船舶建造以中組立為單位進行命名的應用研究

翟亞軍，孟慶華

(揚州中遠海運重工有限公司，江蘇 揚州 225200)

0 引言

國內造船行業于1995年提出了以總裝造船為理念的現代造船模式。經過幾十年的發展，國內造船企業的造船水平和效率有了顯著的提高。21世紀以來，隨著全球貿易的不斷增長，航運業空前發展，大量造船企業的訂單爆發式增長，國內主要造船企業為了追求設備利用率，實施批量化生產的模式，以提高船舶建造速度，滿足業務需求[1]。

目前的批量化生產模式，設計多以大組立為單位進行建模與出圖作業、材料采購，制造也以大組立為單位進行切割下料、加工等。一個組立即為一個大托盤，直接導致中間產品庫存多、流轉多、場地占用多等問題，造成了生產過程中資源、設備及人力的浪費。此外，因各類構件的下料、加工所需時間不同，采用統一下料的方式就會存在構件等待、占用場地、翻找構件等資源浪費問題。同樣的，舾裝件的托盤也存在此類情況[2]。

為消除不必要的資源與人力浪費，以及托盤過大導致的問題，本文以中組立為單位進行分段命名與分段劃分的研究，可實現生產設計以中組立為單位展開，鋼材基于中組立進行細分采購，船體構件及各類舾裝件的托盤基于中組立進行細分、流轉，實現各類構件按后道工序的需求時間進行下料、加工，從而提高構件流轉效率，舾裝件同樣可直接以中組立提取托盤，避免安裝前的分揀工作，實現中組立場地范圍擴大，有效提高舾裝件流轉效率，對提高船舶建造速度具有重要指導意義。

1 主流船企分段分割設計及生產現狀

國內主流的造船企業，普遍以大組立為單位進行分段分割，進而也以大組立為單位開展設計、采購、制造工作[3]。以國內某大型造船集團為例，其建造的散貨船典型貨艙區、機艙區分段分割與命名示意見圖1。

圖1 以大組立為單位的分段分割與命名示意

以其中結構形式最簡單的雙層底為例，該組立的建造流程為：

(1)內底板安裝縱骨后再安裝肋板、縱桁板架，形成中組立A。

(2)外板上胎安裝縱骨后形成中組立B。

(3)將中組立A翻身反扣在中組立B上，完成大組立的制作，見圖2。

根據以上的分段建造流程可以看出以下問題：

(1)由于中組立A相對于中組立B，需要額外安裝肋板、縱桁板架、焊補板、吊馬等，完工后還需要轉運至中組立B所在的場地，這些環節會導致中組立A的制作周期比中組立B多出至少3 d，造成了3 d的施工等待。同時，當分段以大組立為單位分割時，2個中組立的構件同時下料，也會增大材料分揀的工作量，場地占用增多，造成資源浪費。

圖2 中組立A翻身與中組立B完成大組

(2)只有當中組立A與中組立B在同一時間制作完成，才能避免等待的時間。部分造船企業通過調整生產計劃，刻意將中組立B的開工時間向后推遲，基本能夠實現2個組立在同一時間制作完成。但這樣做只是將等待時間由中組立完工后調整為中組立建造前，并未完全解決問題。

(3)原材料采購也以單個大組立為單位進行，A、B中組立所需的材料同時采購，資金、場地等的占用也造成了較大的浪費。

2 以中組立為單位進行分段命名的優點

2.1 實現構件快速流轉

船體結構零件數量巨大，其整個制造與配套過程中易產生配送、制造效率低等問題。為消除生產過程中的無效工序、降低勞動負荷、提升生產效率，以中組立為單位進行分段命名將是未來發展的趨勢。設計的變革從分段分割開始，以中組立為單位進行分段分割，生產設計以中組立為單位進行建模，船體構件、舾裝件按中組立提取托盤，船體零件在流轉過程中應用JIT控制技術，按拉動式計劃體系實現鋼材所需量及納期準確把控、鋼材準時運轉、零件成組分線切割、構件準時轉序。

2.2 實現拉動式計劃管理

按后道工序的需求，逐級向前道工序遞進的計劃管理，被稱為拉動式的計劃管理。以中組立為單位進行分段命名與分割，將所有的中組立編制成BLOCK LIST，組立部門根據BLOCK LIST編制中組立制作計劃，前道各個工序再按照中組立計劃編制出各自的供貨時間。從材料到貨到組立完工，每個工序的完成都是下道工序的開始。只要讓每個工序的構件實現JIT流轉，盡可能地縮減過程中的無效時間，嚴控計劃向下道工序提供合格的產品，拉動式計劃管理就能夠不折不扣地實現。

采用拉動式計劃管理進行船舶建造，是適應現代精益造船理論的，滿足精益造船計劃管理相關要求，即將計劃系統與設計、物資、管理系統集成，進行資源優化與過程優化，從而實現物流、人力的集成與優化運行，控制生產節奏，優化物資采購配送，降低能源消耗，顯著縮短建造工時。以中組立為單位進行分段命名是促進拉動式計劃管理的強有力手段，也是貫徹現代造船模式的必由之路。

3 以中組立為單位進行分段命名的實施應用

同樣以散貨船為例，中組立為單位進行分段命名與分割典型劃分方式見圖3。

圖3 以中組立為單位的分段分割與命名示意

具體做法為：

(1) 以常規散貨船邊底大組立為例，以中組立為單位進行分段分割，可分割為斜板(NH)、舷側外板(BH)、底部外板(BB)3個中組立，見圖4。

圖4 散貨船邊底的中組立劃分

(2)分段分割完成后，將每個分段(中組立)中的構件按照需求時間和加工設備不同的部件分割成取材系列(LOT)，見圖5。

圖5 散貨船邊底的LOT劃分 (4)以中組立進行分段分割后，舾裝件托盤也實現了細分。生產設計按中組立提取舾裝件托盤(見表2)，取代了原先的一個大組立托盤。中組立建造時，直接領取對應分段的舾裝件，減少了分揀時間與場地的占用，便于零件流轉、中組立制作場地范圍的擴大等，明顯提高了中組立及大組立裝配速度，縮短了分段成形時間。

(3)LOT劃分完成后，即可結合構件準備的周期需求(根據構件工序不同、加工難易程度等數據制定)，設定鋼材使用預定日，見表1。

表1 BNH分段LOT劃分后的鋼材使用預定

由表1可知，如果按照大組立為單位進行分段分割、托盤管理，那么整個大組立的材料均需在3月10日前準備好，材料最遲在4月6日才會被使用，這樣就產生了接近一個月的庫存，鋼材在庫存中會占用場地、資金等。相反，以中組立為單位進行分段命名與分段分割，最終實現船體構件從工場MAPPING標準制定，設計圖紙輸出，到物資鋼材采購和生產鋼材物流、預處理、內業加工，全流程小LOT流轉，構件流水節拍生產，減少滯留，從而消除浪費，實現構件JIT流轉。基于以上成果，對設計圖紙與套料原則進行針對性優化，從設計及工藝源頭進行改進，帶動制造端的變革，從而實現縮短分段制造周期的目的。

4 實船效益評估

根據數據統計，該公司在實施中組立為單位進行分段命名與分段分割后，實現了構件LOT化流轉，船體構件在內業的流轉由30 d縮減至22 d，周期縮短26%，內業生產效率提升了36%；鋼材按照小批次訂貨后，鋼材庫存平均減少了42%，鋼材轉運單位工時所耗用工時(ST)從0.47 h/t下降至0.19 h/t，效率提升了59%；舾裝件托盤按照中組立進行提取后，舾裝構件的庫存平均減少了48%。鋼材、中間構件、舾裝件的庫存大量減少，使有限的人力、場地資源得到了釋放，生產各環節的運轉得到了根本的改善。

5 結語

近年來，勞動力成本的提高及原材料價格的上漲，航運市場呈現波動起伏的復雜局面，船舶行業面臨嚴峻的挑戰，提高船舶建造的生產效率迫在眉睫。以中組立為單位進行分段命名、分段分割及托盤化分道，實現構件JIT流轉，能夠去掉一些無效的生產過程和生產環節，有效避免浪費，大幅度減少生產過程中時間、場地的占用，達成均衡生產的目的，從而縮短生產周期，顯著提高生產效率。我國的骨干船廠，已逐漸實現向以中組立為單位的批量化生產模式的轉變，與此同時，應結合船廠的現狀，繼續加強對JIT控制技術、拉動式計劃管理體系等的研究，實現船舶建造各項工藝的發展進步，提高產品競爭力，從而使我國屹立于世界航運強國之林。