实验一： 论述基于现代造船模式下的船舶建造工艺过程
1. 现代造船模式的定义
造船模式是指组织造船生产的基本原则和方式。它既反映对产品作业任务的分解原则，又反映作业任务分解后的组合方式；它体现船舶产品的设计思想、建造策略和管理思想三者的系统结合。现代造船模式的基础是成组技术等先进的工程技术和科学管理方式，目标是贯彻以" 中间产品" 为导向的建造策略，实现造船效率、质量和安全水平的不断提高。
2. 对“现代造船模式”的理解
现代造船模式的理论基础是成组技术、系统工程技术、工业工程等先进的工程技术和科学管理方式，目标是贯彻以" 中间产品" 为导向的建造策略，实现造船效率、质量和安全水平的不断提高。其特点是：
①中间产品。是最终产品的组成部分。舾装单元和舾装模块是典型的中间产品。舾装单元是对特定区域内(如机舱) 的设备进行合理布置，单独地高效率地制作；舾装模块是将组成一定功能的相关设备、支架、仪表、管路和电缆等进行组装；在适当时机整体吊入船体进行安装。
②船体分道建造。以分类成组的中间产品为导向，组成若干个相对独立、最大限度平行作业的生产单元，按工期要求，保持一定的生产节拍作业。现代造船模式中的区域舾装技术、区域涂装技术、高效焊接技术、信息控制技术、精度造船技术等都离不开船体分道建造技术。
③壳舾涂一体化作业。确立以“船体为基础、舾装为中心、涂装为重点”的管理思想，从设计、采购、生产计划与控制等方面围绕中间产品进行协调与配合。
3. 当前我国船厂“现代造船模式”转化情况分析
我国船舶工业推进建立现代造船模式工作开始于1995年, 经历了从强调深化生产设计、强化工程管理 ,到提出以中间产品为导向的区域造船, 再到2004年《 国防科工委关于加快建立现代造船模式的指导意见》 提出从改造造船生产体系入手, 以推进船舶建造总装化、工程管理精细化和企业信息集成化为主要方向的发展历程。十几年来, 建立现代造船模式工作不断深入, 并取得了显著成效。
3.1我国发展现代造船模式取得成果
(一) 初步形成总装造船的作业流程
近几年各企业均在不断分析本企业造船作业流程, 把大量舾装制品剥离出企业; 同时, 又加大了投入, 进行了多次技术改造, 合理改进生产布局, 扩大了部装作业场地和预舾装场地, 组建了平面分段流水线和管子加工流水线, 初步解决了生产瓶颈, 从而初步形成了船体分道、区域舾装、区域涂装的总装造船的作业流程。这就为深入转模、建立以中间产品为导向的生产作业体系奠定了基础。但也面临多品种船型同时作业, 以中间产品为导向组织生产需进一步重组作业流程、规范作业方法的困难。
(二) 区域造船的生产管理体制与组织机构不断完善
近几年来, 各企业对转模基本到位所建立的总装化造船和区域造船的造船事业部制进行了不断完善。各企业造船事业部基本形成生产准备、分段制造、船台
吊装、机装、内装、外装、电装和涂装分区域作业的组织机构。在完善区域造船的生产管理体制和组织机构的同时, 还十分重视加强成本控制和壳舾涂一体化管理, 也重视精简机构, 减少管理层次。
(三) 基本建立造船生产管理体系, 为强化工程管理创造了条件
面对外部环境发生的变化和市场严峻的挑战, 各企业都比过去更为重视强化工程管理, 而且都已按照现代造船模式的要求建立较为完整的造船生产管理体系, 含工程计划管理、成本管理、质量管理以及生产技术准备等管理体系, 而各个管理层次的职责分明, 部门间的分工明确, 管理制度也较健全。
3.2我国发展现代造船模式存在的问题
目前我们仍处于建立现代造船模式的初级阶段, 各企业还没有彻底摆脱传统造船模式的影响。韩国造船界普遍认为中国造船综合水平落后韩国10年。站在国际大环境的角度看, 我们的差距确实很大。各企业尽管遵照巩固、调整、扩展、创新的工作方针做了不少工作, 但也仅限于巩固和调整方面, 而通过扩展和创新 迅速和国际接轨方面的工作还有相当差距。
(一) 在缩短周期和降低成本、压缩工时三个方面没有形成突破性进展
通过几年的不懈努力, 转模工作虽取得了成效, 但是从客观上看, 转模的效果和预期的设想有差距。突出表现在周期没有明显缩短, 成本没有显著降低, 总工时没有大幅度减少, 经济效益没有明显提高。与日韩等先进造船国家相比, 我们企业成本管理的综合管理功能还没有形成。企业的成本管理和生产管理实际上处于分离状态。企业还没有自觉地从投资、劳力、技术三大资源优化配置入手, 进行真正的投入产出分析, 至今还没达到最小投入、最大产出的预期目的。企业受计划经济烙印的影响, 偏重于寻求国家政策支持, 而在挖掘内部潜力走内涵扩大再生产道路方面却迈不开步伐。因此, 企业总是在保本、微利甚至亏损的状态下运行。
(二) 造船工程管理的系统性与深化程度较差
目前, 我国造船企业生产管理的精细化还没有达到预期目标, 和先进造船企业比较还有较大差距。工程管理的系统性主要体现在各施工区域, 各工艺阶段、各作业类型均按标准的作业基准和标准的作业顺序实施, 各工序环节均有科学合理的生产节拍, 使生产全过程在各个环节上的计划、质量、成本、安全始终处于可控制状态。目前各造船企业的周期、成本、工时管理总是处在波动状态, 某一两条船降低成本和缩短周期创造了企业最好水平, 但发展态势不稳定, 大起大落。管理工作往往因人而异, 同一型船, 不同的建造师负责, 可能出现周期、成本、工时、质量等差距。这反映了企业的生产管理还不规范, 生产过程的精细化管理还不到位。主要表现在生产过程优化分析未能全面展开、工时管理还比较粗放、缺乏企业资源和企业综合平衡分析工作。
(三) 传统观念和习惯势力对建立现代造船模式还有相当影响
传统观念和习惯势力对转模的影响, 目前更多地反映在体制和机制上。在推进现代造船模式相当长时间内, 主要工作集中在深化生产设计和强化工程管理方面。参与的部门主要是设计和生产管理部门及车间。工厂相当一部分管理部门仍然保留了计划经济时代的模式。现代造船模式和传统模式共存于一企业内, 必然彼此发生碰撞和磨擦, 传统观念给建立现代造船模式工作带来的影响是显而易见的。至今造船业内仍存在着不同程度的 三重 、三轻现象, 即:重硬件投入, 轻软环境治理; 重生产现场的热线工作, 轻基础管理的冷线工作; 重造船开工的现场调度工作, 轻开工前的生产技术准备工作。这种格局, 导致了工厂管理极不稳定, 不能
进入规范化管理。
4. 当前我国船厂船舶建造工艺过程中存在的问题
4.1 总长误差
中小型船舶相对于大型船舶来说，虽然体积小但曲率变化大。通常建造方法是反造法，即船体建造时以甲板为胎架进行反造。各道肋骨先在对装平台上装焊成框架，再吊装到甲板上，待所有底部和甲板构件定位后再吊装外板。在施工中，大的肋骨框架在吊装中容易变形扭曲，直接造成肋距误差超标及型线不光顺。因此，在对装阶段，就要对大的框架进行加固，如可利用下角料对框架进行点焊支承，防止变形。
总长是船体质量检验的重要内容。行业标准规定，标准误差范围±0.1%L。如果某船以两段或两段以上合拢建造，那么在分段建造时就要控制分段长度，使分段长度不能超差。同时，当决定最后一条合拢环缝的余量时就要注意，必须测量好全船总长的前提下再决定切除多少余量，这样，就可以保证总长不超差。
4.2构件装配变形及焊接变形
构件装配属于前道工序，其装配质量的好坏将直接影响后续的分段建造。在行业标准中，
对十字焊缝的错位、对接焊缝的偏差及各种构件的装配间隙等都有规定，此处不再赘述。焊接质量也与构件成形息息相关，不论是厚板还是薄板，焊接后都会产生变形，好的技术水平及严格按照焊接工艺要求施工，可有效控制变形并满足标准要求。每个焊工的技术水平是不同的，这需要船厂加强对焊工的技术培训，同时要求每个焊工重视焊接质量。
4.3码板使用
中小型船舶在胎架建造当中，会使用很多码板，其中大部分码板用于控制板缝的变形。
码板的作用很大，对船壳外观的影响也大。当船壳板缝焊接完工后，清除遗留码板就成了主要内容。码板或连续焊或点焊在船体表面，将其割除后船体表面会有大大小小的突起，磨平这些突起是个非常费时的工作。而且，某些码板在与船壳焊接时，会使船壳表面出现咬边等缺陷，这就需要对船壳进行焊补后再行磨光。从目前情况看，短期内取消码板的使用还不太可能。主要是尽可能少用码板；另外，尽量将码板焊接在内部构件上使用而不直接焊在船壳上。对于某些地方必须要使用码板，也要考虑将一码多用，严禁随意在船壳上点焊码板。
4.4大合拢环缝区域不平整、不光顺
中小型船舶在分段大合拢处易出现表面不平整等现象。我厂采取的方法是在大合拢处加装假肋骨防止变形，效果较好。以我厂HD8121型远洋渔船为例，肋骨间距为500mm ，大环缝在+350mm处。如果在分段建造时，大环缝处不设假肋骨，那么在上外板时，大接缝处至少要有约400mm 长的自由端无法准确定位，这就给以后的大合拢埋下了隐患，从而要使大合拢区域平整光顺将很困难。因此，在船体型线放样过程中，就要将大合拢缝作为一条肋骨线放出实样，同时在平台上按实样制作成肋骨框架。对此肋骨框架，要求参照强肋骨的形式制作，保证不易变形。在其它肋骨框架吊上胎架时，此框架也同时吊装到大合拢缝处。在分段
建造结束，翻段后进行大合拢之前，就要将大合拢缝处的假肋骨拆除。至此，假肋骨的使命告一段落，如还有系列船的话，此肋骨可一直使用下去。
4.5 船体纵向变形
船体大合拢后容易出现纵向变形。分段建造完工后，会分别翻段进入坞台区，经过一系列地垫平、找线、定位后即可开始合拢。中小型船舶外板及甲板都较薄，一般在6～9mm 左右，在经过焊接后会有较大变形，两个肋骨档之间的钢板会凹陷。标准中规定，甲板、侧板、底板等变形量的允许极限≤5mm ，大合拢缝处≤6mm 。甲板、船壳板过大的变形既不符合标准要求也影响美观。因此，就需要对整个甲板、侧板进行大面积水火矫正，我厂俗称" 平船" 。这也直接导致了船体产生较大纵向变形的现象。标准中规定船底龙骨线挠度的标准范围±20mm ，如不采取有效措施，将很难保证不超差。常用作法是将艏艉分段加压载，如有中部隔舱的话，可加压载水；没有则可加固体压载等，可较好地控制纵向变形超差的问题。
实验一： 论述基于现代造船模式下的船舶建造工艺过程
1. 现代造船模式的定义
造船模式是指组织造船生产的基本原则和方式。它既反映对产品作业任务的分解原则，又反映作业任务分解后的组合方式；它体现船舶产品的设计思想、建造策略和管理思想三者的系统结合。现代造船模式的基础是成组技术等先进的工程技术和科学管理方式，目标是贯彻以" 中间产品" 为导向的建造策略，实现造船效率、质量和安全水平的不断提高。
2. 对“现代造船模式”的理解
现代造船模式的理论基础是成组技术、系统工程技术、工业工程等先进的工程技术和科学管理方式，目标是贯彻以" 中间产品" 为导向的建造策略，实现造船效率、质量和安全水平的不断提高。其特点是：
①中间产品。是最终产品的组成部分。舾装单元和舾装模块是典型的中间产品。舾装单元是对特定区域内(如机舱) 的设备进行合理布置，单独地高效率地制作；舾装模块是将组成一定功能的相关设备、支架、仪表、管路和电缆等进行组装；在适当时机整体吊入船体进行安装。
②船体分道建造。以分类成组的中间产品为导向，组成若干个相对独立、最大限度平行作业的生产单元，按工期要求，保持一定的生产节拍作业。现代造船模式中的区域舾装技术、区域涂装技术、高效焊接技术、信息控制技术、精度造船技术等都离不开船体分道建造技术。
③壳舾涂一体化作业。确立以“船体为基础、舾装为中心、涂装为重点”的管理思想，从设计、采购、生产计划与控制等方面围绕中间产品进行协调与配合。
3. 当前我国船厂“现代造船模式”转化情况分析
我国船舶工业推进建立现代造船模式工作开始于1995年, 经历了从强调深化生产设计、强化工程管理 ,到提出以中间产品为导向的区域造船, 再到2004年《 国防科工委关于加快建立现代造船模式的指导意见》 提出从改造造船生产体系入手, 以推进船舶建造总装化、工程管理精细化和企业信息集成化为主要方向的发展历程。十几年来, 建立现代造船模式工作不断深入, 并取得了显著成效。
3.1我国发展现代造船模式取得成果
(一) 初步形成总装造船的作业流程
近几年各企业均在不断分析本企业造船作业流程, 把大量舾装制品剥离出企业; 同时, 又加大了投入, 进行了多次技术改造, 合理改进生产布局, 扩大了部装作业场地和预舾装场地, 组建了平面分段流水线和管子加工流水线, 初步解决了生产瓶颈, 从而初步形成了船体分道、区域舾装、区域涂装的总装造船的作业流程。这就为深入转模、建立以中间产品为导向的生产作业体系奠定了基础。但也面临多品种船型同时作业, 以中间产品为导向组织生产需进一步重组作业流程、规范作业方法的困难。
(二) 区域造船的生产管理体制与组织机构不断完善
近几年来, 各企业对转模基本到位所建立的总装化造船和区域造船的造船事业部制进行了不断完善。各企业造船事业部基本形成生产准备、分段制造、船台
吊装、机装、内装、外装、电装和涂装分区域作业的组织机构。在完善区域造船的生产管理体制和组织机构的同时, 还十分重视加强成本控制和壳舾涂一体化管理, 也重视精简机构, 减少管理层次。
(三) 基本建立造船生产管理体系, 为强化工程管理创造了条件
面对外部环境发生的变化和市场严峻的挑战, 各企业都比过去更为重视强化工程管理, 而且都已按照现代造船模式的要求建立较为完整的造船生产管理体系, 含工程计划管理、成本管理、质量管理以及生产技术准备等管理体系, 而各个管理层次的职责分明, 部门间的分工明确, 管理制度也较健全。
3.2我国发展现代造船模式存在的问题
目前我们仍处于建立现代造船模式的初级阶段, 各企业还没有彻底摆脱传统造船模式的影响。韩国造船界普遍认为中国造船综合水平落后韩国10年。站在国际大环境的角度看, 我们的差距确实很大。各企业尽管遵照巩固、调整、扩展、创新的工作方针做了不少工作, 但也仅限于巩固和调整方面, 而通过扩展和创新 迅速和国际接轨方面的工作还有相当差距。
(一) 在缩短周期和降低成本、压缩工时三个方面没有形成突破性进展
通过几年的不懈努力, 转模工作虽取得了成效, 但是从客观上看, 转模的效果和预期的设想有差距。突出表现在周期没有明显缩短, 成本没有显著降低, 总工时没有大幅度减少, 经济效益没有明显提高。与日韩等先进造船国家相比, 我们企业成本管理的综合管理功能还没有形成。企业的成本管理和生产管理实际上处于分离状态。企业还没有自觉地从投资、劳力、技术三大资源优化配置入手, 进行真正的投入产出分析, 至今还没达到最小投入、最大产出的预期目的。企业受计划经济烙印的影响, 偏重于寻求国家政策支持, 而在挖掘内部潜力走内涵扩大再生产道路方面却迈不开步伐。因此, 企业总是在保本、微利甚至亏损的状态下运行。
(二) 造船工程管理的系统性与深化程度较差
目前, 我国造船企业生产管理的精细化还没有达到预期目标, 和先进造船企业比较还有较大差距。工程管理的系统性主要体现在各施工区域, 各工艺阶段、各作业类型均按标准的作业基准和标准的作业顺序实施, 各工序环节均有科学合理的生产节拍, 使生产全过程在各个环节上的计划、质量、成本、安全始终处于可控制状态。目前各造船企业的周期、成本、工时管理总是处在波动状态, 某一两条船降低成本和缩短周期创造了企业最好水平, 但发展态势不稳定, 大起大落。管理工作往往因人而异, 同一型船, 不同的建造师负责, 可能出现周期、成本、工时、质量等差距。这反映了企业的生产管理还不规范, 生产过程的精细化管理还不到位。主要表现在生产过程优化分析未能全面展开、工时管理还比较粗放、缺乏企业资源和企业综合平衡分析工作。
(三) 传统观念和习惯势力对建立现代造船模式还有相当影响
传统观念和习惯势力对转模的影响, 目前更多地反映在体制和机制上。在推进现代造船模式相当长时间内, 主要工作集中在深化生产设计和强化工程管理方面。参与的部门主要是设计和生产管理部门及车间。工厂相当一部分管理部门仍然保留了计划经济时代的模式。现代造船模式和传统模式共存于一企业内, 必然彼此发生碰撞和磨擦, 传统观念给建立现代造船模式工作带来的影响是显而易见的。至今造船业内仍存在着不同程度的 三重 、三轻现象, 即:重硬件投入, 轻软环境治理; 重生产现场的热线工作, 轻基础管理的冷线工作; 重造船开工的现场调度工作, 轻开工前的生产技术准备工作。这种格局, 导致了工厂管理极不稳定, 不能
进入规范化管理。
4. 当前我国船厂船舶建造工艺过程中存在的问题
4.1 总长误差
中小型船舶相对于大型船舶来说，虽然体积小但曲率变化大。通常建造方法是反造法，即船体建造时以甲板为胎架进行反造。各道肋骨先在对装平台上装焊成框架，再吊装到甲板上，待所有底部和甲板构件定位后再吊装外板。在施工中，大的肋骨框架在吊装中容易变形扭曲，直接造成肋距误差超标及型线不光顺。因此，在对装阶段，就要对大的框架进行加固，如可利用下角料对框架进行点焊支承，防止变形。
总长是船体质量检验的重要内容。行业标准规定，标准误差范围±0.1%L。如果某船以两段或两段以上合拢建造，那么在分段建造时就要控制分段长度，使分段长度不能超差。同时，当决定最后一条合拢环缝的余量时就要注意，必须测量好全船总长的前提下再决定切除多少余量，这样，就可以保证总长不超差。
4.2构件装配变形及焊接变形
构件装配属于前道工序，其装配质量的好坏将直接影响后续的分段建造。在行业标准中，
对十字焊缝的错位、对接焊缝的偏差及各种构件的装配间隙等都有规定，此处不再赘述。焊接质量也与构件成形息息相关，不论是厚板还是薄板，焊接后都会产生变形，好的技术水平及严格按照焊接工艺要求施工，可有效控制变形并满足标准要求。每个焊工的技术水平是不同的，这需要船厂加强对焊工的技术培训，同时要求每个焊工重视焊接质量。
4.3码板使用
中小型船舶在胎架建造当中，会使用很多码板，其中大部分码板用于控制板缝的变形。
码板的作用很大，对船壳外观的影响也大。当船壳板缝焊接完工后，清除遗留码板就成了主要内容。码板或连续焊或点焊在船体表面，将其割除后船体表面会有大大小小的突起，磨平这些突起是个非常费时的工作。而且，某些码板在与船壳焊接时，会使船壳表面出现咬边等缺陷，这就需要对船壳进行焊补后再行磨光。从目前情况看，短期内取消码板的使用还不太可能。主要是尽可能少用码板；另外，尽量将码板焊接在内部构件上使用而不直接焊在船壳上。对于某些地方必须要使用码板，也要考虑将一码多用，严禁随意在船壳上点焊码板。
4.4大合拢环缝区域不平整、不光顺
中小型船舶在分段大合拢处易出现表面不平整等现象。我厂采取的方法是在大合拢处加装假肋骨防止变形，效果较好。以我厂HD8121型远洋渔船为例，肋骨间距为500mm ，大环缝在+350mm处。如果在分段建造时，大环缝处不设假肋骨，那么在上外板时，大接缝处至少要有约400mm 长的自由端无法准确定位，这就给以后的大合拢埋下了隐患，从而要使大合拢区域平整光顺将很困难。因此，在船体型线放样过程中，就要将大合拢缝作为一条肋骨线放出实样，同时在平台上按实样制作成肋骨框架。对此肋骨框架，要求参照强肋骨的形式制作，保证不易变形。在其它肋骨框架吊上胎架时，此框架也同时吊装到大合拢缝处。在分段
建造结束，翻段后进行大合拢之前，就要将大合拢缝处的假肋骨拆除。至此，假肋骨的使命告一段落，如还有系列船的话，此肋骨可一直使用下去。
4.5 船体纵向变形
船体大合拢后容易出现纵向变形。分段建造完工后，会分别翻段进入坞台区，经过一系列地垫平、找线、定位后即可开始合拢。中小型船舶外板及甲板都较薄，一般在6～9mm 左右，在经过焊接后会有较大变形，两个肋骨档之间的钢板会凹陷。标准中规定，甲板、侧板、底板等变形量的允许极限≤5mm ，大合拢缝处≤6mm 。甲板、船壳板过大的变形既不符合标准要求也影响美观。因此，就需要对整个甲板、侧板进行大面积水火矫正，我厂俗称" 平船" 。这也直接导致了船体产生较大纵向变形的现象。标准中规定船底龙骨线挠度的标准范围±20mm ，如不采取有效措施，将很难保证不超差。常用作法是将艏艉分段加压载，如有中部隔舱的话，可加压载水；没有则可加固体压载等，可较好地控制纵向变形超差的问题。