船舶建造流程
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船舶建造流程
任何一种产品都有其自身的生产模式,比如汽车的流水线生产,飞机的脉动式生产线,然而船舶生产具有其独特的特点:生产的批量为小到中等,零部件的加工过程相似但几何形状和尺寸不同,这就决定其生产模式的特殊性。所谓现代造船模式,就是以统筹优化理论为指导,应用成组技术原理,以中间产品为导向,按区域组织生产,壳、舾、涂作业在空间上分道、时间上有序,实现设计、生产、管理一体化,均衡、连续地总装造船。
现代造船模式发源于二战中的美国,20世纪70年代成型于日本,并于80年代被美国总结,形成了现代造船模式。我国于90年代初期引进了该项理论,开始在各个船厂进行实践,不过直到今天,各个船厂依然在转变造船模式,有资格说自己实现了现代造船模式的船厂少之又少,在各项指标上与日韩依然有差距。
在说船舶的建造流程之前先简要的说一下船舶设计流程。
船舶设计工作分为三个阶段——初步设计、详细设计、生产设计。
初步设计:是解决“造什么船”的第一个阶段。初步设计是对船舶总体性能和主要技术指标、动力装置、各种系统进行设计,并通过理论计算和必要的实验来确定船舶的主要参数、结构形式和主要设备选型等重大技术问题。
一般有三种情况要求设计部门进行初步设计。
1船舶技术任务书:相关部门下达的指令性任务,说明船舶的用途、航区、吨位航速等设计要求。
2意向书及技术附件,指在船舶市场中船东提出的订货意向,不受法律约束。它通常表明船东对船舶的各项要求和询问造价。
3造船合同及附件,在经过投标和商务技术洽谈后决定签订合同。
因此,在初步设计阶段,可根据具体情况可插入方案设计、报价设计和合同设计。
方案设计是将任务书的要求转变成船体和轮机的设计参数,主要是进行可行性研究,决定船舶的总体性能,满足要求的航线、航速、舱容和排水量等,并据此估算出造价。
报价设计则不需要做可行性研究,通常是根据船东的要求,参照已有的母型船来决定新建造船舶的造价,并提供技术规格书和总布置图以及提出主要设备厂商表。
合同设计要求确定设计参数、设备选型、建造原则、入级标准,并进行一系列计算和设绘工作,为签订建造合同提供必要的文件,包括说明书(包括船体、轮机、电气),主要图纸和计算书(型线图、总布置图、舯剖面图、机舱布置图等等)以及主要设备厂商表等。
初步设计的具体成果有,为签订合同的谈判提供技术文件;提供主要设备选型清单;主要设备厂商表;为详细设计提供必要的技术文件和图纸。初步设计的技术文件和图纸应送交船级社和船东审阅,经认可才能开展下一阶段的设计工作。
目前国内的主流船型已可以自主设计,但部分船型的初步设计依然来源于国外,例如新型破冰船,5万吨半潜船等等。据我所知大连船舶重工某次建造新产品时购买国外的初步设计花了2000万美元。海洋工程的设计大部分来自国外。但也要看到国内消化吸收的速度也是很快的(在2013年上海海事展上,中国船舶及海洋工程设计研究院透露了他们研发设计了自动化水平全球领先的新型5万吨级半潜船。目前,该院已完成该型船的基本设计,完成了耐波性和风阻试验等,正在进行详细设计。新型5万吨级半潜船总长228米,型宽43米,型深13.5米,设计吃水10.3米,半潜吃水27米,设计航速达15节,具有很好的经济性,
航行时阻力小,节油效果好,采用DP2定位动力系统。) 。也有的国内企业收购国外的设计公司以此来促进设计能力的提高。中国国际海运集装箱(集团)股份有限公司(简称中集集团)2013年12月13日向此间媒体透露,该集团12日顺利完成与瑞典BASSOETECHNOLOGYAB公司(下称BTAB)的股权交割,成功收购BTAB公司90%的股权。BTAB公司是一家海洋工程设计公司,在各类半潜式平台、钻井船的前端概念、基础设计方面有丰富的经验。
现代重工的拖曳水池进行船模试验,船模试验是初步设计的重要内容,船模试验使用的水池的地位与风洞相当,国内的水池主要分布在各个总体或水动力研究所(701、708、702等)和大学(哈尔滨工程大学等)中,造船厂(不是集团公司)基本没有。
详细设计:在初步设计基础上,通过对各个具体技术专业项目进行系统原理设计计算,绘制关键图纸,解决设计中的基本和关键技术问题,最终确定船舶全部技术性能、船体结构、重要材料、设备选型和订货要求等,提供船级社规定送审的图纸和技术文件(不含完工文件):及各项技术要求和标准。
详细设计是根据造船合同确认的初步设计及修改意见书进行的。其基本内容是提供船级社规定送审的图纸和技术文件(不含完工文件);提供造船合同中规定送船东认可的图纸和技术文件(不含生产设计内容);提供船厂订货所需的材料,设备清单;为生产设计提供所需的图纸,技术文件和数据。
详细设计的主要图纸和技术文件需要船东、船检(船级社)审查认可方能开展后续的生产设计工作。然而事实上为了尽早交船,在审查未完成前船舶已经开工,生产设计承受着施工供图需求的压力,由于准备不充分,在按未审查的详细设计图纸施工情况下容易出现差错。
在国内大多数的初步设计和详细设计是由设计院完成的,主要的设计单位有:(1)中船重工和中船工业下属研究所包括701、708、上海船舶设计院,广州船舶设计院等等,国内的主要军舰、公务船基本上是他们设计的;(2)一些高校,比方说哈尔滨工程大学,上海交通大学等学校也具有一定的设计力量;(3)一些设计公司,比方说上海佳豪;(4)船厂的技术中心,部分船厂的技术中心有较强的船型开发能力,在已有的船型上进行改进,例如大连船舶重工船研所、沪东的技术中心。
708的网址
/component_general_situation/index.php?typeid=2
生产设计:解决“怎么样造船”的问题,主要内容包括建造方案的决定、建造方针书的编制和施工要领的编制,也包括在详细设计送审图完成基础上,按工艺阶段、施工区域和组装单元,绘制记入各种工艺技术指示和各种管理数据的工作图、管理表以及提供生产信息文件。主要的船体生产设计图纸包括:分段结构图、零件表、材料清单、套料册、切割指令。生产设计要将设计、工艺、管理有机的融为一体;将船、机、电等工作有效的结合起来,使他们的施工项目实现良好的协调。生产设计基本上由船厂自己完成。
与其他行业一样,船舶建造中也有常见的计算机辅助应用。除了最基础的autoCAD软件,目前船舶建造中常用的设计软件有:
(1)TRIBON软件是由瑞典KCS(Kockums ComputerSystem AB)公司(该公司2004年被AVEVA 公司兼并)研发的1款辅助船舶设计和建造的计算机软件集成系统,集
CAD/CAM/MIS于一体,在造船业中有着广泛的用户。软件包括船体设计、舾装设计、系统管理三大部分,船体设计包括线型光顺、船体平面模、船体曲面模、性能计算、零件分离、数控套料、生成切割指令等模块。。对于国内的船厂来说,该软件存在数据开放性不够,数据库系统自成一套与常用数据库缺少接口,二次开发较为困难等等缺点。
TRIBON软件的建模效果: