船舶吊裝設(shè)計成本控制

王鴻昊，張 楠

（大連中遠海運重工有限公司，遼寧 大連 116113）

0 引 言

近年來，我國的造船業(yè)得到了快速發(fā)展，但仍存在成本較高、資源消耗較大和設(shè)計創(chuàng)新能力不強等問題，與世界造船強國相比仍有不小的差距。在此情況下，通過實施全面預算管理和造船全過程成本控制，在一定程度上提高了我國造船業(yè)的成本控制水平。根據(jù)造船經(jīng)驗，在一艘船的建造成本中，約有95%來自于設(shè)計階段，造船企業(yè)要想在激烈的競爭環(huán)境中得以生存和發(fā)展，對造船成本進行控制是一種有效的方法，尤其是要從設(shè)計源頭進行控制，使設(shè)計最優(yōu)化，從而降低后續(xù)施工過程中產(chǎn)生的附加成本，進而有效提高企業(yè)的競爭力[1]。

控制成本必須從各設(shè)計專業(yè)著手，包括船體、舾裝、內(nèi)裝、輪機、電氣和工法等，以全面高效地降低造船成本[1]。本文以工法吊裝設(shè)計專業(yè)為例，淺析控制船舶吊裝生產(chǎn)成本的措施和發(fā)展方向。

1 依據(jù)施工圖編制定額

船舶設(shè)計是一項復雜的設(shè)計工程，主要分為初步設(shè)計、詳細設(shè)計和生產(chǎn)設(shè)計等3個階段。對于企業(yè)來說，生產(chǎn)設(shè)計是其設(shè)計任務的主要組成部分，主要是指在詳細設(shè)計的基礎(chǔ)上按照現(xiàn)代化科學管理的要求，根據(jù)工廠的生產(chǎn)條件和技術(shù)水平，以合理的建造方法為指導，結(jié)合工藝階段和施工區(qū)域的生產(chǎn)與管理需要，繪制工作圖和管理表，并提供相關(guān)的施工信息，用以指導和組織生產(chǎn)的設(shè)計過程，即解決“如何造船”的問題。在工程項目的經(jīng)濟效益分析中，確定成本的最主要方法是對項目進行投資預估算，這是有效制訂施工項目成本目標的一個很重要的手段。對于施工隊伍的任務安排，工程技術(shù)管理人員必須簽發(fā)限額領(lǐng)用通知單和施工任務單，同時對施工單位進行技術(shù)交底[2]。

在控制施工項目成本過程中，按照施工圖的預算執(zhí)行“量入為出”或“以收定支”的政策，即嚴格按照施工圖所做的預算對項目的材料費用、機械費用和人工費用進行控制[4]。在項目策劃前期，在分段劃分設(shè)計工作完成之后，先通過吊裝方案預設(shè)計，對每個分段制訂初步方案。該初步方案無需給出正式的施工圖，只需給出每個分段吊裝的大致形式，只要吊裝形式確定就可統(tǒng)計出物料的需求量，從而根據(jù)物料采購，避免采購量與實際使用量偏差過大，造成庫存積壓。

2 優(yōu)化設(shè)計軟件

吊裝設(shè)計是生產(chǎn)設(shè)計中安全性要求最高、涉及的專業(yè)領(lǐng)域最多的設(shè)計任務。在設(shè)計吊裝方案時，通常要求吊點和吊耳的選取不能有太大的變化，甚至會在保證安全的前提下限制吊耳的位置。船舶建造中的外圍設(shè)計屬于輔設(shè)計，吊裝方案中施工所用的大部分零件和材料都不會永久留在船上，在吊裝結(jié)束之后都要移除，因此吊裝方案設(shè)計需保證舾裝、管系和內(nèi)裝等方面的施工最優(yōu)先開展，有必要對吊點和吊耳的選取進行多次調(diào)整。

在傳統(tǒng)的造船生產(chǎn)設(shè)計中，吊裝方案的設(shè)計往往是通過CAD軟件實現(xiàn)的，但CAD軟件主要用于二維平面設(shè)計，且無法與其他專業(yè)協(xié)同設(shè)計，這使得CAD出圖方式無法與其他專業(yè)形成有效溝通，因此將船體、工法、舾裝和管系等專業(yè)全部融入AVEVA Marine軟件中，實現(xiàn)全船實景真實建模。此外，通過使用單一的項目模型，將船體、船舾、工程和設(shè)計實現(xiàn)跨專業(yè)的功能集成。由于設(shè)計上沒有明確的溝通，在施工時經(jīng)常出現(xiàn)吊裝方案影響其他專業(yè)（如舾裝、管系、內(nèi)裝）設(shè)備的安裝和施工的問題，產(chǎn)生的干涉現(xiàn)象特別多[3]。

由于AVEVA Marine軟件中沒有專門基于工法設(shè)計的模塊，因此需對其進行優(yōu)化，建立基于AVEVA Outfitting設(shè)計模塊的基準數(shù)據(jù)庫，間接設(shè)計所有工法吊耳各類型號的1:1模型，并在AVEVA Outfitting三維模型設(shè)計中及層次和樹狀結(jié)構(gòu)中搭建簡單且具有邏輯性的工法數(shù)據(jù)模型TREE。對TREE下的每個分支進行單分段建模，以分段號為單位，獨自形成ZONE區(qū)域。分段吊裝模型建立之后，關(guān)鍵是要進行模型干涉，避免與其他專業(yè)設(shè)備有碰撞，或吊點周圍空間障礙影響吊裝。這是以往的CAD設(shè)計吊裝圖樣無法實現(xiàn)的，也是保證殼舾涂一體化、降低返工率的最重要的設(shè)計環(huán)節(jié)。目前該設(shè)計方法已在大連中遠海運重工有限公司113000載重噸原油船和62000載重噸普通干貨船的設(shè)計中得到全面應用，分段完整率得到顯著提高，吊裝影響因素明顯減少，幾乎沒有吊裝造成的回裝和部件返修情況，對提高造船的效率、質(zhì)量和安全性有很大作用。

3 設(shè)計重復利用吊耳

船舶工程領(lǐng)域使用的吊耳與其他工程領(lǐng)域所使用的不同，具有受力強度大、吊裝角度多樣和危險系數(shù)高等特點，因此在制作、安裝和焊接吊耳過程中需仔細安裝及嚴格檢查。然而，出于安全考慮，吊耳往往在使用1次之后就被切除，未能循環(huán)利用，這既有設(shè)計強度的因素，也有使用工藝要求的欠缺。對此，重新設(shè)計吊耳形式，重新計算吊耳強度，通過A型、D型和T型吊耳的改良，使其達到最少使用2次的設(shè)計標準（見圖1）。

圖1 設(shè)計重復利用吊耳

若實際施工到位，則要求在滿足Hmin極限值的前提下吊耳可一直使用。這樣就能大大降低吊耳的成本，理論上可達到減少一半耗材的效果。剖面總應力≤許用拉應力。由此可知，吊耳受到厚度、高度和圓弧的影響，主要考慮增加二次切除之后造成的吊耳強度變化，由此確定吊耳的大小和形式。同時，為規(guī)范現(xiàn)場操作行為，規(guī)避施工不規(guī)范造成的人為損壞，適時制定吊耳清除基準，全面保證材料能循環(huán)使用。

4 設(shè)計新型吊裝工裝

為減少吊裝材料耗損，除了使吊耳能多次利用以外，最有效的方式是直接使用吊裝工裝。吊裝工裝必須具有通用性強和使用率高的特點，因為單獨制作工裝的成本遠高于制作單體吊耳的成本。例如，在船舶分段建造過程中，中組平面翻板和矩形分段翻身是很普遍的工程，幾乎所有分段都有涉及，此類吊裝需安裝焊接T型吊耳用于翻身作業(yè)。T型吊耳的體積大，焊接量大，探傷長度長，往往需在分段底部焊接，給施工帶來極大困難。對此，設(shè)計通用吊裝翻身工裝，配合D型吊耳（見圖2），替代T型吊耳，使焊接裝配量減少1/2，制作吊耳材料節(jié)省2/3。以目前大連中遠海運重工有限公司建造的62000載重噸干散貨船吊耳使用量為例，使用翻身工裝可節(jié)省材料成本約2萬元。

圖2 工裝替代T型吊耳

5 結(jié) 語

本文對船舶工程吊裝預算、建模、循環(huán)利用和工裝替代等4個方面進行了分析，在一定程度上達到了節(jié)約成本、提高生產(chǎn)效率的目的。但是，想要真正做好船舶吊裝成本控制工作，不僅需全面清楚地了解船舶吊裝各過程控制，而且要對原有吊裝方法進行創(chuàng)新。通過控制和創(chuàng)新，為施工階段成本管理中最薄弱、最易忽略的環(huán)節(jié)提供改善措施，從而抓住項目經(jīng)濟和管理工作的核心要點，最大限度地將施工成本控制在合理的范圍內(nèi)，最終提高企業(yè)的競爭力[5]。