船舶设计制造中的并行工程与分道建造技术研究_张占勇.pdf

第 31 卷 第 1 期2023 年 1 月Vol.31 No.1Jan.,2023船 舶 物 资 与 市 场 MARINE EQUIPMENT/MATERIALS&MARKETING0 引言据我国船舶工业行业协会发布统计数据显示，截至 2021 年年底，我国造船完工达 3970104 DWT，全国完工出口船 3593104 DWT，均在往年基础上实现了一定幅度的增长，但受到世界经济环境等因素的影响，造船工业的发展也面临着一定的挑战。相关行业从业者应基于市场发展实际状况针对船舶设计制造相关环节和流程进行优化，为提升行业整体效益提供技术支持。1 并行工程与分道建造技术概述1.1 并行工程一般来说，并行工程主要指的是针对制造业产品及其生产流程进行并行集成处理和规划的一种工程技术手段，具有逻辑关联性、时效性的特点，能够实现对产品质量需求、建造周期需求以及设计需求的同步关注。1.2 分道建造技术分道建造技术指的是基于成组生产技术的相关理论原则，以产品实际情况出发，结合目标产品形态特征以及技术要求进行分组安排生产的一种作业方式，能够在船舶工业高效一体化的要求和指示下，实现船体建造和生产。2 并行工程与分道建造技术在船舶设计制造中的应用2.1 并行工程的应用1）船舶设计流程的并行。在船舶设计制造领域当中，船舶设计制造中的并行工程与分道建造技术研究张占勇（江苏现代造船技术有限公司，江苏 镇江 212003）摘 要：随着我国水上交通领域的快速发展，积极强化船舶设计制造的质量与效率已成为从业者关注的重点。本文以并行工程与分道建造技术的概述作为切入点，阐述了并行工程与分道建造技术在船舶设计制造领域中的运用，并基于质量管控、技术引进、模型建构、合理分段、精度控制、流程配置以及同步化管理等角度介绍了优化并行工程与分道建造技术应用成效的措施，以期为相关船舶建造项目提供参考。关键词：船船舶制造；并行工程；分道建造中图分类号：U662 文献标识码：A DOI:10.19727/ki.cbwzysc.2023.01.022引用格式张占勇.船舶设计制造中的并行工程与分道建造技术研究 J.船舶物资与市场,2023,31(1):65-67.收稿日期：2022-09-23作者简介：张占勇（1983-），男，本科，工程师，研究方向为船舶生产设计和管道、通风计算。其整体环节往往呈现一定顺序，而其中的各项细化项目则能够遵循并行工程的相关要求开展进行。通常来说，在船舶工程的设计阶段，可分为详细设计和生产设计。其中，详细设计包含了船体建造过程当中的板缝规划情况，而生产设计则涵盖了船体建造生产的道段划分、材料准备、重心控制等环节，这些环节往往可以在资源信息充分的情况下并行，从而有效减少资源浪费与损耗，提升船舶设计效率。另外，在进行板缝规划的同时，设计人员还可以并行开展对材料清单的设计，保障材料清单与船体生产需求一致1。2）设计阶段内部的并行。在同一项设计阶段以及设计环节当中，相关人员同样也可以在经过分析研判过后对单一环节当中的任务开展并行设计工作。例如，在进行合同编制的过程中，需要针对船体的外形方案以及功能方案进行全面设计，而由于这 2 项任务在资源分配以及设计要求之间不存在相关矛盾和冲突，因此设计人员可按需进行并行设计，提升方案设计水平以及合同编制效率。在某一特定设计阶段内部，针对相关任务组织并行设计时，设计人员还应当在事前对任务流程以及任务之间的约束关系进行较为细致的调查和研究，针对存在前置条件以及后续影响的任务内容进行深化，从而保障设计阶段内部并行工程模式的合理化开展。3）在时间节点方向上的并行。受到船舶工程建设特点的影响，其施工周期往往较为固定，因此如何提高设船舶物资与市场第 31 卷 第 1 期 66 计制造效率，确保船舶工程能够在预定工期内圆满完成，是施工设计人员面临的重要挑战。相关工作人员可在组织设计的同时，结合方案当中对材料、物资、设备等相关建造资源的需求做好相关的准备并行工作，使船舶设计工作能够在时间节点上实现与物资准备相关工作的并行，从而提高设计建造效率，避免船舶工业当中工期延误的现象出现。2.2 分道建造技术的应用1）零件加工中的分道。为了实现船舶工程设计目标，推进船舶工程的均衡生产作业，工作人员应当将分道建造技术应用在船舶零件加工领域当中。船舶制造工业中常见的结构部件包括甲板、侧板、底板、龙骨、旁龙骨、龙筋、肋骨、船首柱、船尾柱等部分，建设工作人员应当在正式建造施工前，分别按照船体结构部件的功能、形状、尺寸、生产材质等对其进行类别划分，将工艺流程相似的结构部件划分在一个组别当中，从而实现对船体结构零件的高质量加工和生产2。例如，在零件加工当中的切割环节，相关制造生产人员应综合考虑零件的体积、生产工艺及其材质用料，从而按照船体零部件的切割场地、切割设备进行分道，使零件切割过程得到更加科学有序地分工和协调，充分减少因管理因素给零件加工和切割过程造成的影响。此外，在组织开展零件分道加工生产工作的过程当中，加工作业人员还应当综合考量零部件生产工艺、作业要求、作业流程、工期要求等指标，从而对各项分道加工形成相关编码，由分项管理人员负责，使船舶零部件的生产加工全流程能够得到相应的追踪、协调和管控，提升零部件生产加工质量。2）各组立装配中的分道。在船舶生产制造工程当中，按照生产装配流程可分为小组立、中组立以及大组立 3个主要环节，生产工作人员还可以基于各组立对零件进行分道装配，使资源协调和管理更加高效，避免生产过程当中产生流程冲突和矛盾。厂区管理人员以及协调人员应结合实际按照生产要求将整个厂区分为平面分段、曲面分段以及上层建筑 3 个主要单元，并结合各部件与组立特征开展独立的分道施工，从而使厂区内部形成 3个层次的独立运作装配流水线，提升组立装配效率与质量，使船舶生产制造工作得到更加长足的发展与进步。3 优化并行工程与分道建造技术应用成效的措施并行工程生产模式以及分道建造技术在船舶制造工业领域当中发挥着至关重要的作用，因此相关生产组织与管理者应当结合厂区实际情况以及船舶生产制造需求，针对并行工程以及分道建造技术的应用情况进行全面优化，保障其适应现代船舶工业的发展需求。3.1 并行工程的优化措施1）做好质量管控工作。在组织开展船舶制造生产并行工程的过程当中，管理者应当尽可能做好生产质量管控工作。影响生产方经济效益与社会效益的关键是保障生产成品质量水平的稳定性，杜绝重大质量安全问题的产生是并行工程生产模式开展的前提和基础。首先，基于并行工程生产模式的基本特征是明确船舶建造质量管控预期目标，由设计人员针对船舶生产建造过程当中可能出现的各项质量问题与风险进行充分研究和分析，从而建立起相应的质量风险化解措施体系，使生产作业人员能够更好地针对船舶并行设计生产当中面临的质量风险进行处置。其次，应明确各参建单位与个体在质量管控工作开展过程当中所扮演的角色及其权责分配情况。生产制造主体应基于企业内控制度体系展开组织建设工作，并综合考量船舶生产功能特点以及工艺需求，将市场调研、技术攻关、方案设计、生产制造、质量检验等多项责任进行合理清晰地分配，使并行工程开展过程当中的质量管控工作得到更加妥善地落实3。最后，在生产单位内部，还应当组织开展规范有序的质量安全教育培训工作，使船舶工业内部各参建主体都能够明确质量管控工作的意义和重要性，并将生产建设人员的质量安全培训情况纳入到人事考核工作中，使厂区内部形成较为完备的质量安全保障共识，帮助船舶工业实现并行生产模式的质量目标。2）引进 CAD/CAM/CAPP 一体化技术。相较于传统的船舶设计生产模式而言，依托并行工程开展的设计工作具有整体性、系统性、标准化的特点，因此如何保障船舶部件设计资源的集成化管理，实现设计资源的充分协调，需要生产作业人员予以针对性优化。CAD/CAM/CAPP 一体化技术基于信息化硬件设备能够直观地将设计方案展现在作业人员面前，并能够为设计人员以及项目管理人员提供决策信息参考。因此在基于并行工程模式开展的船舶工业设计制造项目当中，可结合实际引进 CAD/CAM/CAPP一体化技术，使信息化管理系统能够第一时间找到预期方案当中可能存在的质量问题和风险，并帮助生产作业人员对方案当中存在的问题予以及时有效地解决，使生产制造项目的管理工作得到更加持续的发展。3）建立标准一致的数据模型。在组织开展并行设计工作的过程当中，应着力保障各设计条线之间信息数据的互联互通。但在现阶段很多船舶设计制造项目当中，第 1 期 67 张占勇：船舶设计制造中的并行工程与分道建造技术研究受管理体系、工作要求、硬件资源支持等客观因素的限制，导致信息化技术的切入较为有限，未能建立起标准一致的数据信息管理模型，各设计条线之间的信息数据传递效率较为低下。基于这一问题，项目管理人员以及设计人员应针对相关设计图纸、方案的格式进行统一化管理，并经由信息化系统进行实时共享，使船舶工业内部不同设计条线的技术人员都能够获取到相关技术指标与数据信息，从而实现对设计方案的实时优化与改进，进一步提升方案设计质量与设计水平。3.2 分道建造技术的优化措施1）对工程进行合理分段。从分道建造技术在船舶工业领域当中的应用状况来看，为有效提升分道建造技术的应用成效，生产制造者应当合理针对工程进行分段，从而使船体部件的生产资源得到有效节约，避免出现资源浪费等现象4。首先，在正式进行工程分段之前，建设主体单位应当做好相关制度体系的建设工作，基于船厂工艺水平、生产能力、船体零部件工艺要求、材料、加工特性等指标构建标准一致的零部件生产制造规范，从而为后续分段工作提供参考依据。其次，按照零部件形态特征、生产制造要求以及生产材料等内容对其进行类别划分。最后，依照多方面指标进行合理科学的分段，使其能够与船舶工业生产制造加工要求相契合，使分道建造技术的开展更加高效。2）强化工程精度控制。为了使船舶零部件装配更加顺利进行，在生产制造过程中就应当针对性做好工程精度的控制工作，避免出现尺寸与形状的偏差。船厂在开展船体建设项目的过程当中，应当针对性建立起合理的精度控制标准和方针，尽可能使后续精度控制工作的开展获得相应的参考，同时也能够保障项目生产管理人员能够及时获取到零部件生产精度控制状况，为接下来的生产制造工作奠定基础。其次，在船厂内部采用六因素质量分析法对影响生产精度的主要因素进行定位和明确，使技术人员能够更加及时有效地采取措施对零部件生产过程当中的精度风险进行处置，从而进一步提升船厂内部精度控制力度，实现零部件生产与装配水平的全方位提高。最后，在开展生产精度控制的过程中，技术人员还应当做好相关测量改进工作。对于船体零部件生产完毕的成品而言，应按照生产验收标准对其精度进行量测，并针对存在精度问题的零部件成品进行分析，及时找到影响生产精度的诱因，使船体装配精度得到更加显著的提升。3）均衡配置作业流程。组织进行分道建造时，不同作业岗位肩负着不同的生产责任，因此管理人员以及协调人员应当更加均衡合理地针对整个生产作业流程进行配置，保障生产流水线运作的持续性，使船体零部件生产工作的效率与质量得到进一步强化。管理人员应当综合遵循配套性、合理性、层次性以及适应性原则针对船体零部件生产制造工艺人员进行配置，综合考量技术人员的素质、能力以及生产经验，针对存在技术难题的工艺岗位设置更加资深的生产技术人员，并针对各项生产流程以及生产环节配置相关咨询专家团队，使作业人员生产过程当中面对的工艺技术问题得到实时解决，实现作业流程的合理化推进5。4）实现自动化与同步化管理。在以往的船厂生产制造项目当中，技术管理工作的开展存在一定难度，各部门之间的协调沟通效率较差，同时对人力资源的依赖较为可观，导致其生产成本较高，生产质量管控难度大，还可能会出现各类意外与安全事故。因此，在分道建造技术的应用过程当中，为尽可能适应新技术的推进与落实，减少人为因素对船厂生产流程造成的影响，管理者与决策者应当积极引进自动化控制技术，逐步降低船厂生产制造工作对于人力资源的依赖，使得船厂实现自动化与同步化管理。4 结语作为我国经济领域当中的重要组成部