船舶生产设计第一章

造船生产设计设计二所章炜樑第一节现代船舶与现代造船模式

第二节现代造船模式的设计方式

第三节造船生产设计概要

第四节造船生产设计的管理

第五节造船生产设计的数字化第一章造船生产设计概论第一节现代船舶与现代造船模式

一、现代船舶与现代造船工程船舶近50年来发展的特点：

1.

专业化

2.

大型化

3.

复杂化

1.

专业化第一节现代船舶与现代造船模式

第一节现代船舶与现代造船模式

我国建造的16500m3半冷半压式LPG船第一节现代船舶与现代造船模式

球罐型LNG薄膜型LNG

薄膜型与球罐型LNG船2.大型化

⑴散货船：①大湖型：2.7万吨～3.4万吨，此船型要通过圣劳伦斯航道，不但船宽受到很大限制，而且进入五大湖吃水不大于7.92m时要获得大的载重量，部分船东提出载重量要大于2万吨，因此该船型船长较长，L/B（长宽比）很大；

②灵便型：4万吨～4.8万吨，其结构吃水达到1.7m~12.0m；

③6.4万吨～7.5万吨的巴拿马型散货船，标准的巴拿马型散货船吃水12.5米，最大船宽为32.26米，通常仅能获得6万余吨载重量，在船长、船宽不变的条件下，将船舶吃水增加到13.7m~14.0m，载重量增加到7.5万吨；

④13万吨～17万吨的好望角型（CAPESIZE）散货船它是在苏伊士运河通航受阻时，为适应长航程、大载量的需求，由绕好望角航行的散货船发展而来的；

⑤

20万吨以上的超大型散货船，主要装运矿砂；第一节现代船舶与现代造船模式

47000吨灵便型散货船第一节现代船舶与现代造船模式

第一节现代船舶与现代造船模式

17.5万吨好望角型散货船第一节现代船舶与现代造船模式

2.大型化

⑵油轮：

①通用型油轮：1万吨以下油轮；

②灵便型油轮：1万—5万载重吨油轮；

③巴拿马型油轮：6万—8万载重吨油轮；

④阿芙拉型油轮(Aframax)：8万—12万载重吨，该型船舶

可以停靠大部分北美港口，并可获得最佳经济性，又被称为“运

费型船”或“美国油轮船”；

⑤苏伊士型油轮：(Suezmax)：12万—20万载重吨油轮；

⑥超级油轮，超过20万吨的油轮被称为超大型油轮(VLCC)，

超过30万吨的油轮被称为超级巨型油轮（ULCC）；

第一节现代船舶与现代造船模式

超级油轮第一节现代船舶与现代造船模式

2.大型化

⑶集装箱船：

自第一代集装箱船建成以来的近30年间，集装箱船

的发展方向经历了第三代（3000TEU左右）、第四代（4000TEU级的巴拿马型和超巴拿马型）和第五代

（5000TEU左右的超巴拿马型）以及第六代（8000TEU

左右）集装箱船。目前10000箱级的集装箱船也已经建

造并投入使用，13000箱级的也在建造中，国外已经开

始研发更大的16000箱和18000箱集装箱船。

第一节现代船舶与现代造船模式

8000箱级集装箱船8000箱级集装箱船8000箱级集装箱船

3.复杂化从船舶建造的角度来说是复杂化，但从船舶的航行来说，就是其自动化程度有了极大提高。例如卫星定位和导航（GPS）、综合导航系统、数字通信、无人机舱、船舶自动控制系统、完整的废油处理系统、船舶管理系统等。第一节现代船舶与现代造船模式

二、船舶建造方式的演变所谓建造方式，通俗地说就是船舶建造的工艺流程，从19世纪后期铆接技术应用于造船起，经历了整体造船法、分段造船法，区域舾装法、壳舾涂一体化区域造船法等。近所来韩国的巨型总段造船法、平地造船法和浮船坞造船法均是壳舾涂一体化区域造船法的具体体现。第一节现代船舶与现代造船模式

第一节现代船舶与现代造船模式

整体造船法第一节现代船舶与现代造船模式

区域舾装法（分段预舾装）第一节现代船舶与现代造船模式

壳舾涂一体化区域造船法第一节现代船舶与现代造船模式

巨型总段造船法第一节现代船舶与现代造船模式

浮船坞造船法第一节现代船舶与现代造船模式

平地造船法第一节现代船舶与现代造船模式

三、现代造船模式

1.造船模式的内涵

造船模式的内涵是指组织造船生产的基本原则和方法，它既反映组织造船生产对产品作业任务的分解原则，又反映作业任务分解后的组合方式。

第一节现代船舶与现代造船模式

2、造船模式的演变

第一阶段：按功能/系统组织生产的造船模式

这就是造铆接船年代的造船模式，其特点是：

⑴船体建造按结构功能，舾装按使用功能/系统进

行船舶设计和组织生产；

⑵产品的作业任务分解与分解后的组合按船舶设

计的功能/系统，通过放样先船体后舾装，由各工种按

功能/系统分别在船台和舾装码头进行单件作业，直至

形成船体、舾装各完整的功能/系统。第一节现代船舶与现代造船模式

第一阶段：铆接、整体建造

第二阶段：按区域/功能/系统组织生产的

造船模式

是上世纪40年代后期建造全焊接船初形成的造船模式。⑴产品作业任务的分解和组合对船体建造可按其结构划分成区域组织生产，而对舾装仍按功能/系统组织造船生产，但此阶段推广应用了分段预舾装。⑵船舶设计虽仍按功能/系统进行设计，但船体建造作业任务的分解和组合可通过施工设计、放样加以规划和体现区域建造。第一节现代船舶与现代造船模式

第一节现代船舶与现代造船模式

第二阶段：焊接、分段建造

第三阶段：按区域/阶段/类型组织生产的

造船模式

这是上世纪50年代末、60年代初形成的造船模式

⑴产品作业任务的分解和组合是采取按船舶产品的空间部位划分区域，分阶段、按类型的分解原则和组合方式；⑵产品作业任务的分解和组合方式是通过船体、舾装的生产设计加以规划和体现。⑶生产作业方式是船体按类型分道进行建造，舾装按区域进行加工安装，并将完工的各个作业区域相互组合以形成完整的船舶产品。第一节现代船舶与现代造船模式

第四阶段：按区域/阶段/类型一体化组织生产的造船模式这是上世纪70年代初期形成的造船模式，形成这一模式的主要因素是：⑴超大型油船的舱内外涂装工程的日益增多及其要求的不断提高，促使涂装从舾装作业中分离，而形成独特的涂装生产作业系统；⑵系统工程技术与电子计算机技术在造船中应用的扩大；⑶70年代初期船舶的需求处于高速增长期，特别是对超大型船舶的需求。第一节现代船舶与现代造船模式这一模式特点是：⑴产品作业任务的分解和组合，除按区域/阶段/类型分解和组合方式外，更体现船体、舾装、涂装三大作业系统的相互结合；⑵产品作业任务的分解与组合，是通过船体、舾装、涂装的生产设计加以规划和体现；⑶船舶设计、造船生产与生产管理相互结合，并通过生产设计融为一体。第一节现代船舶与现代造船模式

第一节现代船舶与现代造船模式

第四阶段：两个一体化造船

3、造船模式的分类

⑴系统导向型造船模式，称为传统造船模式

这是指上述四种模式的前两种，尽管这两种模式有较大的差异，主要表现在船体进行分段（阶段）建造，舾装有了预舾装，但从组织生产的总体来看，船体也可以看成一个独立的系统，因而仍是系统导向性的造船模式。

第一节现代船舶与现代造船模式

⑵产品导向型造船模式，称为现代造船模式这是指上述四种模式的后两种，同样它们也有较大的区别，但均具有按产品划分作业区域，分阶段地把区域内的作业任务按其类型以生产任务包形式组织生产共同特征。并形成船体以分段、舾装以托盘（任务包）作为组织生产的基本作业单元，进行船舶建造的一种造船模式。4.两类不同造船模式的比较对比项目传统造船模式现代造船模式建模特征系统导向型（按功能/系统/专业）产品导向型（按区域/阶段/类型）设计方式设计部门按系统进行施工设计、生产和管理部门分别进行工艺设计、计划准备；设计、工艺、管理三者分离设计部门按区域进行生产设计，设计、工艺、管理三者融为一体生产方式按工艺路线以工艺项目分专业工种组织生产，先船体，后舾装按区域组织生产，以中间产品为对象，采用混合工种、复合工种，壳舾涂一体化作业管理方式按专业分系统管理，管理方式属调度型按区域综合管理，自主管理和托盘管理，管理方式属计划型船厂性质全能型总装型第一节现代船舶与现代造船模式

所谓现代造船模式，可理解为以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、舾、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。三、现代造船模式的定义第一节现代船舶与现代造船模式

具体地说有以下几点：

1.成组技术、统筹优化理论是现代造船模式的理论基础；

2.建立以中间产品为导向的生产作业体系，是现代造船模式的主要标志。

3.中间产品导向型的生产作业体系的基本特征，是以中间产品的任务包形式体现的。

4.产品作业分解必须通过生产设计加以规划。按区域分类成组，建立区域造船的生产组织形式是形成现代造船模式的基础和必要条件；

5.统筹优化理论是协调造船生产作业体系相互关系的准则，可概括为两个一体化；

6.现代造船模式是通过科学管理，特别是通过工程计划实现作业的空间分道，时间有序、均衡连续地总装造船。

第一节现代船舶与现代造船模式一、传统的船舶设计模式

传统的船舶设计将设计分为初步设计、

技术设计和施工设计三个阶段。

第二节现代造船模式的设计方式

二、现代船舶设计模式

现代船舶设计将我国船舶设计阶段划分为初步设计、详细设计和生产设计三个阶段。

1、现代船舶设计的基本原则

⑴区域设计原则第二节现代造船模式的设计方式

⑸各设计阶段相互结合的原则

⑷壳舾涂一体化的原则

⑶设计、工艺、管理一体化的原则

⑵中间产品为导向的原则第二节现代造船模式的设计方式

2.

船舶设计阶段的划分

⑴初步设计（合同设计）初步设计的主要任务有三个，一是配合造船合同签订前，为合同签订提供全船技术规格说明书、总布置图、中剖面图、主要设备厂商表等；二是造船合同签订后，按合同及其技术文件的要求，对全船总体性能、结构、装置、系统等进行设计计算和必要的试验，确定船舶的主要技术形态；三是为详细设计提供必要的技术条件和依据。第二节现代造船模式的设计方式

2.

船舶设计阶段的划分

⑵

详细设计

①设计依据详细设计的依据是初步设计、船级社规范、国际公约及规则、挂旗国法规、船舶营运中所涉及的水域或港口的有关规定、设备厂商规定或推荐的系统设计要求等。规范、规则对于国际航行的船舶须符合国际海上人命安全公约（SOLAS)、73/78防污公约（MARPOL73/78）等；对于油船须符合石油公司国际海事论坛（OCIMF）规则；对液化气体船须符合国际散装运输液化气体船舶构造与设备规则（IGC）等。

第二节现代造船模式的设计方式

第二节现代造船模式的设计方式

挂旗国法规船舶设计须符合船舶登记国（即船旗国）的规定，如挂德国旗应符合德国SBG（德国海员工伤事故保险联合会－德国海员同业工会，有关规则有船舶安全规则、事故预防规则、蒸汽锅炉规则等)、BSH（德国海事及水文管理局)、BAPT（德国邮政及电信管理局）等的规定。第二节现代造船模式的设计方式

水域或港口如船舶须进入美国水域或专属经济区，则应符合美国海岸警卫队(USCG)的规则；须经巴拿马运河的船舶，应符合巴拿马运河的规则；须在澳大利亚装卸货的船舶应符合澳大利亚码头工人联合会的有关规定等。第二节现代造船模式的设计方式

2.

船舶设计阶段的划分

⑵

详细设计

②设计内容

A.

提供验船机构规定送审的图样和技术文件；

以上两个阶段是解决“造什么样的船”的问题。

E.

现场施工所需的图样和技术文件。

D.

提供生产设计所必须具备的图样和技术文件；

C.

提出工厂所需的材料、设备订货清单；

B.

提供合同中规定送船东认可的图样和技术文件；第二节现代造船模式的设计方式

2.

船舶设计阶段的划分

⑶生产设计

生产设计的含义：①广义地讲是从施工立场出发，通过设计形式，考虑高质量、高效率、短周期，并确保安全地解决怎样造船与怎样合理组织造船生产的一种设计。②具体含义是在船舶设计过程中，在确定船舶建造方针的前提下，以详细设计为基础，根据船厂施工的具体条件，按工艺阶段、施工区域和单元绘制记入各种工艺技术指示和各种管理数据的工作图表，以及提供生产信息文件的一种设计过程。

它是解决“怎样造船”和“怎样合理组织造船生产”的问题一、造船生产设计的产生与发展造船生产设计起源于上世纪50年代的日本，我国于1978年从日本引入“造船生产设计”的概念，先后中经历了研究、试行和推广、提高两个阶段。

生产设计的发展有如下几个特征：

⑴船舶设计阶段的划分不是一成不变的，它随着造船技术的发展面变化。⑵船舶建造方针的确立随着生产设计的发展而逐步向前推移。⑶生产设计与各设计阶段的结合都是以施工要领和各种工作基准、作业标准为基础的。⑷船舶建造方法的发展有力地推动着生产设计的深化。⑸生产设计的发展与广泛应用数字技术是紧密相联的。第三节造船生产设计概要

第三节造船生产设计概要

二、造船生产设计的理论基础现代造船模式的理论基础也是生产设计的理论基础。三、生产设计的作用和任务

1.

使设计过程成为图纸上“模拟造船”的过程。

2.

生产设计的工作图表成为现场生产的施工依据。第三节造船生产设计概要

四、生产设计的基本内容

1.

按工程类别（专业）分第三节造船生产设计概要

四、生产设计的基本内容

2.

设计专业分第四节造船生产设计的管理

一、生产设计的管理（组织）体制

1.我国现行的船舶设计体制第四节造船生产设计的管理

一、生产设计的管理（组织）体制

2.外高桥造船有限公司的设计体制

设计部

管理室船体室船装室机装室电装室工法室计划行政资料系统支持总体结构-产品管理结构-建模组结构-信息组船装管系船装铁舾船室冷空通系统机装管系机装铁舾

系统生产设计船体技术组舾装技术组支援技术组工艺-涂装组

外高桥生产设计的主要特色有：⑴花费20%至30%生产设计的工时进行其前期策划，做好工法、流程的准备。⑵综合布置图进行二次平衡，先由专人设绘大区域的走向图进行第一次平衡，以后再分区进行第二次平衡，生产设计的质量和合理性都比较高。⑶由工法室舾装技术组编制“壳舾涂一体化”指导书，对生产设计进行指导，能满足和贴近现场生产的需要。⑷工艺为一级管理，车间没有工艺组。

第四节造船生产设计的管理

第四节造船生产设计的管理

外高桥生产设计的主要特色有：⑸生产设计的深度达到现场施工人员尽可能仅使用一份图纸就能制造安装，不惜图纸的重复。例如管子托盘管理表分为三类：制作托盘表、安装托盘表和材料托盘表，其中制作和安装托盘中都有管子零件汇总表；又如管系安装图中注明所用螺栓、螺母的等级等。⑹由船体室设绘铁舾装安装图、基座安装图。总的来说，他们对生产设计的理念是复杂问题简单化、简单问题标准化。因而目前外高桥船厂是国内生产设计做得最好的企业，这得益于引进、消化吸收、改进了韩国的先进的设计理念。第四节造船生产设计的管理

一、生产设计的管理（组织）体制

3.沪东中华造船（集团）有限公司的设计体制二、生产设计管理的内容生产设计管理的内容包括技术管理、计划管理和人才管理；管理的目的是充分发挥劳动力、生产设备、场地等生产要素的效能，使生产负荷均衡化，建造出质量高、周期短、造价低的船舶。

1、技术管理⑴生产设计的管理人员参与前期设计。⑵生产设计图的图面应确保详细设计的要求。⑶船体与舾装各专业之间应互相配合和协调，优化设计。⑷生产设计的工作图表应完整、准确、简捷明了。⑸生产设计应最大限度地推广新技术、新工艺。⑹生产设计应标明质量检验要求和检查阶段，确保产品质量。第四节造船生产设计的管理

第四节造船生产设计的管理

二、生产设计管理的内容

2、计划管理⑴计划管理原则：根据船舶建造计划表（总进度表）编制设计计划。⑵设计计划的分类：按计划的层次分有单船设计中日程表、所月度设计计划、室出图计划；按设计阶段分有送审图计划、详细设计计划、生产设计出图计划；按专业分有结构分段出图计划、区域出图计划、舾装件出图计划和大型铸锻件出图计划。第四节造船生产设计的管理

二、生产设计管理的内容

3、人材管理⑴管理层要求知识全面、对全厂生产工艺、生产要素比较熟悉，具有较丰富的设计和生产的实践经验，⑵技术层具有较全面的专业知识和施工经验，能承担生产设计的具体任务。（生产设计的流程、制图的方法、相应的计算机操作技能等）⑶对生产设计人员进行岗位培训和专业研修。一、数字化造船体系数字化造船体系由船舶设计数字化、制造装备数字化、生产过程数字化、管理数字化和企业数字化几个方面组成。二、