從舾裝角度探討提升造船效率

李　毅,　羅崢嶸,　單玉林

(中海工業(江蘇)有限公司， 江蘇 揚州 225211)

?

從舾裝角度探討提升造船效率

李毅,羅崢嶸,單玉林

(中海工業(江蘇)有限公司， 江蘇 揚州 225211)

摘要:從舾裝生產設計、現場施工、時間分配、質量和精度等多個角度探討提升造船效率的方法，以期達到舾裝設計準確、施工合理有序、質量和精度得到有效控制的目標，從而縮短造船周期。

關鍵詞:預舾裝； 提升； 效率

0引言

船舶舾裝貫穿于整個造船流程，有作業面廣、工程量大、工序多、協作面廣和施工條件差等特點，現代意義上的大舾裝的工程量占船舶建造總工程量的50%～60%。因此，提高舾裝技術水平對提升整體舾裝效率和舾裝質量、改善勞動條件、降低造船成本及縮短造船周期具有重要意義。

1舾裝生產設計

舾裝生產設計是詳細設計方案(以下簡稱詳設)的進一步深化，目的是最大限度地解放現場工人的生產力，為舾裝件的訂貨、集配、預舾裝、船裝及碼頭舾裝等提供先行的技術條件，盡量保證倉庫內舾裝件的去化率高，并盡量使現場施工作業過程中的外場作業內場做、高處作業平地做、密閉作業敞開做。

1.1通過軟件二次開發實現高效精準出圖

舾裝生產設計是在詳設階段根據退審意見修改的正式版圖樣下發后正式開始的，稍微滯后于船體生產設計，保證船體分段下料結束后舾裝圖樣和準備階段的舾裝材料能同時到達分段制造車間。以中海工業(江蘇)有限公司技術工藝部的生產設計為例，舾裝設計分為舾裝分段圖、區域圖、制作圖、采購單、托盤表和沖砂前PSPC(Performance Standard of Protective Coatings)檢查表。首先根據詳設進行舾裝件建模及專業間的模型協調，待區域內專業間模型協調結束后開始出本區域內的分段舾裝圖和分段托盤。在此過程中，對建模和出圖軟件TRIBON進行二次開發，保證所有的模型信息能按分段/區域及舾裝件分類進行查詢，并能將信息一次性抽取到分段舾裝圖和托盤表(見圖1)上，按分類一次性抽取舾裝件模型上的原材料信息(見圖2)，既方便集中采購訂貨，又可提供給現場集配中心，提升集配效率。

圖1　302P分段鐵舾裝件托盤

圖2　302P分段鐵舾裝件原材料信息

舾裝件種類繁雜、數目繁多，做好舾裝件的訂貨、設備材料納期和集配工作是重中之重，上述實際案例中，通過對TRIBON軟件進行二次開發，成功達到了出圖迅速、訂貨準確和集配方便快捷的預期，為縮短造船周期提供了有力保證。

1.2通過優化設計實現中間產品化，提升預裝效率

以普通64 000 DWT散貨船艏尖艙(見圖3)的后壁通道為例，詳設退審后給出通道整體布置示意；生產設計階段，通過對詳設作進一步的細化和優化，合理斷開直梯和斜梯，保證通道梯和平臺能在分段階段預裝，最大限度地保證分段沖砂后油漆的完整性，為艏尖艙壓載PSPC交驗提供設計支持。例如，主機平臺周邊花鋼板支架的預埋，主機和主機平臺作為模塊整體吊裝，而機艙底層主機平臺周圍的管路和閥件作為圍繞模塊整體吊裝，設計的優化實現了中間產品化，最大限度地減輕了船上的施工量，達到了高空作業低空做、艙室作業敞開做的目標。

除機艙外，上層建筑的設計也實現了中間產品化。上層建筑一般與總段合攏主體平行施工，除了主甲板一層及個別駕駛室的精密設備需在搭載后于碼頭舾裝之外，其他部分(如艇架、舷梯絞車、物料吊、艙室內空調、家具、電氣設備，甚至涂裝等)均可在搭載前完成。實踐結果表明，上層建筑中間產品化的推行可使原本在船塢施工的作業項目提前到中組階段完成，大幅減輕了船塢階段多工種調度的壓力。目前中海工業(江蘇)有限公司各總裝部門按照該設計思路成立了上層建筑工作小組，向真正實現上層建筑中間產品化邁出了堅實的一步。

圖3　普通64 000 DWT散貨船艏尖艙(后壁通道梯在分段階段預裝，艙內舾裝件預舾裝)

1.3推行舾裝件標準化，降低非標化率

在詳設未退審階段校對詳設圖樣。針對同期開工的不同類型船舶，盡量取得欄桿柱、踏步、拉手及直梯等大宗通用舾裝件的詳細設計尺寸，向設計院提出退審意見；或與船舶所有人協商，要求其形式大眾化，以期形成行業標準。針對同類型船舶(如散貨船)，實現其舾裝件的可替代性(如64 000 DWT和38 000 DWT散貨船欄桿柱的可替代性)，盡量避免因部分船頭舾裝件未到貨而使分段報檢延期的情況出現，同時在一定程度上減輕集配中心配貨壓力，降低集配差錯率。

降低非標化率，如全船系泊設備盡量采用標準件生產，在詳設一開始就應甄別出哪些是非標系泊件，要求設計院在強度許可范圍內盡量對其進行調整，避免外協生產時因重新開模制作非標件而增加造船成本。

1.4納期控制

造船是一項空間和時間跨度都很大的系統工程。單純查看區域舾裝只能觀察出區域內存在的舾裝產品，無法說明是否先行舾裝，只有在計劃上具有高度而周密的嚴謹性才能實現造船的流程化，才能實現中間產品的完整化和均衡性生產。若以搭載計劃作為下水前的計劃核心，則必須使舾裝工程配以納期管理。納期管理是實施托盤管理的基礎，若托盤集配不及時或不完整，則不僅預舾裝不能很好地實現，而且會導致后期涂裝施工完成后再行安裝造成油漆破壞。壓載水艙因設計PSPC要求，應尤為注意。

解決納期管理問題的有效手段是實行批次管理，對托盤集配對象來源的物資流通進行控制。例如，批次船建造按照建造周期合理分配鋼板納期；單船建造按照預裝、船塢安裝和碼頭舾裝的順序合理安排設備和材料納期。這樣做，一方面可最大限度地去庫存，減輕訂貨階段的資金壓力，向集配零庫存的造船集配目標邁進，一定程度上降低集配強度，減少集配所需工人數量，降低勞動成本；另一方面可有效防止船舶間設備和材料的互相拆借挪用，定性、定量地保證單船定額有效執行。

2舾裝施工階段

2.1推行舾裝件標準化和集配物流化

以船用配管為例，57 000 DWT單船管子的集配總量約為10 000根。

1) 提高放樣率和質量。

2) 濃縮管材、附件的選用標準，降低非標準產品的使用率，推行標準材料。建造一艘船需近百種管材、近千種管子附件，涉及到的產品型號、規格和品種眾多，給管系設計、采購、生產及管理帶來了諸多問題。而目前船舶管材、附件配套企業的經營生產計劃性差，產品質量不穩定，產業鏈尚未形成，影響了精益生產工作的推進。因此，促進船舶管子配套的產業化、社會化，建立相伴共生的協作伙伴關系，建立利益同享、風險共擔的聯合體，是提高船舶管子總量及推進精益生產的有力保證。

3) 盡量避免或減少成型復雜的單件及定型彎頭的使用,增加直管的設計和生產比例。

4) 注重技術創新,應用現代信息技術加強對管子批量和品種、數控彎管無紙化生產、自動定長套料、切割倒角、托盤分類多功能管子下料流水線建設、混合氣體打底高效焊的應用及半自動焊接工位的建立等課題的研究。

5) 大力推行無紙化辦公，利用網絡手段實現庫存的實時更新，并使其公開化、透明化(見圖4)。實施無紙化辦公能規避因技術部門更新采購數據和套料尺寸、下發的紙質改單等不能第一時間到達生產部門而造成的誤訂貨、誤下料等浪費情況發生；同時，通過網絡進行數據溝通和共享，可減少資料員和工藝員的工作量及設計人員對外協調的工作量。

圖4　庫存查詢系統

2.2均衡生產和生產節拍

為保證連續生產，同時又能跟上產品需求的節奏，需組織均衡生產，使生產處于一種穩定有序的狀態。這就需要運用成組技術原理合理設計單件流水生產的作業量，計算出生產節拍。生產節拍又稱客戶需求周期，可描述為總生產時間除以客戶需求數量，表示生產一件產品所需的平均必要時間。

對于造船，生產節拍既可以是每0.5 h交付1個托盤的管子，也可以每天合攏2個標準分段。生產節拍是生產管理的一個目標，通過建立生產節拍組織均衡生產，使生產更加流暢。生產節拍不一定等于生產周期。例如，1.5 h可生產交付1個托盤的管子，而下道工序每2 h需要1個托盤的管子，這樣生產周期就小于生產節拍。若滿足生產節拍要求，則生產能力會放空，造成人員等工或設備能力閑置。再如，集配中心配貨舾裝件每0.5個工作日可配貨3個64 000 DWT頂邊艙分段，而現場每1個工作日只需3個頂邊艙舾裝配貨托盤，這樣前道工序連續進行會造成庫存積壓。以上2種情況都會造成浪費。反之，若生產周期大于生產節拍，則需加班或提前安排生產，儲備一定庫存，以滿足生產節拍需要，無論是加班還是加大庫存都需要增加成本。因此，在組織均衡生產過程中一定要使生產周期與生產節拍基本一致。理想狀態下，生產周期應等于生產節拍。

按照生產節拍組織單件流水作業也可能出現不經濟現象。例如，A和B兩種類型的分段需預舾裝，A分段要安裝大量管子，B分段要安裝大量結構件。按照大合攏進度，交貨次序為A，A，A，B，A，B，B，A，A；這種不規則的生產節奏雖然可滿足船臺大合攏要求，但會給提供管子和結構件的前道工序帶來忙閑不均的問題。為減少浪費，使前道工序實現連續不斷的均衡生產，可在不影響大合攏進度的情況下適當調整分段的裝配次序(例如調整為 A，A，B，A，A，B，A，A，B)。這樣，管子、結構件及 A分段和B分段都可組織起均衡、有節拍的生產。組織均衡、有節拍的生產能大幅減少浪費，提高勞動生產率，并能避免施工人員的流失，因此要盡可能地組織有生產節拍的流水作業。為適應造船流水作業，勞動組織形式也要按階段、類型和區域來劃分，如內場作業(切割加工)、構件、分段裝配，外場作業(船體大合攏)、管子、機裝、船裝、電裝、內裝及涂裝等。實行一工多能的崗位技能制度，既便于合理使用勞動力，也便于在組織節拍生產過程中合理調整作業量。

2.3提升舾裝件制作質量，提高舾裝件的安裝精度和質量

圖5　綁扎橋方管與箱柱結構錯位

以中海工業(江蘇)有限公司建造的H1703A萬箱集裝箱船為例,其特點是舾裝產品種類多、難度大、精度要求高。全船共有20片48 m寬的綁扎橋、86個箱柱及18個單獨貨艙，艙上分布3～4片不等的吊離式艙口蓋；共有600多根導軌架，上萬個高精度要求的箱腳、堆錐及調節腹板。以箱柱為例，由于其90%的焊縫要求雙面焊，而箱柱做到后期可供施焊的空間狹小，且制作初期因經驗不足、工裝準備不到位(如卡馬，用于狹小區域焊接的焊接長槍頭)，導致部分箱柱裝配質量不高，存在一定程度的變形，因此出現圖5所示的兩舷綁扎橋方管與箱柱反面加強不對筋，或箱柱上箱腳在大艙艙口蓋、綁扎橋、箱柱一體化調整到位后與反面加強不對筋的情況。

貨艙內，若導軌架在制造開始階段對精度要求不高，加上后期合攏階段部分區域焊接收縮變形(如機艙前壁下部合攏縫)，誤差累積，導致集裝箱不能順利下艙，或即使順利下艙但集裝箱與前后導軌架的間隙達不到17.5 mm的要求,將會導致圖6所示的需調整部分導軌架或整個艙壁面導軌架，修改強度總量較大，修改成本較高。

圖6　 貨艙導軌架調整

甲板上，大艙艙口蓋、支撐盒及調節板等數據應在艙口蓋第1次吊裝時到位、第1次調離前給出，且精度控制數據必須準確、可靠，否則后期艙口蓋附件等不僅要面臨加強錯位，還會因調節板厚度問題而導致艙蓋第2次吊裝后與支撐盒之間的間隙過大，進而導致修改、二次報檢甚至重復報檢等情況發生。

因此，對于舾裝件產品，不能持沒難度、工作強度不大、精度要求不高的思想，在前期準備階段和過程控制階段都要特別謹慎；入廠檢驗時，應對基本的焊接質量和水平垂直度進行抽樣檢測(如箱船的導軌架下端假箱位翻板擱架，若2塊超厚板精加工不到位，會導致后期修改、調整等大量返工和耽誤報檢情況發生)；舾裝件在裝配和焊接的過程中，不僅應保證適用、美觀，還應保證對精度有極高要求的舾裝件(如集裝箱船貨艙綁扎系統)滿足精度和強度方面的要求。

3結語

舾裝貫穿于整個造船流程，作業環境一般為多工種交叉施工。現階段,船舶所有人和船檢部門已對舾裝提出更高的要求，對分段完整性報檢、艙室完整性報檢、系泊設備報檢及錨系舵系報檢等方面的要求也在不斷提高。因此，從設計、物料采購、集配到現場生產，都要層層把關，做好技術支持、物料支持、質檢支持和生產支持，最大限度地提升預舾裝率，減輕工人的勞動強度，實現“高空作業低空做，外場作業內場做，密閉作業敞開做”的目標，從而提升造船效率，縮短造船周期。

參考文獻：

[1]熊仕濤.船舶概論[M].哈爾濱：哈爾濱工程大學出版社,2006.

[2]鄭國棟.從舾裝角度探討縮短造船塢期的方法[J].船海工程,2012,41(3):20-21.

Making Shipbuilding More Efficient: Outfitting

LIYi，LUOZhengrong，SHANYulin

(China Shipping Industry (Jiangsu)Co., Ltd., Yangzhou 225211, China)

Abstract:The ship fitting-out processes are investigated, covering the production design, site construction, time allocation for each activity, quality and accuracy control from the angle of shipbuilding efficiency. Measures are proposed to achieve better outfitting design, rational production process, and good control of quality and precision, so as to shorten the shipbuilding duration.

Key words:pre-outfitting； precision control； efficiency

收稿日期：2016-01-07

作者簡介：李毅(1988—)，男，山東龍口人，工程師，主要從事船舶設計工作。

文章編號：1674-5949(2016)02-0028-05

中圖分類號：U671.91

文獻標志碼：A