Lecture01-生产设计概论

造船生产设计概论辛国栋[e-mail]现代船舶与现代造船模式现代船舶与现代造船工程主要特点：专业化、大型化、复杂化•技术密集型和劳动密集型产品，涉及钢结构、机、电、导航、水声、光学、通信、电子等360多个专业，覆盖了高、精、尖技术领域。是国家综合技术实力的体现。现代船舶工程•船体工程•舾装工程现代船舶与现代造船模式船舶建造方式的演变铆接造船时代：零件直接上船台装配的“整体造船法”•设计只是解决“造什么样的船”，至于“怎样造船”和“怎样组织造船生产”，在设计阶段不予或者很少考虑；•船体工程与舾装工程，船舶设计与船舶建造基本处于分离状态；•船舶建造的效率低，周期长现代船舶与现代造船模式船舶建造方式的演变焊接造船时代：焊接船体，分段建造，预舾装-“分段建造法”•将船体划分成若干分段，上船台之前各分段单独建造，完成后在运往船台总装；•大部分舾装工作被提前到船台装配和分段装配阶段进行，这个阶段的舾装称为船舶预舾装；•新问题：焊接变形、余量、补偿量、分段的吊运翻身，船体工程与舾装工程的配合，工艺流程的确定等-船舶设计与制造工艺走向结合的萌芽•船舶设计发生了很大变化：不仅反映完工状态，还要尽量使施工的各个工位和工序的施工要求方法对应。•解决了“造什么样船”、“怎样造船”和“怎样组织造船”的问题，形成设计与制造一体化现代船舶与现代造船模式船舶建造方式的演变区域造船时代：船体分道建造、区域舾装、区域涂装•设计与制造一体化延伸到舾装领域，形成新的“区域舾装法”•根据船舶结构与布置特点，把整体船划分成机舱、甲板和上层建筑几大区域，为了便于施工，沿着船舶深度、高度、和宽度方向再进行划分成较小的区域，对每个区域都要绘制舾装综合布置图。•所需要的材料或零件按生产顺序要求的时间和所属的区域进行配套集中，形成所谓的“托盘”。•种类繁多的舾装件的安装做到了时间上有序，空间上分流，并和船体工程协调一致，实现船体工程和舾装工程的一体化。•后来将涂装工程贯穿于整个建造过程。•壳、舾、涂一体化造船模式形成。需求规格书相关记述版本号修订者作成者修订日作成日壳、舾、涂一体化区域造船流程体系2.现行业务系统分析2009/10/25辛国栋12-2壳、舾、涂一体化区域造船流程体系型材板材船体作业型材加工组合件平面分段构件内部构件曲面分段构件平面分段曲面分段上层建筑分段材料零件加工部件装配分段舾装板材托盘集配舾装区域分段舾装舾装作业分段预组合总段舾装船台合拢船内舾装单元制作舾装件制作模块制作管件制作机械设备区域组织生产住舱舾装区甲板舾装区机舱舾装区全船电装区分段舾装分段舾装分段舾装分段舾装总段舾装总段舾装单元舾装总段舾装船内舾装船内舾装船内舾装船内舾装船舶下水码头实验试航交船船体作业预处理底漆预处理底漆按区域二次除锈、涂漆二次除锈、涂漆二次除锈、涂漆中间产品导向DAME油漆最后油漆A：上层建筑D：货舱M：机舱E：电装船舶货仓分道首尾分道上层建筑分道12345涂装舾装在分道制造的过程中涂装和舾装现代船舶与现代造船模式造船模式定义：造船模式是指组织造船生产的基本原则和基本方式•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•这种分解和组合方式体现了设计思想、建造策略和管理思想的结合。•造船模式不反映具体的造船方法。现代船舶与现代造船模式传统的造船模式系统导向型的造船模式：设计、工艺、管理三者分离，建造方式是船台散装、码头舾装、整船涂装。系统和区域导向型的造船模式：按照功能、系统对船舶产品的作业任务进行分解和组合，并按船体、轮机、电气专业划分工艺阶段。现代船舶与现代造船模式现代造船模式-产品导向的造船模式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，实行设计生产和管理一体化，均衡、连续地总装造船的造船模式现代船舶与现代造船模式现代造船模式-产品导向的造船模式理论基础：•统筹优化理论和成组技术；主要标志：•应用成组技术原理，建立以中间产品为导向的生产作业体系；形式体现：•中间产品导向型的作业体系的基本特征，是以中间产品的生产任务包形式体现的。基础和必要条件：•按区域分类成组，建立区域造船的生产组织形式作业体系相互关系的准则：两个一体化•壳、舾、涂一体化•设计、生产、管理一体化需求规格书相关记述版本号修订者作成者修订日作成日2.现行业务系统分析2009/10/25辛国栋2-1.现代造船模式体系框架一体化的船舶设计•产品设计•制造工艺设计•管理信息一体化的船舶建造•船体建造•舾装•涂装经营•经营战略•市场调研与预测•合同谈判计划管理•建造方针•综合日程表物资管理•材料•零部件•设备现代造船模式体系框架质量管理•质量•安全成本管理资金、人力、技术、设备/工具、能源1交船•售后服务•箭头表示信息流/物流现代船舶与现代造船模式未来造船模式-中间产品模块化组织生产作为中间产品的造船模块应该具有“标准尺寸和标准件，且主要部件具有可选择的最终产品的预测单元”•船体结构单元•舾装功能单元现代造船模式的设计方式传统的船舶设计方式方案设计、技术设计和施工设计三个阶段•方案设计、技术设计是船舶产品的设计，反映了船舶完工后的最终状态•施工设计是为船厂提供制造、安装、调试用的施工图纸和工业文件，是为现场生产服务的。•船体：没有必要的工艺装备和工艺要求，没有详细表示出结构及零件的制造，安装顺序，施工方法、工艺要领和施工中必需的各种数据。•舾装：只表示设备与系统的原理，布置、要求及安装的最后状态，没有设备与系统制造，安装的阶段、程序、方法与实验要求等。现代造船模式的设计方式基本原则区域设计：区域生产区域设计一一对应；中间产品为导向设计、工艺、管理一体化壳、舾、涂一体化各个设计阶段相互结合需求规格书相关记述版本号修订者作成者修订日作成日各阶段的划分及其设计内容2.现行业务系统分析2009/10/25辛国栋12-3船舶设计与生产、管理的关系初步设计详细设计转换设计生产设计设备厂商表电气布置图舱室布置图机舱布置图总布置图横剖面图型线图规格书原理图设备布置图系统图首、尾、货舱区域结构图外板展开图基本结构图分段划分图综合布置图(管系、电缆舾装件)托盘划分零件表分段划分图平面分段上层建筑分段曲面分段舾装安装图（单元。分段、船内）托盘表分段装配图部件装配图切割图管系电缆管系材料表附件材料表制作图管系舾装件切割图初步设计详细设计转换设计生产设计设计层次合同生效形成船舶总体设计完成送审认可设计完成生产设计第一层次（总系统）第二层次（分系统）第三层次（系统/区域）第四层次（系统）初步设计：按照船东技术任务书要求进行船舶总体方案的设计，设计生效后作为后续设计的依据，其中包含报价设计、合同设计，因此也叫做合同设计详细设计：对具体技术专业项目进行详细性能设计，以确保船东要求，需要送审，为生产技术准备提供所需物料、设备清单转换设计：该阶段把系统设计转变为区域设计的前奏。提供船体分段结构图和舾装综合布置图，是最后生产设计的依据，但不用于现场施工。生产设计：在转换设计的基础上按区域、阶段、类型进行产品作业任务的分解和组合。该阶段提供的工作图和管理图表均作为指导现场作业的依据造船生产设计概要1978年，我国从日本引入“船舶生产设计”概念，先后经历了研究、试行和推广、提高两个阶段。原中国船舶工业总公司在1983年实行设计改革，将船舶设计划分为初步设计、详细设计和生产设计三个阶段的新体制目前，我国船厂推行造船生产设计已经相当普及，深化造船生产设计已经成为造船企业管理的主要手段，对促进我国船舶设计体制和船厂生产管理体制改革产生极为深刻的影响。造船生产设计概要生产设计的性质从广义上讲，是从施工的立场出发，通过设计的形式，考虑高质量、高效率、短周期、确保安全地解决“怎样造船”与“怎样合理地组织造船生产”的一种设计。是对产品“生产方法和过程”的设计。生产设计的含义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标和各种管理数据的工作图、管理表，以及提供生产信息文件的一种设计生产设计的内容船体生产设计船体生产设计负责自船体放样开始，经零件加工、结构预装配到船体总装的一切生产技术准备工作。舾装生产设计在设绘综合布置图的基础上进行单元划分，将一个区域的部件，管路分成若干单元以及需要现场安装的零件。船体生产设计的内容舾装生产设计的内容初步设计详细设计事前准备制作图单元组装图分段舾装图船上舾装图托盘管理表加工单元组装分段舾装露天舾装托盘备料船内舾装图舾装生产设计生产设计的主要特点生产设计要解决的是“怎样造船”的问题生产设计将设计、工艺、管理融为一体生产设计以设计的形式，对造船的总体方案和具体施工方法进行全盘研究、分析、比较后，经过优化，以工作图表的形式表达出来，作为施工命令，用来指导生产。将设计与工艺紧密联系在一起生产设计过程中，对工时、材料、重量、切割长度、装配长度、焊接长度、涂装面积等作业负荷进行全面统计，为生产管理（劳力、日程、场地的安排和调配）提供科学依据。将设计与管理紧密联系在一起生产设计的主要特点生产设计必将涉及整个生产体系涉及到设计、工艺、管理（计划、材料、质量、安全）、经营各部门等整个生产体系生产设计通过其事前准备工作而贯穿于整个船舶设计过程的始终在初步设计阶段就开始拟定建造方案、进行分段划分、提出舾装方针；在详细设计阶段，提出船体及舾装的施工要领、进行单元划分、考虑舾装方案等；在生产设计阶段，拟定建造方法与工艺方案，用工作图和管理表表达，作为指导施工和组织生产的依据。生产设计的主要特点生产设计的过程是在图面上“模拟造船”的过程生产设计的工作图表，是生产设计人员在施工开始前，对建造方针和各种工艺细节进行精心研究后设计而成的，已经把建造技术都融入到图表之中。就相当于在图纸上进行了“模拟造船”。这样，可以提前发现问题而采取对策，避免现场出现浪费和误操作生产设计的主要特点生产设计工作图表是现场生产的唯一依据为适应分段建造法和区域舾装法的工艺要求，生产设计工作图按工艺阶段、施工区域和单元绘制，这样就便于按工序、按区域组织生产。这种生产设计图表与施工对象的一致性，表明了工作图是现场施工的唯一依据。生产设计的主要作用实现了在施工前现在图纸上模拟造船；使施工现场有了可靠、唯一的施工依据；促使设计、生产、管理一体化；使壳、舾、涂按阶段（区域）施工能实现时间有序、空间分道、连续均衡地进行；成组技术成组技术是一种先进的生产组织管理技术。其实质是：将生产的全部零件进行分类并编码，把形状、大小、加工方法和工艺流程相似的零件划分成若干不同的零件组，然后按照每个零件组的具体加工要求，制定最佳工艺路线，选择并集中专业人员和相应的设备，建立成组生产单元或者生产流水线，进行成组生产运用成组技术，可以多品种小批量或单个产品的生产方式转变成接近于批量生产的方式，从而达到提高生产效率、降低成本的目的组合件（组件）是指零件与部件或者部件与部件装焊成的船体结构标准件指同一船舶产品或不同产品中，同属一个标准、可以互换的零件或部件通用件指形状、尺寸、板厚、材质都一样可以互换的零件、部件和组合件铁舾装件（铁舾件）是指船体结构和管舾装等以外的钢铁质舾装件。如：油水箱柜、辅机安装的基座、梯子、栏杆、扶手、各种搁架、托架、旗杆……等