第二章现代造船模式的舾装托盘管理和设计

1、第二章现代造船模式的晒装托盘管理和设计第二章现代造船模式的晒装托盘管理和设计2.1 现代造船模式的内涵5船舶工业自二十世纪五十年代以来对现代造船模式有一个统一的认识和观点：所 谓现代造船模式，可理解为统筹优化理论为指导，应用成组技术原理，以中间产品为 导向，按区域组织生产，壳（船体建造）、晒、涂作业在空间上分道、时间上有序，实 现设计、生产、管理一体化，均衡、连续地总装造船。现代造船模式形成的技术基础 包括成组技术和系统工程技术。2.1.1 成组技术成组技术是研究事物间的相似性，并将其合理应用的一种技术。该技术是50年代 初由前苏联学者米特洛夫法诺夫首先提出，并应用于机械制造业。这一技术后经前

2、苏 联、东欧的推广应用，以及60年代传播到西欧，使成组技术超出了当初仅陷于用在零 件机械加工的范围，而扩展到各种工艺领域，乃至从产品设计、制造工艺、生产组织 到经营管理等企业生产活动的各个方面。成组技术是促使现代造船模式形成的主要技术基础之一，运用其如下两种原理。中间产品导向型的作业分解原理，简称产品制造原理该原理是把最终产品按其形成的制造级，以中间产品的形式对其进行作业任务的 分解和组合。所谓中间产品，是指生产的作业单元，是对最终产品进行作业任务分解 的一个组成部分，也是逐级形成最终产品的组成部分。它具有明显的“产品”特征。 那就是： 有特定的“产品”作业任务，而且其作业任务并非由单一工种完

3、成。 有明确的“产品”质量（尺寸精度）指标。 有完成“产品”作业任务所需的全部生产资源（含人、财、物），或称生产任务 包。上述原理应用到造船，是把船舶作为最终产品，船舶建造从采购材料（设备）、加工零件开始，然后以中间产品的生产任务包形式组装成装配件，进而再组装成更大的 装配件，这样逐级组装，最终总装成船舶产品，如图 2-1所示。现代造船模式的产品 作业任务分解原则，实质上就是应用了成组技术的产品制造原理，也就是这一原理为 现代造船模式的形成提供了理论基础。10*幡作力生产区现的中间产品*鲁类屉盘单元、撞中44名揩一f如嘱更<©BHM掷笔妈ew 般现代造船模式成组技术(作业分解和

4、组营(生产设计)相似性阶段一国1各类零件各类零件嬷H涂装托盘 脸源材料处理 叵城微蛉等篙作元组萦禀配系疣工程技术壳陋徐-体化)簟他 化道附统筹优优理论区械陋聂，园）口工C附体"速咱族-恒）一机肥一（区修诙附在;L上城（大区域3部装（按分段划分图）坪含一嘴健（中巴城）作业性质I（搜余合布装图）分段滁装船台涂装分段陋装一总段晒装格类分段船内艇装试航展更产品m分段装已一分录组合船台台i&胎体分殷牌鞋作业星域（小区幡，B30L第二章现代造船模式的晒装托盘管理和设计相似性原理相似性原理是将产品作业任务分解成门类繁多的中间产品，并将这些中间产品按 作业的相似特性，遵循某些准则进行分类成组

5、，以使用相同的施工处理方法扩大中间 产品的成组批量，以建立批量性的流水定位，或流水定员的生产作业体系。根据船舶产品的生产特点，相似性分类成组有如下四方面准则（见图1-2）: 按生产作业的性质分类成组。把船舶建造分为船体（壳）、晒装（晒）、涂装（涂） 三种不同作业性质的类型，再各自分类成组作业。 按生产作业对象所处的产品空间部位分类成组。 对船舶产品而言，一般可划分 为机舱区、货舱区、上层建筑居住区等三个大区域。根据船舶类型的不同，还可划分 出其他区域。在划分的各大区域内，再可进一步划分成中、小区域，以进行分类成组 作业。 按生产作业在生产过程中的相似内容分类成组。以船体分段作为中间产品为 例。

6、可分平面、曲面和上层建筑三种不同类型的分段。再以晒装的中间产品为例，则 可分为各类晒装托盘（或单元）。 按生产作业在生产过程中的作业时序分类成组。 按区域划分的中间产品按其所 处的作业阶段，或制造级进行分类成组作业。对船体建造而言，可划分为零件加工、 部件（含组合件）装配（小组）、分段装配（中组）、分段组合（总组）、船台合拢等五 个作业阶段；晒装作业可分为单元、模块、管件等制作，托盘集配，分段晒装，总段（总组）晒装，船内晒装等五个阶段；涂装则可分为原材料处理、分段涂装、船台涂 装、码头涂装等四个作业阶段。现代造船模式所确立的壳晒涂按区域/阶段/类型的生产作业方式，就是应用成 组技术的相似性原理

7、，也就是这一原理为现代造船模式的形成提供了另一理论基础。2.1.2系统工程技术按我国科学家钱学森教授对系统工程的释义，这门技术是组织“系统”的规划、 研究、设计、制造、试验和使用的科学方法，是一种对所有系统具有普遍意义的科学 方法。简单地说，系统工程是组织管理“系统”的一门工程技术。系统工程早在40年代产生，到1957年才由美国学者古德与马舍合著世上第一本 名为系统工程的书，1965年在美国又出版了系统工程手册才形成这门技术的 完整内容，含系统工程的方法论、系统理论、系统技术、系统环境和系统数学等。在 系统工程的发展过程中，其应用范围愈来愈广泛，业已波及到各行各业。应用成组技术的制造原理和相似

8、性原理建立起来的现代造船模式，实际上已把船 舶建造作为一个大系统，将其分解为壳、晒、涂三种作业系统，再按区域/阶段/类 型逐一分类成组而形成了各类作业的子系统，如图 2-2所示。对于这样一个极为复杂的生产作业系统，需要从组织“系统”的角度处理好各作业系统之间及其系统内各子 系统之间的各种相关问题，才能有效、合理地组织生产。系统工程技术的基本原理是 运用其统筹优化理论，其基本准则是： 体现整体观点、综合观点、动态观点和寻优观点处理组织“系统”的问题。 充分运用大系统的分解协调、定量分析和优化等方法。为此，系统工程需要应用现代数学和电子计算机进行系统的分析、综合、优化、 评价和规划，但在实际运用时

9、，目前还有许多难以用数学模型描述的因素，有时仍只 能有赖于经验，采取定性与定量相结合的方法。在造船中应用系统工程技术处理组织“系统”的上述准则，通常可概括为统筹、 协调、优化的准则。所指两个“一体化”（见图2-1）即壳晒涂一体化和设计、生产、 管理一体化，也就是合理的船舶建造应从壳晒涂三类作业，从船舶设计、组织生产、 生产管理互相结合，从全局、全厂、全船的角度统筹、协调各系统的各方面问题，使 船舶建造能整体优化。系统工程技术在造船中的应用进一步从组织“系统”上充实、 完善了已形成的现代造船模式，并为其提供建模的又一理论基础。作业性质阶段区域类型造船生产 作业系统L型材L部件（含组件）分段船台帙

10、牺件一管加工一单元模块托盘机装夕卜装E三三三三三七三三三三E三三三三三内装电装E二二二二二图2-2复杂的造船生产作业系统示意图现代造船模式的形成，除应用上述成组技术和系统工程技术作为其建模的主要技 术基础之外，还需有当代其他新技术的应用作支撑，如电子计算机技术、管理科学等 新技术的应用。其中电子计算机技术的应用尤为主要， 这是因为现代造船模式的形成,由于改变传统的船舶设计、组织生产和生产管理方式，需对大量的设计、生产、管理 的图形、数据信息及时加以相互沟通、交换和处理。如没有电子计算机技术的应用作 文撑，而仅靠人工收集和处理信息数据，那将会使船舶设计工作增大难度而影响造船 生产技术准备的周期。

11、正因为上述原因，现代造船模式的形成与电子计算机技术的扩 大应用是分不开的。总之，现代造船模式的形成是当代新技术在造船中应用的综合体现，是推进现代 化的船舶设计、造船生产和生产管理的动力。2.2晒装托盘管理56造船是一项工种多、工序多、工程复杂的综合性作业，因此船舶产品的设计和生 产管理都比较复杂。传统的造船方法是，先建造船体，后进行晒装，各种晒装件的制 造和安装都按装置和功能系统进行，实际上把晒装作业作为船体建造的延续和补充。 因此，用这种传统的方法造船，其建造周期较长，不能适应市场经济的要求。造船与其他行业不同，其生产特点是，具有订单性的多品种、小批量和综合性的 总装形式等两个方面。因此，在

12、进行新的船舶建造时，必须抓紧进行以船舶设计为核 心的生产技术准备，力求将多品种、小批量的造船生产转化为以相同族性的中间产品 为对象的大批量生产，对复杂而庞大的船舶产品需要进行分解、扩散、组合，以实行 平行交叉的作业，缩短造船周期。通过分解，把船舶产品划分成各类中间产品，作为 造船生产的生产单元；经过扩散，把全船各类晒装件按建造日程要求组织定点制造； 进行组合，即把各类中间产品以及扩散定点制造的晒装件在船厂内完成综合性的总装， 逐级有序地组合成完整的船舶产品，这就是现代造船的全部作业过程。上述的分解、 扩散和组合，应在船舶产品设计过程中规划，在设计图纸和管理图表中体现，并在造 船生产管理中得到有

13、效的贯彻。现代造船模式要求船舶建造以中间产品为导向，实行空间分道和时间有序的壳晒 涂一体化生产方式。为此，必须按照作业类型、工艺阶段和施工区域来组织造船生产。 这种生产方式的设计和实施，就是深化造船生产设计所要求的托盘设计及管理，即通 过托盘的设计，设立每一托盘的作业内容，并以托盘为集配和作业的基本单元，根据 不同的工艺阶段的要求，经过若干个托盘的有序组合，成为各类中间产品。显而易见, 托盘是造船生产的基本作业单元，是“怎样造船”和“怎样合理组织造船”的必要手 段.从目前深化造船生产设计的实际情况来看，改善托盘设计和加强托盘管理，是十 分重要的。2.2.1 晒装托盘管理的含义晒装托盘船舶晒装托

14、盘的含义包括两个内容：一是生产设计时编制的托盘管理表及相应的 生产管理用表册的最小单位，是现场生产作业的最小单位，也就是内场制造、晒装品 的采购、集配中心的集配和外场安装的最小单位。二是托盘是实实在在的有如饭店配 膳室内的配菜盘一样，既有菜单、又有盘子。晒装托盘也既有托盘管理表、也有由钢 结构组成的托盘，它可以根据实际需要制成各种形式。但必须指出，所谓一只托盘， 有时可能有几只这样的托盘组成 （当盘子内的晒装件较多，一只盘子放不下时），也可 能“菜”没有放在这只盘子里，但属于这只托盘的内容（当考虑到晒装件太大、或易 于受损等因素时）。晒装托盘管理托盘管理就是以托盘为单位进行生产设计、组织生产、

15、进行物资采购及工程进度 安排，以致生产成本也可以以托盘为单位进行核算的一种科学的生产管理方法。现场 施工必须做到一只托盘内的晒装件的安装工作由一个小组、在同一地点、使用一张图 纸、在同一安装阶段内进行。2.2.2 晒装托盘管理的流程厂生产管理部门一建造方针施工要领综合布管子零件图编制侬管理表 支架图、复板图 开孔图,安装图区域龙旧K分段划分、总组要领托盘划分、托盘对豪品及纳期 托盘管理范畴单元划分、生产设计要点管子零件明细表（具表） 管子支架制造明细表（E表） 阀件、附件托盘管叫（C），设备明细表（D表1托盘管理表汇总表"表）20j一管子内场加工制府（含采网集中心内场制造 管附件（自

16、制件）加工制造外协件生产布置、外苟件赴行采购a豚件的集配一一 大型铸殿f牛生产计财厮制及生产布置1一托盘的管理（托盘的纳期管理及运送回收）外M安装既盘底行安装（单元，分段、总搬、船内安装等）图2-3晒装托盘管理的流程示意图托盘管理作为一个系统工程必然要涉及到船厂内各个部门及众多的晒装件配套厂 工作。对船厂内部来说，主要涉及到的单位是生产管理部门、设计部门、集配中心。首先，厂生产管理部门在编制建造方针（方案）和施工要领时要确定每条新建船舶的 区域划分、托盘划分、单元划分及船体分段划分和总组的范围、方法等。其次，设计 部门根据由厂领导批准的建造方针进行生产设计。主要是编制采购、生产、管理所需 要的

17、托盘管理表和各种施工图。流程图中的托盘管理表仅是举的一个例子（某种形式 的管晒装托盘管理表）。再次，集配中心要负责整个晒装品的计划管理、内外场安装工作的协调、晒装件的集配及托盘的收发工作。图 2-3是托盘管理的流程示意图。2.3晒装托盘设计要推行托盘管理，必须进行生产设计。反过来，生产设计也必须深化，以适应托 盘管理的要求，即按托盘管理的要求进行设计工作。从设计的方法、图纸的绘制形式、 管理用的各种清册的编制格式都要严格按托盘管理的流程进行。本课题在对以中间产 品为对象的托盘设计进行研究的过程中， 是以159, 000吨原油轮的生产设计作为研究 对象。2.3.1 托盘设计的基本思想托盘的设计，

18、在一般情况下，应该在制订船舶建造方针时就开始规划，明确托盘 设计的总体要求，托盘划分的范围和内容，然后在各类作业的设计过程中，逐一予以 具体确定，以施工图纸和管理图表予以明确表达，设定作业量，提供管理信息。我们 在托盘设计时，应该根据壳晒涂一体化和设计、工艺、管理一体化的要求，把船体建 造作为基础，充分考虑晒装、涂装作业的要求，运用成组技术和统筹学的原理，依照 中间产品组织生产的思路，以区域生产的手段，以托盘为作业的基本单元，实现船体、 晒装、涂装三者在空间上分道，在时间上有序的高效生产方式。这就是改善托盘设计 的基本思想。6托盘设计的关键在于生产空间上的分道和生产时间上的有序。生产空间的分道

19、， 就是建立分道生产流程。在传统生产方式的船厂里，生产流程不流畅，按工序生产的 流程是不稳固的。为了实行现代造船方法，应该运用成组技术的流程分析法，把任何 复杂的生产流程调整为不交叉、无迂回往返的单向的分道生产流程，为每个中间产品 建立顺畅而固定的工艺流程。分道生产流程，把船厂的空间按中间产品进行划分，在 组织和安排生产任务时，就能针对薄弱环节，使生产保持平衡。船体工程和晒装工程 的分道生产体制的建立，使得流通量控制的生产管理得以实现。生产时间的有序，就 是建立壳晒涂一体化作业法。它的主要内容是合理地安排好船体、晒装、涂装三大类 型的作业，使它们有序地进行和有机地结合，达到整体生产的高效。壳晒

20、涂一体化作 业并不是三大作业一起做，而是在一体化计划的安排下有序地进行。 在零部件制造时， 做到不同类型的工件分道作业，互不干扰，在分段、总段和船上施工阶段，壳晒涂作 业在同一空间即同一分道上进行时，做到时间有序。通过运用统筹兼顾的原理，时间 上的合理分配做到互不干扰，使全厂生产有条不紊，职责分明，整个生产过程极富节 奏，协调成犹如一体，使生产过程中所有信息、物资和人员都能适时到位，一应俱全 托盘的设计必须遵循上述的原则，图纸和管理图表的信息应该满足上述的要求，通过 对信息的管理，能够使物资和人员得到适时的调节。2.3.2 托盘的划分在船厂进行托盘设计时，必须准确地掌握托盘划分的依据和原则，合

21、理地划分托 盘。一般来说，托盘划分的依据是船舶建造方针和施工要领，因为它从现场生产的角 度出发，全面考虑工厂的实际生产条件以及在可能的外界条件下如何使船舶建造提高 效率、保证质量和缩短周期。建造方针和施工要领的内容包括船体分段划分和船台总 装的原则，以及扩大预晒装作业的具体要求，这些因素都将会很大程度决定着托盘的 划分。从某种意义上来说，托盘划分实质上就是分段的划分。因为分段是最典型的中 间产品，也是按区域组织生产的最基本形式。托盘划分原则6 必须按照作业阶段的时间先后来划分托盘，不允许不同作业阶段的材料设备设 置于一个托盘内，即同一托盘的器材必须属于同一工序和同一作业阶段；必须按照施工区域和

22、安装位置的不同来划分托盘，不允许不同施工区域和安装 位置的材料和设备置于同一托盘内； 必须按照作业顺序的先后来具体划分托盘， 不同安装时间的工序，其托盘应予 以分开。总之，托盘的划分应该严格坚持“三不跨”的原则，即不跨越作业阶段，不跨越 安装区域，不跨越安装顺序。通过托盘准确的划分，就能够把十分庞大而复杂的造船 工程分解成为按照一定的工艺阶段、不同的施工区域和安装位置、先后有序的工艺顺 序进行安装的作业单位和集配单位，成为实现空间分道、时间有序的造船生产管理模 式的前提条件。托盘对象品的划分一般来说，实施托盘管理的晒装品分为两大类：托盘晒装品（即要进入托盘进行集配的晒装品）和非托盘晒装品（不适

23、宜集配的晒装品）。因此，工厂首先要确定进行 管理的托盘晒装品的范围。在本课题中船厂生产设计的专业划分是：机装 -机舱内 的晒装件生产设计；内装（居装）-上层建筑内晒装件的生产设计；外装（甲装）-除机装、内装以外所有区域内的晒装件生产设计；电装 -电气晒装件的生产设 计；管装-全船管系的生产设计。各专业托盘对象品举例如下： 机装。机装包括主机、柴油发电机、锅炉、轴系、舵系、所有的中小型机械设 备、海底吸入阀箱及附件、箱柜、通风管及其附件等。 内装。内装包括木作家具、卫生单元及其器具、厨房设备、冷藏设备、暖通设备及其管系。 外装。外装包括起锚设备、系泊绞车、其他各种绞车、舷梯装置、舱口盖装置、 格

24、珊、扶梯、栏杆、基座、桅杆、天桥装置、其他各种铁零件。 电装。电装包括电缆、主配电板、变压器、分配电板、接线盒、开关、插座、集控屏、控制台、灯具、通讯设备、导航设备、遥控报警系统等。 管装。管装包括全船管子及其附件阀件。托盘的内容在托盘准确划分之后，应合理设计和核定其作业内容。各个相关托盘的内容不应 重复、遗漏，或含糊不清，并将其完整和准确地反映在图纸和托盘管理表上，以指导 作业，使托盘管理工作按生产设计的具体要求有序地进行。在设定每一个托盘的具体 作业内容时，应进行认真和细致的分解。托盘的作业范围和内容确定之后，除了在施 工图纸上完整和准确表达之外，还应将其工艺技术数据及生产管理信息清楚地表

25、达在 托盘管理表上。所以，任一托盘应包含下列全部或部分内容： 6 各类安装用晒装件，包括机电设备，管系及其附件、支架，通风管及其支架, 电缆及有关电装件，基座，箱柜，交通装置，格栅及其他铁晒装件、木晒装件、内装 件等托盘集配对象品； 各类作业需要的定额工时及作业人员的配备数量； 作业的开工时问及完工时间；必需的工艺装备及技术措施； 作业阶段、作业场所；各类器材的来源及配套关系；有关工艺技术数据； 有关施工图纸、工艺文件及施工要领等。2.3.3托盘代码的编制船厂按照现代造船模式进行船舶建造必须要有一套高效率的编码系统，它的作用 是使用计算机进行工厂的生产管理、成本管理等等。所以托盘管理的编码应成

26、为工厂 整个编码系统的一部分，使计算机能根据编码系统的标准进行晒装件的生产管理和成本管理等。因此托盘管理的晒装编码应符合工厂编码系统的标准，为整个计算机系统 所接受，这样的编码系统才有效。为了满足工厂实际需要，课题中涉及的托盘代码和 晒装生产设计图号代码统一编制。工艺阶浅本课题中的托盘代码由11位数字或字母组成，每位数字或字母所表示的内容如图 2-4所示。表2-1中详细说明了托盘代码中工艺阶段、区域码、设计部门、作业部门、 资料类别、资料序号的具体内容。中位1_四三六成1234h6T891011代码LAAALLnALNJII 揭斗转 C 00-59） 作业部门注料类别青出门叵 区 位 域域码 区域鹤L -字母 N-数字 A-字母或数字图2-4托盘代码的组成表2-1托盘代码详解工艺阶段区域码设计部门作业部门资料类别资料序号A铸锻件订货制作（一）大区域G总体科11船体分厂A目录树（一）生产设计B钢材预处理F0>M机装科12分段制造C风管制作、配套图号序