標準化在船舶建造中的應用

鄭洪維，任焱國

（常德達門船舶有限公司，湖南 常德 415000）

1 標準化建造船舶理念

所謂標準化是指一個模型多處可用，從而以單一取代繁雜，節省分類組合所花的時間，單一化的生產也能提高生產熟練度和質量。標準化內容可分為如下。

1.1 采購標準件

簡單的例子就是同一類截止閥，在艙底水系統中能用到，污水系統能用到，消防系統也能用到，A船能用到，B船也能用到，這樣我們就可以當它是一個標準組件，以此類推，造船中所用到的大多數閥件，管件，板材，緊固件，電纜電器，包括油漆都可以當成標準組成部分，這類屬于最基本的標準形式的組件，我們稱之為采購類標準組件，此類標準件早已通用于各個船廠。

1.2 組合標準件

組合標準件是指各型采購標準件通過加工組裝生產成的另一類多種船型可通用的組件，比如艙底水系統抽艙排放閥組（附圖1），此類系統在各型船只中原理大同小異，多運用雙泵并聯抽排并附帶內部消防接口，那么我們便可將組成該系統的中心部分（艙底水泵及基座油盆、吸入閥組、調駁閥組、消防接口及排出接口）設計成一個標準模塊，此類標準模塊可按船型及噸位分級。這樣我們便可像生產設備一樣批量生產此類標準組件，成塊生產，成塊安裝。此類標準化還可應用于燃油，滑油等各大管系。

圖1 艙底水系統標準閥塊組

1.3 結構標準件

除去船體主體型線結構部分，很多結構都可作為標準化模塊生產，比如逃生艙口及艙口蓋，此類結構大小尺寸，組裝配件基本相同，安裝過程中只需與預留的結構孔對應焊接即可。以此類推小至各種水密門及門框、桅桿、拖樁、系纜樁，大至整個生活艙，駕駛室都可標準化生產或外包生產。同樣，此類結構標準件也可以根據船型，排水量等標準分級分類，可生成表格或數據庫以供選型。

將上述標準分級分類多次應用便可形成一套成熟的標準體系，達到一定程度后便可借助多個外協廠商同時生產相同的船舶，不僅能大大縮短建造周期和降低建造成本，建造工藝和產品質量也更利于統一標準化管理。

2 標準化設計

對船舶進行詳細的3D建模并由模型生成生產信息已經成為主流船舶設計模式，以下主要介紹NUPAS/CADMATIC這套軟件在船舶標準化設計中的應用。NUPS部分主要正對船體結構部分進行3D建模，建模完成之后可相對各結構零件，板件，部分主體管件生成數控機床切割下料圖紙和加工圖紙，也可以對各種組合結構件生成詳細的平面圖紙。在建模的過程中我們對可標準化的零件及組合結構件進行標準化編碼并記入其模型的屬性中，同時這個編碼也是其對應的生產信息編碼，在信息管理平臺上將根據這個編碼儲存相應的圖紙及所需采購零件信息。CADMATIC則是基于NUPAS船體模型上進行3D舾裝建模，二者公用同一數據參數和數據庫。CADMATIC可以基本將全部船舶舾裝部分建入模型，包括各型設備、閥件、管件、木作、電氣等；同樣標準化編碼會被記入各個設備管件及閥件的屬性中，針對圖1所示標準化的模塊，我們將采用子母編碼的模式，即整個模塊組使用一個母編碼，其構成組件也有各自的子編碼。這些編碼在信息管理平臺中以樹狀形態展列，之后模型由此生成的管系放樣安裝圖中也會附帶其各個組成零件的標準化編碼表格，而管路本身命名則可以編入其所屬的標準化模塊，這樣便形成了一套完整的標準化模塊與生產信息之間的銜接。

3 標準化圖紙數據管理

現在許多知名軟件商都可針對每個產業的生產鏈設計出用于統籌管理的數據管理平臺，正是這類軟件的出現才促使標準化設計建造船舶成為一種趨勢，現以IFS船舶建造綜合數據管理系統為例。

IFS平臺是一個貫通銷售、設計、采購、生產、售后等多個環節的數據共享管理平臺，從最開始的銷售報價獲得訂單到計劃設計建造再到出船及售后，所有環節所需要的數據都能在這個系統中相互通融，相互調節，相互支持，現在只說明IFS在標準化設計中的應用。

IFS系統中有一項Part Data Management的功能，簡稱PDM，該功能相當于一個存儲管理標準化零件及模塊的數據庫，各種零件及模塊以Prat為單位存放在數據庫里并支持自由分類組合，系統會為每個part匹配一個固定的編碼，即part number，一種螺栓可以為一個part，一種螺母可以為一個part，一類固定形狀尺寸的板件型材可以為一個part，由若干螺栓螺母及各類標準板件組合起來的常用組合件也可以為一個part，由各種組合件及零件也可以組成一個更高級別的part，標準化的程度越大，part所覆蓋的范圍越大，各級part在PMD數據庫中以樹狀展示，對于小型船舶及特種船舶（挖泥船，海工平臺）甚至可以將整個分段和駕駛室建成標準化的part在同系列各船型中相互通用。PDM在每個part number下會生成一個“Document”文件存儲單元，在PMD中定義一個零件為part之后可以將該零件的圖紙及生產信息導入其中；各類組合件的圖紙中，對其內部各標準組件則不再需要標示其詳細尺寸信息，只需標示其part number即可，如此便相當于將多個標準化的部件放在一起，然后組裝拼湊，類似于看圖拼裝積木一樣的過程，此過程簡單易懂，更方便實施與管理。

4 標準化設計在施工中的應用

在標準化設計后的項目在施工中以規范的大件化組裝為主，小件整合為輔，大件可為整個駕駛室，整個居住艙，排氣管道結構及排氣管，內置消音器等。小件可為一個標準化的基座，積油盆，或者單個系統的集控閥組。在批量生產系列船型時，可針對各大小標準組件做批量生產計劃，分區分組分任務，同時生產部門也可以按技術條件和能力將工人分成適合生產各組件的班組，每一班組專門生產某個組件，以此達到分工協作提高效率的效果。在同時開工多個項目時，亦可將所有通用標準化組件與各主結構分段同時施工，在主結構分段成型過程中利用已加工好的組件整合以提高預舾裝效率。船運行業中時間就是金錢，船舶的建造交付周期是客戶非常看重的一點，在標準化設計的基礎上就可以充分利用外協廠家來達到縮短船舶建造周期的目的，各標準化組件在設計中本就是一個獨立的單元，其對應文件包中只包含所有針對該組件的生產施工圖紙，同時將各標準化組件分包給不同外包廠商并不會造成技術外泄，只要有足夠的外協廠家，完整的質量控制體系，建造周期就是一個可以無限壓縮的量。

5 結語

利用現代發達的專業軟件技術和全面的配套產業來實現船舶標準化的設計與建造能極大的提高生產效率，降低生產成本，提高產品質量，同時也可能衍生出新一批的專業造船配套生產行業，為整個行業灌輸新生血液并增加動力，產業的標準化都是一個趨勢，船舶建造行業應啟用標準化設計生產管理項目，以期占據世界船舶建造市場的主導地位。