零件按DAP分道后分區套料探討

徐國強

(中船澄西船舶修造有限公司， 江蘇 江陰 214433)

船體零件數控切割作為整個造船過程中第一道工序，在整個造船生產過程中的作用不容忽視，切割質量、切割效率、打磨配料是否及時將直接影響生產的進度。目前，國內船廠與國外船廠相比，差距還比較大，船體零件及托盤配送還比較粗放，已切割完的零件，在后一道裝配工序尚未需要時，會造成多個分段零件疊壓。由于場地有限，積壓的零件配送不順暢，需要反復翻料、理料，有時甚至出現積壓零件找不到的情況，需要重新補料，浪費人力財力，生產效率也低下。

目前，日、韓等國的先進船廠已實現精益造船，船體零件托盤配送在韓國各大船廠已得到廣泛應用。韓國大宇造船廠較早實現了零件分道切割及托盤配送的作業方法，憑借合理的計劃安排，較多的托盤、工裝以及合理的車間布局，能達到鋼板到樁后7天內切割、預處理3天內切割、零件3天內裝配，有效地減少或避免了零件的堆積等問題[1]。

本文根據我廠實際情況，提出了零件按詳細裝配計劃(DAP)分道的方案，首先，使用切割設備坡口機、高精度門等切割機，通過對船舶三維建模軟件(SPD)抽出的零件進行二次開發，自動分離出坡口機零件、高精度門零件。然后根據DAP，將同一中組立的零件挑選出來，最后按分道后的零件進行分區切割，托盤配送時按DAP流程圖進行理料、裝托盤以及配送，從而提高效率。

1 DAP簡介及指導意義

1)DAP簡述。DAP是船體結構和裝配工藝的綜合反映，其根據工廠設備、建造工藝以及船體結構等特點，依照分段劃分圖，把分段按小成型、大成型、中組立、大組立、散裝等不同階段，以平面圖、立體圖等形式將分段建造過程體現出來。

2)DAP詳細要點及指導意義。自從引入現代造船模式以來，DAP就是造船生產設計圖紙必不可少的一部分。每一項目啟動后，根據公司設備、建造工藝，分段劃分完成后，啟用三維建模軟件SPD進行三維建模，然后根據立體模型、建造工藝，每個分段出一份DAP，經與生產車間討論后確認DAP方案。DAP以圖示為主，輔以適量性的關鍵文字，將分段按不同的作業階段劃分為小成型、大成型、中組立、大組立，在圖示中劃分成3個區域。

(1)第一區域為小成型、大成型。成型組件后注明大的即為大成型，未注明的即為小成型，并輔以相關外形尺寸以及文字，注明其裝配要求。

(2)第二區域為中組立。以平面圖和立體圖的形式呈現，將相關成型階段中成型的小組件按一定的裝配順序、裝配要求組成小立體分段，并配有箭頭示意其裝配順序，再輔以相關文字，注明小立體分段按什么胎架裝配以及相關裝配注意事項。

(3)第三區域為大組立。將相關的小立體分段中組、合龍成一個完整的大立體分段，主要以立體圖的形式呈現，同時輔以相關文字，注明合龍時的主胎架面以及相關裝配順序、水密補板提前套入等要求。

從以上描述看，DAP圖紙能完整呈現整個分段建造流程，比較直觀，立體感比較強，施工單位依據該圖紙就能了解該分段的建造方式、結構形式。DAP在分段建造過程中起著至關重要的作用，因此，探討零件按 DAP 分道后套料，并按DAP配送零件托盤有著重要的意義。

2 二次開發實現零件分道

2.1 船體零件編碼規則

船體零件編碼是由裝配碼、施工階段碼、位置碼、位置碼序號、零件碼、加工碼和符號“-”組成，示例:NN-DA1900ZA-21KZ。

裝配碼(示例中NN)由2個字母組成。第一個字母表示中組立碼，字母E表示船臺(塢)散裝，字母N表示不參于中組立的零件，其它字母表示中組立。示例中第一字母N為不參于中組立的中組立碼；第二個字母為次級中組立碼，字母N表示不參與次級中組立的零件，若為其它字母，則表示次級中組立名。示例中第二個字母N表示該零件不參與次級中組立，該零件成型后直接進入分段階段。

施工階段碼(示例中DA)由2個字母組成。第一個字母表示大成型，字母N表示不進行大成型，若為其它字母表示不同大成型件的名稱。示例中第一個字母D表示該零件參與大成型，大成型名稱為D; 第二個字母表示小成型，字母A表示小成型、字母N表示不進行小成型、字母T表示T型材流水線的小成型，若為其它字母則表示該零件進入小成型立體化，即多道小成型件組合在一起的小立體組件。示例中大成型碼D后的字母A即為小成型，表示該零件先小成型，再進入大成型D。

位置碼(示例中1900ZA)體現零件所處的船體位置或圖面位置，曲面位置碼如外板(1SA……)、甲板(1DA……)等，當所處位置有多個部件時，在位置碼后加一個字母(A、B、C……)構成不同構件名。示例中1900ZA表示距基線1 900 mm處的結構零件，若距基線1 900 mm處還有其它構件，可命名成1900ZB、1900ZC等。無位置碼的零件均為散裝零件 ，如(NN-NN-100Z，EN-NN-100KZ)。零件碼值在1～20范圍的為小組立部件裝配的母材零件，21～99為部件的從屬零件；數值小于100的部件和從屬件均需小成型，數值等于大于100的為散裝件。

加工碼(示例中21KZ)包括4個，K表示開坡口(指切割過下料后的開坡口，不包括拼板、大成型、中組、分段階段即現場施工階段的開坡口)；Z表示冷加工，包括肘板等構件的折邊加工、面板等構件的彎曲加工、肋骨冷彎、曲面外板；P表示內場拼板；H表示火工，此加工包括了雙曲度外板的冷加工。如果需經過多道加工工序的，上面的字母可以組合使用，字母順序表示加工順序，如:KZ表示先開坡口再冷加工，KP表示先開坡口再拼板，KPZ表示先開坡口再拼板然后冷加工。

船體零件編碼的這些規則為實現船體零件按編碼規則分道打下了堅實的基礎，可以通過零件碼在不同位置代表的意義進行分道，從而快速挑選出我們需要的零件，為后續按分道后的零件套料提供了方便。

2.2 SPD三維船舶設計軟件零件特性

SPD三維船舶設計軟件，其展開的船體零件是以船體零件名為塊名的AutoCAD零件圖，該屬性塊包括零件名、板厚、材質、零件數量、零件所開坡口等文字信息。所對應的零件名還可通過SPD二次開發接口獲取相應在模型中的屬性，如零件類別、零件的坡口信息、零件的邊界等。這樣AutoCAD零件圖就具有在SPD模型中的屬性，為實現零件分道創造了條件。

2.3 二次開發船體工具箱實現零件分道

利用AutoCAD.NET API的編程接口和ADO.NET[2]的可擴展性，通過C#語言編寫程序，開發嵌入AutoCAD中的船體工具箱(AutoCAD工具面板)，并在面板上增加相應的控件實現相關的功能模塊。利用AutoCAD接口開發，需引用AutoCAD中3個DLL文件(accoremgd.dll，acdbmgd.dll，acmgd.dll)，對其進行擴展。acdbmgd.dll包含對ObjectDBX API的封裝，用于在圖形文件中對對象進行操作；accoremgd.dll和acmgd.dll包含對大多數AutoCAD API的封裝，用于對AutoCAD應用程序進行操作[3]。船體工具箱界面見圖1。

圖1 船體工具箱界面

通過AutoCAD Application對象獲取當前打開的AutoCAD零件塊圖形，即屬性模塊(Block Reference)。通過框選實體圖形，根據零件塊名以及零件的相關屬性，對原圖形塊按要求進行移動分類，從而實現零件分道。二次開發的船體工具箱根據零件編碼規則和SPD船體零件的特性，對SPD三維建模軟件抽出的AutoCAD零件圖操作，實現零件按所需要求自動分道，具體分為以下5類。

1)第一類：按零件類別分道。根據公司加工車間切割設備，將坡口機零件、高精度門零件、外板、T型材等類型零件自動分離出來，從而實現這類零件單獨套料。此類零件分道的原理是根據船體零件在SPD模型中的屬性，以及零件上的坡口信息等來判斷不同的零件類別，根據零件編碼中的位置碼來判斷部分類別，如外板是帶位置碼1SA的零件，T型材是小成型階段碼為T的T型材流水線的零件，開坡口機零件是零件上帶有特殊坡口代碼(如CV-20，CV-30)的零件。

2)第二類：按中組立分道。根據每個分段DAP圖紙，將同一中組立的零件組合在一起，即零件塊名第一字母不為N的零件分在一起，第一字母為N的零件分在一起，從而實現按DAP裝配流程圖套料。后期零件配托時，能按DAP裝配流程來分別集配，達到快速配送的目的。

3)第三類：按主從屬關系分道。將主板和其扶強材等小零件分離出來，實現大小零件分開套料。根據零件塊名將主材與從屬材分開套料，其中零件號1～20為母材，21以后為從屬材，防止小零件被壓到大零件托盤里找不到，有利于分揀。

4)第四類：按自定義分道。該功能模塊實現人機交互操作，通過跳出對話框，根據用戶自己輸入的條件來分道。通過輸入關鍵字加通配符的形式，從而使分道更加靈活方便。如輸入“AN*”，可以將所有帶AN零件碼的零件挑選出來，達到快速分揀的目的。

5)第五類：通過零件流向碼來分道。根據零件的工序來分道，實現快速分離。

通過開發該工具箱，實現了對零件的自動分道，設計師只需在打開的AutoCAD零件圖中加入該船體工具箱，通過選擇相關控件即可實現零件分道，減少了人工操作的繁雜，減少了出錯率，提高了工作效率，同時也為零件按DAP分道后的分區套料創造了條件，按DAP托盤配送也更加方便，流程得到了優化。

3 按分道后的零件分區套料

分道組織套料有利于零件的快速分類、整理、流轉，并能為托盤化管理的實現提供良好的條件，從而減少船體零件的堆積，提高船體零件理料的效率。按區域和批次套料后，有利于減少板材余料的周轉，提高工作效率和材料的利用率，并最終實現按計劃和后道需求有序、穩定的節拍化生產。

零件分道后按批次和區域套料，即將同一批次的分段，根據公司切割設備，按要求首先將坡口機零件、高精度門零件、外板或T型材等類型的零件分道后，分別套在各自類型的套料圖里，滿足了公司切割設備的要求，也有利于公司T型材流水線作業的開展。所有T型材套料套在一起后，理料時可以將同類型的零件裝在同一個托盤里，配送時直接將此托盤送到下一工序，下一工序組在拿到該托盤后，按序拿料、清點，簽字確認。

第二類，根據DAP裝配流程圖，將所有中組立的零件根據不同的中組立分別套在一起，這樣配送時，有利于零件按DAP流程圖進行配送，更有利于施工的開展，減少等料缺料的情況，施工流程更加順暢，每一組在拿到托盤后，都可按清單要求快速清點、確認，效率得到了極大的提升。

在實現過程中，公司根據項目特點，逐步擴大試用范圍，DAP分道套料不斷得到推廣和應用。例如，在40 000 t自卸船上，主要采用外板、坡口機零件、高精度門零件等分道后套料的方式來套料；在55 600 t化學品船上，根據結構特點，T型材結構占比比較大，在零件分道套料上，除了外板、坡口機零件、高精度門零件等，還單獨挑選了T型材，將所有T型材按批次按區域套在了一起，很好地適應了T型材流水作業的要求，按區域按類型套料的優勢得到進一步的體現；在21 500 t自卸船項目上，應用范圍進一步擴大，除了以上分道的零件外，另外按DAP裝配流程圖將同一中組立的零件套在一起，為按DAP劃分托盤創造了條件，同時為每類型配托要求都提供了相應托盤表格清單，對配料確認、后期工單確認都帶來了極大的方便，減少了以前經常缺料、找料的情況。后續新開26 000 t自卸船、50 000 t化學品船等項目中，DAP分道套料都將得到推廣應用，其流程得了優化，形成了一套更流暢、更合理的配托模式，托盤更加小型化，更加適應現代造船模式。

4 結束語

通過以上分析，按DAP流程分道后分區套料更好地適應了生產的要求，DAP托盤化的配料也更加合理，減少了場地的周轉，余料的周轉也從50天減少到7天，更加適應現代造船模式的要求，并提高了鋼材利用率，一般能達到92%以上。