相关文章 |
行业信息 |
|
江南造船（集团）有限责任公司 陈 强
生产中心造船模式是一种全新的综合型生产组织方式，生产中心是一种独立的相对封闭的责任生产单元，它能建造专门的分段并开展相应的预舾装工作形成模块产品，或制造专门的功能（设备）单元模块，或进行总装工程形成终端产品。
根据生产中心的性质可分成职能中心和制造中心；根据中心的设置位置和体系结构，又可分为实体中心和虚拟中心。
生产中心造船新模式具有以下十分明显的特点：1.高效性；2.高度灵活性；3.集成制造；4.模块化制造；5. 体现壳舾涂一体化；6.物流最优化；7.独立的责任中心；8.独立的成本中心；9.有利于技术更新；10.有利于扩建发展。
1 前 言
中国造船业于1978年进入国际船舶市场，经过二十余年的努力，造船年产量已由世界排名第17位上升至第3位。然而与世界造船强国日本、韩国相比，我们无论是在造船的总产量还是在造船的工艺技术方面都存在较大差距。表1是世界主要造船国家和地区造船效率的对比表（1996年评估）。
|
国 家
|
效率（工时/修正总吨）
|
|
日 本
|
15
|
|
韩 国
|
28
|
|
欧洲平均
|
35～45
|
|
波 兰
|
65～100
|
|
中 国
|
>100
|
从表1中可见，我国船厂生产效率极低。若想适应激烈的国际竞争，就必须采用造船新模式，不断提高生产效率，以增强国际竞争力。
生产中心造船模式，就是一种全新的综合型生产组织方式，尤其适应于大型化的船舶生产企业。它不同于车间管理模式，具有专业性与综合性的融合优势，且具有相对独立、责任明确的特点，十分适合中国国情。九十年代中期，生产中心造船模式在韩国“现代”集团和“汉拿”集团下属有关船厂得到应用，取得了较好的效果。
2 生产中心造船新模式特点
生产中心是一种独立的相对封闭的责任生产单元，它能建造专门的分段并开展相应的预舾装工作形成模块产品，或制造专门的功能（设备）单元模块，或进行总装工程形成终端产品。
生产中心主要特点如下：
1. 高效性：每个生产中心的设计侧重于某种专门的中间产品类型。中心制造产品的确定按成组技术，对船舶终端产品进行模块（中间产品）划分；根据相似性原理，按形状、尺寸、工艺原则等分类成组，使中间产品具有一定的批量，从而可实现高效专业化的批量生产。最后通过总装成为终端产品，这使小批量多品种的终端产品（船舶）得以高效建造。
2. 高度灵活性：每个专门生产中心，通过工艺相似归类，可建造不同船型的专门中间产品，方便灵活，适应性强。
3. 集成制造：每个中心，按中间产品的主工艺流程进行设计，同时根据中间产品的特点完成多专业的作业，体现专业化与综合化的集成制造。
4. 模块化制造：各产品生产中心，可分别制造“结构模块”或“功能单元模块”。向总装中心提供模块产品，进行终端产品总装，通过模块之间的接口连接，高效形成终端产品。
5. 壳舾涂一体化的体现：在生产中心制造分段模块产品，充分考虑了壳舾涂一体化的建造思想，从而形成了完整的分段模块。
6. 物流最优化：每个中心，按其中间产品的特点，配有专门的生产设备，并围绕中间产品配置中心内的生产场地和设备，通过内部配套，实现距离最短、装卸量最少的物流流程。
7. 独立的责任中心：各中心任务明确、组织明确、责任明确，简化和规范管理信息流，便于管理和控制，十分适合中国国情。
8. 独立的成本中心：各中心产品明确，投入产出十分明了，便于成本核算和管理。
9. 有利于技术更新：各生产中心生产各自不同的产品，互不干扰。可独立于其它中心进行技术更新。
10. 有利于扩建发展：每个中心都是独立的单元，若生产发展，形成瓶颈时，可单个中心独立扩建。
3 生产中心的类型及在船厂中的设置
3.1 生产中心的类型
生产中心按其性质、生产内容及在体系结构中的位置，可归纳为以下类型：
3.1.1 根据生产中心管理和加工对象的性质可分成职能中心和制造中心。
职能中心以信息管理和加工为主，又可分为生产管理中心和生产设计中心。生产管理中心负责对整个船厂造船生产的日程安排、各部门的生产计划进行管理。生产设计中心主要负责提供船厂生产所需的设计图纸和生产工艺等信息。
制造中心以实物管理和加工为主，根据中心生产内容可以分成总装中心、模块产品生产中心和服务型生产中心。总装中心即终端产品装配区；模块产品生产中心一般是根据终端产品分解后的中间模块产品来设置的；服务型生产中心一般对中间产品或终端产品提供某种功能型的服务，从而形成完整的中间产品或终端产品。总装中心是核心，各产品中心和服务中心主要围绕总装中心进行生产和服务。
3.1.2 根据生产中心在体系结构中的位置，又可分为实体中心和虚拟中心。实体中心是公司内部的实体部门；而虚拟中心则是公司外部的实体单位（或工厂），但为公司提供中间产品和服务。
3.2 船厂中间产品的类型
船厂的终端产品为各类船舶。根据成组技术的相似性原理，对船舶进行划分，可分为单壳分段模块、双壳分段模块、上层建筑分段模块、艏部曲面分段模块、艉部曲面分段模块、机舱三维立体分段模块、功能（设备）单元模块共七大类中间产品。
3.3 分道建造与产品型生产中心的设置
为使小批量多品种的船舶建造获取大批量规模生产效益，还应按成组技术原理对相似的七大类中间产品进行分道建造，以实现设计、作业和管理的一体化和各中间产品生产的平行化。由于艏、艉分段模块和机舱三维立体分段模块的加工工艺有相似之处，大多数船厂在分道建造中一般统一归类为曲面分段模块（也可单独分置）。因此总装化船厂按主物流道的走向通常将中间产品的生产制造分五道进行。其对应的产品生产中心可设置为5个，即双壳分段生产中心、单壳分段生产中心、曲面分段生产中心、上层建筑分段生产中心、功能（设备）单元模块生产中心。各产品生产中心可相对封闭，独立生产，互不干涉，各行其道，形成完整的产品型责任中心，有利于船厂的各种管理。（见图二粗实线框部分）
3.4 服务型生产中心
为了使生产中心生产出完整的模块产品，还需设置四个服务型生产中心，即切割中心、涂装中心、集配中心和能源中心，以使生产中心向总装中心提供完整的中间产品模块。
3.5 虚拟生产中心
由于网络技术的飞速发展，使得造船厂更适合现代化的总装生产。部分中间产品如主机、发电机等设备单元可以社会化配套生产；对于某些生产中心的零部件如管子、阀件等，也可采用社会化配套协作形成虚拟生产中心，通过计算机网络，归入总装化造船生产管理体系，为终端产品服务（见图二粗虚线框部分）。虚拟中心有利于降低总装厂的投资，提高专业化生产水平，提高总装效率，实现资金的最佳利用，并可实现配套全球化战略，有利于产品质量的提高和船厂竞争力的提高。
3.6 总装中心
总装中心是总装化船厂的核心。各生产中心生产的模块产品在此进行总装，形成终端产品（船舶），船厂的总装中心是由船坞和船坞区总装平台（或船台和船台区总装平台）组成。总装中心内设置有各种类型的起重设备如大型龙门吊、高吊等，用于模块产品的总装和模块接口连接件的安装。总装中心是船舶建造中计划管理的核心，通过对总装计划的制定和控制，来安排各模块产品的生产计划。
4 上海外高桥造船有限公司主要生产中心简介
上海外高桥造船有限公司是国务院近期批准的国内规模最大的现代化总装船厂，在规划设计中选用了生产中心造船新模式。其总目标是成为世界一流的总装化船厂，第一期工程建成后生产效率目标确定为25H/CGT。
上海外高桥造船有限公司第一期工程中设置的实体中心有：a)总装中心；b)四个产品中心，即单壳分段生产中心、曲面分段生产中心、上层建筑生产中心和功能模块生产中心；c)三个服务中心，即切割生产中心、涂装中心和集配中心。
4.1 总装中心
外高桥船厂总装中心由2个船坞（1#坞480米×106米，2#坞360米×76米）和十余万平方米的总装平台组成。总装中心还配有数台大型龙门吊和数台高吊，可进行50万吨以下的各种大型船舶的总装建造。
4.2 单壳分段生产中心
单壳分段生产中心建筑面积约数万平方米。
4.2.1 单壳分段生产中心承担的制造任务：
进料：
a. 接收“外协加工”的装配件：如“T”型材、管子件、扶梯等；
b. 接收“外协加工”的零件：如切割后的内部构件、型件等；
c. 接收“外协”的原材料：如矩形板。
生产内容：
a. 本生产中心制造的分段模块所需的平直矩形钢板切割；
b. 单壳分段模块制造所需的肋板、纵桁等小构件；
c. 通过两条平面分段流水线进行单壳分段制造和分段内的预舾装件的安装，形成单壳分段模块产品。
生产中心平均每天生产若干个单壳分段模块产品，全年装焊重量约数万吨。
4.2.2 单壳分段生产中心的设备配置
单壳分段生产中心配置几条平直分段流水线，例如：A线宽20余米，B线宽近20米，置于同一厂房的相邻两跨内。每条线设一系列工位，分别是：拼板工位，单面焊工位，检查修补工位，纵骨装配工位（B线该工位兼旋转工位），纵骨焊接工位，缓冲横移工位，肋板、纵桁装配工位，两个肋骨、纵桁焊接工位，预舾装工位，预舾装和涂装补漆两用工位，检验运出工位。板材由流水线始端的数控门式切割机切割后提供，流水线外侧是内部构件小合拢场地及型材托盘、部件托盘和舾装件托盘的运转场地。
4.2.3 需重视的几个问题
a. FCB单面焊双面成型技术是流水线的关键技术，上海外高桥造船有限公司采用的是3丝高效FCB焊机。焊接速度可达0.8m/min。该方法可省去拼板翻身进行反面焊接成型等工作，并可降低厂房高度，节约投资，提高工效，但FCB焊接质量是分段制造质量的关键，应高度重视。
b. 为提高流水线生产效率，凡在小构件制作时可以安装的扶梯、把手、人孔盖、管子和电缆的紧固件等均应在小构件制作时完成，以减少流水线上安装工作量，实现节拍生产，这对生产设计提出了较高的要求。
c. 搞好托盘管理，提高预舾装工位的效率，尽可能完成预舾装件的安装工作，形成完整模块。
d. 各工位应及时修补焊接对底漆的破坏部分，以减少分段模块进涂装中心后的工作量（只需扫砂，不需出白），实现壳舾涂一体化建造，提高整体建造效率。
4.3 曲面分段生产中心
本中心建筑面积约数万平方米。
4.3.1 生产制造任务：
进料：
a. 接收“外协加工”的装配件，如“T”型材、管子件、扶梯等小型部件和轻型平面分段等大型部件；
b. 接收“外协加工”的零件，如各种板材、型钢等。
生产内容：
a. 本中心和其它生产中心所需的船体曲形钢板、型钢的弯曲成型加工；
b. 本中心所需的小构件制作；
c. 艏部分段、艉部分段、三维机舱立体分段的中间产品总装制造；
d. 本中心中间产品中的相应预舾装件安装工作，形成完整的曲面分段模块产品，提供给总装中心。
曲面分段生产中心年生产曲形分段模块数百个，全年装焊重量约数万吨，并为其它生产中心加工部分材料。
4.3.2 设备配置：中心内配置千吨以上三辊弯板机若干台、百吨以上数控肋骨冷弯机若干台、千吨级门式油压机和百吨级开式油压机各若干台。
4.3.3 装配方式：曲形分段制造主要有固定工位和移动式工位两种装配制造方式。上海外高桥造船有限公司采用固定工位的制造方式，但为提高生产效率，应在下一阶段考虑移动工位方式生产，形成曲面分段流水线生产。如日本三菱香烧船厂，就是采用了移动式的流水线生产方式，效率较高。
4.4 上层建筑分段生产中心
本中心建筑面积约数万平方米。
本中心主要制造上层建筑、分段模块，并完成相应的预舾装工作。
上层建筑是由数个薄板小型平面分段所构成，小型平面分段可采用生产流水线来制造，然后在专门总装区拼装组合。构件的加工及装焊在规定的作业区域中进行。本中心配置流水线一条，形成分段装焊及构件制造两个作业区。
分段装焊流水线有一系列工位：定位焊、单面焊、肋骨安装、肋骨焊接、预舾装、检查运出，流水线前端设置高精度门式切割机进行钢板的边缘切割；构件加工及装焊作业区配有钢板折弯机、剪板机、油压机等设备。
4.5 涂装中心
本中心承担其它生产中心制造的模块最终涂装工作，形成完整的壳舾涂一体化的模块产品，提供给总装中心。
该中心设有数间“喷涂合一”式作业工场和数间专业涂装工场。工场内配置近百台双枪喷砂缸，75KW真空回砂机二十余台，18000～20000立方米/时的冷冻除湿机十余台，以及局部除尘、全室除尘系统、地坪回砂系统、触摸屏控制系统和环保设施。
涂装中心每年可进行约数百万平方米的喷砂作业和约数百万平方米的涂装作业（一喷二涂），可完成所有分段模块的涂装工作。
4.6 切割中心
本中心占地面积数万平方米。
切割中心主要承担经CAD/CAM套料之后的船体外板及内部构件的切割；“T”型材面板及腹板的切割、装焊及校直；型材的切割；修船所需钢材的半自动切割等生产任务。
本中心全年切割钢材数万吨，其中板材万余张，型钢数万根。
本中心配置了数控等离子切割机若干台、板条切割机数台、 “T”型材装焊、校正流水线若干条以及型钢划线切割生产线若干条。为配合切割生产的上下料和“T”型材装配，本中心还配置了数台电磁桥式起重机和数台吊钩桥式起重机。另有数台低压电动平板车负责将要生产钢材从理料间运送到切割中心。
4.7 集配中心
集配中心的任务是将适当的物料在适当的时间按适当的数量送到适当的地点。集配中心是以托盘形式按区域、阶段、类型，适时向各生产现场提供配套齐全的管件、附件、舾装件和机电设备等。托盘的内容还包括生产中间产品所需的生产设计以及生产的进度、质量、成本等管理信息。
集配中心的主要功能是将自制品、外协加工品、外购品等舾装件按照托盘管理表的交货要求进行验收、入库、分理、保管并及时准确地将配套件按生产阶段发送至船舶各区域的舾装场所。
集配中心新建的配套库数千平方米。露天的舾装件和管子集配场数千平方米。
5 生产中心造船模式的主要影响因素
生产中心造船模式的影响因素主要有下面几项：
1. 设计深度的影响：由于生产中心造船模式是以模块化建造思想为基础，是否进行模块化设计以及设计深度和设计质量是影响生产中心效率的关键因素。
2. 模块标准化是提高生产中心效率的重要措施，应进一步深化研究。
3. 信息技术是生产中心造船模式实现有序和可控的基础、保证和技术支撑。
a) 生产中心造船模式对CAD/CAM提出了更高要求，即对设计者由传统的“一对一”工作方式转成“一对多”的工作方式。
b) 计算机网络更适应于生产中心造船模式，可采用三级网络形成企业局域网，将各生产中心、设计中心与管理中心互相连通，便于管理中心对各生产中心和设计中心的管理和控制，做到信息高度集成（CIMS系统）。
4. 生产中心造船模式在其理论上还应进一步研究和完善，特别在组织结构、管理体制等方面尚有很多工作要做。 |
|
