船體結(jié)構(gòu)生產(chǎn)設(shè)計(jì)理念構(gòu)建研究

楊海燕

0 引言

船舶設(shè)計(jì)是一個(gè)非常復(fù)雜的系統(tǒng)工程，大致分為合同設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)和生產(chǎn)設(shè)計(jì)3個(gè)階段。每個(gè)階段各有其不同的工作特點(diǎn)和要求，同時(shí)每個(gè)階段之間又有著很強(qiáng)的關(guān)聯(lián)性和繼承性。因此，本文將對(duì)船體結(jié)構(gòu)生產(chǎn)設(shè)計(jì)的思路和特點(diǎn)進(jìn)行重點(diǎn)闡述。

生產(chǎn)設(shè)計(jì)階段就是在全部技術(shù)狀態(tài)已經(jīng)確定的基礎(chǔ)上，解決“怎樣造船”的一個(gè)階段，包括進(jìn)行產(chǎn)品建造所需的、以現(xiàn)場(chǎng)為中心的所有技術(shù)文件的設(shè)計(jì)。船體結(jié)構(gòu)就是我們常說(shuō)的“船殼”，船體結(jié)構(gòu)生產(chǎn)設(shè)計(jì)就是進(jìn)行“船殼”建造所需要的技術(shù)文件設(shè)計(jì)。船體結(jié)構(gòu)生產(chǎn)設(shè)計(jì)的宗旨是以現(xiàn)場(chǎng)為中心，包括設(shè)計(jì)、工藝、管理3個(gè)體系，以提高生產(chǎn)效率、降低建造成本、提高產(chǎn)品質(zhì)量為目標(biāo)。因此，船體結(jié)構(gòu)生產(chǎn)設(shè)計(jì)的理念可以概括為“一個(gè)中心、三個(gè)體系、三個(gè)目的”。

船體結(jié)構(gòu)生產(chǎn)設(shè)計(jì)的下一道工序就是現(xiàn)場(chǎng)建造，其目的就是服務(wù)于現(xiàn)場(chǎng)。只有對(duì)現(xiàn)場(chǎng)建造和管理最有利的設(shè)計(jì)才是最好的設(shè)計(jì)，所以，船體結(jié)構(gòu)生產(chǎn)設(shè)計(jì)要“以現(xiàn)場(chǎng)為中心”，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的建造特點(diǎn)和要求來(lái)不斷地進(jìn)行優(yōu)化、更新。首先要按照詳細(xì)設(shè)計(jì)產(chǎn)品質(zhì)量要求設(shè)計(jì)施工圖紙，使船舶建造在圖面上完成一次建造過(guò)程的模擬，使建造者操作簡(jiǎn)單化，技能要求普遍化、統(tǒng)一化，從而提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量；同時(shí)，按照合理的工藝流程、工廠的設(shè)備能力和施工特點(diǎn)進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)；此外，設(shè)計(jì)的本身還需要一個(gè)合理的管理以提高設(shè)計(jì)的效率和質(zhì)量，大致歸納為設(shè)計(jì)人員的管理、設(shè)計(jì)過(guò)程的管理以及目標(biāo)管理。只有很好地貫徹了“一個(gè)中心”，統(tǒng)一了“三個(gè)體系”，才能提高生產(chǎn)效率、降低建造成本、提高產(chǎn)品質(zhì)量，使工廠充分占據(jù)時(shí)間、經(jīng)濟(jì)、聲譽(yù)上的優(yōu)勢(shì)，從而最終占據(jù)市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)。

1 生產(chǎn)設(shè)計(jì)理念分析

要分析生產(chǎn)設(shè)計(jì)理念需要從船體結(jié)構(gòu)生產(chǎn)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容開始分析。船體建造工作量一般約占船舶建造總工程量的一半。它屬于多工種的綜合性作業(yè)，與其他專業(yè)的關(guān)系非常密切，也是其他專業(yè)的基礎(chǔ)。因此，充分做好船體建造施工前的準(zhǔn)備，搞好船體結(jié)構(gòu)生產(chǎn)設(shè)計(jì)，是實(shí)現(xiàn)“三個(gè)目的”的重要途徑。船體結(jié)構(gòu)生產(chǎn)設(shè)計(jì)的工作范圍是根據(jù)已經(jīng)確認(rèn)的詳細(xì)設(shè)計(jì)，結(jié)合工廠施工的具體條件，編制出建造方針、施工要領(lǐng)以及工藝階段，并繪制出工作圖表等生產(chǎn)信息文件，做到工人拿到圖紙就知道干什么和怎樣干，管理人員知道在造船過(guò)程中的各個(gè)階段如何管理，使設(shè)計(jì)真正起到組織生產(chǎn)和管理生產(chǎn)的作用。船舶結(jié)構(gòu)生產(chǎn)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容可歸納為4個(gè)方面，即船體結(jié)構(gòu)生產(chǎn)設(shè)計(jì)的事先準(zhǔn)備、施工圖的設(shè)計(jì)、工程輔助作業(yè)的設(shè)計(jì)及管理圖表的編制。

1.1 船體結(jié)構(gòu)生產(chǎn)設(shè)計(jì)的事先準(zhǔn)備

1.1.1 建造方針的確定

分段劃分的確定。全船分段劃分按艉部、機(jī)艙、貨艙、艏部以及上層建筑5個(gè)區(qū)域進(jìn)行；分段的劃分按照工廠的起重能力、運(yùn)輸條件、加工條件、預(yù)裝要求以及結(jié)構(gòu)特征等方面綜合考慮；還要根據(jù)分段吊裝的程序來(lái)設(shè)計(jì)全船具體的分段接縫位置和接頭要求。

分段建造要領(lǐng)的確定，包括胎架設(shè)置要求、部件組立要求、分段組立要求及總組組立要求等等。

船臺(tái)（塢） 建造方案的確定，包括確定分段（總段） 在船臺(tái)（塢） 的吊裝順序，并設(shè)計(jì)全船分段（總段）吊裝要領(lǐng)。

根據(jù)預(yù)舾裝方案，設(shè)計(jì)分段預(yù)裝和單元預(yù)裝的結(jié)構(gòu)要領(lǐng)。

確定焊接的主要方法和方式，繪制主板坡口布置圖。

確定精度管理方案，繪制精度布置圖，包括全船余量、收縮量的分布原則和切割補(bǔ)償量的加放原則。

1.1.2 全船結(jié)構(gòu)理論線的確定

在船體結(jié)構(gòu)生產(chǎn)設(shè)計(jì)初期，應(yīng)先將全船的結(jié)構(gòu)理論線確定下來(lái)，以免不同的分段在對(duì)接處出現(xiàn)結(jié)構(gòu)理論線相反而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)錯(cuò)位的現(xiàn)象。

1.1.3 合同設(shè)計(jì)和詳細(xì)設(shè)計(jì)要求的提出

船型必須滿足結(jié)構(gòu)工藝性的要求，如艉部艉軸架附近的線型；同時(shí)船體結(jié)構(gòu)也必須滿足結(jié)構(gòu)工藝性的要求，避免結(jié)構(gòu)走向出現(xiàn)過(guò)于狹窄的地方。在確定分段劃分的時(shí)候?qū)υ敿?xì)設(shè)計(jì)的某些主要板縫（如外板、甲板、縱艙壁等）布置提出合理的調(diào)整要求，會(huì)給生產(chǎn)設(shè)計(jì)帶來(lái)諸多便利。尤其是要考慮與其他專業(yè)的預(yù)先協(xié)調(diào)，包括預(yù)裝項(xiàng)目和預(yù)裝時(shí)間的確定、管子開孔的控制、結(jié)構(gòu)風(fēng)管的考慮等等。

1.2 施工圖的設(shè)計(jì)

目前應(yīng)用Tribon系統(tǒng)完成的施工圖，主要包括結(jié)構(gòu)圖、套料圖和加工圖3大塊。

1.2.1 結(jié)構(gòu)圖

結(jié)構(gòu)圖包括外板展開圖、平面圖、縱剖面圖、橫剖面圖、局部剖面圖及節(jié)點(diǎn)詳圖；應(yīng)準(zhǔn)確無(wú)誤地反映各種相關(guān)的結(jié)構(gòu)內(nèi)容、連接方式，以及其他專業(yè)提出的結(jié)構(gòu)加強(qiáng)，并標(biāo)注結(jié)構(gòu)的主要尺寸；結(jié)構(gòu)本身的切角或通焊孔、流水孔、透氣孔和止漏孔應(yīng)反映出來(lái)，注意勿開錯(cuò)；結(jié)構(gòu)圖的各視圖中構(gòu)件理論線方向要標(biāo)注好；焊接方法、規(guī)格、邊緣坡口形式、板厚差過(guò)度等要表示清楚；施工中的臨時(shí)工藝孔要反映清楚；永久性吊環(huán)要反映清楚；各種開孔表示清楚；余量、收縮量、切割補(bǔ)償量表示清楚；組立流向、零件編碼表示清楚。

1.2.2 套料圖

套料圖應(yīng)有與結(jié)構(gòu)圖對(duì)應(yīng)的零件編號(hào)、組立流向、加工流向、坡口信息及必要的尺寸標(biāo)注等。

1.2.3 加工圖

加工圖主要包括板材加工圖和型材加工圖。

1.3 工程輔助作業(yè)的設(shè)計(jì)

將輔助性作業(yè)納入生產(chǎn)設(shè)計(jì)，是生產(chǎn)設(shè)計(jì)的一大特點(diǎn)。造船工藝復(fù)雜，輔助性作業(yè)很多，在整個(gè)造船生產(chǎn)周期中，輔助性作業(yè)占據(jù)了一定的位置。如果對(duì)這些輔助性作業(yè)做一些設(shè)計(jì)上的周密考慮以及安排，將會(huì)大大縮短造船周期，提高生產(chǎn)效率。

1.3.1 永久性吊環(huán)及其加強(qiáng)設(shè)計(jì)

永久性吊環(huán)也稱不拆吊環(huán)，其布置原則是從場(chǎng)所考慮一般是在仰視的位置以及狹窄的位置，如甲板的下表面以及雙層底內(nèi)，因?yàn)檫@些位置裝了吊環(huán)以后，吊環(huán)不好拆卸；從美觀上一般應(yīng)考慮安裝在不顯眼的位置以及封閉的位置，如絕緣層之內(nèi)或結(jié)構(gòu)密集處；從實(shí)用上盡量考慮把吊環(huán)設(shè)計(jì)的美觀、光滑以利于保留；從綜合布置上應(yīng)避免與其他系統(tǒng)碰撞；從船的使用性能上應(yīng)考慮是否影響貨物裝載等。船體分段為了吊運(yùn)時(shí)加強(qiáng)分段剛性或局部強(qiáng)度所裝的加強(qiáng)材，施工后一般要拆除，但是為了減少二次作業(yè)，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)就把分段吊運(yùn)時(shí)的剛性盡可能考慮進(jìn)去，這就是永久性加強(qiáng)。在有必要時(shí)還會(huì)對(duì)分段做臨時(shí)性加強(qiáng)。

1.3.2 腳手架的架設(shè)

腳手架的架設(shè)是一項(xiàng)艱巨的工程，因此可以利用生產(chǎn)設(shè)計(jì)的有利特點(diǎn)，通過(guò)周密設(shè)計(jì)，找準(zhǔn)有利時(shí)機(jī)進(jìn)行安裝，從而使腳手架的架設(shè)作業(yè)處于最佳的位置和施工階段。

1.3.3 其他設(shè)計(jì)

其他設(shè)計(jì)包括臨時(shí)扶手欄桿、梯子等的設(shè)計(jì)及永久性和臨時(shí)性腳手架板眼的設(shè)計(jì)等等。

1.4 管理圖表的編制

管理圖表的編制包括工藝項(xiàng)目表、按工藝階段編制的工時(shí)定額表、報(bào)驗(yàn)項(xiàng)目表、分段重量重心統(tǒng)計(jì)表、密性實(shí)驗(yàn)圖表、無(wú)損探傷位置圖和拍片數(shù)量等。

從船體結(jié)構(gòu)生產(chǎn)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容可以得出，施工圖的設(shè)計(jì)與工藝設(shè)計(jì)是密不可分的，二者是交叉進(jìn)行的。施工圖要盡可能多的融入工藝信息、考慮工藝信息文件，而工藝設(shè)計(jì)是為施工服務(wù)的，是以施工圖為基礎(chǔ)的，是施工圖的補(bǔ)充和深化，二者相輔相成不可分割。例如分段劃分的確定、分段建造要領(lǐng)的確定、船臺(tái)（塢）建造方案的確定、精度管理方案、永久性吊環(huán)及其加強(qiáng)設(shè)計(jì)、永久性和臨時(shí)性腳手架板眼的設(shè)計(jì)等都是工藝方面的設(shè)計(jì)，而這些都是施工圖設(shè)計(jì)需要參照的技術(shù)文件和需要考慮的技術(shù)問題。

2 船體結(jié)構(gòu)生產(chǎn)設(shè)計(jì)管理

船體結(jié)構(gòu)生產(chǎn)設(shè)計(jì)是船裝、機(jī)裝、電裝生產(chǎn)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)和依據(jù)，而船裝、機(jī)裝、電裝生產(chǎn)設(shè)計(jì)最終又必須要與船體結(jié)構(gòu)生產(chǎn)設(shè)計(jì)協(xié)調(diào)一致。因此船體結(jié)構(gòu)生產(chǎn)設(shè)計(jì)在整個(gè)生產(chǎn)設(shè)計(jì)中占有重要位置，船體結(jié)構(gòu)生產(chǎn)設(shè)計(jì)的管理不僅僅是生產(chǎn)設(shè)計(jì)圖表的質(zhì)量管理，其中更蘊(yùn)涵著對(duì)生產(chǎn)設(shè)計(jì)人員的素質(zhì)管理以及生產(chǎn)設(shè)計(jì)成本效益的管理，這正是“融設(shè)計(jì)、工藝、管理為一體”，即將人員的管理、設(shè)計(jì)過(guò)程管理和目標(biāo)管理這三個(gè)體系統(tǒng)一起來(lái)。

2.1 人員的管理

人員的管理要制訂崗位責(zé)任制，使各層領(lǐng)導(dǎo)、主管、圖紙校對(duì)人員、圖紙?jiān)O(shè)計(jì)人員的崗位責(zé)任明確化；建立思想保障體系，加強(qiáng)員工成本教育，增強(qiáng)員工的質(zhì)量意識(shí)和責(zé)任心，培養(yǎng)員工的奉獻(xiàn)精神；加強(qiáng)基礎(chǔ)知識(shí)學(xué)習(xí)，組織員工進(jìn)行船舶基本知識(shí)、繪圖知識(shí)、外語(yǔ)和計(jì)算機(jī)知識(shí)及新技術(shù)、新工藝、新規(guī)范的培訓(xùn)。

2.2 設(shè)計(jì)過(guò)程的管理

2.2.1 質(zhì)量管理

質(zhì)量管理要從以下幾方面著手，即圖紙的完整性、準(zhǔn)確性、安全性及工藝合理性；質(zhì)量信息反饋和事故處理的及時(shí)性；設(shè)計(jì)周期和成本的控制；檢驗(yàn)體系的執(zhí)行程度，包括自檢、校對(duì)、標(biāo)檢、審核、審定、會(huì)簽。

2.2.2 標(biāo)準(zhǔn)體系

標(biāo)準(zhǔn)體系即制訂標(biāo)準(zhǔn)工作程序和指導(dǎo)文件，使設(shè)計(jì)按照統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，如國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、規(guī)則，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，產(chǎn)品的建造合同、技術(shù)協(xié)議書、設(shè)計(jì)方針書等。

2.3 目標(biāo)管理

2.3.1 計(jì)劃管理

計(jì)劃管理包括小日程計(jì)劃的制訂、實(shí)施、控制和修改；科室節(jié)點(diǎn)計(jì)劃的實(shí)施、監(jiān)控、反饋；個(gè)人出圖計(jì)劃及設(shè)計(jì)任務(wù)的制訂、安排、督促、調(diào)整；人員培訓(xùn)計(jì)劃的制訂、實(shí)施、控制；標(biāo)準(zhǔn)編寫計(jì)劃的制訂、實(shí)施、控制等。

2.3.2 物料管理

物料管理包括結(jié)構(gòu)優(yōu)化、合理選材；精心排板、整體套料；減少設(shè)計(jì)錯(cuò)誤和現(xiàn)場(chǎng)返工等。

2.3.3 工時(shí)管理

工時(shí)管理包括利用電腦軟件技術(shù)（例如Tribon系統(tǒng)）縮短設(shè)計(jì)和放樣周期；利用標(biāo)準(zhǔn)、母船資料減少設(shè)計(jì)、校對(duì)工時(shí)；建立標(biāo)準(zhǔn)的工時(shí)管理制度等。

人員的管理是基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)過(guò)程的管理和目標(biāo)管理是手段。高效率、高質(zhì)量的設(shè)計(jì)離不開科學(xué)的管理，只有抓好以上三個(gè)方面的管理，具有高素質(zhì)的技術(shù)團(tuán)隊(duì)和針對(duì)性的管理手段，才能使船體結(jié)構(gòu)生產(chǎn)設(shè)計(jì)處于領(lǐng)先水平。

3 結(jié)束語(yǔ)

船體結(jié)構(gòu)生產(chǎn)設(shè)計(jì)的總體思路是讓設(shè)計(jì)、工藝、管理緊緊圍繞“現(xiàn)場(chǎng)”這一中心而緊密結(jié)合在一起，通過(guò)進(jìn)行人員管理、質(zhì)量管理、和目標(biāo)管理，最終實(shí)現(xiàn)提高生產(chǎn)效率、降低建造成本、提高產(chǎn)品質(zhì)量的目的。

[1]楊海燕.船舶前期開發(fā)設(shè)計(jì)理念[J].科技傳播,2014(8)：81-82.

[2]董愛平,賈世明.關(guān)于船體結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)設(shè)計(jì)與詳細(xì)設(shè)計(jì)[J].造船技術(shù),1996(6)：18-22+47.

[3]夏小浩.船體結(jié)構(gòu)詳細(xì)設(shè)計(jì)的生產(chǎn)工藝性問題探討[J].中國(guó)水運(yùn)(下半月),2014(1)：8-9.

[4]康友平.生產(chǎn)導(dǎo)向的船體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[J].廣船科技,2008(2)：7-9.