区域造船技术在船厂生产中的应用

王东涛，卞金露，赵核毓

（海军装备部驻上海地区军事代表局驻上海地区第二军事代表室，上海 200129）

0 引言

区域造船技术是现代造船技术的核心[1-2]。运用成组技术原理和系统工程的基本原理，以中间产品为导向，以信息化为手段，将船舶分为若干相对独立的功能区域或结构区域（中间产品）进行设计和并行建造，实行设计、生产、管理一体化和壳、舾、涂一体化，实现连续、均衡的总装造船[3-5]。区域造船技术，改变了传统的船、机、电作业相分离，按系统按专业组织设计和生产的造船模式。通过工程结构分解，统筹协调，优化组合和合理规划，达到各工种、各专业劳动力和作业量的最大平衡。

我国区域造船发展了多年，已构建了设计、生产、管理一体化和壳、舾、涂一体化的总装造船模式，成效显著。如国内某骨干船厂在多型船舶上实现了“区域设计、区域建造两个走通”，使得各项生产资源得到充分、均衡的利用，保证生产流程顺畅、生产节奏有序，确保了高质、高效、安全地完成船舶产品的建造任务。本文以该船厂区域造船技术应用为例，介绍了区域造船技术在船厂管理、设计、实船建造中的具体应用和做法，以及推行区域造船技术的成果和经验。

船舶区域建造技术的特点，在船舶生产设计过 程中的工作包括：全面开展了体现区域建造要求的生产设计，逐步理顺优化生产设计流程；根据船坞/船台周期安排的需要，开展船舶总段吊装的研究，为实现区域建造，缩短造船周期，最大限度地用好工厂的核心资源创造了条件；推进为适合区域建造需要的施工工艺研究―如大型基座、设备总段安装定位，分段、总段精度控制研究等，为提高总段、分段预装完整性打好基础；为适应区域生产设计的需要，积极推进设计手段上的提高，根据船舶的特点（设计阶段、各单位设计软件及船舶本身的特点），结合工厂的实际情况，逐步确定了适合开展生产设计及建造的三维设计软件，并持续深化应用。按照区域设计的要求出图，为船舶建造提供施工作业用的图样和工艺文件，以此作为施工的唯一依据。

船体区域生产设计：应用设计系统进行全船建模，把施工图纸、工艺文件、管理图表等组成统一完整的船体施工信息。利用设计建模进行每一分段图的生产设计，完成船体生产设计施工图设绘、套料图设绘、焊接技术要领、胎架图、船体制造完工测量要求和分段吊环设计及其加强、船体验收项目表等工艺文件的编制，再形成以总段为区域的载体，集成舾装、涂装。

舾装区域生产设计：舾装生产设计围绕总段建造模式开展工作，实行按分段、总段进行预舾装，将梯、盖、人孔、踏步等编入分段托盘管理表，同时编制总段托盘，以此作为施工的依据。按照区域建造的施工要领完成总段舾装综合布置图、预舾装施工图、舾装件制作图册、舾装件安装图、托盘管理表及舾装验收项目表等工艺文件的编制。

涂装区域生产设计：区域涂装生产设计按照区域建造施工要领，对总段区域进行涂装生产设计，编制分段涂装施工图册、区域涂装验收项目表、涂装工艺技术文件、跟踪补涂技术要求等技术文件，作为工作的依据。

2 区域造船技术在管理上的应用

2.1 建立、完善相适应的工程计划管理体系

工程管理上全面应用区域造船理念,建立区域造船工程计划管理体系，将包括设计、建造在内的各项计划纳入到船舶区域造船工程计划管理系统中。通过中间产品的设计和管理，实现了较精细化造船工程管理的目标。

工程计划体系由工艺计划、负荷计划和日程计划3 部分组成。其中，日程计划是计划管理的实质和核心，工艺计划和负荷计划是日程计划得以实现的基础和保证，这3 个要素是工程计划管理的重要组成部分，相互依存，融为一个整体。

2.2 加强生产技术准备等前期管理工作

生产技术准备工作是一个全系统、全过程、全方位的综合性管理工作，是保障船舶建造工作顺利开展的关键所在。建立一套比较完善的生产技术准备管理模式。主要体现在以下几个方面：

1）建造大纲、总进度表和设备、材料纳期表的编制和落实，确保了设备纳期与总组、搭载计划的衔接，确保了分段/总段预舾工作的开展；

2）图纸计划、下水件计划和区域舾装件制作配套计划的编制落实，确保了分段制造，搭载和船舶下水时的完整性；

3）在生产设计时，不断进行生产设计的深化，不断提高分段、总组阶段的预舾装率；

4）强化标准化工作，编制标准化计划。如船舶产品下水件标准计划、物资配套标准计划、舾装件配套标准计划，管子区域标准计划、风管配套标准计划等。

3 区域造船技术在实船建造中的应用

3.1 总段并行建造提高效率

在多型船舶采用总段建造方法广泛应用，如20 000 t 的某型船舶，主船体共组成28 只总段，上层建筑总组成10 只总段，分段总组率约91.7%。其中最重的总段结构重量约800 t，舾装完整后吊装重量约1 100 t，总段的大型化，为该船总段内的预舾装、区域涂装完整性建立了良好的基础，使得在平台阶段可以获得最大的预舾装率。在某军贸船上，建造策划中再次全面融入区域建造理念，将主船体机舱区域总组成四个环形总段进行区域设计、建造，成型各总段再吊上船台进行总装合拢。

3.2 实现精度造船提高船舶建造质量

成立了精度管理室，对船舶建造精度进行全面控制及考核，同时从设计、加工、部件、分段、搭载以及运输全流程加强精度方面的管理。

1）设计阶段精度控制：根据船舶结构特点及建造方法，合理加放收缩值及各阶段余量加放值，绘制船舶余量加放图。

2）加工阶段精度控制：在板材数控下料中，零件的尺寸误差很不稳定，一般宽度方向误差在3 mm～ 4 mm 左右，为此，制定了加工精度控制措施。

3）分段制作阶段精度控制：根据主要变形特点，对变形比较难控制的底部分段、甲板分段、轻围壁分段、上层建筑分段，采取相应措施重点控制。

4）分段总组阶段精度控制：针对分段在总组时容易出现的大接头错位、层高难以保证、型宽变小、接缝肋距超差、横向肋骨检验不对称、纵向构架定位错位等问题，制定钢带划线、加放收缩值等一系列精度控制方法保证精度。在起吊、运输、堆放时容易产生变形，针对各工作阶段制定了相应的控制措施，确保制作精度。

通过全面加强制作全过程精度管理，船舶建造的精度得到有效提高，减少了开刀、换板等返工发生，保障了建造质量。

3.3 在多型船舶上实现单元模块成功运用

在船舶建造中积极推广单元模块的运用，根据船舶结构、布置特点，研究单元模块的合理划分技术，生产设计技术，单元模块化的制作工艺技术，单元模块吊装工装的设计、强度校核、单元模块的精度控制技术以及单元总段安装技术等，已在各类型船舶上进行实践和成功运用。

4 成果和经验

1）生产设计有利于统一施工技术状态

区域生产设计图纸对现场施工分工明确，要求严格按图施工，执行设计中优化的工艺和方法，可以有效克服现场施工人员因个人经验所引起的施工技术上的差异和质量控制不一致等，达到施工技术状态统一，便于控制区域生产全过程的目的。

2）总段预舾装率显著提高

区域舾装有效的改善了施工条件，例如总段舾装最复杂的机舱区域采用区域舾装后，机舱内大部分舾装件都是在敞开状态下进行安装作业，有效的改善了作业环境，总段舾装率的提高极大的加快了建造进程，对船舶建造的生产起到良好推进作用。单元模块技术的运用，使得舾装作业前移，改变了以往空间立体交叉作业的现象，使得设计布置不断优化。通过区域造船技术在管理、设计、建造中的不断深入运用，船舶预舾装率得到不断提升，使得工序得以前移，各阶段作业负荷得以优化、平衡，建造质量得到了持续提升。

3）提高建造质量，缩短建造周期

通过开展精度造船等一系列措施，船体建造精度大大提高，有效减少了返工现象发生，同时为分段、总组阶段实行无余量制作打下了基础。目前已实现总段100%无余量进坞，确保了船体的快速成型。建立的适应区域造船技术的质量管理体系，重点控制生产设计，工艺评审、精度控制等关键环节，保证建造质量，并且船舶建造进度较以往有了大幅提高，多艘船舶实现提前交船。

5 结论

本文以国内某船厂的区域造船技术应用为例，重点阐述了区域造船技术在船厂管理、设计、实船建造中的具体应用和做法，以及推行区域造船技术成果和经验，从应用的效果可以看出，区域造船技术的应用具备利于统一施工技术状态，提高总段预舾装率，提高建造质量，缩短建造周期等显著优势。从多年推行区域造船的技术发展趋势看，随着应用的深入，可向模块造船技术方向进一步发展。