第二章船舶建造及其精度控制的历史和发展

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2.1.2 管理特性
船舶生产是一个复杂的大系统。 由于船东订购的多样性、多变性以及产品的复杂性, 零部件多样性及工艺的多样性,决定了其生产组织与计划 的复杂性,以及物资与库存管理的复杂性。造船分内场作 业和外场作业,而且以外场作业为主,外场作业受气候条 件影响很大,有时会对计划执行造成难以预料的后果,给 生产计划带来极大的困难。 造船产业还是大型配套产业,装备有各种各样的设备 、仪器、仪表等配套件。所有的配套设备不仅涉及性能, 而且涉及订金、交货期,还决定着它们在系统中的布置和 装配尺寸。因此,配套设备的管理也是一个重要的内容。 2-6
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精度控制的历史和发展
早在20 世纪40年代初期,当工业界掀起质量管理活 动的高潮时,人们就开始探索公差与配合在造船中的应用 问题了。起初,人们只是照搬机械工业的一般方法,按各 个工序去分别建立公差,以此作为保障造船质量的技术措 施。直到50 年代初,人们着手对造船中的公差问题进行 较为系统的探讨,才开始在一定的理论分析和生产实践经 验的基础上逐步形成造船公差的特有内容,但是尚未完全 达到建造过程中上、下道工序之间有效配合的水平。为确 保船体建成后的几何形态及其在建造过程中工件的尺寸精 度,依然有赖于对工件装配接边广泛加放余量,待工件在 安装时就地加以切除。
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2.1.4 生产技术
20 世纪50 年代前,造船业由于应用“铆接技术”,机械 化的剪切冲压技术的应用使古老的木船建造发展为以钢船 建造为主体的近代造船。船舶工程按船、机、电等专业学 科进行系统分解。到60年代,“焊接技术”引进,火焰切 割技术的应用,使得船体能被分割为许多部分,原来集中 在船台和码头的装配、舾装、涂装作业,能扩展到车间和 平台更大的作业面上进行,使以功能分类的“系统”导向 的古代造船方法,转变为以“区域”导向,各自制造,然 后合拢,形成以“系统/区域“导向的船舶工程分解和相 应的”库存量“控制的生产管理,即“船舶分段制造模式 ”焊接技术不断地向高质、高效和自动化方向发展,有力 地提高了船舶制造水平,提高了生产效率,缩短了造船周 2 期。 - 15
管理特性
(6)同工序的施工场地较为分散,工时和材料控制困难, 产品齐套率难以掌握,容易出现有缺件不能及时配齐 ,或有备件过多占用库存的情况; (7)采购物料品种和供应厂商多,协作配套零部件以及协 作厂家多,沟通和协调容易出现问题; (8)应收应付款项及客户的资信情况复杂,难以控制,需 要改变传统的年报和月报制度,使得财务状况得以及 时掌握: (9)我国的造船业属于劳动力密集型行业,人力资源需要 进行合理的调配,避免冗员问题出现。
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2.1
造船生产方式的历史和发展
2.1.1 2.1.2 2.1.3 2.1.4
生产模式 管理特性 船厂特性 生产技术
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2.1.1 生产模式
造船模式指的是组织造船生产的基本原则和方式。 几十年来,铆接技术、焊接技术、成组技术和信息技 术,逐一促进和主导了造船业的发展,依次形成了船舶的 “整体制造模式”、“分段制造模式”、“分道制造模式 ”和“集成制造模式”。整个发展过程如同整个机械行业 一样,都是以“技术为中心”来进行的。造船业的发展与 整个工业界的科技水平的提高密切相关,它实质上是软技 术研究开发和硬技术设备设施投资的有机结合而产生的综 合效应。
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船厂特性
近半个世纪以来,世界级船厂的年产船舶能力由数万 载重吨,发展到逾百万载重吨。同时,全厂职工总数由数 万人,减少到千人左右,导致造船业生产效率大幅度提高 ,作业过程由困难、肮脏、危险转化为方便、整洁、安全 的根本原因,是由于持续地研究和应用了当代的适用于造 船的先进制造技术。船厂的面貌正在发生着日新月异的改 变。
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管理特性
从以上几个方面可以看出,由于造船系统的复杂性, 决定了船厂的管理是一项十分繁杂的工作。不论是从设备 、场地、资源、生产,还是财务、人力等方面管理的工作 量都是很大的。稍有差池,便会影响全局。 随着造船业的发展和进步,船厂在不断地发生着变化。传 统的工种专业化导向的单一工种组织,已经逐步转变为由 中间产品专业化生产导向的混合工种组织,生产管理的过 程也由传统的库存量控制方法,转变为流通量控制方法, 按后道工序所需准时制造中间产品。传统的机群式布置紊 乱的工艺流程,转变为每个生产区域专业化生产某中间产 品的分道工艺流程。
2.1.3 船厂特性
船厂是以船舶作为其最终产品,通过原材料和零部件 经过逐步加工,并与多类功能型设备或单元分区域和阶段 相互整合等一系列过程来完成的。在这个过程中,除了要 消耗大量的物化成本外,还要消耗大量的人力。船舶制造 系统是一个多级渐进的复杂加工装配系统。 由于船舶这一产品巨硕有余而精巧不足,造船场地也 因此而显得较为杂散,传统的造船业一直以“脏、乱、差” 的面孔示人。一家年产数万吨船舶的大型船厂可拥有数万 名职工,所以船舶工业是典型的劳动密集型产业,同时也 是资金密集性和技术密集型的制造工业。
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精度控制的历史和发展
50 年代末,在船体建造精度管理的发展过程中,出 现了两大突破性技术。一是在前苏联,成功地应用了船体 建造预修整技术,应用经纬仪检测技术对万吨级油船船体 分段采取预修整措施,使其得以按净尺寸上船台装配,实 现了船台装配的尺寸精度控制,从而有效地减少了船台装 配的现场修整作业。第二是在日本,造船界开始接受了质 量管理的新思想,那就是统计质量管理方法与群众性质量 管理活动相结合的思想,并且很快地发展形成造船质量管 理的完整体系,从而从管理上可按公差标准对船体工件在 建造过程中进行有效的精度控制。
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生产技术
80 年代以来,微电子技术在造船CAD 和CAM 方面的应用 不断扩大和深入,造船精度控制技术和船舶工程管理技术 的日趋完善,“集成”机制在造船业中得到充分的应用, 形成‘空间分道、时间有序”的、艺术化状态的壳舾涂一 体化,即造船业的CIMS ,船厂就成为“信息密集型”企 业。未来的造船技术将采用高智能的新的系统方法,即引 进并行工程、精良生产、敏捷制造等技术,研究开发新一 代的船舶制造技术。这种设计、制造一体化在更高层次上 满足了船舶使用和制造的需要。
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生产模式
目前,我国的船舶工业在科技的引导和促进下,正由 分段制造模式向分道制造模式发展,但尚未脱离劳力密集 状态。 从发展的眼光来看,未来的造船模式将是敏捷制造模 式,其核心是从“以技术为中心”的发展转变为“以人为 中心”的发展。这种生产模式的基本特征是智能和快速。 智能是随条件变化确定行为的能力,是运用智力、知识、 经验和技艺的能力。快速是对船东需求的快捷响应。可以 预见,在正确的发展思想指导一「,我国的造船工业将会 取得长足的进步。
船舶作为一个不同于一般机械零件的特殊产品,它的 精度与质量控制是稍后于机械产品而得到系统的研究的。 机械制造中公差与配合以及质量管理活动,是用来控制产 品精度的· 种手段。把机械制造中用以控制精度的有关概 念与手段逐步引入到造船行业,就形成了如今船体建造精 度管理的特有内容。 船舶建造精度管理,不论在国内,还是在国外,都经 历了曲折漫长的发展过程,人们对它的理解和重视程度也 随着时间而逐渐地加深和提高。从国外的发展过程来看, 对于质量和精度控制的努力是从很早就开始的。
管理特性
另外,由于船舶产品的特殊性,在建造的整个过程中 ,除了工厂‘自身的质量检验部门自始至终参与质量监督 验收工作外,船级社和船东代表也一直参与其中,这有时 也会给质量管理工作带来复杂性。而且在产品建造过程中 ,船东代表还有可能对产品的设计一和制造提出一些新的 要求,需要对生产计划及工艺过程予以修改或调整。 所有这些,都是船舶建造管理中的特殊之处。 归纳起来,造船业的经营和管理一般具有以下几个方 面的特点: (1)基础设施投入大。船台、起重设备、钢板处理设备及 场地、金加工设备等等都需要大量的资金投入,而且回报 2-7 周期长,风险大;
2 -ຫໍສະໝຸດ Baidu12
船厂特性
与一般产品的制造工厂相比,造船厂更是一个投资巨 大而回报周期长的企业。现有的设各资源是一笔不可丢弃 的财富,在此基础上,进行大规模的现代化改造,更新和 改进设备、改善生产条件、提高机械化、自动化和信息化 的水平,世界各主要船厂都在作着这方面的努力。计一算 机、机器人、激光技术等先进手段正逐步地走进船厂并在 提高企业生产水平与管理水平方面发挥了不可替代的作用 。
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生产技术
可以看出,在船舶建造的历史上,正是各种生产技术 ,如铆接技术、焊接技术、成组技术和信息技术等,有序 地主导着造船业由整体制造,经分段制造、分道制造,向 集成制造模式发展,从而使造船业由劳力密集,经设备密 集、达到信息密集,从根本上改变了造船业的面貌。
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2 . 2 精度控制的历史和发展
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管理特性
作业的顺序,也由传统的以船体作业为主的作业顺序,转 变为能满足壳栖涂三类作业高效施工需要的空间分道、时 间有序的作业次序和相应的物资及信息支持。船厂的这些 变化,使得管理的难度增加。从船厂管理的特性出发,在 造船行业推行先进的管理模式、实现信息化、网络化管理 势在必行。
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精度控制的历史和发展
在精度控制方面,国外较先进的造船国家,如:亚洲 的日本、韩国,西欧的德国、英国、法国等在船舶精度控 制技术均有所突破。如日立造船公司有明工厂已经做到了 从下料开始,加工,分段建造,坞内合拢,实现分段全方 位无余量,均以补偿量的形式代替余量。为确保船舶建造 精度,从船体设计开始,就准确标注补偿量。95 %的板 材均由数控设备进行切割,包括平直板,目的是确保整体 精度和加工速度。零件加工的各种焊接坡口均在加工时直 接开出(尤其各种曲面外板加工坡口)。
管理特性
(2)造船业一般都以招标方式签约,投标通常只有较短的 准备时间,而且基础资料要求完备,合同金额较大, 合同期要求严格; (3)船舶建造多为短线产品,造船厂家须要经常更换船型 ,且生产批量小,生产准备及管理工作囚变数多而增 加了难度; (4)船舶建造工艺复杂,生产周期长,生产过程复杂,计 一划平衡困难,不可预测的因素很多,容易影响建造 质量和交货期; (5)立体交叉的生产方式导致物资流、人员流,信息流的 2-8 时空紧张:
生产技术
70 年代起,随着船舶大型化,在新船厂的建设和老船厂 的现代化改造中,引进并全面而深人地研究了“成组技术 ”。通过不同类型船舶的建造过程的相似性分析,以船舶 区域、作业类型和施工阶段分类。按“中间产品”的概念 组织造船的流水和工位固定人员流动的虚拟流水生产。从 而开发了加工不同类型船体结构零件的各类NC 切割机, 型材、平面分段、管件等专用的加工、装配和焊接的机械 化装备替代了繁重的体力劳动。同时,还使用设施齐全起 吊能力强大的船坞,使原来劳力密集的造船业发生了质的 变化,成为现代化的设备密集型产业,职工总数呈数量级 减少。社会技术的“分散”专业化机制在造船业得到了实 际的发挥,显著地提高了生产率。
第二章
船舶建造及其精度控 制的历史和发展
2.1 造船生产方式的历史和发展 2.2 精度控制的历史和发展 2.3 有序发展的五种造船模式
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船舶建造及其精度控制的历史和发展
由于船舶这一产品的特殊性,精度控制一直是 较难解决的问题,作为“瓶颈”,一直制约着船舶 建造的整体质量。随着先进制造技术和计算机技术 的不断成熟,可以期待,造船精度及质量的控制会 有新的进展和突破。生产技术和管理方式的改革会 使船厂出现崭新的面貌,使我国的造船业得到更快 的发展。
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精度控制的历史和发展
60年代,预修整技术与质量管理技术,在船体建造中 进一步得到发展和运用。随着造船数控技术的发展,船体 放样、绘图、切割以及加工精度的不断提高,又为船体建 造精度管理技术的发展开创了条件。在造船界己经开始运 用数理统计方法与尺寸链理论探索船休建造公差及其分配 问题,有些国家还探索造船生产中的最佳余量和公差标准, 以便创造更为经济的船体建造方法。随后,精度管理的研 究范围,又从船体结构领域扩大到管系互换性安装与机械 设备安装等领域。
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