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有关生产设计国内外发展现状


有关生产设计国内外发展现状
摘要 生产设计是在详细设计基础上,从船厂施工的角度出发,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。生产设计是我国 改革开放以来从日本引进的现代造船技术,对促进我国船舶设计体制改革和船厂生产管 理体制改革产生了深刻的影响。当前,在我国推行生产设计已被看作为船舶工业中的一 场革命。 生产设计引入我国,

改变了我国船舶设计阶段的传统划分,中国船舶工业总公司 规定,船舶设计按初步设计、详细设计、生产设计三个阶段划分。 目前,我国一些主要船厂不同程度地推行了生产设计,且取得了一定效益。 关键词:造船、船舶设计、船舶建造。 1.1 生产设计在船体建造中的应用 生产设计首先应用在船体建造上。以往,船体分段图的零件表所表示的零件都是单 一而互不联系的物体各称、尺寸、材质、规格与重量等,它们之间的联系是通过施工者 在现场制作中实现的。这样的施工图工艺性不强,许多问题都是通过现场手艺去解决。 其实,构成分段的每一个零件之间都是有机联系的,也正是由于零件之间的这种内在联 系而构成分段。 一般船体结构,尽管它们的形式不同,大小各异,都无非是由零件、 部件、 组合件、分段这四部分装焊而成的。因此,我们发掘零件之间按工艺阶段划分的内在联 系,将建造工作分为五个阶段:零件加工、部件装配、组合件装配、分段装配和总装。每 个阶段都可以看作一个独立的工作单元,该单.元要做的工作细节都清楚地写在零件表 上,负责各阶段工作的建造人员,根据这些零件表的要求安排和组织生产。 这种按工艺阶 段划分的方法正在不断地完善,原来采用“组件”、 “部件”、 “拼板件”、 “散装件” 的中文表示,现在已用编码、符号代替,每个阶段又形成一个生产组织,并配备所需场地 和设备,每个阶段都根据船体建造总进度表进行管理,该进度表显示出船体分段投入总 装的顺序和时间。首先,我们把大部分的精力集中于施工图的改进上。按工艺阶段编制 零件表,施工图上增加了工艺措施和焊接坡口型式,把原属车间的工艺技术准备工作提 前到生产设计中去做,从而保证了船体工程在施工之前先行协调,在图面上得到统筹。 接 着,我们关注的是精度控制。工程部门在各工艺阶段已从不控制装配余量到逐步进行余 量控制,并积累了大量的数据。 逐步把船台装配余量推前到分段装配时割除,实现了无余 量上船台,减少了二次作业工作量,加快了分段建造进度,缩短了船台周期。分段装配的 检验工具已运用激光经纬仪等先进工具,这些均反映了在分段装配领域里向省力化、装 焊作业机械化方向发展。诚然,这个过程本身受到设备能力、焊接技术、数控切割、加

工精度等限制,一下子不可能完全达到要求。但国外已广泛采用简易衬垫 COZ 半自动单 面焊接、 埋弧自动单面焊接以及气垫垂直自动焊接法,这些单面焊双面成型技术,不但工 效高,焊接间隙可以加大,而且不影响质量,一般间隙大到 6~smm 仍可焊接,这就有利于船 台装配实行精度控制。 船体建造阶段的每一项工艺改革,开始时是由设计部门确定的,后 来由于工程部门的不断改进,终于产生了不同于早期的做法,这些信息都直接由工程部 门添加在设计图纸上,作为施工现场实施的依据。 1.2 生产设计的发展 模式的形成 常规的设计管理方式与新体系的差别是很大的,因此要花费极大的精力和相当多的 时间去适应新的体系。首先,组织一批中年专业技术人员学习、研究和消化 IHI 的生产 设计图纸和资料,本着移植与实践相结合的原则,写出了五本约十五万字的培训教材。 接 着,我们把收集到的工 Hl 生产设计资料,编印成 《IHI 资料译编》 、 《移植日本 IHI 相生船 厂培训教材》《日本船舶建造 IH 工相生船厂考察报告》《新船舶建造工作法—代码手 、 、 册》等约一万五千多册,在技术人员及管理干部中广为发放,举办中层干部学习班,开展 各种形式的专业技术培训,为推广生产设计培养了一批骨干。 随后,我们又组织各种类型 的研讨会,诸如:生产设计编码、综合布置、托盘管理、区域划分、电算应用等。最后, 确定了以移植生产设计编码、 按区域的舾装方法以及托盘管理这三个方面作为主攻方向, 移植 IHI 生产设计工作终于全面铺开 1985 年以来,我厂通过移植 IHI 生产设计方法,产 生了很大的变化:设计一开始,生产部门便从施工的立场出发,编制《船体建造计划书》, 确定分段划分、合拢要领、精度计划、自动焊范围、建造计划和场地安排等,编制《舾 装建造计划书》,确定舾装单元的划分、预舾装要求、托盘划分原则和进度计划等,确定 工艺管理信息。设计部门综合这些要求,绘制各生产阶段的图纸,编制各种技术文件等, 整个生产设计工作都围绕着这两个建造计划书而展开,这就是日本人称之为“以现场为 中心”的设计思想。在出图方法上,彻底改变了原来单纯围绕船舶系统开展设计的设计 模式,而变成按系统(详细设计)—区域(.生产设计)—系统(系泊试验和完工文件)的设 计模式,把船舶设计分成机舱、货舱和上层建筑区三个大区域封闭起来。对专业人员按 区域重新进行调整,以满足区域综合布置的需要。工程部门设立与设计部门相对应的机 构,做到设计的内容有相对应的生产职能部门去实施。 这样,便使整个舾装工作能适应与 贯彻区域舾装的要求,同时使对交船周期起决定作用的机电安装与调试工作得以顺利地 进行。除了这些变化之外,为了提高地上舾装率,在船体建造图纸的绘制上,使所设计的 图纸与船体实际按区域建造的方式相同,即采用把立体分段或半立体分段分解为平面分 段。 在平而分段完工后,处于平置状态进行管子和舾装件预装,然后再组合成半立体分段 或立体分段。对于复杂的机舱区域,采用功能性单元、设备单元、箱柜单元、管子单元 等舾装方法。上层建筑在建造时与主船体平行作业,逐层预装,然后组成立体,最后整体

吊装上船。 生产设计编码 推行生产设计编码,是发展生产设计技术,加快生产设计信息传递速度,便于生产设 计信息处理电算化的一项重要改革。 日本石川岛播磨重工业株式会社应用成组技术的原 理,通过对设计、工艺、管理三个领域内的有关要素进行分析,建立了一个庞大的综合编 码和一个统一的数据库系统。该系统既可用于指导日常的生产管理,又可广泛应用计算 机作各种信息处理。 计划部门可使用这个数据库中的信息,制订计划日程;材料供应部门 可以从数据库中提取材料清单,安排材料的采购和存储;管理部门可以从数据库中提取 托盘清单,安排材料集配和作业计划等。 就船体结构零部件而言,它通过英文字母和数字 组成,除了起到按传统的零件号对号入座的作用外,还能表示该零件所属的分段、 组合件、 部件范围,并可知道该零件的加工方法、 安装阶段和去向,即起到成组技术的“以数代性” 的作用。 舾装件编码较之船体零件编码复杂,大致分为两大类:一类用于成本及物资管理 方面,另一类用于生产管理方面。 舾装件的生产过程按工艺阶段又可以划分为制作阶段、 配套阶段和安装阶段。某些阶段按区域、按工序又能分为几个步骤。然后,将船体和舾 装的各个步骤在空间上和时间上有机地联系起来,从而达到舾装件在空间上分道、在时 间上有序的目的。 我们通过与 IHI 的合作,先把这些先进技术移植过来,再着手考虑它的 应用及计算机软件开发。 区域舾装法 “区域舾装”突破了传统的按照船舶功能系统进行舾装的作法,舾装作业不再按系 统组织,而是按照区域计划和组织,在综合安装图上表示出一个区域内的所有系统和设 备,由一个综合施工组织完成详区域的一切舾装作业。区域舾装法是船舶舟西装作业的 一种革命性的变革,它表示了按系统造船思想的最终摒弃,月西装不再是船体建造的后 继工作,而是与船体建造同时进行。 这种舾装作业法,对造船周期和生产效率所起的影响 是巨大的。区域舟西装设计最重要的是做好综合布置图。综合布置图是开展区域舾装的 依据,通常在详细设计的后阶段就开始初步的构想。综合布置图的绘制者须具有丰富的 实践经验,其任务是贯彻详细设计的要求,在图面上表达为西装件、管子、风管、电缆的 确切位置与特征,其考虑的因素还包括安装件的尺寸与重量、为西装作业的性质以及各 有关专业图纸按区域的综合和协调。据此,作综合安装图、制作图和编制托盘表。综合 安装图按作业阶段分为地上舟西装、单元舾装和船内方西装,提供安装使用。制作图区 别不同系统的舾装件,便于进行产品分类和安排制作。托盘表按区域、阶段、类型的分 类法来编制,便于计算作业量和资材集配等。 1985 年建造的 1500。 从 吨级多用途 5 号船 开始,我厂广泛应用这种新的舾装体系,并在实践中得到提高。要缩短船舶的建造周期, 不仅取决于船体的建造速度,而且取决于选用什么样的舾装方法。 要做到这一点,必须根 据区域舾装的要求,由设计部门提供综合安装图和托盘清单,供应部门要根据舾装工作

各个时期的需要,提供管子、管子附件、设备及所有材料;外协部门要根据生产进度的需 要,确保舾装件的到货日期,才能保证区域舾装工作的顺利进行。 托盘管理 托盘管理是生产管理的核心,它连同造船生产设计、合理的生产体制以及完善的计 划工作,构成造船企业内部生产管理强有力的四大支柱。“托盘”这个概念指的是用于 某项舾装工作的一整套舾装件,相当于船体建造中的分段。在产品导向型工程分解 中,“托盘”和分段一样都是按区域、阶段、类型来划分,从而使复杂的综合生产过程在 空间上分道、在时间上有序。“托盘”有着双重的含义:一方面,它是一个作业单位(即 工作量),相当于传统的工艺项目,但其划分要求与建造方法、管理方法相适应多另一方 面,它是一个资材集配单位(即物量),相当于传统的配套安装明细表,但其划分要求与物 资采购计划、生产活动计划相一致。托盘管理部门按托盘管理表所指示的相同的安装阶 段、件目同的安装场所来组织集配。托盘送到生产现场,工人施工十分方便,工作效率大 大提高。 实施托盘管理制约因素很多,加上我国配套工业落后,因而我厂至今还未能很好 推行,只有管子的托盘坚持下来,是一个良好的开端。为了能以区域管理的要求,按时去 采办必需的为西装件,生产设计部门要及时提供零件图和订货清单,物资供应部门根据 生产管理部门提出的纳期要求去订货,并且控制交货时间,两者之间的工作联系与信息 反馈应该密切和及时。在为西装件的配套上,还必须成立一个新的机构来管理船厂的自 制件和外协件,把工作分包给各专业生产厂,实行社会化生产。要做到这一点,必须取得 工程部门的指导,由他们提供舾装件安装总进度计划,从而促进舾装件订货到船舶建成 的舟写装工作。当然,建立物资电算管理系统也是很必要的。推行生产设计要以一定的 生产管理模式为依托。

1.3 国外造船模式发展现状
日本船厂的特点是:各船厂分工明显,船厂品种相对较少、专业化程度高。日本船厂 通过深化生产设计,提高船舶的可建造性,从而大幅度提高生产效率,形成自己独特的建 造模式。分析日本造船模式,虽然各船厂运作方式存在差异性,但都存在以下规律性:船 舶产品通过生产设计,均按区域/类型/阶段进行作业分解;按区域/类型/阶段/系统进行 组合;工程分解的作业类型均以一种中间产品形式体现在各个生产过程中;组织造船生 产过程中,均体现壳、 漆、 涂作业的有机结合;生产技术准备过程中,均体现设计、 生产、 管理部门间的有机结合。上述五个基本原则是日本造船模式的理论精髓。 韩国造船目前己经跃升为世界第一,由于其造船单位成本比日本低,因此总体竞争 力较强。韩国船厂主要为综合化大型造船公司、规模效益和产品品种多。韩国造船来源 于日本造船模式,为了学习日本造船经验,他们每年派出大批留学生到日本学习,并将日 本造船的经验移植到韩国。然而韩国造船并没有停照搬照抄上,而是在船舶工业大力推

进信息化,使得如今韩国造船在设计、生产管理上形成了强大的 CIMS 集成系统,通过综 合性一体化设计,进一步深化和加强了造船生产设计和生产管理,使造船效率大幅度提 高。 结束语: 推行生产设计提高企业的整体管理水平,给企业带来整体的效益; 推行生产设计,促 进科技进步和推广应用;生产设计把生产准备工作纳入造船的全过程管理,从而缩短造 船周期。
参考文献:[1]《造船生产设计的探索与实践》 [2]《现代造船模式的研究》


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