现代造船模式船体零件编码研究报告和应用上海造船

基于现代造船模式的船体零件编码研究和应用

王世利1刘建峰2金烨1孙嘉钧2

1上海交通大学工程硕士2上海外高桥造船有限公司

【摘要】：基于对现代造船模式下船体分段建造作业的分析，应用编码技术，结合先进设计软件的编码功能，根据船体分段零部件特点，本文主要研究了:工程编码、分段编码、组立类型代码、组立编码、零件分类代码、零件号和零件加工代码的设置问题；组立流向、编码级数和编码完整性问题；编码体系与TRIBON设计软件的匹配问题。通过综合研究，本文建立了一套基于现代造船模式的船体零件编码体系。【关键词】：零件，编码，组立，流程，建模，适用性

1前言

随着现代造船模式的深入发展，部分先进船厂初步建立了切割中心、部件工场、平直中心、曲面中心、模块中心和外场大组平台为主体的分段分道建造模式，这种分段建造模式可以显著的提高生产效率，但是物流管理难度很大，相应的也就要求生产设计将分段建造过程细致分解。基于现代造船模式的船体零件编码致力于应用编码技术和设计软件，将经过产品导向型工程分解和分道组合的各类中间产品，按现代造船模式形成的生产作业体系进行电子化模拟造船，且使设计、物资、生产、管理的信息共享，信息快速传递，在促进船体零部件物流方面发挥着突出的作用

2船体零件编码构思

2.1船体建造分解

船体建造过程传统上分为小组立、中组立、大组立、总组和搭载。零件拼装成中小组立，中小组立拼装成分段，分段总组为总段，大量分段和总段组装出一条整船，这样的作业分解比较粗犷，难以满足精细管理的需要。船体分道作业法的工程分解从中间产品的角度出发，将船体结构分解成零件装配、组立装配、分段装配等阶段后，按照成组技术相似性原理将其分类成组，以组为单位安排人员、设备和场地，组建成分道生产线。通常设有钢材预处理线、T型材生产线、内部零件生产线、部件生产线、平面分段生产线、曲面分段制作区、上层建筑分段制作区等船体生产线。

中间产品分解的方法，实际上是一种划细生产作业单元的方法。设计阶段的船体作业中间产品分解，即装焊作业定义越精细越好，生产阶段可根据场地、设备、人力等客观条件进行相匹配的组合。这是基于现代造船模式的船体零件编码所关注的重点，即以中间产品为导向，贯彻工程分解与组合的精细化，通过编码做到图1所示的精细程度，而非传统的小组、中组和大组。

图1船体作业流程分解

2.2船体编码体系创建原则

船体零件编码体系的创建，必须遵循一定的原则，通常要具有识别功能、分类功能和

排列功能。编码要能够被计算机识别；要具备适应组织变动、工艺改善、设计革新等变化的灵活性；编码完整性与编码级数和位数的平衡必须重点考虑。

3船体零件编码体系

基于现代造船模式的船体零件编码包含了工程编码、分段编码、组立类型代码、组立编码、零件分类代码、零件号和加工代码信息，其中工程编码4位，分段编码3位，组立类型代码1位，组立编码6位，零件分类代码1位，零件号3位，加工代码1位，编码位数共19位。

编码结构方面，为避免编码级数过多，进行了适当的合并，其中组立阶段代码和组立编码并为一级，简称组立编码；零件分类代码、零件号和加工代码并为一级，简称零件号。由多级组立过程导致的编码级数过多问题，利用组立类型代码的衔接功能来解决，在编码结构中仅表示该零件所属的上一级组立编码。总体上该编码体系为四级编码结构，其一般结构形式见图2。

图2 基于现代造船模式船体零件编码

3.1工程编码

工程编码由四位阿拉伯数字组成，第一位数字表示船舶分类，第二位数字表示船舶分组，第三位和第四位数字表示船舶序号，其一般结构形式见图3。

图3工程编码图4分段编码

3.2分段编码

分段编码，一种是英文字母和阿拉伯数字，另外一种是三位数字，均包括分段区域、位置和序号。其中纯数字定义较为科学，信息处理方便，其一般结构形式见图4。

3.2.1分段区域代码

船体结构通常划分为艉部、机舱、上层建筑、货舱双层底、货舱舷侧、货舱横舱壁、货舱纵舱壁、货舱甲板和艏部。据此，分段区域代码定义见表1。

表 1 分段区域代码表

3.2.2分段位置分类代码

分段位置分类主要是区分分段位于左舷、船舯还是右舷，英文通常用P、C、S分别表示，分段位置分类代码采用一位阿拉伯数字表示，用其奇偶性加以区分，如表2所示。

表2 分段位置分类代码表

3.2.3分段序号

分段序号用阿拉伯数字表示，从1开始，纵向从船艉向船艏依次编码，横向从中心线到舷侧依次编码，垂向从下向上依次编码。

3.3组立类型代码

组立类型的定义关系到零件和组立的去向，在指导物流方面发挥着重要作用，部分先进船厂已经实现了船体零件和组立的托盘化配送，基于现代造船模式的船体零件编码在组立类型代码方面进行了精细定义，如表3所示。具体应用上，可根据公司实际将Q、N、S、T阶段都布置在部件工厂进行，无论场地如何配置，都可以发挥较高的物流指挥作用。

表3 组立类型代码表

3.4组立编码

组立编码由英文字母和阿拉伯数字组成，包括结构代码、位置号和分区码，位数2～6位，见图7。当仅需结构特征代码就能明确定义组立时为2位代码，当需要3位位置号且仍然需要分区码时为6位代码。通常要求分段内同样的组立采用同一编码，其一般结构形式见图5。

图5组立编码

3.4.1结构特征代码

结构特征代码由两位英文字母组成，基本上为典型结构通用的英文缩写，见表4。

表4 结构特征代码表

3.4.2位置号

位置号与主船体坐标相对应，以阿拉伯数字表示，位数1～3位，见表5。负肋位一般不超过10个，为方便信息处理，第1位以0表示为负肋位。

表5位置号

3.4.3分区代码

分区代码采用一位英文字母表示。分段内在同一位置上存在2个以上不同组立时，按从中心线到舷侧，从船艉向船艏，从下向上编码以A.B N编码。由于D、O、I与0和1接近，容易混淆，所以分区代码禁止采用D、O、I。

3.5零件种类代码

传统的零件种类代码区分非常复杂，主要是由起初造船模式的历史遗传造成的，以外板为例，目前教材上依然是：船体外板的排列习惯于从船底中心线处平板龙骨开始，然后为左右舷船底板，经舭部列板，舷侧外板至舷顶列板。由K、A、B、C、D．．．．．．英文字母组成，再以韩国某先进船厂零件种类代码为例，见表6。

表6韩国某先进船厂零件种类代码

世界上许多船厂在船体零件种类代码区分方面已经摆脱了传统桎梏，零件种类代码大大简化，本编码体系将零件分为板材、肘板、补板和型材4种，分别用D、B、C、S描述。

3.6零件号

零件号的编制方面，同样存在历史遗留的桎梏，许多船厂包括国外部分先进船厂仍然采用手工编号方法，主要是满足按序排列，而且以单个组立为单位编号，结果造成编码效率很低，而且零件的通用性大大降低。先进的船舶设计软件基本上能够自动编号，不但提高设计效率和准确性，而且解决了零件的通用性问题。对于少部分特殊零件，可以在系统中手工调整。零件号以阿拉伯数字表示，位数1～3位，见表7。

表7零件号