哈工程上海實(shí)習(xí)實(shí)習(xí)專(zhuān)題報(bào)告范文
哈工程上海實(shí)習(xí)實(shí)習(xí)專(zhuān)題報(bào)告
——船舶快速搭載
一、背景
當(dāng)前船舶工業(yè)面臨嚴(yán)峻的考驗(yàn)，但同時(shí)也是發(fā)展機(jī)遇。我國(guó)提出了要建成造船強(qiáng)國(guó)的奮斗目標(biāo)，因此，我們必須掌握并應(yīng)用先進(jìn)的造船技術(shù)，縮短與造船強(qiáng)國(guó)的差距。要瞄準(zhǔn)國(guó)際發(fā)展動(dòng)向進(jìn)行創(chuàng)新研究，追蹤和達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平;技術(shù)應(yīng)用要探索符合自己的技術(shù)推廣道路，結(jié)合實(shí)際情況，將先進(jìn)的造船技術(shù)轉(zhuǎn)化為實(shí)際生產(chǎn)力。
船臺(tái)搭載周期直接影響到生產(chǎn)效率和建造成本，如何進(jìn)行快速搭載顯得尤為重要，要在日益劇烈的競(jìng)爭(zhēng)中立于不敗之地，我們必須采取一系列行之有效的辦法，縮短船臺(tái)搭載周期，實(shí)現(xiàn)船臺(tái)快速搭載，大力提高造船能力。
船舶快速搭載是應(yīng)用新工藝、新設(shè)備,在船舶總裝時(shí),實(shí)施大型總段吊裝,促進(jìn)塢內(nèi)裝配、焊接、胭裝作業(yè)前移,減少塢內(nèi)工作量,實(shí)現(xiàn)分段快速合攏。船舶建造約占造船總工時(shí)的50%,船舶快速搭載是縮短船塢(臺(tái))周期的關(guān)鍵,是縮短整船建造周期的重要環(huán)節(jié),也是提高船廠生產(chǎn)效率、競(jìng)爭(zhēng)力的方法之一。
基于流程再造的快速搭載的研究成果在作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)書(shū)中都有具體反映,其應(yīng)用效果,可以歸納為總組完工周期、分段搭載定位時(shí)間、搭載完工周期等主要評(píng)價(jià)指標(biāo),這些指標(biāo)的高低,最終體現(xiàn)在船舶的船塢周期。在固定硬件條件下,船廠的每座船塢每年開(kāi)幾次塢門(mén)是該船廠的建造水平的最真實(shí)反映。
當(dāng)前,日韓等國(guó)通過(guò)精度管理、提高預(yù)棲裝率、改進(jìn)工裝設(shè)施、提高工藝技術(shù)等方面的研究,使分段的船塢(船臺(tái))搭載時(shí)間大大縮短。據(jù)有關(guān)資料顯示,日韓在塢內(nèi)總段的吊裝時(shí)間平均為2.5一3h,最短時(shí)間為2h,國(guó)內(nèi)船廠為8一10h;日韓實(shí)行半串聯(lián)并行建造出塢時(shí)間僅為30一40天,國(guó)內(nèi)船廠為55天。近年來(lái),國(guó)內(nèi)的先進(jìn)船廠都在從自身實(shí)際資源調(diào)配情況出發(fā),結(jié)合新技術(shù)發(fā)展水平,大力研發(fā)與快速搭載相關(guān)的各項(xiàng)工藝,可謂是“各顯神通”。這些新工藝從多角度多方面促進(jìn)了搭載效率的提高,有效地縮短了造船周期。
二、船舶總裝快速搭載的工藝技術(shù)
要克服傳統(tǒng)的船舶搭載存在的缺點(diǎn),實(shí)現(xiàn)船舶總裝快速搭載,需要實(shí)現(xiàn)分段建造和總組大型分段的精度管理、計(jì)算機(jī)模擬搭載、平臺(tái)快速總組、龍門(mén)起重機(jī)快速脫鉤、搭載快速完工、施工過(guò)程工藝改進(jìn)、施工過(guò)程精度控制等方面的相關(guān)技術(shù),同時(shí)在管理上也同樣需要突破,要任務(wù)明確、責(zé)任明確;生產(chǎn)任務(wù)量化(需要長(zhǎng)時(shí)間的統(tǒng)計(jì));生產(chǎn)責(zé)任下移、權(quán)利下移。
同時(shí),實(shí)現(xiàn)快速搭載是和高效焊接、自動(dòng)切割、先進(jìn)工裝、總組范圍等各項(xiàng)工藝的發(fā)展進(jìn)步密不可分的。
2.1傳統(tǒng)的船舶搭載存在的缺點(diǎn)
傳統(tǒng)的船舶搭載存在以下幾個(gè)缺點(diǎn):
(1)分段的余量有些達(dá)到100llun以上。浪費(fèi)鋼材,也增加了制造工時(shí)。
(2)分段余量切割不能一次到位。在分段總組和搭載的過(guò)程中,都重復(fù)存在余量修整。
(3)精度較低。在對(duì)合不好的情況下,主要靠現(xiàn)場(chǎng)調(diào)整,搭載速度特別慢。
(4)數(shù)據(jù)收集、統(tǒng)計(jì)不詳細(xì)。關(guān)鍵部位的分段焊接好以后,很少再去測(cè)量數(shù)據(jù),缺乏分段在不同時(shí)期的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),難以有效控制在搭載過(guò)程中的分段變形。
(5)分段總段不夠大(但在新建的大型船廠已不是問(wèn)題)。
三、提高搭載速度工藝方法
3.1 合攏縫及節(jié)點(diǎn)的優(yōu)化
生產(chǎn)設(shè)計(jì)研究建造船舶的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，找出最合理的合攏縫位置，并盡可能優(yōu)化各種合攏口節(jié)點(diǎn)，為搭載的便利做好充分的準(zhǔn)備。如圖1所示，垂直合攏縫改為水平合攏縫后，不僅減少了支墩的擺放及固定碼板的安裝，而且節(jié)省了分段的調(diào)整定位時(shí)間。同樣，經(jīng)過(guò)優(yōu)化后的接縫節(jié)點(diǎn)將使分段搭載更簡(jiǎn)單更易操作。
3.2 建造精度的控制
造船精度控制管理技術(shù)是現(xiàn)代造船方法中的一項(xiàng)重要內(nèi)容。所謂精度造船控制管理，就是通過(guò)運(yùn)用先進(jìn)的工藝技術(shù)手段和嚴(yán)密的科學(xué)管理方法，對(duì)造船的全過(guò)程實(shí)施尺寸的精度分析和控制，從而達(dá)到最大限度地減少施工過(guò)程中的修整工作量，這對(duì)于提高造船生產(chǎn)效率和建造質(zhì)量具有十分重要的'意義。
精度造船要求對(duì)船體建造的各工序進(jìn)行嚴(yán)格的精度控制，減少上船臺(tái)后的工作量，確保高質(zhì)量、高效率、低成本地完成船舶產(chǎn)品建造。
建造精度控制首先要做的工作就是根據(jù)具體船型制定合理的精度建造方案，提高分段無(wú)余量下料和無(wú)余量上船臺(tái)比例。如上建結(jié)構(gòu)可無(wú)余量下料，主船體中間區(qū)域分段及其他平面分段實(shí)現(xiàn)無(wú)余量上船臺(tái)，艏艉曲面分段應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)形式采用有余量、無(wú)余量下料兩種方式相結(jié)合，但搭載前一定要進(jìn)行預(yù)修整。
精度管理需要借助先進(jìn)設(shè)備來(lái)完成，以提高我們的建造精度及工作效率。如利用激光經(jīng)緯儀劃構(gòu)件安裝基準(zhǔn)線(xiàn)和分段檢驗(yàn)線(xiàn)等，而分段的合攏口尺寸和總段定位測(cè)量則使用全站儀進(jìn)行測(cè)量、監(jiān)控，這樣在大大提高測(cè)量精度同時(shí)又減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了搭載效率。精度控制還應(yīng)做到循序漸進(jìn)，在分段建造及船臺(tái)合攏等及時(shí)對(duì)各種數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、研究，找出變形規(guī)律，采取相應(yīng)的工藝技術(shù)和控制措施，不斷改進(jìn)和優(yōu)化。
3.3 提高分段完整性
加強(qiáng)對(duì)分段完整性的控制，盡可能的將工作安排到分段中去完成，以減少船臺(tái)工作量。分段完整性一般包括裝焊缺陷修補(bǔ)，變形矯正，加強(qiáng)、吊碼設(shè)置安裝，基準(zhǔn)劃線(xiàn)，余量切割，舾裝，密試及涂裝等內(nèi)容。完整性控制要以自主管理為主，按照相應(yīng)技術(shù)要求合理有序地開(kāi)展工作，對(duì)分段制作的各階段完整性進(jìn)行嚴(yán)格的自檢，最后再提交互檢及報(bào)驗(yàn)。
分段完整性控制中，裝焊缺陷修補(bǔ)及變形矯正，要在分段沖砂涂裝前完成，以減少補(bǔ)涂工作;船臺(tái)搭載前已確認(rèn)的需要返工或修改工作，絕不允許帶到船臺(tái)上進(jìn)行。
3.4 分段工位合理規(guī)劃
分段工位規(guī)劃要以工藝流程為主線(xiàn)，合理進(jìn)行分段工位布置，搭載工作才能有條不紊的進(jìn)行。
同時(shí)，分段工位規(guī)劃要注重分段建造場(chǎng)地、分段堆放場(chǎng)地、舾裝場(chǎng)地的定置。船體開(kāi)工前，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)有的生產(chǎn)條件(車(chē)間布置，建造場(chǎng)地情況，船臺(tái)位置及各個(gè)場(chǎng)地吊機(jī)配置情況)和船體搭載方案等對(duì)分段工位進(jìn)行編制計(jì)劃及合理安排。合理的安排分段工位，可以提高工位周轉(zhuǎn)率，方便分段建造，使分段能夠方便進(jìn)行舾裝，快速轉(zhuǎn)運(yùn)、翻身、吊運(yùn)，使船臺(tái)搭載能夠順暢進(jìn)行。
3.5 船臺(tái)搭載設(shè)備的研發(fā)應(yīng)用
在船舶建造中研發(fā)應(yīng)用先進(jìn)的工具、工裝可以得到事半功倍的效果。在船舶搭載中所使用的輔助設(shè)備主要分為工具類(lèi)和工裝類(lèi)。工具類(lèi)設(shè)備在搭載中主要表現(xiàn)為主動(dòng)作為，如油壓千斤頂、三維調(diào)整機(jī)、全站儀等，而工裝類(lèi)設(shè)備在搭載過(guò)程中則表現(xiàn)為被動(dòng)防守，如合攏卡
馬、活絡(luò)墩、活絡(luò)定位支座等。
四、國(guó)內(nèi)、外先進(jìn)船廠快速搭載工藝的應(yīng)用
4.1、韓、日船廠廣泛使用的總段(分段)激光三維測(cè)量技術(shù)
總段(分段)激光三維精密測(cè)量和計(jì)算機(jī)模擬計(jì)算技術(shù)是由韓國(guó)大宇造船海洋開(kāi)發(fā),韓、日船廠廣泛使用的測(cè)量定位技術(shù),通過(guò)全站儀將總段上測(cè)量的基點(diǎn)數(shù)據(jù)輸入到現(xiàn)場(chǎng)配置的計(jì)算機(jī)內(nèi),對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算、分析,快速確定定位偏差和修正數(shù)據(jù),可使船舶的實(shí)際重量與設(shè)計(jì)重量之間誤差控制在0.5%以?xún)?nèi),而且精度的應(yīng)用范圍包括棲裝件、管系、機(jī)座、設(shè)備、海洋平臺(tái)等等內(nèi)容。推進(jìn)了巨型總段實(shí)現(xiàn)無(wú)余量對(duì)接;大大縮短了總段吊裝定位時(shí)間;精密測(cè)定和有效保證總段的尺寸和精度,進(jìn)一步推進(jìn)預(yù)棲裝和涂裝工作;壓縮搭載合攏時(shí)間,有效地縮短造船周期。
4.2、美國(guó)船廠所用的徠卡(LeiCa)全站儀測(cè)量技術(shù)
美國(guó)紐波特紐斯船廠將徠卡全站儀和AxyzSTM空間坐標(biāo)測(cè)量系統(tǒng)軟件用于航 空 母 艦和商船總段激光三維精密測(cè)量工作,檢測(cè)精度達(dá)到甚至優(yōu)于Ilnln。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量,快速、準(zhǔn)確、自動(dòng)分析出船體零件、分段、總段的三維空間數(shù)據(jù),從而實(shí)現(xiàn)對(duì)船體結(jié)構(gòu)的精度管理和模擬搭載。預(yù)先計(jì)算好切割余量,在裝配前進(jìn)行切割。另外,該系統(tǒng)還能采集完數(shù)據(jù)后進(jìn)行分析。由于STM/MTM軟件在采集數(shù)據(jù)后進(jìn)行數(shù)據(jù)分析時(shí)所花時(shí)間較長(zhǎng),所以該船廠將采用徠卡公司的另一集成軟件工具—來(lái)自芬蘭A.M.5.公司的造船軟件工具包DCP20/30作為精度控制。
4.3、國(guó)內(nèi)先進(jìn)船廠研發(fā)的與快速搭載相關(guān)的工藝
以往國(guó)內(nèi)先進(jìn)船廠船塢搭載吊裝時(shí)間和建造出塢時(shí)間與日韓差距相當(dāng)大,近年來(lái)他們按照精益求精生產(chǎn)的理論，采用TOC循環(huán)改進(jìn)機(jī)制，結(jié)合公司資源現(xiàn)狀，從生產(chǎn)準(zhǔn)備和工藝流程方面研究分段總組搭載的作業(yè)內(nèi)容、工藝創(chuàng)新、精度控制、高效敢接推廣，建立了平臺(tái)總組作業(yè)流程和船塢作業(yè)流程，制定了總組搭載便準(zhǔn)作業(yè)書(shū)，研究塢內(nèi)搭載的快速脫鉤，以標(biāo)準(zhǔn)周期為依托，實(shí)施節(jié)拍生產(chǎn)，力求做到平臺(tái)快速總組、塢內(nèi)快速搭載。最終縮短船塢周期。
五、結(jié)束語(yǔ)
造船工藝隨著船舶工業(yè)的發(fā)展而不斷發(fā)展,要繼續(xù)深化船體分道建造、區(qū)域胭裝和區(qū)域涂裝的工藝創(chuàng)新,圍繞快速、高效造船,研發(fā)和推行巨型總段、大型單元、棲裝單元(模塊)生產(chǎn)線(xiàn)、激光或電感應(yīng)加熱外板成形、曲面分段流水線(xiàn)、船體結(jié)構(gòu)機(jī)器人群焊接以及工序前移(并行)等工藝創(chuàng)新,加速向殼棲涂一體化的集成制造邁進(jìn)。 船臺(tái)搭載周期是體現(xiàn)船舶建造能力的一個(gè)重要指標(biāo)。通過(guò)以上的分析研究和在實(shí)踐中不斷摸索總結(jié)，以實(shí)際應(yīng)用為基礎(chǔ)，不斷優(yōu)化建造工藝，相信我們的船臺(tái)搭載速度一定會(huì)有一個(gè)新的飛躍。
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