殼舾涂一體化造船模式在小船廠的應用

楊良德

摘 要：殼、舾、涂一體化現(xiàn)代造船模式已經(jīng)是非常成熟的船舶建造模式。但在某些小型船廠應用此模式，船廠還需要進行多方面的轉變和改進。本文將在船廠實施此模式期間對船舶建造流程和船廠管理的轉變、改進和實施效果做了簡單的總結和分析，以供同行參考。

關鍵詞：殼舾涂一體化;小型船廠;應用

中圖分類號：U671? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? 文章編號：1006—7973（2021）01-0103-03

殼舾涂一體化建造模式（Integrated Hull Construction， Outfitting and Painting ，簡稱IHOP），它由美國造船行業(yè)首先提出，這一模式在引入日本后得到了進一步的發(fā)展和完善。1995年，我國船舶行業(yè)有組織地在骨干造船企業(yè)推進轉變和建立這種造船模式。其內(nèi)涵是：以統(tǒng)籌優(yōu)化理論為指導，應用成組技術原理，以中間產(chǎn)品為導向，按區(qū)域組織生產(chǎn)，殼、舾、涂作業(yè)在空間上分道，時間上有序，實現(xiàn)設計、生產(chǎn)、管理一體化，均衡、連續(xù)地總裝造船[1]。

1殼舾涂一體化建造模式與傳統(tǒng)建造模式的對比

目前部分小船廠的建造模式仍然采用的是傳統(tǒng)的整體建造方式，而在大型船廠已經(jīng)廣泛普及運用了代表現(xiàn)代模式的殼舾涂一體化建造。那么這兩種模式有多大的區(qū)別呢？下表是業(yè)界對兩種模式優(yōu)缺點做的一個對比。通過對比我們可以看出轉變建造模式需要船廠全方位的改革和轉變。

2殼舾涂一體化建造模式在小船廠的應用

在小船廠實施殼舾涂一體化建造模式，個人認為船廠需要在以下幾點做出轉變和改進。

2.1編制建造方針[3]

傳統(tǒng)建造模式下通常是沒有編制建造方針的，只需按工藝路線以工藝項目分專業(yè)、工種組織生產(chǎn)，先船體后舾裝就行了。而現(xiàn)代模式在設計時就類似一個將船舶先分解、再組合的建造過程，為此就必須預先編制建造方針，將項目的建造過程描述清楚，且對關鍵作業(yè)制定明確的工藝方案。

根據(jù)設計部門提供的基礎資料如：技術規(guī)格書、總布置圖、型線圖、典型剖面圖等信息，結合船廠實際可用的設備、場地等綜合考慮確定船舶的建造方式方法，確定船體分段劃分、總段劃分、分段建造、預舾裝范圍、總段合攏、船體合攏的初步方案。

隨著生產(chǎn)設計的深入，信息的逐步完整，進一步細化各專業(yè)、各個生產(chǎn)階段的生產(chǎn)工藝流程和施工要領，并編制建造節(jié)點及明確各部門的工作方針。

2.2深化生產(chǎn)設計

詳細設計告訴我們造什么樣的船，生產(chǎn)設計則是告訴我們怎樣造船，在詳細設計的基礎上結合建造方針，通過3D建模的方式在電腦里虛擬的將船舶建造出來。因此生產(chǎn)設計在實現(xiàn)系統(tǒng)的功能完整性、布局的合理性，還需要綜合考慮生產(chǎn)工藝的便利性。生產(chǎn)設計不僅能輸出生產(chǎn)所需的各種清單信息、圖紙文件，還能借由虛擬造船過程（3D建模）規(guī)劃出生產(chǎn)順序、輸出工藝技術文件和更細化、更優(yōu)化的船體分段劃分、管道系統(tǒng)進行分解或模塊化組合。現(xiàn)代生產(chǎn)設計已經(jīng)把“造怎樣的船”與“怎樣造船”[4]融為一體了，從而告訴我們怎樣才能更優(yōu)化的建造這艘船。

盡可能地在3D模型里將所有需要動火作業(yè)的系統(tǒng)、工程創(chuàng)建完整盡可能地提供詳細的圖紙、清單，減少生產(chǎn)部門的工程準備工作量和縮短準備周期。例如在輸出管路安裝圖的同時，提供分段管道的布置圖和分段管路布置3D視圖，使安裝工人有更直觀和清晰的視圖以便規(guī)劃管道的安裝順序，提高安裝效率和精度，這一點對殼舾涂一體化模式尤為重要。

傳統(tǒng)建造模式下通常是沒有編制建造方針的，只需按工藝路線以工藝項目分專業(yè)、工種組織生產(chǎn)，先船體后舾裝就行了。而現(xiàn)代模式在設計時就類似一個將船舶先分解、再組合的建造過程，為此就必須預先編制建造方針，將項目的建造過程描述清楚，且對關鍵作業(yè)制定明確的工藝方案。

根據(jù)設計部門提供的基礎資料如：技術規(guī)格書、總布置圖、型線圖、典型剖面圖等信息，結合船廠實際可用的設備、場地等綜合考慮確定船舶的建造方式方法，確定船體分段劃分、總段劃分、分段建造、預舾裝范圍、總段合攏、船體合攏的初步方案。

隨著生產(chǎn)設計的深入，信息的逐步完整，進一步細化各專業(yè)、各個生產(chǎn)階段的生產(chǎn)工藝流程和施工要領，并編制建造節(jié)點及明確各部門的工作方針。

2.3完善項目計劃和工程準備

舊建造模式下一個項目通常只有主節(jié)點計劃，新模式對生產(chǎn)活動之間的有序、協(xié)調(diào)的要求更高，對物資材料的供應時間節(jié)點更為復雜，為此必須編制一個全面的分層計劃體系以綜合和協(xié)調(diào)各部門的各種活動的項目計劃。

運用Primavera P6 項目管理軟件編制項目計劃。計劃的結構劃分為里程碑計劃、詳細計劃兩個層次和五個部分。計劃從項目籌備開始到項目交付，對公司的各相關職能部門和整個建造流程都編制了詳細的時間節(jié)點和人力資源計劃。通過分析和平衡人力資源、關鍵設備的負荷，進一步調(diào)整和優(yōu)化公司、項目和生產(chǎn)計劃。

工程準備部以計劃為基礎為每一項生產(chǎn)活動創(chuàng)建一個包含作業(yè)范圍、開始日期、完成日期、圖紙、清單、工時等信息的工作包，從而為實施托盤管理模式奠定基礎，并根據(jù)項目計劃提前兩周下達給生產(chǎn)部門。生產(chǎn)部門在此基礎上可以進一步編制細化到班組的日程計劃，日程計劃是實現(xiàn)生產(chǎn)均衡、連續(xù)有序進行的基礎。

采購物流部門應以項目計劃為基礎編制采購計劃，工程準備應及時提供材料清單，并在下達工作包前檢查物資、材料的可用情況。

2.4轉變生產(chǎn)模式

傳統(tǒng)造船模式是在一個整體的建造胎架上進行船體的組裝建造，船體完成后再開始進行舾裝作業(yè)。它將生產(chǎn)空間局限在了這個整體胎架的范圍內(nèi)，即便是有充足的人力資源也無法擴展作業(yè)面，因此造成了其建造周期相對較長和對建造場地要求更高的缺點。而新的建造模式是將船體合理的劃分為若干個總段、分段，這些分段、總段的外形尺寸相對于整個船體來說就小多了，因此對建造場地空間的要求也就小些，從而能更靈活的選擇和安排建造場地和同時建造多個總段，這樣就擴展了作業(yè)空間。傳統(tǒng)建造模式下先船體后舾裝的模式將轉變?yōu)橐源w為基礎的前提下盡可能早的實施預舾裝，這樣會極大的改善舾裝的作業(yè)環(huán)境、降低作業(yè)難度，如將高空作業(yè)地面化，封閉空間開放化。提前完成的預舾裝工作量就是縮短了后期總舾裝作業(yè)相應的工期，所以預舾裝率越高就越能縮短建造周期。

傳統(tǒng)造船模式只需考慮整船下水搬運這一問題，但殼舾涂一體化模式下的分段、總段建造和船體合攏作業(yè)都必須首先解決起重能力的問題，因此要對分段翻身、運輸、總段合攏和船體合攏所需的設備、工藝制定具體的方案。

老式托架只解決了總段的運輸問題，沒有考慮更多的功能。在船體合攏時需要在每個總段底部安裝2排共20個頂墩用于千斤頂頂升受力點，還要花費較高的成本外租重型吊車，用于合攏時總段縱向和橫向移動。在經(jīng)過計算論證后我們設計了新式托架，實現(xiàn)了利用分段運輸平板車進行船體合攏的新工藝，免去了制作、安裝、拆除頂墩的額外作業(yè)和租賃吊車，平板車合攏相較使用液壓千斤頂頂升、移位更安全、高效和經(jīng)濟。

3殼舾涂一體化建造模式應用的效益

殼舾涂一體化建造模式的優(yōu)點體現(xiàn)在建造的各個階段，如改善施工環(huán)境、降低勞動強度、改變作業(yè)形式、提高產(chǎn)品質(zhì)量，工序前移同步作業(yè)，擴大作業(yè)面，縮短建造周期。下面以我們公司建造ASD 3010全回轉拖輪船型為列作比較（見表2）。

在船廠船臺、船塢總是關鍵性的基礎設施，是受到各種條件限制而無法或很難快速增加它們的數(shù)量的。所以縮短單個項目的占用時間就能提高它的周轉率從而提高年產(chǎn)量，更短的交貨周期也是船廠的競爭優(yōu)勢。表中可以看出，通過在船體建造過程當中實施預舾裝從而提前完成50%的舾裝工作，在船體完工后完成剩余的50%，相當于用傳統(tǒng)模式70%的工期去完成50%的工作量，而產(chǎn)量則可以提高1.2倍。

4結語

從公司的實踐得出，通過建造模式的轉變將帶動船廠各個環(huán)節(jié)的變革，促使船廠向現(xiàn)代化制造工廠轉變。也為船廠下一步升級到模塊化、數(shù)字化、綠色造船打下基礎。

參考文獻：

[1]黃浩 .船體工藝手冊 [M] .國防工業(yè)出版社，2013.

[2]應長春.船舶工藝技術 [M] .上海交通大學出版社，2013.

[3]林坤，宗曉春，李湘，邢平.船舶建造方針編制要求 CB/T 3801-2013 [Z].中國船舶工業(yè)綜合技術經(jīng)濟研究院出版， 2014.

[4]黃廣茂.造船生產(chǎn)設計 [M]..哈爾濱工程大學出版社，2018.