第一章船舶建造概論第二節船舶建造模式一、造船模式

1.造船模式概念:是指組織造船生產的基本原則和基本方式。船舶工程的特點：作業面廣、工作量大、工種多、技術要求高、安裝復雜、設計與建造周期長。設計建造技術管理方式組織體制最根本的影響對于產品作業任務的分解和重新組合2.對造船模式的理解反映對產品作業任務的分解原則;反映作業任務分解后的組合方式;體現船舶產品的設計思想、建造策略和管理思想三者的系統結合;造船模式是不斷發展和變革的；造船模式不是具體的造船方法。

二、造船模式的演變早期的船舶，采用木材建造，鐵釘釘連船板，桐油加麻絲捻縫保證水密。當時，船體建造采用的是在工廠內，邊制作零件邊進行裝配的手工作坊式的建造方法，完全依靠造船師傅的技藝和經驗。此時尚無所謂造船模式。造船模式的演變過程，可以追溯到造鉚接船的年代。按造船技術的發展水平可以劃分為三個階段、五個有代表性的造船模式。造船模式演變示意圖造鉚接船以及鉚接向全焊接船過渡的階段（上世紀40年代前），造船模式是按功能／系統組織生產的模式，其特點為：第一階段：以系統導向型組織生產的階段

1）船體按結構功能／系統，舾裝按使用功能／系統進行船舶設計和組織生產；

2）產品的作業任務分解和分解后的組合以船舶設計的功能／系統為準繩，由各專業工種以功能／系統為導向；

3）采取“整體造船法”：數量眾多的船體零件經放樣號料并加工成形后，直接送往船臺裝配。待整個船體裝配完成并下水后，才在碼頭上進行舾裝作業，安裝全部的各類機械、電氣、管路及其他設備；

4）施工作業基本依賴于工人的技藝和現場管理人員的指揮；

5）船舶設計、制造工藝、生產管理各自獨立；

6）船舶建造的效率低、周期長。

1）產品作業任務的分解和組合：船體建造是按結構區域進行劃分；舾裝作業除少量分段預舾裝以外。主要按使用功能／系統組織生產；

2）船舶設計、制造工藝和生產管理是各自獨立的；

3）由于分段建造和分段預舾裝，使大量高空作業變為平面作業，改善了作業環境和產品質量；還可實現平行作業以擴大作業面積，從而達到提高生產效率和縮短建造周期的目的；

4）對船舶設計、生產組織有理更高的要求。第二階段：以區域／系統導向型組織生產的階段

20世紀40年代中后期，由于焊接技術在造船中的應用，開創了船體分段建造技術，提供了以區域進行流水作業的可能性，以及在分段區域上進行預舾裝的可能性。因而產生了區域／系統組織生產的造船模式，其特點為：

20世紀6O年代初，由于成組技術在造船中的應用，使多品種、小批量的造船生產采用了柔性化的大批量生產方式從而出現了以中間產品為導向的專業化生產，形成了按區域／類型／階段組織生產的造船模式。其特點為：第三階段：區域／類型／階段導向型組織生產的階段

1）產品作業任務的分解和組合，船體和舾裝均按船舶的空間部位劃分區域，分階段地把區域內的作業任務按類型以生產任務包形式組織生產，構成以中間產品為導向的生產方式；

2）由于產品作業任務的分解和組合是按“區域／類型／階段”進行的，要求船舶設計、制造工藝和生產管理融為一體；

3）生產作業方式是先按區域進行船體分道建造和區域舾裝，然后將完工的各個作業區域相互組合，以形成完整的船舶產品。

20世紀70年代初形成的造船模式。形成這一模式的原因：（l）超大型油船的艙內外涂裝工程的日益增多以及要求的不斷提高，促使涂裝從舾裝作業中分離，而形成獨特的涂裝生產作業系統；（2）系統工程技術與電子計算機技術在造中應用的擴大；

（3）20世紀70年代初期，超大型船舶的建造需求不斷增長。第四階段：區域／類型／階段一體化組織生產的階段這一模式的特點是：（1）產品作業任務的分解和組合，除按區域／類型／階段的分解原則和組合方式外，更體現船體建造、舾裝、涂裝三大作業系統的相互結合；（2）產品作業任務的分解與組合，是通過船體、舾裝、涂裝的生產設計加以規劃和體現的。（3）船舶設計、造船生產和生產管理相互結合，并通過生產設計融為一體。殼、舾、涂一體化區域造船的基本模式根據造船技術的演變和模塊化制造對造船業的影響，中間產品模塊化組織生產作為未來第五級造船模式。船舶模塊應具備以下三個要素：（1）模塊應具有標準尺寸和標準構造，以便最大限度地簡化船舶設計、便于制造和提高產品質量；（2）模塊應具有標準件和可選部件的特點，使模塊內含有可供選擇的標準件，通過調換這些標準件來滿足船東的特定要求；（3）模塊是預制件，具有可組裝性。第五階段：模塊化造船模式造船模塊的定義：具有標準尺寸和標準件且主要部件具有可選性的最終產品的預制單元。這種預制單元有船體結構單元和舾裝功能單元。所有造船模塊都必須具有以下特點：（1）具有獨立的功能；

（2）具有通用性‘

（3）具有特定的界面、連接尺寸及連接形式。三、現代造船模式

1.現代造船模式定義：以統籌優化模式為指導，應用成組技術原理，以中間產品為導向，按區域組織生產，殼（船體制造）、舾、涂作業在空間上分道，時間上有序，實現設計生產管理一體化，均衡、連續地總裝造船模式。

2.對現代造船模式的理解（1）應用成組技術的制造原理和相似性原理，以及系統工程技術的統籌優化理論，是形成現代造船模式的理論礎。（2）應用成組技術的制造原理，確立以中間產品為導向的生產作業體系，是現代造船模式的主要標志。（3）中間產品導向型的生產作業體系以中間產品的生產任務包為基本特征。（4）應用成組技術的制造原理進行產品作業任務分解，應用相似性原理按作業性質（殼、舾、涂）、區域、階段、類型分類成組，通過生產設什加以規劃。其中按區域分類成組，建立區域造船的生產組織形式，是形成現代造船模式的基礎和必要條件。（5）應用系統工程的統籌優化理論，是協調使用成組技術原理建立起來的現代造船生產作業體系相互關系的準則。該準則可形象化地概括為兩個“一體化”。其中，殼、舾、涂一體化，指“以船體為基礎、舾裝為中心、涂裝為重點”的管理思想，把殼、舾、涂不同性質的三大作業類型，建立在空間上分道、在時間上有序的立體優化排序。而設計、生產、管理一體化，指設什、生產、管理的有機結合。（6）現代造船模式是通過科學管理，特別是通過工程計劃對各類中間產品在船舶建造過和的人員、資源、任務和信息的強化管理，以實現作業的空間分道、時間有序、逐級制造、均衡、連續地總裝造船。四、現代造船模式的基礎理論成組技術是組織多品種、中小批量生產的一種科學方法。它將企業生產的各種品種、組成產品的各種部件、零件、按結構和工藝上相似性原則進行分類編組，并以“組”為對象組織技術工作和管理生產。1.成組技術(GroupTechnology簡稱GT)

創始人是前蘇聯的G．II．米特羅法諾夫，于1959年發表“成組工藝原理”專著。成組技術應用了產品制造原理和相似性原理。1.1產品制造原理該原理是把最終產品按其形成的制造級，以中間產品的形式對其進行作業任務的分解和組合。所謂中間產品是指生產的作業單元，是對最終產品進行作業任務分解的一個組成部分，也是逐級形成最終產品的組成部分，它具有明顯的產品特征。那就是：（1）有特定的“產品”作業任務，而其作業任務并非由單一工種完成；（2）有明顯的“產品”質量（尺寸精度）指標；

（3）有完成“產品”作業任務所需的全部生產資源（含人、財、物），或稱生產任務包。上述原理應用到造船，是把船舶作為最終產品，船舶制造從采購材料（設備）、加工零件開始，然后以中間產品的生產任務包形式組裝成配件，進而再組裝成更大的裝配件，這樣逐級組裝，最終總裝成船舶產品。

相似性原理是對產品作業任務分解成門類眾多的中間產品，按作業的相似特性，遵循一定準則進行分類成組，以使用相同的施工處理方法擴大中間產品的成組批量，以建立批量性的流水定位，或流水定員的生產作業體系。1.2相似性原理根據船舶生產的特點，相似性分類組成有如下四方面準則。（1）按生產作業的性質分類成組，即把船舶建造分為船體（殼）、舾裝（舾）、涂裝（涂）三種不同作業性質的類型，再各自分類成組作業。（2）按生產作業對象所處的產品空間部位分類組成，按產品劃分的的區域進行分類成組作業。對船舶產品而言，一般可劃分為機艙區、貨艙區、上層建筑居住區等三個大區域。同時在劃分的各大區域內可再劃分中、小區域以進行成組作業。

（3）按生產作業生產過程中的相似內容分類成組，即對區域內劃分的中間產品按其類型進行分類成組作業。以船體分段作為中間產品為例，可分平面、曲面和上層建筑三種不同類型的分段。以舾裝的中間產品為例，則可分為各類舾裝托盤（或單元）（4）按生產作業在生產過程中的作業時序分類成組，即按區域劃分的中間產品按其所處的作業階段，或制造級進行分類成組作業。對船體建造而言，可劃分為零件加工，部件（含組合件）裝配（小組），分段裝配（中組），分段組合（總組），船臺合攏等五個作業階段；舾裝作業可分單元、模塊、管件等制作，托盤集配，分段舾裝，總段（總組）舾裝，船臺舸裝等五個階段；涂裝則可分為原材料處理，分段涂裝，船臺涂裝以及碼頭涂裝等四個作業階段。把船舶建造作為一個大系統，分解為殼、舾、涂三種作業系統，再按區域/階段/類型逐一分類成組，并以"中間產品"為紐帶建立各類作業子系統以及作業系統的相互聯系。2.系統工程包括成組技術、系統分析、物料搬運、計劃和目標管理等，追求高效率、短周期。3.工業工程船體分道建造法按船體零件、部件、分段和總段的工藝過程的相似性組建各類生產線，以實現均衡生產和生產資源高效使用的一種方法。其中包括采用造船精度控制，最大限度的消除修整作業，保證各級分道生產線中高效工藝裝備的使用；以及采用加熱校正和成形技術，以使形狀復雜的船體零件、部件和分段達到規定的形狀和尺寸。分道生產線實質上就是柔性流水生產線，是獲取大批量生產效益的手段。船體分道建造包括真實的流水生產線和虛擬的流水生產線。前者包括各類船體零件切割的分道生產線、船體平面分段裝焊生產線等。后者是指生產對象固定，而人員按不同工序流動的生產線，例如，曲面分段在同一胎架上，由不同人員按生產節拍，分別完成曲板的拼裝、板縫焊接、構架的裝配、構架接縫的焊接等工序。第三節船舶建造機械鋼材預處理工藝包括鋼材的矯平、清洗、預檢、拋丸除銹、油漆和烘干等。預處理工序的機械設備用傳送滾道連接起來，組建成流水生產、檢驗等預處理生產流水線，實現了生產全過程自動化。一、鋼材預處理設備二、鋼材的切割、成型設備鋼材的切割、成型都已采用了專用設備，包括：1.離子切割機代替數控火焰切割機2.數控等離子切割機3.激光切割機4.數控水火彎板機三、焊接設備四、舾裝加工設備五、輔助作業設備第四節造船生產準備一、設計準備現在的船舶設計可分為初步設計、詳細設計和生產設計三個階段。

從收到船東的設計任務書或詢價開始，進行船舶總體性能和主要技術指標、裝置、各系統的原理設計，即是船舶總體方案的設計。初步設計是一個設計計算和技術洽談的工作過程。初步設計應提供祥細的設計說明書、總布置圖、中橫剖面圖、機艙布置圖、主要設備廠商表等。它既是報價的主要資料又是后階段設計的依據。1.初步設計2.詳細設計是在初步設計的基礎上，根據造船合同確認的技術文件以及修改意見書，以完成技術文件送審和最終確定船舶全部技術性能為目的，按照系統/功能/專業，對具體技術專業項目進行設計計算和關鍵圖的繪制繪制，解決設計中的基本和關鍵技術問題，最終確定新船全部的技術性能、結構強度、重要材料和設備選型與訂貨要求，以及各項技術要求和標準。詳細設計階段從合同簽訂開始，到最終確定船舶全部技術性能，完成并通過設計文件的送審為止。詳細設計的基本內容：（1）提供驗船機構規定送審的圖紙和技術文件；（2）提供合同中規定送船東認可的圖紙和技術文件；（3）提出船廠所需的材料、設備訂貨清單；（4）提供施工/生產設計的圖紙、文件、數據。初步設計和詳細設計，基本上屬于”產品設計”，它提供的是船舶制造的完工狀態，解決“造什么樣的船”的問題。3.生產設計從廣義上來說，就是從施工的立場出發，通過設計的形式，考慮高質量、高效率、短周期，并確保安全地解決怎樣造船與怎樣合理組織造船生產的一種設計。通俗地講，就是把工人在現場施工中需要思考解決的問題，在設計階段由技術人員來解決的一種設計。在確定船舶總的建造方針前提下，以詳細設計為基礎，根據船廠施工的具體條件,按工藝階段、施工區域和單元，繪制記入各種工藝技術指示和各種管理數據的工作圖、管理表以及生產信息文件，作為編制生產計劃和指導現場施工依據的一種設計過程。1)生產設計是解決“怎樣造船”和“怎樣組織造船”的一種設計生產設計實現設計圖紙與生產的細節項目完全相一致，即生產體系中各個階段如材料流程、加工、預裝配、船臺裝配等階段所必需的資料和數據，都清楚地表達在一張張祥圖中，也就是說，使設計圖紙與施工的各工位、各工序的施工要求、施工方法一一相對應，生產設計的工作圖表成為現場生產的唯一施工方式。這樣，船舶設計不但解決了“選什么樣的船”的問題，又解決了“怎樣造船”以及怎樣“合理組織造船生產”的問題，這就是當前在造船行業中形成的設計、建造（生產）管理一體化的新概念。2)生產設計對象不是“產品”而是“生產”生產設計工作向現場施工的延伸，是船舶設計工作的擴展和深化。它提供的不是船舶制造的最終結果，而是制造的中間過程，是被稱為”以中間產品為導向”的設計。生產設什的工作圖表是生產設計人員在作業開始前，不僅對建造方法，還對各種工藝細節問題進行精心研究和細致分析后完成的。它把建造技術盡可能全面地融合到圖紙中去。由此,生產設計的過程，就等于先于現場在圖上進行“模擬造船”的過程。這種“模擬造船”過程不但在各種方案的比較中優化施工方案，而且可以提前施工中發現可能存在的問題和矛盾，采取對策，將其妥善地解決在設計階段。在現場作業中產生的浪費、返工及誤操作大部分都在事前能防患于未然。3)生產設計的過程是在圖紙上“模擬造船”的過程4)生產設計方案因船廠而異生產設計方案必須結合船廠的施工具體條件而制定,故即使制造同一類型的船舶,不同船廠的生產設計方案是不同的。二、工藝與計劃準備三、材料與設備準備四、工廠設施準備五、人員準備作業

1、船體制造與修理工藝的主要任務是制訂優良的工藝方案,_研究開發新工藝、新技術；

2、船體建造與修理工藝課的特點是實踐性強、綜合性強、空間概念強、靈活性大、科學性、實用性強。

3、船舶建造三種類型的生產作業是________、________、________；

4、造船的生產要素是資金、人員、材料、設備和廠址

5、造船生產的固有特征是：對配套工業的依賴性較強；第二，船舶屬于“定制”產品，生產任務由市場需求來決定；第三，從生產類型來看，造船屬于多品種、小批量或單件生產，生產過程不穩定，；第四，從作業性質來看，造船屬于技藝型，工人的素質對產品質量影響較大。

作業二、問答題

1.目前