船舶中间产品完整性策划及建造

吴佩

摘    要：船舶中间产品完整性是船舶建造的基本组成单位，也是公司建模2.0重点推进项目。通过对中间产品的生产组织管理提高船舶建造的生产效益，是现代化总装船企的标志。以提高单元模块、分段和总段为主的中间产品完整性为目标，通过建造策划、生产设计模式、组织管理调整等措施，实现中间产品完整性，提升船舶整体制造水平。

关键词：单元模块;分段;总段;中间产品完整性

中图分类号：U673.2                                  文献标识码：A

Integrity Planning and Construction of Ship Intermediate Products

WU Pei

（ Hudong-Zhonghua Shipbuilding （Group） Co.， Ltd.， Shanghai 201100 ）

Abstract： The integrity of ship intermediate products is not only the key project of CSSC modeling 2.0， but also a basic unit of shipbuilding. It is the symbol of modern general assembly shipbuilding enterprises to improve the production efficiency of shipbuilding through the production organization and management of intermediate products. Aiming at improving the integrity of the intermediate products mainly including unit modules， sections and blocks， the integrity of the intermediate products can be realized through construction planning， production design mode， organization and management adjustment， reflecting the improvement of the overall manufacturing level in shipbuilding.

Key words： Unit module; Section; Block; Intermediate product integrity

1     前言

隨着成组技术的出现，以专业化为导向的造船组织原则逐渐被以船舶中间产品为导向的建造策略所取代。造船不再是一个受批量法则束缚的、传统的、以工种专业为导向的单一的造船生产体制，而是以船舶中间产品专业化为导向的综合生产体制。船厂由数十个乃至上百个成组生产单元构成，每个单元均具有其特有的中间产品、人员、设备、场地、规模（批量生产）和考核指标，是多工种的非常完整的生产组织，其成本独立核算。这样的生产组织能促进生产管理和生产方法不断优化，各种先进的管理和工艺技术在这里得到淋漓尽至的发挥，生产效率得到前所未有的提高;同时，可以提高职工的综合素质，增强设计和工艺人员的信息交流，进一步促使船舶生产朝着合理化、标准化、模块化和机械化方向发展;也能使生产体系形成极为简单的信息流和物流，促进计算机辅助建造和管理，使生产处于最佳可控状态。

按照不同的制造阶段，将构成船舶某一部分的实物定义为相应制造阶段的中间产品，造船生产的计划、设计、生产、物流、管理等都以中间产品为对象进行;中间产品的形式可以是分段、总段、半船、托盘、单元、模块、大型设备、特殊装置等。对于不同的船型，应用成组技术可以按照相似原理分解成各种船型的共性中间产品和个性中间产品，通过中间产品按流程有序组合完成造船。

2    中间产品完整性主要技术要求

2.1   单元模块完整性

在生产中将若干舾装件组成一个整体，形成总装过程中的舾装中间产品。其主要分为：

（1）单元结构

按单元结构图及相关标准的技术要求，完成结构装配、焊接;

（2）单元舾装

分为：① 铁舾装——根据单元托盘管理表及安装图，完成单元内支架、格栅、花钢板、栏杆、基座等安装;② 管舾装——根据单元管系托盘管理表及安装图，完成管附件安装，并做好有色金属管的涂装保护;③ 电舾装——按照单元电装托盘管理表及安装图，完成电缆导架、中小型基座的安装;④设备安装——按单元安装图及设备安装技术，完成单元内轮机和电气设备的安装，以及局部电缆的敷设和接线工作;

（3）单元涂装

按舾装单元涂装要求，完成打磨、油漆等工作。

2.2   分段、总段完整性

2.2.1结构完整性

分段作为标准中间产品，其完整性主要包括：

（1）船体结构装配

船体主要构件如肋板、纵桁、纵骨等装配，应满足图样及相关标准的技术要求;船体小零件如扶强材、三角板、肘板、补板等，凡规定在分段施工阶段安装的，应以点焊或卡马形式固定在分段上;图样上规定属分段制造过程的各类开孔应在分段完工前开好，并按要求完成自由边倒角;总段内所有分段对接结构件及总组时安装的散装件应完整安装;船台（船坞）搭载安装的散装件应继续固定在总段上;总组和搭载的工艺孔应按船体临时通道开孔图开好，孔板就近固定或做成铰链门的形式;

（2）船体结构焊接

除按图纸要求留焊位置外，完成分段内全部焊接工作，包括：外板标记、放水塞座板、冲击板焊接;吊码、支撑座、拉撑和脚手眼板等工装件安装焊接;需要在分段阶段进行的焊缝拍片或超声探伤工作;总段内接缝及所有结构焊接，以及所有无损探伤工作;完工阶段应有的吊码、支撑等安装焊接等;

（3）船体精度

分段制造完工后，其长度、高度、半宽、对角线尺寸、水平度等，应根据完工测量图进行完工测量，保留测量原始记录，并做好非结构面的洋冲点反驳;余量切割、开坡口及清洁工作;100 MK涂装保留线、样冲点按要求标识清晰;支撑座、水线和舾装复板等收尾工作;总段结构性工作基本完成后，应根据精度管理要求对总段的精度状况进行测量，并按图做好总段中心线、肋检线、水线、直剖线等安装定位线和装配检验线的划线及洋冲标记工作;

（4）预密性试验

根据分段预密性试验图纸的要求，完成分段水密肋板、水密纵桁的角焊缝预密性等工作;完成外板CO2拼板焊缝抽真空密性试验、分段阶段各类独立舱室预密性试验、以及分段阶段穿舱件预密性工作;

（5）其它

分段完工后，应在规定位置标出水平线、肋骨检验线和中心线及工艺辅助线，并做好洋冲标识;同时，应做好分段标识，主要包括工程编号、分段号、首、尾等;结构加强应按图安装;分段上所有不应保留的吊环应割除。

2.2.2  舾装完整性

分段阶段舾装安装是中间产品完整性的主要内容包括：

（1）铁舾装

根据分段托盘管理表及安装图进行完整性安装，包括：按图样规定，装焊分段的分舱标记;装焊人孔盖、放水塞本体、设备基座、直梯、斜梯、扶手、栏杆、平台、格栅、外板标记、甲板企口处系泊防磨半圆钢、系留穴、固定装置等;装焊锚唇、锚链筒、首侧推;舷侧分段以纵壁为基面进行制造时，装焊导缆孔、导缆滚轮、带缆桩、防滑点等;

（2）管舾装

根据管子分段托盘管理表及安装图，安装管舾件;焊接支架、复板、套管与结构;完成补漆工作;安装穿越甲板、钢围壁等的风管通舱件，应按图样;管子开口端按管子防护工艺完成管系封口;涂装前将不需要涂装的部件，如不锈钢、铜阀等进行保护;

（3）电舾装

根据电气分段托盘管理表及安装图进行安装;支架和贯通件等与结构焊接结束后，焊缝表面应处理完整、并完成补漆工作;

（4）设备及舾装单元

根据分段托盘管理表及安装图，安装舾装单元和设备;单元模块吊装到位，完成其支架和基座的焊接;完成舾装单元端口的连接，并做好分段内管系和设备保护。

2.2.3 涂装完整性

涂装作业是船舶建造中全周期的工作，从第一块钢板预处理到最后船舶交付，因此中间产品完整性涂装不可缺少。分段涂装主要分为：

（1）跟踪补涂

在分段制作过程中的切割、电焊、火工、开孔、倒角、吊运等工作完成后，及时逐个对车间底漆破损区域进行表面处理，并及时修补保养底漆。但密性焊缝区域不必实施跟踪补涂;

（2）分段涂装

涂装前分段边口及未经密性试验的密性焊缝应预留并涂装底漆;分段涂装报验结束，各区域应达到以下状态：外板区域平底（舭龙骨以下区域）油漆全部结束;直底（舭龙骨至干舷区域）留一度防污漆;干舷完成一度底漆;压载舱区域油漆完工;坞舱和车辆舱区域底漆涂装结束;机舱及机舱棚内、顶部和围壁留一度面漆;地板底漆涂装结束;上层建筑内外所有室外甲板底漆涂装结束;舱底部油水舱、锚链舱、空舱等涂装结束;总段阶段完成搁置门架或搁墩位置的打磨和油漆修补结束;总段内各分段大接头处在焊接结束并做完密性后，外板焊缝打磨并油漆修补结束;总组时对分段外部原有油漆破坏的部位（如吊环、眼板拆除部位、吊装时碰擦部位、火工矫正部位等），在脚手架搭设完成后，完成打磨及油漆修补。

3     单元模块完整性工艺共性

3.1   单元模块划分原则

（1）设备、平台布置与结构关系

通过对设备和平台布置的合理划分，以及与结构匹配的可操作性，提供舾装单元模块的组成元素，并以此作为划分舾装单元模块的基础;

（2）分段划分和总组形式

通过对船体分段划分和总组形式的分析，确定舾装单元模块（包括分段舾装单元模块、总段舾装单元模塊和船内舾装单元模块的安装阶段），以保证舾装单元模块吊装和搭载的合理性;

（3）外形尺寸与重量平衡

通过对舾装单元模块的外形尺寸与重量平衡，为制造场地安排及单元模块的吊装和运输提供依据，同时也应兼顾单元模块的整体效果。

3.2   单元模块出图模式

在生产设计过程中通过对各生产元素的有效组合，形成有利于快速建造的单元模块。因此其组成形式各不相同，形成了不同的单元模块：

（1）管束单元

主要由单纯的管附件组成;

（2）格栅平台

主要是局部区域的格栅花钢板平台;

（3）区域舾装单元模块

属于综合性区域单元模块，是将一定范围内的设备、管附件、电舾装件、铁舾装件和部分结构等组成的单元模块;

（4）功能性模块

是依据主体功能设备，以及管附件、电装控制系统等组成的特定的舾装单元模块。

由于生产设计是按照专业分别进行的，图纸也是以专业单独出图并组织生产。这样的设计和出图模式制约了单元模块的完整性，要在相对小的区域空间内实现合理统筹的布局，及紧凑有效的整体结构，必须在设计中具有非常强的协同性，保证单元模块的综合设计及综合出图，最终实现单元模块的完整性。

为了提高单元模块的设计完整性，必须采用综合设计出图的模式以达到预期目标。在产品建造策划阶段，就需初步确定相应的单元模块的布置，以便依据单元模块策划要求进行设计;在设计单元开始模块设计时，组成单元模块设计团队，成员包括各专业的相关设计人员，协同工作，使各专业的内容更加融合，包括设备基座、管子支架、平台格栅灯铁舾装件之间的统筹布置，使设计完成的单元模块紧凑、简洁、美观和完整，成为船舶建造的标准中间产品;出图以单元模块为单位进行整体综合出图，各专业信息在单元模块图纸中全部详细体现。单元模块图纸包括安装图、托盘管理表、舾装件制造图册等，以有利于生产准备，也为现场施工提供明确的要求，并更加便于对单元模块完整性的检验和交接。

4    分段完整性策划与建造

现代船舶建造一般都以分段为单位，在船台（船坞）按分段或分段总组而成的总段进行搭载，所以分段是船舶建造中的关键，其完整性状态直接关系到船舶的下水完整性状态，以及后续系泊试验的顺利进行。

分段的完整性包括各专业的信息及各类设备物资，也涉及到相关的工艺流程，是一个综合性非常强的中间产品载体。由于分段完整性的重要性，对分段完整状态的要求不断提高。

5     总段完整性策划与建造

5.1   总段完整性策划与建造

（1）分段总组结构完整;

（2）分段阶段轮机、管系、电气、外舾装等各相关专业都按搭载网络总组，编制相应的总段托盘管理表及安装图;

（3）正态总组的总段，对总段甲板面的舾装单元、设备和管系进行预装，并考虑总组吊环的限制范围;

（4）完成总段内管系的调整管安装;

（5）对总段完整性进行验收。

5.2   机舱总段完整性策划与建造

机舱是船舶动力系统的重点布置区域，集中了船舶推进装置、电力装置、生活设施、消防设备和应急系统。在船舶建造过程中，机舱系统的安装完整性及功能试验的周期，是船舶建造的决定性因素。由于总段结构完整性程度较高，对舾装完整性提供了更好的基础，更有利于船舶完整性的提高。

5.2.1 全宽型总段

在船舶建造搭载有效起重范围内，全宽型总段能更好的满足舾装件的精度控制要求。因此，在LNG船机舱双尾鳍区域，策划了全宽型总段;在油轮的泵舱区域，策划完整性的泵舱总段;在散货船机舱尾部区域策划完整性的尾舱总段（见图1）。

5.2.2  半宽前后总段

对机舱分段半宽前后总组，以保证该区域部分结构的完整，实现机舱结构箱柜的舾装完整性状态。因此，在LNG船机舱四甲板区域策划了半宽型总段，以保证该区域的系统得到较好的完整性状态（见图2）。

5.2.3 半宽上下总段

对机舱分段半宽上下总组，以满足该区域部分结构舱室的完整，实现机舱结构舱室的舾装完整性状态。因此，在20 000 t重吊船机舱集控室区域，策划了半宽总段，以保证该区域的机舱集控室完整（见图3）。

5.3   上层、机舱棚建造完整性策划与建造

在船舶建造中，上层建筑、机舱棚是一个相对独立的整体区域，所以在建造策划中针对各种船型的上层建筑特点，按照建造布置场地的有效搭载负荷，对上层建筑的分段总组作出合理的方案，以保证上层建筑、机舱棚的舱室达到完整性状态（见图4）。

上层建筑、机舱棚完整性状态的总重量，是策划上层建筑、机舱棚总组的重要决策依据，所以需将其所有舱室的内舾装材料及设备的重量全部进行统计，依据各材料的重量来确定上层建筑各层的内舾装状态。以13 500TEU集装箱船为例，由于上层建筑、机舱棚较高、结构重量较大，需对整体的工作量及物量进行测试和平衡，避免在搭载后的打磨涂装作业。因此，需要在满足上层建筑敷料和绝缘的基础上，按重量状态从上往下依次完成各层的房间及房间内家具的安装，减少上层建筑、机舱棚搭载后船坞内的吊装量，保证上层建筑、机舱棚在下水时的完整性状态。

图4  上建完整性吊裝状态

6    结束语

随着船舶向大型化、高速化、轻型化方向发展，市场竞争越来越激烈，提高造船效率、缩短建造周期是提高竞争力的必要条件。以中间产品为对象实施壳、舾、涂有序同步生产，在中间产品生产过程中实施制造精度控制，最终输出壳、舾、涂完整和制造精度达标的合格中间产品，为下道生产奠定完整性和精度基础。船舶中间产品完整性策划与建造研究，极大完善了中间产品的内涵，将各种舾装工作前移，改善作业环境，提高总组、搭载、码头等阶段建造效率，为进一步缩短建造周期打好基础。

参考文献

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