船体分道建造的主要内容和支撑条件教学课件PPT 33页

'造船成组技术2021/7/261§3-3船体分道建造的主要内容概述数放套料和托盘集配的分道设计船体零件切割和加工分道小组立和中组立的分道大组立分道总组立分道 2021/7/26造船成组技术2根据成组技术相似性原理进行分析，不难发现：构成船体结构的各种零件、部件具有功能、形状、尺寸、精度和材质的相似性，同时又具有相似的工艺过程。聚集具有相似工艺过程的零、部件、分段和总段，形成批量，即可凭借现代化的制造技术，组建既具有柔性，又是高效率的流水生产线或虚拟成组工艺流程，以适应各种船舶的中间产品的分道生产。即可实行工件流动，人员固定的专业化生产，以及与流水生产相适应的物流和信息的管理体制。这种分道生产方式及物流和信息的管理体制，应从产品设计开始，经过零部件加工、分段小组立、中组立和大组立后，直至船舶的组合。一、概述 2021/7/26造船成组技术3因此，船体分道建造技术的内容应该包括下列几个方面：①数放套料和托盘集配的分道设计②零件加工分道③小组立（系统部件制造）分道④中组立（多功能系统模块制造）分道⑤大组立（分段制造）分道⑥总组立（大型分段或总段制造）分道总之，船体分道建造技术的基本内容包含了分段建造的全部物流和信息的管理过程。 2021/7/26造船成组技术4返回分道作业流程船厂按船体分道作业和区域舾装作业流程分类，它基本上是一个组装过程，如图所示。对上述船体分道作业流程进一步细分，可分为零件切割和加工分道、小组立分道、中组立分道、大组立分道和总组立分道。零件加工曲面大组立中组立小组立平面大组立上层建筑大组立总组立船台大合拢 2021/7/26造船成组技术5二、数放套料和托盘集配的分道设计它是实施分道建造技术的重要基础，也是分道建造的首要环节。数放套料通过电算套料，提供船体零件的套料图及其切割信息，这些信息一般应包括零件需用的钢板规格、图形、材料统计、切割要求、加工信息等，并用代码表达。数放套料的分道设计在船体结构和船体线型给定之后，且总段、分段合理划分的前提下进行的。根据工厂实际情况，一般可按照艏艉部分、平行舯体部分和上层建筑进行三个分道的数学放样和船体零件的套料。 2021/7/26造船成组技术6零件的托盘集配通过零件代码的识别，表达各种零件切割、加工及装配的工艺过程：一方面指定了切割场所、使用的设备及切割要求，即将相似尺寸形状和切割要求的一族零件集中切割，形成批量生产，它形成了切割的分道。另一方面规定了加工要求，即将相似尺寸形状和加工要求的一族零件集中加工，形成批量生产，也形成了加工的分道。由于代码的指示，明确了零件加工后的工艺流程，即属于那个组件、部件，或者属于那个阶段装配，或者直接去船台安装的工艺流程。通过集配，成为托盘，使每一船体零件进入确定的工位，进行定置管理，以形成各级中间产品的制造。可见，这一分道设计明确了船体零件切割、加工和装配组合的分道。返回 2021/7/26造船成组技术7三、船体零件切割和加工分道船体零件切割的分道按照成组技术相似性原理，根据零件的尺寸形状和切割要求，分类成组为：带线型的外板、各种开孔的桁材、肋板、肋板复板等大件零件，经计算机套料并生成切割文件，由自动切割机切割。外底板、内底板、甲板、舷侧板等平直板材零件，一般均在门式切割机上自动切割。尺寸较小、形状复杂、数量较多的零件，应采用光电跟踪方法切割。少量形状复杂、大小不等的零件，如基座、舵机、桅杆等，可采用人工号料切割。在数控切割机上切割的零件，还应进行结构线的画线工作，以便于结构的装焊。需要拼焊的板材切割后应加工坡口。 2021/7/26造船成组技术8船体零件加工的分道根据成组技术相似性原理，根据零件的形状、大小和结构特征，分类成组为：肋骨和部分型材的弯曲加工，根据其尺寸大小在不同功率的肋骨冷弯机上进行成形加工。尺寸较大型材的弯曲加工，是根据规格大小，分别在相应功率的油压机上进行。单曲度钢板成型加工，一般依据其板材大小及弯曲的曲率大小选择加工设备。如，平行舯体的外板以及其它较大弯曲半径的板材，可以分别在大小三辊卷板机上进行辊弯加工。艏艉区域的外板以及较小曲率和折角的单曲度板材成形加工，可以采用油压机压制，用样板核对，逐步达到要求。双向曲度的板材的成形加工除了在油压机或卷板机上进行初步加工外，还必须进行另一曲度方向的加工，即采用水火弯板法来进行，用铁样条核对。 2021/7/26造船成组技术9零件少量尺寸相似作业大量尺寸相似作业产品生产特征上层建筑艉船体机舱货舱艏船体平面分段曲面分段上层建筑上层建筑特殊曲面分段曲面分段特殊平面分段平面分段区域类型阶段无组合件部件零件其它轧制型材零件内部板零件不平行板件平行板件船舶分段无部件翻身预合拢预合拢连接翻身装配装配构架拼板无无无翻身装配拼板拼板装配拼板无无无无无翻身装配装配无弯曲装配无弯曲号料与切割拼板无无代码区域阶段代码类型阶段分段代码船舶号阶段代码大分段代码大分段代码阶段代码分段代码分段代码阶段代码小分段代码小分段代码阶段代码部件代码阶段代码零件代码零件代码装配零件代码部件代码船体分道建造采用的产品生产特性的典型分类计划级制造级17263544536271零件加工的典型分类 2021/7/26造船成组技术10返回 2021/7/26造船成组技术11小组立、中组立含义：另件加工之后，按照部件装配要求，通过装焊，实现各类中间产品的制造。这是继另件切割、加工之后的第二制造级。这种部件装配工作，也称为小组立和中组立。小组立（部件零件和部件的装配）装配成部件（亦即系统部件），中组立装配成组件（多系统模块，或组成分段的小分段）。任一分段，不论是曲面分段、平面分段，还是上层建筑分段，均由一个以上的多系统模块所构成，一个多系统模块由若干个系统部件所构成，同样，系统部件也是由若干个另件所构成，所以分段的建造是依次小组立、中组立、大组立的工艺组合。即小组立后成为系统部件、中组立后成为多系统模块，大组立后成为分段，分段组合成总段，再将分段、总段合拢成为一艘船舶。四、小组立和中组立的分道 2021/7/26造船成组技术12小组立 2021/7/26造船成组技术13中组立 2021/7/26造船成组技术14小组立的分道制造系统部件的小组立，为了获取大批量生产效益，应根据成组技术相似性原理，组成各分道作业线（组），实施部件族的批量生产，按作业日程计划适时地进行各族部件的制造。1）拼板部件制造分道；2）组合型材部件（T型材）制造分道；3）曲型桁材构件制造分道；4）加强腹板构件制造分道。小组立作业，必须按各部件族的工艺要求，将制造设备成组工艺布置，作业人员按工位设定，采用虚拟的成组工艺流程，或采用部件装配流水线，在不同生产区域内进行。小组立作业可以一次完成，也可分为两个先后的工序。先后两个工序完成的系统部件，有一个先行小组立的工艺过程，这个先行小组立在分道生产中必须加以确定． 2021/7/26造船成组技术15中组立的分道小组立后进入中组立的制造阶段，它的生产方式同小组立相似，按部件族的划分，采用流水线或虚拟成组工艺流程进行加工。它是小组立的后续生产，为分段装配提供多系统模块。一般有下面成组工艺流程：中组立的工艺过程，可由一次工序完成，也可分成二至三个工序完成。对于分工序制造的多系统部件，也有一个先行中组立的工艺过程。分成一阶段、二阶段、三阶段，由一阶段依次向三阶段先后进行制造，完成后送大组立制造。阶段划分的依据，一般以其中组立的重量来考虑，根据目前我国造船能力，分别以重量10吨、20吨划分为宜。但并不完全是机械的划分，还必须结合其工艺过程来考虑。1）框架构件制造分道；2）平面板架（片体）制造分道；3）曲面板架（片体）制造分道。返回 2021/7/26造船成组技术16五、大组立分道多系统模块制造后即可大组立，进行分段的制造。分段建造的分道，应根据工厂实际情况决定为下面三个分道：1）平面分段制造分道；2）曲面分段制造分道；3）上层建筑分段制造分道。或者分为四个分道，即：1）单壳分段制造分道；2）双壳分段制造分道；3）曲面分段制造分道；4）上层建筑制造分道。 2021/7/26造船成组技术17随着造船技术的进步，平面分段、上层建筑分段采用流水线生产日益为许多船厂所重视。而曲面分段建造也想方设法减少分段翻身，多采用一些机械化辅助设备。对于分段流水线的选型，必须在分析小组立和中组立的实际情况后确定。如果中组立已将纵衍、横肋板及其它结构装焊成框架、小分段等，则可以采用框架法的分段流水线为宜。当然也可采用线装法的分段流水线，但部件装配工作必须与小组立、中组立的作业相协调。两种型式流水线各有利弊，关键是应按实际需要来决定。分段流水线是按工位设定作业内容，并保持一定生产节拍。为了保持正常节奏，一方面可设立缓冲工位，另一方面也可在流水线物流入口、出口间取得平衡，用增加平行作业工位的办法，达到生产流水线首尾端的节拍一致。 2021/7/26造船成组技术18从目前国内外的流水线应用情况来看，单壳分段和双壳分段趋向分别建造，尤其是造船能力强的船厂。单壳平面分段流水线制造流程一般设定11一12工位。主要是钢板拼板定位、单面焊或双面焊、划线和切割（划出结构线及舾装部位）、平衡工位（即缓冲工位）、肋骨安装、肋骨焊接、网板定位、单元定位、网板和单元焊接、舾装1-2工位、最后是检查及运输。双壳平面分段流水制造流程一般设定12-13工位。主要是钢板拼板定位、单面焊或双面焊、划线和切割（划出结构线及舾装部位）、平衡工位（即缓冲工场）、框架安装、焊接、修正、翻身、单元和部件安装、分段焊接、舾装1一2工位、最后是检查及运输。 2021/7/26造船成组技术19曲面分段的分道制造曲面分段应该包括带有双曲率的平面分段单元，艏艉立体（三维）分段，机舱分段等。显而易见，曲面分段一般难以采用流水线来制造，但可以设置一定数量的作业平台，划分成若干作业区，形成相应的分道工位，其中应至少有一个高位翻身作业区，采用固定位置的准流水作业建造技术，实施预舾装，使分段建造为完整的中间产品。 2021/7/26造船成组技术20上层建筑制造分道流程及工位现代化船厂在建造上层建筑时，一般以一层次为一个分段，也有以中心面为界，将一层次分为左右二个分段。分段制造结束后，直接送至总组装场所，进行上层建筑的总装，其重量最大可达到500-750吨。其分段流水线一般设定6个工位：1）定位把板材放到流水线上定位2）焊接用单面焊进行板材焊接3）划线切割CNC划线和切割4）安装加强筋点焊定位5）加强筋焊接用自动焊或半自动焊焊接6）小合拢形成平面分段然后，进入分段装配区域，设定分段装配、舾装件安装、焊接三个独立工位。分段装配是在专用支架上进行，完工时，可用支架自身的升降运输装置送到区域末端，再到总装场地进行总组装。 2021/7/26造船成组技术21目前，国内船厂还无上层建筑分段流水线，一般仅备有组装场地，我国中船总公司的专家们建议对上层建筑分段建造的工艺设施、上层建筑分段先行舾装作业等，应该引起充分重视，必须尽快形成上层建筑虚拟成组工艺流程或分段装配生产线。返回 2021/7/26造船成组技术22六、总组立分道一般可以分为：1）平面分段总组分道；2）曲面分段总组分道；3）平面与曲面分段总组分道；4）上层建筑分段总组分道。返回 造船成组技术2021/7/2623§3-4船体分道建造的支撑条件概述船体分道建造的支撑条件 2021/7/26造船成组技术24船体分道建造的基本方法是，按成组技术相似性原理，对各类中间产品分类归组，按预先设定的成组工艺流程，进行一定节奏的分道制造。因此，中间产品的设计、分类、工艺流程的设定、分道工位的合理配置、实行定置管理等方面，都是实施船体分道建造的支撑条件．现分别简述如下：一、概述返回 2021/7/26造船成组技术25二、船体分道建造的支撑条件船体分段的合理划分船体分段的合理划分，是船体分道建造技术实施的基础和关键，同时也影响着区域舾装和涂装的顺利实施。因此，和其他中间产品相比，分段划分的合理与否，对造船生产率影响最大。在产品生产设计中，根据分道建造的原则，以及生产设施的实际情况，以各分段工作量相近作为主要依据，科学、合理地划分船体分段，使中间产品的设计合理，各分道生产的作业量均衡。 2021/7/26造船成组技术26合理的分段划分可根据以下原则：为便于分段装配，必须考虑作业问题类型的相似性，最大限度地减少作业时间因分段不同而有较大的变化；为了使分段的作业时间相等，应将传统上在分段装配期间完成的许多作业分配给较前的制造级；或者为了不因为某些分段的作业量和作业时间过多而破坏船体主工艺流程，可以增设小分段装配、大分段连接这样的附加制造级予以调节。（这就是为什么可以将船体建造分解为七个制造级的理由之一）。为便于合拢，分段的结构应稳固，不需要临时支撑和加强，或者，其形状适当，只需最少时间即可完成合拢；为便于舾装和涂装，在满足起重能力、场地的条件下，分段应有尽可能大的空间面积（或体积）； 2021/7/26造船成组技术27推行船体精度控制技术以船体建造精度标准为基本准则，通过精度设计，采用科学管理方法和先进工艺技术手段，对船体建造进行全过程的尺寸精度分析与控制，以达到最大限度减少现场修整工作量，提高工作效率。精度管理要求各项作业规范化、标准化，从而有利于分道生产连续、均衡地进行，提高产品质量，降低建造成本。分道工位的合理配置根据各中间产品的成组工艺流程，设置相应的分道工位，使各中间产品按固定的工艺流程逐级进行制造。为了连续、均衡地生产，必须将各个分道工位上的作业人员和工艺设施进行合理的配置，必须从有利于高效生产出发，实行成组工艺布置，按工位的实际需要设置作业人员。 2021/7/26造船成组技术28实施定置管理（或区域定置管理）现代造船模式的生产作业体系是以中间产品为导向，以生产任务包形式按区域／阶段／类型的组织生产方式。它强调以“产品”形式，配置完成该“产品”所必需的生产资源，按区域定置在施工作业场所内进行相同族性的批量“产品”作业。组织这样一种生产就要求在定场地、定任务(指“产品”任务)、定生产资源(含人、财、物，即指：定人员、定成本、定设备和资材)的基础上进行作业，从生产“产品”的优质、高效、低耗角度，妥善处理施工作业场所内人、物、场所之间的结合关系。船体分道建造是有序、连续和均衡的作业，各种材料、零件、部件的流向应同工艺流程相同，根据集配的原则，进行定置管理是十分重要的。各个作业区域进行科学管理，控制生产节拍也是非常必要的。 2021/7/26造船成组技术29定置管理的概念1）定置的定义“定置”就是确定位置。这里说的定置的定义是：根据物流规律科学地确定物品在场所中的位置即称为定置。定置的含义可分三个层次，即：定置——科学的确定位置（层次l）导致使物品的存放位置最佳（层次2）导致使人员、设备、资材、场地实现最佳组合状态（层次3）2）定置管理的定义定置管理是企业在生产过程中研究人、物、场所三者之间关系，并科学地确定人、物、场所的最佳结合状态的一项现场管理技术。 2021/7/26造船成组技术30区域定置管理表现在以下几方面工位定置即为各类中间产品的设置提供所需的作业场地固定。人员定置即为中间产品配备劳动力固定。鉴于“产品”作业任务的多样性，作业人员必须—专多能，具备掌握复合技能工种的条件。设备定置即为中间产品配置生产必需的机器设备和生产工具，以供作业人员方便作业。任务定置即工作内容固定。标准定置即作业要领和质量标准固定。此外，定置管理还包括定产量、定工时、定材料消耗与动力消耗、定劳动分配等等。 2021/7/26造船成组技术31分段制造与舾装、涂装作业同步在系统部件、多系统模块及分段建造的过程中，必须坚持先行舾装；船体分段装配和舾装两项作业同步，并且按照涂装计划将涂装作业插入各中间产品的各个制作阶段，以便对中间产品的逐级制造过程中实施节拍一致的分道建造。实施设计制造一体化船体分道建造，应该注意工期相同的中间产品并行设计，并且进行同步制造。并行设计，才能保证同步加工制造。制造装备的机械化与自动化实现中间产品的分道制造，制造装备是是相当重要的，如切割设备、成形加工设备、各种装焊流水线等都是中间产品制造的必要装备。国外船厂在实施分道建造的同时，也进行船厂的技术改造，尽量用最新最现代化装备来制造中间产品。返回 2021/7/26造船成组技术32思考题：1.船体分道建造的支撑条件有哪些？2.定置管理的含义是什么？ 2021/7/26造船成组技术33汽车运输船再见！'