標(biāo)準(zhǔn)化在船舶建造中的應(yīng)用

鄭洪維，任焱國

（常德達(dá)門船舶有限公司，湖南 常德 415000）

1 標(biāo)準(zhǔn)化建造船舶理念

所謂標(biāo)準(zhǔn)化是指一個模型多處可用，從而以單一取代繁雜，節(jié)省分類組合所花的時間，單一化的生產(chǎn)也能提高生產(chǎn)熟練度和質(zhì)量。標(biāo)準(zhǔn)化內(nèi)容可分為如下。

1.1 采購標(biāo)準(zhǔn)件

簡單的例子就是同一類截止閥，在艙底水系統(tǒng)中能用到，污水系統(tǒng)能用到，消防系統(tǒng)也能用到，A船能用到，B船也能用到，這樣我們就可以當(dāng)它是一個標(biāo)準(zhǔn)組件，以此類推，造船中所用到的大多數(shù)閥件，管件，板材，緊固件，電纜電器，包括油漆都可以當(dāng)成標(biāo)準(zhǔn)組成部分，這類屬于最基本的標(biāo)準(zhǔn)形式的組件，我們稱之為采購類標(biāo)準(zhǔn)組件，此類標(biāo)準(zhǔn)件早已通用于各個船廠。

1.2 組合標(biāo)準(zhǔn)件

組合標(biāo)準(zhǔn)件是指各型采購標(biāo)準(zhǔn)件通過加工組裝生產(chǎn)成的另一類多種船型可通用的組件，比如艙底水系統(tǒng)抽艙排放閥組（附圖1），此類系統(tǒng)在各型船只中原理大同小異，多運用雙泵并聯(lián)抽排并附帶內(nèi)部消防接口，那么我們便可將組成該系統(tǒng)的中心部分（艙底水泵及基座油盆、吸入閥組、調(diào)駁閥組、消防接口及排出接口）設(shè)計成一個標(biāo)準(zhǔn)模塊，此類標(biāo)準(zhǔn)模塊可按船型及噸位分級。這樣我們便可像生產(chǎn)設(shè)備一樣批量生產(chǎn)此類標(biāo)準(zhǔn)組件，成塊生產(chǎn)，成塊安裝。此類標(biāo)準(zhǔn)化還可應(yīng)用于燃油，滑油等各大管系。

圖1 艙底水系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)閥塊組

1.3 結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)件

除去船體主體型線結(jié)構(gòu)部分，很多結(jié)構(gòu)都可作為標(biāo)準(zhǔn)化模塊生產(chǎn)，比如逃生艙口及艙口蓋，此類結(jié)構(gòu)大小尺寸，組裝配件基本相同，安裝過程中只需與預(yù)留的結(jié)構(gòu)孔對應(yīng)焊接即可。以此類推小至各種水密門及門框、桅桿、拖樁、系纜樁，大至整個生活艙，駕駛室都可標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)或外包生產(chǎn)。同樣，此類結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)件也可以根據(jù)船型，排水量等標(biāo)準(zhǔn)分級分類，可生成表格或數(shù)據(jù)庫以供選型。

將上述標(biāo)準(zhǔn)分級分類多次應(yīng)用便可形成一套成熟的標(biāo)準(zhǔn)體系，達(dá)到一定程度后便可借助多個外協(xié)廠商同時生產(chǎn)相同的船舶，不僅能大大縮短建造周期和降低建造成本，建造工藝和產(chǎn)品質(zhì)量也更利于統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)化管理。

2 標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計

對船舶進(jìn)行詳細(xì)的3D建模并由模型生成生產(chǎn)信息已經(jīng)成為主流船舶設(shè)計模式，以下主要介紹NUPAS/CADMATIC這套軟件在船舶標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計中的應(yīng)用。NUPS部分主要正對船體結(jié)構(gòu)部分進(jìn)行3D建模，建模完成之后可相對各結(jié)構(gòu)零件，板件，部分主體管件生成數(shù)控機床切割下料圖紙和加工圖紙，也可以對各種組合結(jié)構(gòu)件生成詳細(xì)的平面圖紙。在建模的過程中我們對可標(biāo)準(zhǔn)化的零件及組合結(jié)構(gòu)件進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化編碼并記入其模型的屬性中，同時這個編碼也是其對應(yīng)的生產(chǎn)信息編碼，在信息管理平臺上將根據(jù)這個編碼儲存相應(yīng)的圖紙及所需采購零件信息。CADMATIC則是基于NUPAS船體模型上進(jìn)行3D舾裝建模，二者公用同一數(shù)據(jù)參數(shù)和數(shù)據(jù)庫。CADMATIC可以基本將全部船舶舾裝部分建入模型，包括各型設(shè)備、閥件、管件、木作、電氣等；同樣標(biāo)準(zhǔn)化編碼會被記入各個設(shè)備管件及閥件的屬性中，針對圖1所示標(biāo)準(zhǔn)化的模塊，我們將采用子母編碼的模式，即整個模塊組使用一個母編碼，其構(gòu)成組件也有各自的子編碼。這些編碼在信息管理平臺中以樹狀形態(tài)展列，之后模型由此生成的管系放樣安裝圖中也會附帶其各個組成零件的標(biāo)準(zhǔn)化編碼表格，而管路本身命名則可以編入其所屬的標(biāo)準(zhǔn)化模塊，這樣便形成了一套完整的標(biāo)準(zhǔn)化模塊與生產(chǎn)信息之間的銜接。

3 標(biāo)準(zhǔn)化圖紙數(shù)據(jù)管理

現(xiàn)在許多知名軟件商都可針對每個產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)鏈設(shè)計出用于統(tǒng)籌管理的數(shù)據(jù)管理平臺，正是這類軟件的出現(xiàn)才促使標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計建造船舶成為一種趨勢，現(xiàn)以IFS船舶建造綜合數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)為例。

IFS平臺是一個貫通銷售、設(shè)計、采購、生產(chǎn)、售后等多個環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)共享管理平臺，從最開始的銷售報價獲得訂單到計劃設(shè)計建造再到出船及售后，所有環(huán)節(jié)所需要的數(shù)據(jù)都能在這個系統(tǒng)中相互通融，相互調(diào)節(jié)，相互支持，現(xiàn)在只說明IFS在標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計中的應(yīng)用。

IFS系統(tǒng)中有一項Part Data Management的功能，簡稱PDM，該功能相當(dāng)于一個存儲管理標(biāo)準(zhǔn)化零件及模塊的數(shù)據(jù)庫，各種零件及模塊以Prat為單位存放在數(shù)據(jù)庫里并支持自由分類組合，系統(tǒng)會為每個part匹配一個固定的編碼，即part number，一種螺栓可以為一個part，一種螺母可以為一個part，一類固定形狀尺寸的板件型材可以為一個part，由若干螺栓螺母及各類標(biāo)準(zhǔn)板件組合起來的常用組合件也可以為一個part，由各種組合件及零件也可以組成一個更高級別的part，標(biāo)準(zhǔn)化的程度越大，part所覆蓋的范圍越大，各級part在PMD數(shù)據(jù)庫中以樹狀展示，對于小型船舶及特種船舶（挖泥船，海工平臺）甚至可以將整個分段和駕駛室建成標(biāo)準(zhǔn)化的part在同系列各船型中相互通用。PDM在每個part number下會生成一個“Document”文件存儲單元，在PMD中定義一個零件為part之后可以將該零件的圖紙及生產(chǎn)信息導(dǎo)入其中；各類組合件的圖紙中，對其內(nèi)部各標(biāo)準(zhǔn)組件則不再需要標(biāo)示其詳細(xì)尺寸信息，只需標(biāo)示其part number即可，如此便相當(dāng)于將多個標(biāo)準(zhǔn)化的部件放在一起，然后組裝拼湊，類似于看圖拼裝積木一樣的過程，此過程簡單易懂，更方便實施與管理。

4 標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計在施工中的應(yīng)用

在標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計后的項目在施工中以規(guī)范的大件化組裝為主，小件整合為輔，大件可為整個駕駛室，整個居住艙，排氣管道結(jié)構(gòu)及排氣管，內(nèi)置消音器等。小件可為一個標(biāo)準(zhǔn)化的基座，積油盆，或者單個系統(tǒng)的集控閥組。在批量生產(chǎn)系列船型時，可針對各大小標(biāo)準(zhǔn)組件做批量生產(chǎn)計劃，分區(qū)分組分任務(wù)，同時生產(chǎn)部門也可以按技術(shù)條件和能力將工人分成適合生產(chǎn)各組件的班組，每一班組專門生產(chǎn)某個組件，以此達(dá)到分工協(xié)作提高效率的效果。在同時開工多個項目時，亦可將所有通用標(biāo)準(zhǔn)化組件與各主結(jié)構(gòu)分段同時施工，在主結(jié)構(gòu)分段成型過程中利用已加工好的組件整合以提高預(yù)舾裝效率。船運行業(yè)中時間就是金錢，船舶的建造交付周期是客戶非常看重的一點，在標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計的基礎(chǔ)上就可以充分利用外協(xié)廠家來達(dá)到縮短船舶建造周期的目的，各標(biāo)準(zhǔn)化組件在設(shè)計中本就是一個獨立的單元，其對應(yīng)文件包中只包含所有針對該組件的生產(chǎn)施工圖紙，同時將各標(biāo)準(zhǔn)化組件分包給不同外包廠商并不會造成技術(shù)外泄，只要有足夠的外協(xié)廠家，完整的質(zhì)量控制體系，建造周期就是一個可以無限壓縮的量。

5 結(jié)語

利用現(xiàn)代發(fā)達(dá)的專業(yè)軟件技術(shù)和全面的配套產(chǎn)業(yè)來實現(xiàn)船舶標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)計與建造能極大的提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量，同時也可能衍生出新一批的專業(yè)造船配套生產(chǎn)行業(yè)，為整個行業(yè)灌輸新生血液并增加動力，產(chǎn)業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)化都是一個趨勢，船舶建造行業(yè)應(yīng)啟用標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計生產(chǎn)管理項目，以期占據(jù)世界船舶建造市場的主導(dǎo)地位。