現代船廠規劃設計綜述

郝金棟

（中國船舶重工集團國際工程有限公司，北京100121）

1 現代造船模式

造船模式是指組織造船生產的作業任務分解原則和組合方式[1]。隨著科學技術的進步和造船需求的增長，造船模式在不斷地發展和演變，從按功能/系統組織生產的鉚接造船到按區域/階段/類型一體化組織生產的現代造船已經經歷了4 個階段[2]。

現代造船是第4 代造船模式，其主要理論基礎為系統工程技術統籌優化理論和成組技術原理。運用成組技術產品制造原理（即中間產品導向型的作業分解原理），確立以中間產品為導向的產品作業任務的分配原則；運用成組技術相似性原理，確立船體（殼）、舾裝（舾）、涂裝（涂）按區域/階段/類型的生產作業方式；運用系統工程技術的統籌優化理論，達到船舶建造的設計、生產、管理一體化。最終達到以中間產品為導向，按區域組織生產，使船體（殼）、舾裝（舾）、涂裝（涂）作業在空間上分道、時間上有序，實現設計、生產、管理一體化的總裝造船[3]。

2 現代船廠規劃設計概述

2.1 現代船廠布置原則

現代總裝造船廠的平面布置按照廠區的地址、地貌、岸線、水域條件，確定船塢、碼頭的位置；依據殼、舾、涂按區域的分道作業模式，確定陸域加工場或車間的組成；按照總裝造船的工藝流程要求，確定工場和車間的軸線走向和布局，布局還應考慮物流的合理性，使材料裝卸和運輸的總量最小，盡量做到物流最短；因地制宜地利用主體工藝流程的邊緣地區，設置舾裝、涂裝工場，達到殼、舾、涂在空間上分道，時間上有序的均衡、連續、柔性的建造效果。

2.2 現代船廠總平面布置形式

現代造船模式下的船體建造按空間上的分道作業可分為四大造船工場，即鋼材堆場、船體加工場、船體焊接場、船塢（船臺），依據這四大造船工場規劃船廠的主體工藝流程走向，船廠的總平面布置，大致可分為如下4 種形式。

1）I 形組合布置形式：如圖1 所示，該布置形式的主要特點為物流路線短，銜接緊湊，轉運方便，如日本三井千葉船廠、日本川崎船廠、瑞典科克姆斯船廠等。

圖1 I 形組合布置示意圖

2）T 形組合布置形式：如圖2 所示，該布置形式是I 形布置的變形，主要將船體加工裝配的路線與船塢的中部垂直，如日本住友重工追濱船廠、瑞典阿倫達爾“哥塔維根”造船廠以及國內的青武船廠等。

3）L 形組合布置形式：如圖3 所示，該布置形式也是I 形的一種變形，主要是船臺與車間呈一定的角度，如日本IHI 公司愛知船廠等。

圖2 T形組合布置示意圖

圖3 L形組合布置示意圖

4）U 形組合布置形式：如圖4 所示，該布置形式是L 形的變形，如韓國現代蔚山船廠、日本的大島船廠等。

圖4 U形組合布置示意圖

2.3 現代船廠車間（工場）設置

現代造船模式按照殼、舾、涂3 種作業空間分道的建造工藝流程，船廠的典型車間（工場）和流水線的設置如表1 所示。

表1 船廠的典型車間（工場）和流水線

3 船廠規劃設計實例

3.1 主要設計原則

主要設計原則包括：（1）按現代化總裝造船模式的要求，規劃總平面布置，充分考慮新技術、新材料和新設備的應用；（2）工藝先進、設施合理，物流最短、銜接順暢，生產管理數字化、一體化；（3）建設布置要結合地質地形條件，因地制宜，發揮場地的天然優勢，力求科學、經濟、合理；（4）建筑應結合場地條件、工藝需求統籌策劃，總體協調、經濟美觀，安全可靠；（5）公用動力站房布置要盡量靠近負荷中心，以減少管網的損失，節約能源。

3.2 總平面布置及主要車間（工場）設置

該船廠占地約700 000m2，碼頭長約920m。該船廠的總平面規劃為典型的“T”組合布置。按照殼、舾、涂作業的空間分道、時間有序原則規劃布置如下。

1）船體建造。船體建造的主工藝流程由南向北依次由鋼結構聯合車間（分為鋼料堆場、預處理工場、理料場、切割加工工場、部件裝焊工程和分段裝焊工場）、分段翻身裝焊及總裝場、總組及舾裝場及船塢等加工場組成，可按工序有序次地完成鋼材堆放、鋼材預處理、切割加工、分段裝焊、分段轉運、預舾裝、分段總組、總段合攏、總段舾裝等工序。

2）涂裝作業。分段涂裝由分段涂裝車間完成，布置于分段堆場及預舾裝場的東側，距總組及舾裝場很近，運輸周轉方便。

3）舾裝作業。舾裝件的制作由當地配套廠協作生產，于鋼結構聯合車間的東側布置模塊制作車間及集配工場等。

4 結語

基于系統工程技術和成組技術的現代化造船模式是船廠總平面布置的主要理念，同時船廠規劃設計是一個復雜的系統工程，涉及多學科、多專業技術知識的綜合運用，規劃設計時還應充分考慮船廠的產品規模、生產組織、物流運輸、能源供應、地形地貌等因素，因地制宜地按照現代化的總裝造船模式進行規劃設計。