现代造船模式

现代造船模式
现代造船模式的涵义
所谓现代造船模式,可理解为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(船体建造)、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.现代造船模式形成的技术基础—成组技术与系统工程技术在造船中应用阐述如下:
先进制造技术在现代造船模式中的应用
(1)成组技术。

首先应用于机械制造业，利用零件的相似性来组织多品种小批量生产，以获得少品种大批量的生产效率。

成组技术被应用于船舶建造工程，导致了中间产品分类成组加工和管件族加工方法的产生，形成了船体分道建造生产线；成组技术中短间隔期、小批量的生产管理方法形成了船舶建造作业的托盘管理。

(2)系统工程。

把船舶建造作为一个大系统，分解为壳、舾、涂三种作业系统，再按区域/阶段/类型逐一分类成组，并以"中间产品"为纽带建立各类作业子系统以及作业系统的相互联系。

(3)工业工程。

包括成组技术、系统分析、物料搬运、计划和目标管理等，追求高效率、短周期。

3.现代造船模式的基本要素
(1)中间产品。

是最终产品的组成部分。

舾装单元和舾装模块是典型的中间产品。

舾装单元是对特定区域内(如机舱)的设备进
行合理布置，单独地高效率地制作；舾装模块是将组成一定功能的相关设备、支架、仪表、管路和电缆等进行组装；在适当时机整体吊入船体进行安装。

(2)船体分道建造。

以分类成组的中间产品为导向，组成若干个相对独立、最大限度平行作业的生产单元，按工期要求，保持一定的生产节拍作业。

现代造船模式中的区域舾装技术、区域涂装技术、高效焊接技术、信息控制技术、精度造船技术等都离不开船体分道建造技术。

(3)壳舾涂一体化作业。

确立了以“船体为基础、舾装为中心、涂装为重点”的管理思想，从设计、采购、生产计划与控制等方面围绕中间产品进行协调与配合。

现代造船模式中的生产设计
生产设计的概念是在日本首先建立的，是追求建立高效的船舶建造和管理方法的产物。

在传统造船模式中，通过船舶设计来解决"造怎样的船"的问题，而"怎样造船"则由工艺部门通过工艺设计加以解决。

生产设计打破了"造怎样的船"和"怎样造船"相分离的传统做法，促进了"两个一体化"的实现。

1.生产设计的概念、思想和原则
(1)中间产品为导向原则。

各类零部件、分段、托盘、单元、模块和区域等不同的中间产品，连同其所需的全部生产资源，以生产任务包的形式进行设计。

(2)壳舾涂一体化原则。

即通过壳舾涂生产设计之间的协调，最大限度实现各作业均衡、连续地总装造船。

(3)设计、工艺、管理一体化原则。

即经各部门相互协调，最终把"怎样造船"体现在工作图表和管理图表上，作为指导现场施工的依据。

(4)标准化、系列化原则。

必须尽可能地贯彻标准化和系列化原则。

2.船舶设计阶段的划分与生产设计的衔接把生产设计纳入船舶设计工作范围，并认为生产设计是船舶设计的扩展或其中的一个阶段。

在这种认识下，船舶设计始于船舶总体功能和系统设计，最终是按区域/阶段/类型完成的生产设计。

(1)初步设计--按船东技术任务书要求进行船舶总体方案设计。

(2)详细设计--在初步设计基础上，按功能/系统/专业进行详细性能设计，以确保船舶总体技术性能，并完成由船级社和法定部门的审查和认可。

(3)转换设计--在详细设计基础上，将各项目、系统在船舶各个区域进行布置和安装，充分考虑中间产品的要求和特点。

(4)生产设计--在详细设计基础上，按区域/阶段/类型进行产品作业任务的分解和组合，并提供指导现场施工的工作图表。

应用成组技术的原理
成组技术是研究事物间的相似性,并将其合理应用的一种技术。

成组技术是促使现代造船模式形成的主要技术之一,运用其如下两种原理:中间产品导向型的作业分解原理,简称产品制造原理和相似性原理。

所谓产品制造原理是把最终产品按其形成的制造级,.以中间产品的形式对其进行作业的分解和组合,中间产品是指生产的作业单元,是对最终产品进行作业任务分解的一个组成部分,也是逐级形成最终产品的组成部分。

它具有明显的“产品”品特征:由特定的“产品"作业任务,而且其作业任务并非由单一的工种完成:有明确的“产品”质量指标:有完成“产品"作业任务全部生产资源,或称生产任务包。

这些原理应用到造船，是把船舶作为最终产品，船舶建造从采购材料、加工零件开始，然后以中间产品的生产任务包形式组装成装配件，进而再组装成更大的装配件，这样逐级组装，最终组装成船舶产品。

相似性原理是对产品作业任务分解成门类繁多的中间产品，按作业的相似特征，遵循一定准则进行分类成组，以便用相同的施工处理方法扩大中间产品的成组批量，以建立批量性的流水定位，或流水定员的生产作业体系。

根据船舶的生产特点，相似性分类成组有如下四方面准则：按生产作业的性质分类称赞：按生产作业对象所处的空间部位分类称赞：按生产作业在生产过程中的相似内容分类成组：按生产作业在生产过程中的作业时序分类成组。

应用成组技术的核心及应用
成组技术的核心是成组工艺，它是把结构、材料、工艺相近似的零件组成一个零件族（组），按零件族制定工艺进行加工，从而扩大了批在制造、装配等生产、经营、管理等方面所导出的相似性，称为二次相似性或派生相似性。

成组工艺实施的步骤为：①零件分类成组；②制订零件的成组加工工艺；③设计成组工艺装备；④组织成组加工生产线。

成组技术的应用：目前发展的成组技术是应用系统工程学的观点，把中、小批生产中的设计制造和管理等方面作为一个生产系统整体，统一协调生产活动的各个方面，全面实施成组技术以提高综合经济效益。

以下将从产品设计、制造及生产管理等方面简述成组技术的应用。

产品设计方面：由于用成组技术指导设计，赋予各类零件以更大的相似类，这就为在制造管理方面实施成组技术奠定了良好的基础，使之取得更好的效果。

此外，由于新产品具有继承性，使往年累积并经过考验的有关设计和制造的经验再次应用，这有利于保证产品质量的稳定。

以成组技术为指导的设计合理化和标准化工作将为实现计算机辅助设计（ CAD ）奠定良好的基础；为设计信息最大程度地重复使用，加快设计速度，节约时间作出贡献。

据统计，当设计一种新产品时，往往有 3/4 以上的零件设计可参考借鉴或直接引用原有的产品图纸，从而减少新设计的零件，这不仅可免除设计人员的重复性劳动，也可以减少工艺准备
工作和降低制造费用。

制造工艺方面：成组技术在制造工艺方面最先得到广泛应用。

开始是用于成组工序，即把加工方法、安装方式和机床调整相近的零件归结为零件组，设计出适用于全组零件加工的成组工序。

成组工序允许采用同一设备和工艺装置，以及相同或相近的机床调整加工全组零件，这样，只要能按零件组安排生产调度计划，就可以大大减少由于零件品种更换所需要的机床调整时间。

此外，由于零件组内诸零件的安装方式和尺寸相近；可设计出应用于成组工序的公用夹具——成组夹具。

只要进行少量的调整或更换某些零件，成组夹具就可适用于全组零件的工序安装。

成组技术亦可应用于零件加工的全工艺过程。

为此，应将零件按工艺过程相似性分类以形成加工族，然后针对加工族设计成组工艺过程。

成组工艺过程是成组工序的集合，能保证按标准化的工艺路线采用同一组机床加工全加工族的诸零件。

应指出，设计成组工艺过程、成组工序和成组夹具皆应以成组年产量为依据。

因此，成组加工允许采用先进的生产工艺技术。

以成组技术指导的工艺设计合理化和标准化为基础，不难实现计算机辅助工艺进程设计及计算机辅助成组夹具设计。

应用系统工程技术的理论
应用系统工程技术的理论：系统工程早在40年代产生。

到1957年才由美国学者古德与马舍合著世上第一本名为《系统工程》的书，1965年在美国出版了《系统工程手册》，才形成这门
技术的、完整内容，含系统工程的方法论、系统理论、系统技术、系统环境和系统数学等。

应用成组技术的制造原理和相似性原理建立起来的造船模式，实际上已把船舶建造作为一个大系统，对其分解为壳、舾、涂三种作业系统，再按区域/阶段/类型逐一分类成组而形成了各类作业的子系统。

系统工程技术的基本原理是运用其统筹优化理论，其基本准则是：体现整体观点、综合观点、动态观点和寻优观点处理组织“系统”的问题。

充分运用大系统的分解协调、定量分析和优化等方法。

应用系统工程的统筹优化理论，是协调用成组技术原理建立起来的现代造船生产体系相互关系的准则。

该准则形象化的可概括为两个“一体化”。

其中，壳舾涂一体化，指以“船体为基础、舾装为核心、涂装为重点“的管理思想，把壳、舾、涂不同性质的三大作业类型，建立在空间上分道、在时间上有序的立体优化排序。

而设计、生产、管理一体化，指设计、生产、管理的有机结合，在设计思想、建造策略和管理思想的有机结合中，以正确的管理思想作为三者的主导。

两个“一体化”是组织“系统”运行极为重要的一种管理思想。

简言之，现代造船模式的基础是区域造船，目标则是以中间产品为导向，实现两个“一体化”区域造船，其主要基础则是生产设计和科学管理，它将犹如两个车轮推动着传统造船模式和现代造船模式的转变。

现代造船模式的设计方式
现代造船模式的设计由于纳入生产设计，必须遵循如下原则：贯彻按区域设计的原则；贯彻以中间产品为导向的设计原则；贯彻设计、工艺、管理一体化的设计原则；贯彻壳舾涂一体化的设计原则；贯彻各设计阶段互相结合的设计原则。

现代造船的上述基本设计原则，就决定了其设计方式在设计阶段的划分、设计与工程管理的结合，以及设计中的协调有其独特的方式。

船舶设计与工程管理的结合方式
应用成组设计原理和统筹优化理论确立的壳舾涂一体化区
域造船模式，是从组织造船生产的角度提出的、按其建模原则形成的生产作业体系，需要在船舶设计过程中合理规划，并在规划中与工程管理有机结合，以形成设计、生产、管理紧密结合的体系。

把造船过程划分为生产技术准备阶段和船舶建造两个阶段。

船舶设计过程的协调方式
适应现代造船模式的设计方式除上述两种设计方式外，还有其相应的设计协调方式，含设计前协调和设计中协调。

设计前协调又包含初步设计向详细设计技术交底协调会、详细设计的设计方针会议、详细设计向转换设计生产设计技术交底协调会、综合布置方式。

设计中的协调方式包含图纸研讨会的协调方式和出协调图的协调方式。

节点会议是设计部门的协调会，可每月定期召开，由产品主管主持，设计部门领导与各有关设计专业的主管、主办参加。

托盘管理的涵义及流程
船舶舾装托盘的含义包括两个内容：一是生产设计时编制的托盘管理表及相应的生产管理用表册的最小单位，是现场生产作业的最小单位，也是内场制造、舾装品的采购、集配中心的集配和外场安装的最小单位。

二是托盘是实实在在的有如饭店配膳室内的配菜盘一样，既有菜单，又有盘子。

托盘是舾装作业物资集配的载体，作为舾装托盘载体，既有托盘管理表、也有由钢结构组成的托盘，它可以根据实际需要制成各种形式。

托盘管理就是以托盘为单位进行生产设计、组织生产、进行物资采购及工程进度安排，以致生产成本也可以以托盘为单位进行核算的一种科学的生产管理方法。

托盘管理是先进的“区域造船”的具体体现，托盘就是舾装工作的“中间产品”，一切工作都是以托盘为导向组织进行。

正如前文所述在托盘划分之前首先要进行区域的划分。

实际上每一个船厂都可以根据本厂的实践制定出区域划分的指导性标准，这样就可以大大简化后续新建船的区域划分的工作和托盘划分的工作。

简单地说：托盘管理就是以托盘为单位进行生产设计、组织生产、进行物资采购、以及工程进度安排，以致生产成本的核算也可以以托盘为单位进行的一种科学生产管理方法。

现场施工必须做到一只托盘内的舾装件的安装工作由一个小组、在同一地点、使用一张图纸、在同一个安装阶段内进行。

托盘管理包括托盘划分、托盘集配、托盘分发。

目前中国各大造船厂都在积极推行现代造船模式，产品导向型的现代造船模式就是从船体建造、舾装、涂装一体化角度，按区域对产品作业任务进行分解和组合，并按区域划分各类作业任务，形成船体以分段、舾装以托盘(或单元)作为组织生产的基本作业单位，进行船舶建造的一种造船模式
托盘管理作为一个系统工程必然要涉及到船厂内各个部
门及众多的舾装件配套厂。

对船厂内部来说，主要涉及到的单位是生产管理部门、设计部门、集配中心。

首先，厂生产管理部门在编制建造方针(方案)和施工要领时要确定每条新建船舶的区域划分、托盘划分、单元划分及船体分段划分和总组的范围、方法等。

其次，设计部门根据由厂领导批准的建造方针进行生产设计，主要是编制采购、生产、管理所需要的托盘管理表和各种施工用图。

再次，集配中心要负责整个舾装品的计划管理、内外场安装工作的协调、舾装件的集配及托盘的收发工作。