實習專題報告
船舶快速搭載
一、背景
當前船舶工業面臨嚴峻的考驗，但同時也是發展機遇。我國提出了要建成造船強國的奮鬥目標，因此，我們必須掌握並應用先進的造船技術，縮短與造船強國的差距。要瞄準國際發展動向進行創新研究，追蹤和達到國際先進水平；技術應用要探索符合自己的技術推廣道路，結合實際情況，將先進的造船技術轉化為實際生產力。
船台搭載週期直接影響到生產效率和建造成本，如何進行快速搭載顯得尤為重要，要在日益劇烈的競爭中立於不敗之地，我們必須採取一系列行之有效的辦法，縮短船台搭載週期，實現船台快速搭載，大力提高造船能力。
船舶快速搭載是應用新工藝、新裝置,在船舶**時,實施大型總段吊裝,促進塢內裝配、焊接、胭裝作業前移,減少塢內工作量,實現分段快速合攏。船舶建造約佔造船總工時的50%,船舶快速搭載是縮短船塢(臺)週期的關鍵,是縮短整船建造週期的重要環節,也是提高船廠生產效率、競爭力的方法之一。
基於流程再造的快速搭載的研究成果在作業標準書中都有具體反映,其應用效果,可以歸納為總組完工週期、分段搭載定位時間、搭載完工週期等主要評價指標,這些指標的高低,最終體現在船舶的船塢週期。在固定硬體條件下,船廠的每座船塢每年開幾次塢門是該船廠的建造水平的最真實反映。
當前,日韓等國通過精度管理、提高預棲裝率、改進工裝設施、提高工藝技術等方面的研究,使分段的船塢(船台)搭載時間大大縮短。據有關資料顯示,日韓在塢內總段的吊裝時間平均為2.5一3h,最短時間為2h,國內船廠為8一10h;日韓實行半串聯並行建造出塢時間僅為30一40天,國內船廠為55天。
近年來,國內的先進船廠都在從自身實際資源調配情況出發,結合新技術發展水平,大力研發與快速搭載相關的各項工藝,可謂是「各顯神通」。這些新工藝從多角度多方面促進了搭載效率的提高,有效地縮短了造船週期。
二、船舶**快速搭載的工藝技術
要克服傳統的船舶搭載存在的缺點,實現船舶**快速搭載,需要實現分段建造和總組大型分段的精度管理、計算機模擬搭載、平台快速總組、龍門起重機快速脫鉤、搭載快速完工、施工過程工藝改進、施工過程精度控制等方面的相關技術,同時在管理上也同樣需要突破,要任務明確、責任明確;生產任務量化(需要長時間的統計);生產責任下移、權利下移。
同時,實現快速搭載是和高效焊接、自動切割、先進工裝、總組範圍等各項工藝的發展進步密不可分的。
2.1傳統的船舶搭載存在的缺點
傳統的船舶搭載存在以下幾個缺點:
(1)分段的餘量有些達到100llun以上。浪費鋼材,也增加了製造工時。
(2)分段餘量切割不能一次到位。在分段總組和搭載的過程中,都重複存在餘量修整。
(3)精度較低。在對合不好的情況下,主要靠現場調整,搭載速度特別慢。
(4)資料收集、統計不詳細。關鍵部位的分段焊接好以後,很少再去測量資料,缺乏分段在不同時期的資料統計,難以有效控制在搭載過程中的分段變形。
(5)分段總段不夠大(但在新建的大型船廠已不是問題)。
三、提高搭載速度工藝方法
3.1 合攏縫及節點的優化
生產設計研究建造船舶的結構特點，找出最合理的合攏縫位置，並盡可能優化各種合攏口節點，為搭載的便利做好充分的準備。如圖1所示，垂直合攏縫改為水平合攏縫後，不僅減少了支墩的擺放及固定碼板的安裝，而且節省了分段的調整定位時間。同樣，經過優化後的接縫節點將使分段搭載更簡單更易操作。
3.2 建造精度的控制
造船精度控制管理技術是現代造船方法中的一項重要內容。所謂精度造船控制管理，就是通過運用先進的工藝技術手段和嚴密的科學管理方法，對造船的全過程實施尺寸的精度分析和控制，從而達到最大限度地減少施工過程中的修整工作量，這對於提高造船生產效率和建造質量具有十分重要的意義。
精度造船要求對船體建造的各工序進行嚴格的精度控制，減少上船台後的工作量，確保高質量、高效率、低成本地完成船舶產品建造。
建造精度控制首先要做的工作就是根據具體船型制定合理的精度建造方案，提高分段無餘量下料和無餘量上船台比例。如上建結構可無餘量下料，主船體中間區域分段及其他平面分段實現無餘量上船台，艏艉曲面分段應根據結構形式採用有餘量、無餘量下料兩種方式相結合，但搭載前一定要進行預修整。
精度管理需要借助先進裝置來完成，以提高我們的建造精度及工作效率。如利用雷射經緯儀劃構件安裝基準線和分段檢驗線等，而分段的合攏口尺寸和總段定位測量則使用全站儀進行測量、監控，這樣在大大提高測量精度同時又減輕了勞動強度，提高了搭載效率。精度控制還應做到循序漸進，在分段建造及船台合攏等及時對各種資料進行分析、研究，找出變形規律，採取相應的工藝技術和控制措施，不斷改進和優化。
3.3 提高分段完整性
加強對分段完整性的控制，盡可能的將工作安排到分段中去完成，以減少船台工作量。分段完整性一般包括裝焊缺陷修補，變形矯正，加強、吊碼設定安裝，基準劃線，餘量切割，舾裝，密試及塗裝等內容。完整性控制要以自主管理為主，按照相應技術要求合理有序地開展工作，對分段製作的各階段完整性進行嚴格的自檢，最後再提互動檢及報驗。
分段完整性控制中，裝焊缺陷修補及變形矯正，要在分段衝砂塗裝前完成，以減少補塗工作；船台搭載前已確認的需要返工或修改工作，絕不允許帶到船台上進行。
3.4 分段工位合理規劃
分段工位規劃要以工藝流程為主線，合理進行分段工位布置，搭載工作才能有條不紊的進行。
同時，分段工位規劃要注重分段建造場地、分段堆放場地、舾裝場地的定置。船體開工前，應根據現有的生產條件（車間布置，建造場地情況，船台位置及各個場地吊機配置情況）和船體搭載方案等對分段工位進行編制計畫及合理安排。合理的安排分段工位，可以提高工位周轉率，方便分段建造，使分段能夠方便進行舾裝，快速轉運、翻身、吊運，使船台搭載能夠順暢進行。
3.5 船台搭載裝置的研發應用
在船舶建造中研發應用先進的工具、工裝可以得到事半功倍的效果。在船舶搭載中所使用的輔助裝置主要分為工具類和工裝類。工具類裝置在搭載中主要表現為主動作為，如油壓千斤頂、三維調整機、全站儀等，而工裝類裝置在搭載過程中則表現為被動防守，如合攏卡
馬、活絡墩、活絡定位支座等。
四、國內、外先進船廠快速搭載工藝的應用
4.1、韓、日船廠廣泛使用的總段(分段)雷射三維測量技術
總段(分段)雷射三維精密測量和計算機模擬計算技術是由南韓大宇造船海洋開發,韓、日船廠廣泛使用的測量定位技術,通過全站儀將總段上測量的基點資料輸入到現場配置的計算機內,對測量資料進行計算、分析,快速確定定位偏差和修正資料,可使船舶的實際重量與設計重量之間誤差控制在0.5%以內,而且精度的應用範圍包括棲裝件、管系、機座、裝置、海洋平台等等內容。推進了巨型總段實現無餘量對接;大大縮短了總段吊裝定位時間;精密測定和有效保證總段的尺寸和精度,進一步推進預棲裝和塗裝工作;壓縮搭載合攏時間,有效地縮短造船週期。
4.2、美國船廠所用的徠卡(leica)全站儀測量技術
,檢測精度達到甚至優於ilnln。通過現場測量,快速、準確、自動分析出船體零件、分段、總段的三維空間資料,從而實現對船體結構的精度管理和模擬搭載。預先計算好切割餘量,在裝配前進行切割。
另外,該系統還能採集完資料後進行分析。由於stm/mtm軟體在採集資料後進行資料分析時所花時間較長,所以該船廠將採用徠卡公司的另一整合軟體工具—來自芬蘭a.m.
5.公司的造船軟體工具包dcp20/30作為精度控制。
4.3、國內先進船廠研發的與快速搭載相關的工藝
以往國內先進船廠船塢搭載吊裝時間和建造出塢時間與日韓差距相當大,近年來他們按照精益求精生產的理論，採用toc迴圈改進機制，結合公司資源現狀，從生產準備和工藝流程方面研究分段總組搭載的作業內容、工藝創新、精度控制、高效敢接推廣，建立了平台總組作業流程和船塢作業流程，制定了總組搭載便準作業書，研究塢內搭載的快速脫鉤，以標準週期為依託，實施節拍生產，力求做到平台快速總組、塢內快速搭載。最終縮短船塢週期。
5、結束語
造船工藝隨著船舶工業的發展而不斷發展,要繼續深化船體分道建造、區域胭裝和區域塗裝的工藝創新,圍繞快速、高效造船,研發和推行巨型總段、大型單元、棲裝單元(模組)生產線、雷射或電感應加熱外板成形、曲面分段流水線、船體結構機器人群焊接以及工序前移(並行)等工藝創新,加速向殼棲塗一體化的整合製造邁進。 船台搭載週期是體現船舶建造能力的乙個重要指標。通過以上的分析研究和在實踐中不斷摸索總結，以實際應用為基礎，不斷優化建造工藝，相信我們的船台搭載速度一定會有乙個新的飛躍。
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