰，全厂生产有条不紊，职责分明，整个生产过程极富节奏，协调成犹如一体。生产过程中所有信息、物资和人员都能适时到位，一应惧全。实现壳、舾、涂一体化的条件是信息和物资按中间产品导向调集，并优质适时实现壳、舾、涂一体化的条件是信息和物资按中间产品导向调集，并优质适时为现场作业服务。为现场作业服务。返回返回第7页/共27页2023/3/278三、壳、舾、涂一体化的内涵壳舾涂一体化（Integrated Hull Construction，Outfitting and Painting，简称IHOP）是世界造船界共同探求的目标。是造船技术发展的第四级水平。从壳舾涂一体化的英文字义分析，IHOP是指不同类型作业达到各自和整体的和谐运行、互不干扰。IHOP可以定义为集成造船，即造船的集成制造系统。它是造船的组织、管理与运行的新哲理，通过综合应用现代管理技术、制造技术、信息技术、系统工程技术，达到造船全过程中的有关的人、技术、管理三要素及其信息与物流的有机集成和优化运行。返回返回第8页/共27页2023/3/279四、壳、舾、涂一体化造船的特征1）船体分道建造。根据成组技术族制造的原理制造船体零件、部件和分段，按工艺流程组建生产线。2）抛弃了舾装是船体建造后续作业这一旧概念，以精确划分的区域和阶段来控制舾装。新方法有三个基本阶段，即单元舾装、分段舾装和船上舾装。此外，还有一个次阶段，即当分段倒置时，以俯向来完成本来必须仰面完成的作业。3）族制造。例如管件族制造，它以成组技术原理代替作坊时代思想方法，以最有效的手段制造多品种、小批量产品，可获得生产线生产方法的效益。4）采用产品导向型工程分解。它通过强调专业内容，把船舶创造性地划分为许多理想化的中间产品，例如，零件和部件，使之能协调地分道生产，从而大大简化了前面提到的不同类型作业的一体化。掌握了一体化建造法的船厂通常在船舶下水时舾装完成率超过90%。分段上船台前的舾装完成率和总装阶段的舾装完成率分别达到35%和85%是很平常的。返回返回第9页/共27页2023/3/2710一、壳舾涂一体化原则对船体分段划分的要求传统的船舶分段划分是在充分考虑工厂的起重能力、场地、设备、船舶结构完整合理的基础上，并综合考虑工时材料消耗、建造质量和新工艺推广等方面因素而形成的工艺设计方案。随着造船技术的发展，壳舾涂一体化的造船方法进一步地显示出其显著的优越性，因此。充分研究适应于一体化造船法的分段划分方案，就越来越显得十分重要。下图表示的按照船体建造、舾装和涂装一体化原则的分段划分方案，体现了一些具体的要求或特点。第10页/共27页2023/3/2711支撑支撑牵条牵条3126154610987514131211234按照壳舾涂一体化原则的分段划分举例 上图左侧为按壳舾涂一体化原则划分的分段，只有6个分段依次合拢。分段在倒置时进行顶部的舾装和涂装，结构稳固，无须临时支撑，然后分段翻身，完成余下的舾装和涂装。分段合拢阶段只需要少量的脚手架，且不必使用牵条和支撑。2 号 3 号分段的合拢焊缝位于内底平面之上，避免了先前安装在分段上的机械装置等。第11页/共27页2023/3/2712 上图的分段划分方案，与传统方法划分相比较，其优点是：有更多的机会进行分段舾装和涂装，特别是舾装和涂装作业可以俯位进行；分段的数量较少；合拢阶段的焊接量和操作难度均减少；分段的稳定性和刚度更佳；几乎不需要支柱或牵条来帮助分段定位；所需的脚手架大大减少；合拢时舾装件和涂装的损坏减少；上述各点大大地提高了作业的安全性。返回返回第12页/共27页2023/3/2713二、适应壳舾涂一体化的分段划分方案实例二、适应壳舾涂一体化的分段划分方案实例 下面是分段划分从传统的划分观念转变到适应壳炳涂一体化的先进造船方法的一个实例。本例为5艘15万吨级散货船的建造。1船舶主尺度及结构特点 总长 270 m；垂线间长 260 m；型宽 44 m；型深 24 m；设计吃水 16.3m；结构吃水 17.5m；设计航速 14 kn；本船为柴油机驱动的单螺旋桨散装货船。带球鼻艏和垂直方尾；船体结构为双层底、单舷侧、单甲板。8 道连带上、下壁墩的槽形横舱壁将货舱区划分为9个货舱。第13页/共27页2023/3/2714机舱底区域的舾装量相对来说是很大的，在以往的船舶建造过程中，此区域的舾装工作占用了大量的船台期。如果能将此处的舾装工作在分段建造中完成，则会大大缩短船台周期。按照前述船舶建造壳舾涂一体化原则划分分段的要求（或特点），对机舱舷侧与双层底的传统划分方案作了如下改进。2 2机舱双层底分段的划分机舱双层底分段的划分第14页/共27页2023/3/2715根据机舱双层底板架上下区域舾装件集中的特点，考虑壳舾涂一体化对设计、施工的要求，兼顾场地、起重能力的适应性，采取了将机舱底部地板上下一起作为一个分段进行盆舾装的划分方案。此种盆舾装分段划分方案虽然增加了船体施工及分段翻身的工作量与难度，但它却可以使机舱区域的舾装、涂装工作近于完整，该区域的预装率高达85以上。第15页/共27页2023/3/27163 3货舱区的分段划分货舱区的分段划分图(a)所示是BC1500-1号船的货舱区分段划分图，这是典型的传统划分方法，分段边界基本上都是船体结构部位的自然分界线。从横剖面图上可以看出，每个环形段划分为7个分段，即1个中间底分段、2个边底分段、2个舷侧分段、1个横舱壁分段和1个甲板分段。这种划分方法，对于船体建造来说是有利的，但舷侧上的骨材与边底压载舱斜板的合拢焊接时，将使边底压载舱内的油漆遭到破坏，对于保证涂装的完整性不利。第16页/共27页2023/3/2717第17页/共27页2023/3/2718考虑上述壳舾涂一体化对设计、施工的要求，确定在建造的2号船上取2个环形段作为实验段，对分段划分作一些改进，使分段划分更适合于壳舾装涂一体化的建造方法，如图(b)所示。分段划分时以第10、11环形段为实验段，将舷侧和边底之间的合拢缝上移5300 mm。第18页/共27页2023/3/2719第19页/共27页2023/3/2720这种方法有以下几个特点：合拢后压载舱内的油漆破坏减少 由于此缝上移，使边底压载舱的四周在合拢时无焊接作业，从而可以保证边压载舱在分段时涂装的油漆不被破坏。使舷侧外板肋骨更易于合拢装配及焊接。按使舷侧外板肋骨更易于合拢装配及焊接。按11号船的分段划分方案，舷侧分段号船的分段划分方案，舷侧分段上焊后的舷侧肋骨末端倾斜部位在合拢时很难与压载舱内的结构对位，返工量上焊后的舷侧肋骨末端倾斜部位在合拢时很难与压载舱内的结构对位，返工量较大。修改后的方案将此难点在分段上解决，且使焊接工作量减少并易于焊接。较大。修改后的方案将此难点在分段上解决，且使焊接工作量减少并易于焊接。增强了分段的稳定性和刚性。从结构上看，单层舷侧分段的刚性显得较弱。此增强了分段的稳定性和刚性。从结构上看，单层舷侧分段的刚性显得较弱。此缝上移后，将单层舷侧分别连带在底部和舷侧上，增强了分段的刚性。缝上移后，将单层舷侧分别连带在底部和舷侧上，增强了分段的刚性。第20页/共27页2023/3/2721 提高了作业的安全性。舷侧分段均需反造或侧造，均需要翻身，此种划分方法提高了舷侧分段翻身作业的安全性。使各压载舱相对完整，有利于压载舱内的舾装件预装的完整性。使各压载舱相对完整，有利于压载舱内的舾装件预装的完整性。这种划分方法也带来了一些问题，其中主要是槽形横舱壁合拢的对位问题，这种划分方法也带来了一些问题，其中主要是槽形横舱壁合拢的对位问题，分段腰缝的上移，边横舱壁分段势必划分成上下两个小分段。槽形横舱壁上下分段腰缝的上移，边横舱壁分段势必划分成上下两个小分段。槽形横舱壁上下槽的对准，包括槽中半圆弧的对准工作，都极不容易做好。因此，在槽的对准，包括槽中半圆弧的对准工作，都极不容易做好。因此，在22号船的号船的施工中，槽形横舱壁的修整工作量很大，但从建造的总体情况看，修改后的方施工中，槽形横舱壁的修整工作量很大，但从建造的总体情况看，修改后的方案较案较11号船的方案还是前进了一大步。号船的方案还是前进了一大步。第21页/共27页2023/3/2722BC1500-3号船的分段划分解决了边压载舱的油漆烧损以及肋骨安装困难问题，同时在本船的建造过程中，对槽形舱壁的加工、制作、合拢都采取了相应的措施，取得了较好的效果。在在BC1500-4BC1500-4号船的分段划分中，将平行体区域分段缝全部上提至距基线号船的分段划分中，将平行体区域分段缝全部上提至距基线13.3 13.3 mm处，艏艉区域分段缝仍维持在距基处，艏艉区域分段缝仍维持在距基9.3 m9.3 m处，槽形舱壁全在距基线处，槽形舱壁全在距基线9.34 m9.34 m处断处断为上下两个槽形舱壁分段。为上下两个槽形舱壁分段。第22页/共27页2023/3/2723经过4艘船的试验，根据船体外板板缝的具体情况，在BC1500-5号船的分段划分中，又将上述分段划分方式由平行舯体区域推广到线型复杂区域，如图（e）所示。第23页/共27页2023/3/2724 以上不同分段划分的效益比较结果 为进一步说明适应壳舾装涂一体化船体建造，提高舷侧板连接缝这一分段划分方案的优越性，特将15万吨级5艘散货船的一些效益指标列入下表加以比较。从从表表中中可可以以看看出出，随随着着分分段段划划分分方方案案的的逐逐步步改改进进，无无论论是是从从油油漆漆的的损损坏坏率率及及各各阶阶段段建建造造周周期期来来看看，都都有有不不同同程程度度的的改改善善。这这种种分分段段划划分分方方案案对对于于实实现现壳、涂一体化造船法、缩短造船周期、降低造船成本起了较大的作用。壳、涂一体化造船法、缩短造船周期、降低造船成本起了较大的作用。返回返回第24页/共27页2023/3/2725思考题：思考题：1.1.试按发展过程叙述试按发展过程叙述 5 5 级造船模式各自的生产模式、工程状态和主导级造船模式各自的生产模式、工程状态和主导技术。技术。2.2.壳、舾、涂一体化造船的含义是怎样的？它是造船技术的第几级水壳、舾、涂一体化造船的含义是怎样的？它是造船技术的第几级水平？平？3.3.试分别叙述试分别叙述“空间上分道空间上分道”和和“时间上有序时间上有序”的含义。的含义。第25页/共27页2023/3/2726第26页/共27页2023/3/27造船成组技术 27感谢您的观看！第27页/共27页