哈工程上海实习实习专题报告
——船舶快速搭载
一、背景
当前船舶工业面临严峻的考验，但同时也是发展机遇。我国提出了要建成造船强国的奋斗目标，因此，我们必须掌握并应用先进的造船技术，缩短与造船强国的差距。要瞄准国际发展动向进行创新研究，追踪和达到国际先进水平;技术应用要探索符合自己的技术推广道路，结合实际情况，将先进的造船技术转化为实际生产力。
船台搭载周期直接影响到生产效率和建造成本，如何进行快速搭载显得尤为重要，要在日益剧烈的竞争中立于不败之地，我们必须采取一系列行之有效的办法，缩短船台搭载周期，实现船台快速搭载，大力提高造船能力。
船舶快速搭载是应用新工艺、新设备,在船舶总装时,实施大型总段吊装,促进坞内装配、焊接、胭装作业前移,减少坞内工作量,实现分段快速合拢。船舶建造约占造船总工时的50%,船舶快速搭载是缩短船坞(台)周期的关键,是缩短整船建造周期的重要环节,也是提高船厂生产效率、竞争力的方法之一。
基于流程再造的快速搭载的研究成果在作业标准书中都有具体反映,其应用效果,可以归纳为总组完工周期、分段搭载定位时间、搭载完工周期等主要评价指标,这些指标的高低,最终体现在船舶的船坞周期。在固定硬件条件下,船厂的每座船坞每年开几次坞门是该船厂的建造水平的最真实反映。
当前,日韩等国通过精度管理、提高预栖装率、改进工装设施、提高工艺技术等方面的研究,使分段的船坞(船台)搭载时间大大缩短。据有关资料显示,日韩在坞内总段的吊装时间平均为2.5一3h,最短时间为2h,国内船厂为8一10h;日韩实行半串联并行建造出坞时间仅为30一40天,国内船厂为55天。近年来,国内的先进船厂都在从自身实际资源调配情况出发,结合新技术发展水平,大力研发与快速搭载相关的各项工艺,可谓是“各显神通”。这些新工艺从多角度多方面促进了搭载效率的提高,有效地缩短了造船周期。
二、船舶总装快速搭载的工艺技术
要克服传统的船舶搭载存在的缺点,实现船舶总装快速搭载,需要实现分段建造和总组大型分段的精度管理、计算机模拟搭载、平台快速总组、龙门起重机快速脱钩、搭载快速完工、施工过程工艺改进、施工过程精度控制等方面的相关技术,同时在管理上也同样需要突破,要任务明确、责任明确;生产任务量化(需要长时间的统计);生产责任下移、权利下移。
同时,实现快速搭载是和高效焊接、自动切割、先进工装、总组范围等各项工艺的发展进步密不可分的。
2.1传统的船舶搭载存在的缺点
传统的船舶搭载存在以下几个缺点:
(1)分段的余量有些达到100llun以上。浪费钢材,也增加了制造工时。
(2)分段余量切割不能一次到位。在分段总组和搭载的过程中,都重复存在余量修整。
(3)精度较低。在对合不好的情况下,主要靠现场调整,搭载速度特别慢。
(4)数据收集、统计不详细。关键部位的分段焊接好以后,很少再去测量数据,缺乏分段在不同时期的数据统计,难以有效控制在搭载过程中的`分段变形。
(5)分段总段不够大(但在新建的大型船厂已不是问题)。
三、提高搭载速度工艺方法
3.1 合拢缝及节点的优化
生产设计研究建造船舶的结构特点，找出最合理的合拢缝位置，并尽可能优化各种合拢口节点，为搭载的便利做好充分的准备。如图1所示，垂直合拢缝改为水平合拢缝后，不仅减少了支墩的摆放及固定码板的安装，而且节省了分段的调整定位时间。同样，经过优化后的接缝节点将使分段搭载更简单更易操作。
3.2 建造精度的控制
造船精度控制管理技术是现代造船方法中的一项重要内容。所谓精度造船控制管理，就是通过运用先进的工艺技术手段和严密的科学管理方法，对造船的全过程实施尺寸的精度分析和控制，从而达到最大限度地减少施工过程中的修整工作量，这对于提高造船生产效率和建造质量具有十分重要的意义。
精度造船要求对船体建造的各工序进行严格的精度控制，减少上船台后的工作量，确保高质量、高效率、低成本地完成船舶产品建造。
建造精度控制首先要做的工作就是根据具体船型制定合理的精度建造方案，提高分段无余量下料和无余量上船台比例。如上建结构可无余量下料，主船体中间区域分段及其他平面分段实现无余量上船台，艏艉曲面分段应根据结构形式采用有余量、无余量下料两种方式相结合，但搭载前一定要进行预修整。
精度管理需要借助先进设备来完成，以提高我们的建造精度及工作效率。如利用激光经纬仪划构件安装基准线和分段检验线等，而分段的合拢口尺寸和总段定位测量则使用全站仪进行测量、监控，这样在大大提高测量精度同时又减轻了劳动强度，提高了搭载效率。精度控制还应做到循序渐进，在分段建造及船台合拢等及时对各种数据进行分析、研究，找出变形规律，采取相应的工艺技术和控制措施，不断改进和优化。
3.3 提高分段完整性
加强对分段完整性的控制，尽可能的将工作安排到分段中去完成，以减少船台工作量。分段完整性一般包括装焊缺陷修补，变形矫正，加强、吊码设置安装，基准划线，余量切割，舾装，密试及涂装等内容。完整性控制要以自主管理为主，按照相应技术要求合理有序地开展工作，对分段制作的各阶段完整性进行严格的自检，最后再提交互检及报验。
分段完整性控制中，装焊缺陷修补及变形矫正，要在分段冲砂涂装前完成，以减少补涂工作;船台搭载前已确认的需要返工或修改工作，绝不允许带到船台上进行。
3.4 分段工位合理规划
分段工位规划要以工艺流程为主线，合理进行分段工位布置，搭载工作才能有条不紊的进行。
同时，分段工位规划要注重分段建造场地、分段堆放场地、舾装场地的定置。船体开工前，应根据现有的生产条件(车间布置，建造场地情况，船台位置及各个场地吊机配置情况)和船体搭载方案等对分段工位进行编制计划及合理安排。合理的安排分段工位，可以提高工位周转率，方便分段建造，使分段能够方便进行舾装，快速转运、翻身、吊运，使船台搭载能够顺畅进行。
3.5 船台搭载设备的研发应用
在船舶建造中研发应用先进的工具、工装可以得到事半功倍的效果。在船舶搭载中所使用的辅助设备主要分为工具类和工装类。工具类设备在搭载中主要表现为主动作为，如油压千斤顶、三维调整机、全站仪等，而工装类设备在搭载过程中则表现为被动防守，如合拢卡
马、活络墩、活络定位支座等。
四、国内、外先进船厂快速搭载工艺的应用
4.1、韩、日船厂广泛使用的总段(分段)激光三维测量技术
总段(分段)激光三维精密测量和计算机模拟计算技术是由韩国大宇造船海洋开发,韩、日船厂广泛使用的测量定位技术,通过全站仪将总段上测量的基点数据输入到现场配置的计算机内,对测量数据进行计算、分析,快速确定定位偏差和修正数据,可使船舶的实际重量与设计重量之间误差控制在0.5%以内,而且精度的应用范围包括栖装件、管系、机座、设备、海洋平台等等内容。推进了巨型总段实现无余量对接;大大缩短了总段吊装定位时间;精密测定和有效保证总段的尺寸和精度,进一步推进预栖装和涂装工作;压缩搭载合拢时间,有效地缩短造船周期。
4.2、美国船厂所用的徕卡(LeiCa)全站仪测量技术
美国纽波特纽斯船厂将徕卡全站仪和AxyzSTM空间坐标测量系统软件用于航 空 母 舰和商船总段激光三维精密测量工作,检测精度达到甚至优于Ilnln。通过现场测量,快速、准确、自动分析出船体零件、分段、总段的三维空间数据,从而实现对船体结构的精度管理和模拟搭载。预先计算好切割余量,在装配前进行切割。另外,该系统还能采集完数据后进行分析。由于STM/MTM软件在采集数据后进行数据分析时所花时间较长,所以该船厂将采用徕卡公司的另一集成软件工具—来自芬兰A.M.5.公司的造船软件工具包DCP20/30作为精度控制。
4.3、国内先进船厂研发的与快速搭载相关的工艺
以往国内先进船厂船坞搭载吊装时间和建造出坞时间与日韩差距相当大,近年来他们按照精益求精生产的理论，采用TOC循环改进机制，结合公司资源现状，从生产准备和工艺流程方面研究分段总组搭载的作业内容、工艺创新、精度控制、高效敢接推广，建立了平台总组作业流程和船坞作业流程，制定了总组搭载便准作业书，研究坞内搭载的快速脱钩，以标准周期为依托，实施节拍生产，力求做到平台快速总组、坞内快速搭载。最终缩短船坞周期。
五、结束语
造船工艺随着船舶工业的发展而不断发展,要继续深化船体分道建造、区域胭装和区域涂装的工艺创新,围绕快速、高效造船,研发和推行巨型总段、大型单元、栖装单元(模块)生产线、激光或电感应加热外板成形、曲面分段流水线、船体结构机器人群焊接以及工序前移(并行)等工艺创新,加速向壳栖涂一体化的集成制造迈进。 船台搭载周期是体现船舶建造能力的一个重要指标。通过以上的分析研究和在实践中不断摸索总结，以实际应用为基础，不断优化建造工艺，相信我们的船台搭载速度一定会有一个新的飞跃。
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