淺談船舶建造工藝與船廠工程工藝的關聯(lián)性

黃震宇

(中船第九設計研究院工程有限公司， 上海 200063)

淺談船舶建造工藝與船廠工程工藝的關聯(lián)性

黃震宇

(中船第九設計研究院工程有限公司， 上海 200063)

通過對船舶建造工藝和船廠工程工藝的定義和設計輸入條件的理解，分析兩者之間的相互關聯(lián)性和影響，歸納兩者關聯(lián)性在船舶建造和船廠設計中的實際應用，并提出兩者關聯(lián)性研究的意義。

船舶建造 船廠工程 關聯(lián)性

1 引言

在我國船舶行業(yè)，船舶建造工藝屬于船舶制造工程的范疇，船廠工程工藝屬于規(guī)劃建設工程的范疇。雖然兩者的工程技術體系不同，但其共同的契合點就是以船舶建造為研究對象，即：如何把船造出來；前者關注的重點是船舶建造的設計、施工、管理的細節(jié)和具體生產(chǎn)技術，后者研究的重點是船舶建造的技術保障條件和實現(xiàn)手段；從兩者研究的對象角度，船舶建造工藝與船廠工程工藝具有一定關聯(lián)性。

2 船舶建造工藝與船廠工程工藝概述

2.1 船舶建造工藝

2.1.1 基本定義

船舶建造工藝簡單來說就是船舶建造的技術和方法，是指根據(jù)船舶合同設計、詳細設計以及船廠技術條件和生產(chǎn)管理體系，確定船舶建造方案的過程，其主要內(nèi)容包括：鋼材訂貨、主要物量統(tǒng)計、分段劃分、舾裝區(qū)域劃分、總段劃分、零部件編碼、零部件加工工藝、分段裝焊工藝、預舾裝工藝、涂裝工藝、總組工藝、船塢(臺)搭載工藝、機電設備安裝及調(diào)試工藝等，在此基礎上繪制各種工作圖、零件表、管理圖表，編制建造大綱、生產(chǎn)計劃、作業(yè)指導文件等。

2.1.2 主要影響因素

船舶建造是一個復雜的系統(tǒng)工程，涉及產(chǎn)品設計、船廠技術條件、船廠生產(chǎn)管理體系等多個因素。

產(chǎn)品設計是解決造什么樣的船問題，船舶建造中所有與產(chǎn)品有關的基礎數(shù)據(jù)都來源于產(chǎn)品設計的結(jié)果，它是確立船舶建造工藝方案的基礎。

船廠技術條件是造船生產(chǎn)的硬件支撐。船舶建造中船舶的建造方式、鋼板尺度、分段大小、總組能力、零部件加工方式、單元預舾裝率、生產(chǎn)進度等都不同程度地取決于船廠技術條件，它是船舶建造工藝的關鍵。

船廠生產(chǎn)管理體系是船廠軟實力的體現(xiàn)，決定了船廠生產(chǎn)管理水平，船舶建造方針、作業(yè)指導文件等都滲透著船廠的生產(chǎn)管理體系，它是船舶建造工藝的核心。

2.2 船廠工程工藝

2.2.1 基本定義

船廠工程工藝是貫穿于船廠規(guī)劃、設計、改造過程中的重要環(huán)節(jié)之一，是形成船廠技術條件的關鍵，包括總體工藝、陸上工藝及下水工藝。主要是根據(jù)船廠生產(chǎn)綱領、產(chǎn)品基礎數(shù)據(jù)(包括主尺度、生產(chǎn)設計數(shù)據(jù)、工藝特征數(shù)據(jù)等)、建造工藝要求、建設目標、建設原則、協(xié)作配套關系、建設條件(包括廠址自然條件、交通條件、現(xiàn)狀條件、社會條件等)，確定船廠主要生產(chǎn)設施的建設規(guī)模、主尺度、主要設備配置、主要生產(chǎn)工藝流程、物料需求、能源需求、作業(yè)環(huán)境要求、“三廢”排放要求等，從而保證船廠整體設計的完整性和協(xié)調(diào)性。

2.2.2 主要影響因素

船廠工程工藝的研究內(nèi)容也比較復雜，既融合了工程項目規(guī)劃與建設的通用規(guī)范和流程，又涉及水域條件、船舶產(chǎn)品類型、造船工藝、船廠定位等個性因素；按照各種影響因素的屬性，船廠工程工藝主要輸入條件可以分成三個層次：基礎條件、關鍵條件和核心條件。

基礎條件包括廠址自然條件、交通條件、現(xiàn)狀條件、社會條件、配套協(xié)作條件等，船廠規(guī)劃建設的首要任務就是落實各種基礎條件，否則后續(xù)的工程設計都只是“紙上談兵”。

關鍵條件包括造船生產(chǎn)綱領、船舶產(chǎn)品數(shù)據(jù)、船舶建造工藝等，船廠工程工藝設計中生產(chǎn)物量的分析、廠房主尺度、起重能力、生產(chǎn)設備配置、工藝流程、能源供應等都與船舶生產(chǎn)綱領、產(chǎn)品數(shù)據(jù)、船舶建造工藝等有著直接關系。

核心條件主要指船廠定位，包括建設目標、建設規(guī)模、建設原則等，如：造船生產(chǎn)效率指標、造船模式等，是船廠設計中綱領性的條件，它決定了廠房、設備、設施等的配置能力及水平。

3 船舶建造工藝與船廠工程工藝的關聯(lián)性及相互影響

3.1 船舶建造工藝與船廠工程工藝的關聯(lián)性

所謂關聯(lián)，是指事物與事物之間通過某種邏輯關系而存在的客觀聯(lián)系。船舶建造工藝與船廠工程工藝也是通過其相互制約的條件關系，并在船舶建造活動中形成了相互關聯(lián)和影響。

在造船行業(yè)，形成完整的船舶產(chǎn)品涉及原材料及配套設備的供應，產(chǎn)品的設計、施工及管理，船廠生產(chǎn)設施條件等諸多因素。其中，產(chǎn)品設計、施工及管理都通過船舶建造工藝體現(xiàn)出來，即船舶建造工藝實現(xiàn)了從圖紙到船舶產(chǎn)品的轉(zhuǎn)化。船廠的生產(chǎn)設施條件屬于船廠工程工藝的研究內(nèi)容，其主要是通過船廠工程工藝的分析、計算后確定。從形成船舶產(chǎn)品的要素角度，船舶建造工藝與船廠工程工藝都是密切圍繞著船舶建造而存在的。

從具體船舶的建造角度，相同的船舶在不同船廠建造，所運用的船舶建造工藝是不完全相同的。如同樣75 000 dwt散貨船建造，假設前道工序及其技術條件相同，A廠采用10萬t級斜船臺，配置150 t門座起重機；B廠采用10萬t級船塢，配置450 t龍門起重機；則兩個船廠在分段總組能力、總裝搭載工藝、預舾裝的完整性、下水工藝、建造周期等方面必然由于總裝條件的差異而有所不同。而不同的船舶建造工藝要求，則對船廠生產(chǎn)設施的配置也會有不同要求。如在新的船舶保護涂層性能標準(PSPC)實施之前，船廠涂裝車間通常采用一個噴砂間配置兩個噴漆間(即：“一噴兩涂”)以滿足船舶涂裝要求，在PSPC新標準執(zhí)行后，提高了船舶涂裝要求，導致涂裝作業(yè)周期延長，“一噴兩涂”已經(jīng)無法適應涂裝作業(yè)的生產(chǎn)節(jié)拍，至少考慮“一噴三涂”才能滿足涂裝生產(chǎn)要求。

因此，從船舶建造工藝和船廠工程工藝的屬性分析，圍繞著船舶產(chǎn)品的建造，兩者可以說密不可分、缺一不可，船舶建造工藝是船舶建造的實施者，船廠工程工藝是船舶建造的保障者，它們之間有著顯著的關聯(lián)關系。

3.2 船舶建造工藝與船廠工程工藝的相互影響

按照船舶建造工藝與船廠工程工藝的關聯(lián)性，可以推斷出一個基本結(jié)論：船舶建造工藝與船廠工程工藝在船舶建造活動中互為影響因素，既有直接影響，也有間接影響。而兩者之間相互影響的程度和內(nèi)容主要體現(xiàn)在以下幾個方面。

3.2.1 造船模式與船廠定位方面

造船模式是組織造船生產(chǎn)的基本原則和基本方式，反映了船舶建造的策略和管理思想，是船舶建造工藝的核心元素。不同的造船模式?jīng)Q定了不同船舶建造工藝路線、主導技術和主要建造工藝特征(見表1)，從而必然形成不同的船舶建造工藝。

表1 造船模式與船舶建造工藝的對比表

船廠定位是船廠建設、運行和發(fā)展的核心，包括船廠的總體定位、現(xiàn)代化水平、造船生產(chǎn)效率、建設規(guī)模、代表產(chǎn)品等。不同的定位決定了船廠不同的發(fā)展模式、建設規(guī)模和技術水平，導致不同的船廠內(nèi)部組織結(jié)構、外部配套條件以及勞動力結(jié)構等(見表2)，從而形成不同的船廠生產(chǎn)設施配置，包括設置生產(chǎn)車間或場地、船臺(塢)、碼頭以及配置各類工藝設備等。

表2 船廠定位與船廠組織結(jié)構的對比表

根據(jù)不同造船模式的工藝路線和不同類型船廠的組織結(jié)構及其特征，整體制造模式和分段制造模式對應傳統(tǒng)造船廠，分道制造模式和集成制造模式對應現(xiàn)代造船廠，敏捷制造模式對應未來造船廠。顯然不同的造船模式對應著不同船廠的類型，從而直接影響了船廠的發(fā)展定位。譬如：從上世紀90年代到本世紀初，我國造船模式正在從分道制造模式向集成制造模式轉(zhuǎn)變，使得船廠發(fā)展定位也向現(xiàn)代化總裝造船方向發(fā)展，從外高橋造船基地、長興造船基地等新廠的建設，到滬東中華造船集團、大連船舶重工集團等老廠的技術改造，都隨著造船模式的轉(zhuǎn)變，向現(xiàn)代化總裝造船方向發(fā)展。

同時，對于船舶建造而言，船廠技術條件往往是一定的，船廠的組織結(jié)構、建造工藝路線一般也是基本固化的；以專業(yè)或系統(tǒng)為導向的船廠基本還屬于傳統(tǒng)造船模式，以中間產(chǎn)品專業(yè)化生產(chǎn)為導向的總裝船廠可以按照現(xiàn)代造船模式組織生產(chǎn)。如：外高橋、長興等造船基地都是按照中間產(chǎn)品為導向的總裝造船廠思路建設，目前這些造船基地都已基本建立了以區(qū)域建造為核心的現(xiàn)代造船模式；而一些地方性中小型船廠(特別是中小型老廠)由于建設規(guī)模較小、建設年代較早、技術改造滯后等因素，沒有完全建立總裝造船的生產(chǎn)格局，或者內(nèi)部組織結(jié)構仍維持專業(yè)或系統(tǒng)導向的縱向生產(chǎn)體制，船舶建造模式還處于傳統(tǒng)建造模式與現(xiàn)代造船模式之間，甚至有個別船廠還處于勞動密集型的整體制造模式。

3.2.2 船舶建造類型與船廠生產(chǎn)功能設置方面

船舶建造類型是確定船舶建造工藝原則的基礎，不同的船舶建造類型，船舶的建造工藝原則是不完全相同的。比如：從船體材質(zhì)角度，鋼質(zhì)、鋁質(zhì)船體一般采用焊接工藝，而玻璃鋼船體一般采用手糊、噴射、拉擠、模壓等工藝；從船舶用途角度，散貨船、油船、集裝箱建造的主要工作量在于船體部分，液化氣體船的主要建造難點在于液貨艙圍護系統(tǒng)，而客船、郵輪的建造重點在于內(nèi)舾裝部分。

船廠生產(chǎn)功能設置是船廠工程工藝研究的重要內(nèi)容之一。傳統(tǒng)造船廠通常按專業(yè)或系統(tǒng)要求設置生產(chǎn)車間或工段，突出全功能、綜合性；典型的傳統(tǒng)造船廠可以說除材料和通用設備外幾乎“無所不能”，如：“轉(zhuǎn)模”前的大連船廠、滬東船廠等老廠。現(xiàn)代造船廠要求以中間產(chǎn)品為導向設置生產(chǎn)車間，強調(diào)總裝化、集成化造船，盡可能將船舶分解成若干中間產(chǎn)品，并運用成組技術開展專業(yè)化、并行作業(yè)；其生產(chǎn)功能主要包括船體制作、管子加工、區(qū)域舾裝、區(qū)域涂裝、倉儲集配以及總裝、下水設施等，最典型就是外高橋造船基地。未來造船廠將建立以產(chǎn)品為導向生產(chǎn)組織體系，主要特征是模塊化建造、異地協(xié)同等；其主要生產(chǎn)功能可能僅需保留總裝、下水設施，類似波音、空中客車的飛機總裝廠的概念。

從船廠建設角度，由于不同船舶類型形成了不同的船舶建造工藝原則，而具體生產(chǎn)工藝原則落實到船廠就是車間、場地等生產(chǎn)功能的設定。如鋼質(zhì)船舶建造，需建立以鋼材切割、加工、裝配、焊接為主線的生產(chǎn)功能；玻璃鋼船舶建造，需配置玻璃鋼生產(chǎn)線作為主要生產(chǎn)功能；散貨船、油船、集裝箱船等常規(guī)船舶建造，需設置船體生產(chǎn)線、區(qū)域舾裝場地、區(qū)域涂裝場地以及總裝、下水設施等常規(guī)的造船生產(chǎn)設施；而液化氣體船(如大型天然氣液化船)建造，除考慮常規(guī)的造船生產(chǎn)功能外，還需具備低溫管加工、泵塔總裝、絕緣層施工、絕緣材料存放等專用生產(chǎn)功能。因此，船舶類型對船廠的生產(chǎn)功能設置具有一定影響。

反過來說，船廠生產(chǎn)功能的組成也可能影響和制約船廠的船舶建造類型。船廠的主要生產(chǎn)功能一般是在建廠之初或技術改造中確立的，一旦確立了主要生產(chǎn)功能，能造什么船、不能造什么船也就基本確定；以外高橋船廠為例，建廠之初的目標產(chǎn)品是散貨船、油船、集裝箱船等常規(guī)船舶，沒有考慮液化氣體船建造的專用設施，導致其在液化氣體船的建造方面受到了一定的制約。而從另外角度，由于傳統(tǒng)造船廠生產(chǎn)功能設置采用縱向一體化，即：“大而全、小而全”，導致制約環(huán)節(jié)增多，只要有一個地方出現(xiàn)“短板”，就可能影響整個生產(chǎn)線的柔性，船舶建造類型也同時受到限制。而未來造船廠將完全采用橫向一體化的生產(chǎn)功能設置，船廠本身的制約因素通過橫向分解而大大減少，提高了船廠的柔性，將可滿足幾乎所有類型的船舶建造。

3.2.3 造船工藝流程與船廠生產(chǎn)設施布局方面

造船工藝流程規(guī)定了船舶建造的基本路線和主要生產(chǎn)節(jié)點，它與造船模式、船舶類型、船廠作業(yè)慣例等有一定關系，其中主要取決于造船模式；以船體生產(chǎn)主流程為例，整體制造模式從零件加工直接到船體裝配，而分道建造模式從零件到船體則要通過部件組裝、小組立、分段制造、分段總組、環(huán)段合攏等多個過程；顯然工藝流程的不同直接反映了船舶建造工藝的差異。

船廠生產(chǎn)設施布局是船廠生產(chǎn)功能確定后，需要落實的關鍵環(huán)節(jié)，其主要反映了生產(chǎn)功能之間相互關系；按照不同的自然、地理條件，船廠生產(chǎn)基本布局主要可以分成“U”字型、“L”字型、“一”字型、“T字型”以及混合型等；按照各生產(chǎn)功能的相互關系，可以分成流程型、緊湊型、離散型等。

造船工藝流程的實質(zhì)就是造船生產(chǎn)工序的安排，也是船廠各生產(chǎn)功能的組織與布局。以船體生產(chǎn)主流程為例，從鋼材到形成船體結(jié)構，需要經(jīng)過鋼材存儲、預處理、切割加工、部件裝配、小組立、分段制作、分段總組、總段合攏等工藝過程，每個功能都對應相應的生產(chǎn)設施，而這些生產(chǎn)設施必須按照生產(chǎn)工序的先后順序進行有序地布局，且車間“小流程”必須服從總體“大流程”，以保證各工序能夠銜接合理、流程順暢，最大程度避免交叉作業(yè)。如：現(xiàn)代總裝造船廠的主要生產(chǎn)設施一般都按照造船生產(chǎn)的主流程進行布局(見圖1)。因此，造船工藝流程對船廠的生產(chǎn)設施布局具有直接影響。

對于船舶建造而言，其必然依賴于船廠及其生產(chǎn)設施，不同的生產(chǎn)布局不僅反映了生產(chǎn)設施之間的相互關系，而且也體現(xiàn)了船廠生產(chǎn)場地的安排和生產(chǎn)組織體系，而不同的場地安排和生產(chǎn)組織體系直接影響了船舶建造工藝流程。從生產(chǎn)場地安排角度，如：某傳統(tǒng)型老廠在建廠時按照分段制造模式，分段形成后直接上船臺總裝，沒有考慮分段總組的生產(chǎn)布局，假設該廠在技術改造中，由于原總體布局比較緊湊和地形條件的限制，船臺總裝條件仍維持現(xiàn)狀布局(見圖2)，無法有效地安排分段總組場地，則顯然在工藝流程上無法考慮大分段總組、環(huán)段合攏、上層建筑整體安裝等工藝環(huán)節(jié)。而從生產(chǎn)組織體系角度，目前國內(nèi)多數(shù)船廠從鋼材預處理、切割加工、部件裝焊屬于船體加工作業(yè)區(qū)，但也有船廠鋼材預處理、切割加工屬于一個作業(yè)區(qū)，把部件裝焊集合到分段裝焊作業(yè)區(qū)內(nèi)，則船體生產(chǎn)設施的布局有所不同，使得生產(chǎn)的組織體系和生產(chǎn)大節(jié)點存在一定差異；前者是“零件+部件”提交下一個作業(yè)區(qū)，而后者僅是“零件”提交下一個作業(yè)區(qū)，從而影響到船體生產(chǎn)的節(jié)拍和局部生產(chǎn)工藝流程。

圖1 某大型現(xiàn)代化造船基地總體布局圖

圖2 某傳統(tǒng)型老廠生產(chǎn)設施布局現(xiàn)狀圖

3.2.4 船舶建造周期與設計造船生產(chǎn)綱領方面

船舶建造周期是體現(xiàn)船舶各階段建造計劃的標尺，也是衡量造船效率的重要指標。船舶建造周期與船廠的技術條件、生產(chǎn)工藝、管理水平等有著密切關系。同時，船舶建造周期計劃一旦確定后，船舶建造的各階段進度計劃也大致確定下來。當常規(guī)建造工藝無法滿足進度計劃要求時，則必須通過改進建造工藝方法，如采用雙島式建造法替代單島式建造法，通過并行作業(yè)滿足建造周期要求。因此，船舶建造周期也影響著建造工藝的選擇。

造船生產(chǎn)綱領的確定是決定船廠生產(chǎn)設施建設規(guī)模的重要依據(jù)，也是進行船廠各車間或場地生產(chǎn)物量分析、計算的基礎。其主要包括兩個要素，一是船舶產(chǎn)品類型，二是年造船數(shù)量。在船廠設計中，無論是船體加工、分段裝焊、管子加工等主要車間或場地生產(chǎn)規(guī)模、生產(chǎn)物量、生產(chǎn)面積，還是船塢或船臺合攏總裝工位、舾裝碼頭泊位的主尺度和數(shù)量，都與生產(chǎn)綱領有著直接的關系。顯然，對于船廠工藝設計而言，造船生產(chǎn)綱領是重要的設計輸入條件。

對于船廠新建或改造而言，生產(chǎn)綱領的設定首先需考慮船舶產(chǎn)品的類型，涉及船舶市場、企業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略等宏觀因素。其次，需考慮在一定用地面積、水域岸線及船廠現(xiàn)狀等條件下船塢(臺)、碼頭等水工設施的大致規(guī)模，涉及與其它主要生產(chǎn)設施的相互匹配性。最后，在產(chǎn)品類型和水工設施大致規(guī)模確定的基礎上，考慮年造船的數(shù)量，主要涉及船塢(臺)建造方式及其建造周期、碼頭舾裝周期等因素。其中，船塢(臺)建造周期與具體建造工藝、生產(chǎn)管理等有著直接關系，是核定船廠設計生產(chǎn)綱領的關鍵因素。如兩個船廠產(chǎn)品定位均為30萬t級VLCC油船；A廠為新建船廠，按照廠址條件，可規(guī)劃設置30萬t級造船塢一座；B廠為老廠改造，現(xiàn)有30萬t級船塢一座；若兩廠均考慮采用“半串聯(lián)船塢建造法”，A廠和B廠的船塢建造周期分別為3個月和4個月，則A廠和B廠年造船數(shù)量分別為6艘和4.5艘。因此，從船塢(臺)建造周期角度，船舶建造周期在一定程度上影響了船廠設計生產(chǎn)綱領的設定。

而一個成熟船廠通過一段時間生產(chǎn)磨合，必然能夠形成設計生產(chǎn)綱領所既定的生產(chǎn)能力，該生產(chǎn)能力與船廠的生產(chǎn)車間或場地的建設規(guī)模、設備或工位數(shù)量、人員配置、動力供應需求、船塢(臺)規(guī)模、碼頭泊位等都是相互匹配的。而在造船過程中，主要作業(yè)階段的生產(chǎn)周期與相應生產(chǎn)設施的生產(chǎn)能力有著密切關系，一定的生產(chǎn)能力就意味著一定的生產(chǎn)周期；如：某廠設計生產(chǎn)綱領為年產(chǎn)好望角型散貨船10艘(單船鋼材耗量約2.6萬t)，對應的鋼材切割加工能力約26萬t、平均月產(chǎn)量約2.2萬t；若2014年實際訂單情況為好望角型散貨船4艘，VLCC油船4艘(單船鋼材耗量約4萬t)，全年鋼材切割加工總量維持26萬t左右；則好望角型散貨船鋼材切割加工周期可以維持原設計，而VLCC油船的鋼材切割加工周期需約1.8個月。因此，造船設計生產(chǎn)綱領決定了船廠主要生產(chǎn)設施的生產(chǎn)能力，進而影響相應作業(yè)階段的生產(chǎn)周期。換而言之，設計生產(chǎn)綱領間接影響了船舶建造周期。

3.2.5 船舶產(chǎn)品數(shù)據(jù)與船廠生產(chǎn)設施能力方面

船舶產(chǎn)品數(shù)據(jù)是確定船舶建造工藝的基礎，船舶建造方針、施工要領、生產(chǎn)計劃安排等內(nèi)容都依賴于產(chǎn)品的基礎數(shù)據(jù)。從船舶建造角度，造船生產(chǎn)中所有與產(chǎn)品相關的數(shù)據(jù)都來源于船舶的詳細設計和生產(chǎn)設計；主要包括：船舶類型、結(jié)構形式、主尺度、鋼材訂貨規(guī)格和數(shù)量、船體零部件規(guī)格和數(shù)量、分段劃分、分段尺度及重量、管系規(guī)格、單元或舾裝區(qū)域劃分、舾裝單元尺寸及重量、各類舾裝件規(guī)格及數(shù)量、船舶各系統(tǒng)組成及其機電設備技術規(guī)格、電纜長度、軸系長度、涂裝面積等。

船廠生產(chǎn)設施能力是船廠建設和發(fā)展的關鍵要素。按照船廠生產(chǎn)設施的分類，能體現(xiàn)船廠生產(chǎn)設施能力的主要指標包括：鋼材加工能力(年加工量、最大鋼板尺度)、生產(chǎn)性車間尺度(跨度、高度)以及最大起重量、分段翻身能力、分段或總段運輸能力、船塢尺度、船塢起重能力(起重量、跨度和起升高度)、舾裝碼頭靠泊能力等。

從船廠設計角度考慮，由于船廠生產(chǎn)設施的生產(chǎn)對象是船舶產(chǎn)品，生產(chǎn)對象的差異必然導致對生產(chǎn)設施的能力要求有所不同，而船舶產(chǎn)品的差異體現(xiàn)到具體方面就是工藝狀態(tài)、工藝特征、工藝要求等產(chǎn)品數(shù)據(jù)的差異。因此，船舶產(chǎn)品數(shù)據(jù)是影響船廠生產(chǎn)設施能力的重要因素。對于新建船廠而言，主要生產(chǎn)設施能力的確定依據(jù)主要來源于船舶產(chǎn)品的相關數(shù)據(jù)。老廠生產(chǎn)設施改造升級的目標也是圍繞著目標產(chǎn)品的工藝特征和工藝要求展開的。就如同服裝裁剪必須以人的體貌特征為依據(jù)，否則“衣不成衣”，確定船廠生產(chǎn)設施能力也需要針對船舶產(chǎn)品的特征進行“量身定制”，才能夠滿足目標產(chǎn)品的造船生產(chǎn)要求。按照船舶產(chǎn)品數(shù)據(jù)不同構成，影響船廠生產(chǎn)設施能力的主要因素及其主要影響內(nèi)容如表3所示。

表3 船舶產(chǎn)品數(shù)據(jù)對船廠主要生產(chǎn)設施能力的影響

從船舶建造工藝角度，船舶建造必須依賴于某個船廠及其生產(chǎn)設施，船舶的建造方針制定、生產(chǎn)設計等都是建立在確定的船廠技術條件下完成。而船廠的技術條件包括主要生產(chǎn)設施的能力，如鋼材切割加工能力、分段制作能力、管系制作能力、船塢尺度、總裝搭載能力等。諸如這些主要生產(chǎn)設施的能力就會影響到船舶建造過程中一些產(chǎn)品數(shù)據(jù)，尤其是中間產(chǎn)品的數(shù)據(jù)。譬如：某廠的鋼材預處理流水線規(guī)格為12 m×3 m，則整個船體加工車間最大鋼板尺度為12 m×3 m，從而影響到船板訂貨規(guī)格、分段劃分、零部件套料加工數(shù)據(jù)等相關產(chǎn)品數(shù)據(jù)。如某廠分段車間最大起重量為120 t，則在內(nèi)場裝焊最大分段重量為120 t，從而影響到船舶分段劃分、分段的尺度和重量等產(chǎn)品數(shù)據(jù)。按照船廠主要生產(chǎn)設施分類，主要生產(chǎn)設施能力對船舶建造過程中產(chǎn)品數(shù)據(jù)影響的主要方面如表4所示。

表4 船廠主要生產(chǎn)設施能力對船舶建造中產(chǎn)品數(shù)據(jù)的影響

除此之外，由于船舶建造和船廠建設都是一個復雜的系統(tǒng)工程，從系統(tǒng)全面性角度分析，船舶建造工藝與船廠工程工藝的相互影響也是多方面的，兩者之間的影響因素也是多維的、相互交叉的。如船舶建造生產(chǎn)模式會影響到船廠生產(chǎn)設施的布局，船舶建造類型必然影響船廠的生產(chǎn)綱領，船廠生產(chǎn)設施能力會影響船舶建造周期，設計造船生產(chǎn)綱領也對一個船廠的船舶建造類型有影響，產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝要求對船廠生產(chǎn)設備的配置、生產(chǎn)設施的能力、生產(chǎn)功能設置等也都有影響。

4 船舶建造工藝與船廠工程工藝關聯(lián)性的實際應用

在我國造船行業(yè)，船舶建造工藝與船廠工程工藝的關聯(lián)性及相互影響已經(jīng)滲透到具體的工程實踐之中，不管是船舶的建造還是船廠的設計或改造，都不同程度地運用了兩者的關聯(lián)性，并把兩者之間的相互影響體現(xiàn)到具體工藝原則、工藝參數(shù)和工藝方案的確定當中。

船舶建造工藝與船廠工程工藝關聯(lián)性的應用主要體現(xiàn)在：新建船廠規(guī)劃設計、船舶建造方針確定、船廠流程再造、造船技術創(chuàng)新等方面。

4.1 新建船廠規(guī)劃設計

按照船舶建造工藝對船廠工程工藝的影響，船廠工程工藝設計中生產(chǎn)綱領、生產(chǎn)功能需求、生產(chǎn)布局與流程、生產(chǎn)物量、車間或場地主尺度、起重能力、主要工藝設備配置等都與船舶類型、建造周期、工藝流程、建造大綱、鋼板定尺、分段劃分、總段劃分、舾裝單元劃分等產(chǎn)品建造工藝要求及產(chǎn)品數(shù)據(jù)有關。而對于新建船廠規(guī)劃設計而言，可以說是一張白紙，往往只能通過船舶產(chǎn)品，從分析產(chǎn)品的建造工藝、工藝特征及相關工藝數(shù)據(jù)入手，將具體的船舶建造工藝運用到具體車間或場地的工藝設計中，使主要生產(chǎn)車間或場地的總體布局、主尺度、起重能力、工藝設備、工藝流程、生產(chǎn)物量等都符合綱領產(chǎn)品建造的工藝特征及工藝要求，從而保證新建船廠的各生產(chǎn)設施能夠滿足船舶建造的生產(chǎn)要求。

4.2 船舶建造方針確定

從船舶建造方針編制的依據(jù)來看，船廠技術條件是確定建造方針的主要依據(jù)之一。而根據(jù)船廠工程工藝對舶建造工藝的影響，船舶建造方針中各階段生產(chǎn)周期的確定、工序安排、分段劃分、舾裝區(qū)域劃分、總段劃分、船塢(臺)建造方法、管系零件劃分以及建造場地安排等都與船廠技術條件一定有關，涉及船廠的生產(chǎn)綱領、生產(chǎn)設施能力、生產(chǎn)設施布局等方面，這些方面都屬于船廠工程工藝的內(nèi)容。船舶建造方針的制定必須將影響船舶建造工藝的船廠因素充分考慮進去，如船廠鋼板切割加工能力、分段車間尺度、船塢(臺)起重能力等。并在此基礎上確定具體的船體、舾裝、涂裝等施工要領，才能有針對性地指導船舶產(chǎn)品的建造。脫離實際船廠技術條件的船舶建造方針將只是“空中樓閣”。

4.3 船廠流程再造

流程再造的定義是：“對生產(chǎn)或經(jīng)營程序進行根本地再思考和徹底地再設計，從而給運營帶來顯著的改善”。船廠流程再造的過程實際就是通過船舶建造工藝和生產(chǎn)管理的創(chuàng)新與變革，改造船廠落后的流程和設施，實現(xiàn)造船生產(chǎn)效率的提升和生產(chǎn)成本的下降。從船舶建造角度，船廠流程再造既是船舶建造工藝的課題，也是船廠工程工藝的研究課題。

根據(jù)船舶建造模式的發(fā)展路線，我國造船行業(yè)經(jīng)歷了整體制造、分段制造、分道制造三個階段，現(xiàn)在正處在從分道制造向集成制造轉(zhuǎn)移。每一次發(fā)展變革，都推動了船舶建造工藝的創(chuàng)新，也帶動了船廠生產(chǎn)設施改造升級，實現(xiàn)了船廠的流程再造。如船舶焊接技術的引入，推動了整體制造向分段制造過渡，使得船廠在生產(chǎn)功能設置上需考慮分段制作場地。而造船成組技術地推廣，分段制造又向分道制造過渡，使船廠把分段制作場地分別向兩個方向延伸，形成了部件車間、平面分段車間、曲面分段車間、分段總組場地等生產(chǎn)布局。目前我國船廠流程再造的方向是集成制造，基本條件是以信息技術為主導，建立全面的殼舾涂一體化區(qū)域建造法。而未來流程再造的方向是敏捷制造，其關鍵就是以智能技術為主導，建立設計、制造、管理一體化生產(chǎn)模式，實現(xiàn)動態(tài)管理、過程仿真、模塊化建造等生產(chǎn)組織體系。

4.4 造船技術創(chuàng)新

造船技術創(chuàng)新既是一個關系未來的發(fā)展命題，也是一個解決問題的現(xiàn)實命題。從發(fā)展角度，造船技術創(chuàng)新可能導致船廠生產(chǎn)設施的升級改造，甚至引起生產(chǎn)流程再造。而從現(xiàn)實角度，造船技術創(chuàng)新是圍繞著船廠現(xiàn)實情況，通過產(chǎn)品自身的工藝改進和創(chuàng)新，在不改變船廠技術條件的前提下，以最小投入獲取最大的收益，從而實現(xiàn)超常規(guī)造船生產(chǎn)目標。

在實際的造船生產(chǎn)中，為了贏得市場，船廠承接的船舶訂單往往與代表產(chǎn)品不完全一致，甚至有些產(chǎn)品的個別生產(chǎn)環(huán)節(jié)，如果按照常規(guī)的建造工藝，船廠的技術條件可能存在一定局限性。而要解決此現(xiàn)實問題有兩個方案，一是改造船廠技術條件，滿足工藝要求；二是利用現(xiàn)有條件，從產(chǎn)品自身工藝和技術手段入手，尋求解決方案。大多數(shù)船廠一般都會因為投資效益問題選擇方案二。尋求造船技術的創(chuàng)新，實現(xiàn)目標和效益最大化，這種造船技術創(chuàng)新的原動力就來自于船廠技術條件。如因車間翻身空間高度不夠或起重能力限制，出現(xiàn)了單面焊雙面成型的新技術；因船塢或船臺尺度的限制，出現(xiàn)了半船下水、浮船塢合攏的新工藝；因船塢起重能力限制，出現(xiàn)了采用總裝對中裝置取代吊裝合攏的新工藝等。

5 結(jié)束語

5.1 主要結(jié)論

綜上所述，不管是在船舶建造中，還是在船廠建設過程中，船舶建造工藝與船廠工程工藝都有著密切的關聯(lián)性，并在不同方面體現(xiàn)了兩者之間的相互影響；其中：船舶建造工藝影響了船廠的發(fā)展定位、生產(chǎn)組織結(jié)構、生產(chǎn)設施布局、生產(chǎn)綱領、生產(chǎn)設施規(guī)模、生產(chǎn)能力水平等船廠建設的基本原則和配置，也對船廠生產(chǎn)流程再造具有積極地推動作用。而船廠工程工藝影響了船舶建造的生產(chǎn)模式、建造工藝流程、建造周期、場地安排、生產(chǎn)工藝實現(xiàn)手段、分段劃分、總段劃分、舾裝單元劃分等船舶建造的基本方針和策略，同時在一定程度上也促進了船舶建造技術的創(chuàng)新和變革。

5.2 船舶建造工藝與船廠工程工藝關聯(lián)性研究的意義

目前我國造船行業(yè)正處在轉(zhuǎn)型發(fā)展的關鍵時期，要實現(xiàn)從“造船大國”向“造船強國”邁進，關鍵是生產(chǎn)技術創(chuàng)新，提高造船工藝水平和裝備能力，增加造船關鍵技術的“含金量”。而實現(xiàn)生產(chǎn)技術創(chuàng)新主要在于船舶建造本身和船廠技術條件兩個方面。因此，通過對船舶建造工藝與船廠工程工藝關聯(lián)性的分析和總結(jié)，從我國造船技術的發(fā)展角度，兩者關聯(lián)性研究也具有一定積極意義，主要包括以下方面：

(1) 增強造船工程師對船廠技術條件理解和認識，重視船廠工程工藝對船舶建造工藝的影響，并在此基礎上深入挖掘船廠的技術優(yōu)勢和生產(chǎn)瓶頸，使船舶建造工藝方案能夠針對船廠特點進行“深度定制”，與船廠生產(chǎn)設施能力能夠“高度融合”，從而提高造船生產(chǎn)效率，降低造船成本。

(2) 提高參與船廠規(guī)劃設計的各方人員對目標產(chǎn)品工藝資料的重視程度，有助于建設單位認識到產(chǎn)品建造工藝資料對于船廠設計的重要性，積極配合設計單位落實產(chǎn)品工藝資料。也有助于船廠工程工藝設計人員能夠更加深入地分析比較不同產(chǎn)品的建造特點、工藝特征和工藝要求，使船廠建設方案既有廣泛性和通用性，又有針對性和差異性，從而保證船廠技術條件能夠更好地適應實際生產(chǎn)需求。

(3) 促進船舶建造工藝與船廠工程工藝的學科交叉和共同發(fā)展，使得不管是在船舶建造領域還是在船廠設計方面，都能夠突破原有工程技術的“條條框框”，站在新的角度思考和認識如何造船，從而實現(xiàn)造船技術創(chuàng)新、船廠流程再造以及造船技術與船廠的協(xié)調(diào)發(fā)展。

[1] 徐兆康.船體建造工藝學[M].北京：人民交通出版社，2000.

[2] 中國船舶綜合技術經(jīng)濟研究院等.船舶生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)條件基本要求[S].國防科學技術工業(yè)委員會，2007.

[3] 徐學光.船舶生產(chǎn)流程再造與綠色制造[J].上海造船，2006，1：46-48.

Discussion on Correlation between Shipbuilding Technology and Shipyard Engineering Process

HUANG Zhen-yu

(China Shipbuilding NDRI Engineering Co., Ltd.， Shanghai 200063, China)

According to the definition of shipbuilding technology and shipyard engineering process and the comprehension of the design input condition, the correlation and influence between the two are analyzed, the practical application of the correlation on shipbuilding and shipyard designing are concluded, the research significance is proposed.

Shipbuilding Shipyard engineering Correlation

黃震宇(1982-)，男，工程師。

U673

A