现代造船生产模式和技术分析研究111资料.docx

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现代造船生产模式和技术分析研究111资料

渤海船舶职业学院

毕业设计（论文）

题目：

现代造船管路生产模式和技术分析研究

系：

动力工程系专业：

轮机工程技术（船舶管系）

姓名：

xx指导教师：

xx

班级：

11G251评阅教师：

xx

学号：

xxx完成日期：

2014年6月3日

内容摘要

题目：

现代造船管路生产模式和技术分析研究

摘要：

贯穿航运行业，陆运，水运，空运，不管从运输的量还是成本考虑，水运是最佳选择，而水运的工具就是船，不管是江轮还是海轮都是其交通工具，而一个国家的造船生产也能体现其国家对水运的重视程度和科技发展水准。

也可以体现对外贸易的程度。

现代造船生产的模式也是多种性的，各种的结合。

关键词：

现代造船模式；现代造船方法；实行对策；精益造船；中心造船

目录

内容摘要I

引言1

一.现代造船模式2

1.1造船模式简介2

1.2精益造船模式2

1.3中心制造船模式3

1.4本章小结4

二.现代造船方法5

2.1区域造船法5

2.2区域模块化造船法5

2.3精益造船三结合法7

三.我国造船企业实行现代造船生产模式现状和对策8

3.1我国造船企业推行现代造船生产模式的现状调查8

3.2夯实现代造船生产模式对策8

四.现代造船模式技参考文献9

4.1应用组成技术原理9

4.2应用组成技术的核心及原理9

4.3应用系统工程技术的理论10

结论11

参考文献12

引言

随着全球经济的发展，船舶行业的竞争也日益激烈，推行全新的造船生产模式，降低成本，缩短造船周期，提高造船的效率与质量，全面提高我国造船行业的国际竞争力具有重要意义。

结合我国的实际，全面的介绍我国的造船的特点和方式。

了解我国造船的生产模式的对策。

研究现代的造船生产的模式，有利于结合自身的特点和国外先进的技术，从而不断的完善我国的造船行业，提高国际竞争力。

造船的生产模式及对策

一.现代造船模式

1.1造船模式简介

造船模式是指组织造船生产的基本原则和方式。

它既反映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；它体现船舶产品的设计思想、建造策略和管理思想三者的系统结合。

现代造船模式的基础是成组技术等先进的工程技术和科学管理方式，目标是贯彻以"中间产品"为导向的建造策略，实现造船效率、质量和安全水平的不断提高。

1.1.1中、日、韩的造船模式

日本的造船模式最为先进，并且正在为其他造船大国所借鉴。

韩国全面地学习应用日本造船模式的成熟经验，并在此基础上有所创新，使其造船水平有了很大的提高，大大增强了造船竞争力。

我国目前的造船水平还待提高。

在设计管理和经营方面表现比较突出。

再设计管理方面，我国再引进国外先进的设计外，还进行了改革，生产设计按区域模式，部分使用成组技术，部分应用先进的造船技术，而日韩则具有自身先进的技术数字进行设计指导，普遍使用成组技术和先进的造船技术。

1.2精益造船模式

精益生产模式是目前世界上最先进的生产模式之一，它的成功在世界掀起了精益管理的热潮，精益管理的思想已经在世界范围内给各类制造业带来了巨大的进步。

结合中国造船企业转换造船模式的实践，用精益管理的理论，全面、系统地分析研究了造船过程中的精益生产方法和途径，首次提出了精益造船模式。

精益造船模式的出发点是通过消除造船过程中的无效时间（不增值部分）来减少资源浪费、提高资源利用率，从而获得缩短造船周期、降低造船成本、扩大造船产量和提高造船效益的结果。

推行精益造船涉及到船厂管理的方方面面，包括市场开发、预算计划、经营生产、设计工艺、物资采购、人力资源、资金财务，以及设备和安全管理等等。

本文从作业分解、价值链分析、计划管理、精度造船和工厂管理等各个方面，详细论述了精益造船模式的论点和方法，如有效和无效的产品价值链分析、零库存的准时生产（JIT）体系、柔性的单件流水作业体制、均衡连续的节拍生产、客制化的拉动计划体系、人与物和谐运行的4S管理、无缺陷施工的质量管理体系、一工多能的岗位技能用工制度、全员的工厂管理等等，为中国造船企业提供了一种系统的可操作性强的现代造船模式。

精益造船模式需要建立好的工作团队。

为了达到共同的目标，人与人之间更加相互依赖，团队工作精神非常重要。

船厂应建立一种适合于团队作业的组织结构，打破分工界限，互相帮助，提高迅速发现问题和解决问题的能力。

如，为了组织均衡生产，解决劳动力负荷的不平衡，作业者可以承担不同区域、工种的作业，进行流动作业。

这种生产组织结构要求作业者具有多种作业技能，适应多个工作岗位，实行一岗多能的用工制度。

为了加强信息的及时沟通，还要求生产现场建立板报制度，张贴进度、负荷、质量、4S检查、设备点检、人员出勤和其它必要的生产情况报表，使所有作业人员都知道实际生产的进展，便于全员自主的工厂管理。

1.3中心制造船模式

总装化造船的思想、建立造船精益机构是贯穿本论文的主线，是中心制造船模式的内涵和出发点，其目标是实现精益化生产。

精益机构的核心是船坞为中心的总装化机构。

造船技术的发展、信息化推动造船工业现代化的作用，以及向总装化造船方向发展的必然趋势。

精益机构所形成的供应链，分内部和外部供应链。

以价值链为先导，分析船舶制造系统的供应链，以船板为例说明供应链计划的形成过程，应用层次分析法来选择供应商，建立供应商数据库。

本文从一般制造系统的复杂性出发，研究船舶制造系统复杂程度。

其有效途径为：

提高信息量，减少系统的控制级，实施系统的有效控制和减少不必要的中间环节，提出了中心制造船模式，并与传统模式进行了比较。

中心制造船模式不同于传统车间管理模式，根据专业特性和综合技术要求建立一种新的综合型生产组织方式。

生产运作过程以计划为导向，各生产中心形成相对封闭的责任单元，完成按指令的阶段中间产品，实现质量、成本可控，最终达到企业利润最优的目标。

系统的结构是关键，结构变化，则系统随之发生变化，直至质变，进而探讨中心制造船模式的系统结构，及运作机制。

产品导向型作业分解是中心制造船模式下的运作方式的基础，关系到设计、制造和整个管理环节。

依据PWBS原理的基本概念和任务包的生产特征，论述在中心制造船模式下实现PWBS的途径。

并在PWBS首次引入了相似度的概念，分析了相似度精确计算方法，指出在实际应用的前景。

根据模糊聚类分析原理在分段作业类型特征分类上实现了分段的自动分类，是相似性理论的在造船中的具体应用。

中心制造船模式一个重要特征是以计划为导向，建立计划体系是实现系统有序和高效控制的关键。

本文分析了船舶建造系统时限计划，以及柔性计划的概念和实现的途径。

在中心制造船模式下长期计划、中期计划、月计划、周计划和日计划等建立的原则和方法。

在研究船舶生产效率的基础上分析造0哈尔滨工程大学博土学位论文船工时，以及工时在各中心的分配问题；人力资源计划产生的基础是各中心．的劳动负荷状况，是一个柔性计划。

IHOP计划是中心制造船模式实现以计划为导向的重要组成部分。

研究得出最优计划等都有NP或NPC难度，这给制定计划和优化计划带来很大困难，为此本文通过研究通常的遗传算法，提出改进方法；研究处理各生产中心约束条件极其简化方法，来解决IHOPS。

在此基础上编程试算，结果表明该方法是可行的。

本文分析了以汽车为代表的大批量流水线生产的特征。

船舶制造分段流水线与汽车等大批量生产有很大的区别，是按成组技术把作业特征相似的分段集中在一起制造。

平面分段的类型可分为单壳和双壳两个基本类型。

本文着重分析了平面分段流水线的工艺特征、关键技术和设备配置，进而分析单壳平面分段生产的组织结构，包括人员配置、系统控制、作业方式和影响流水线作业的因素，并且研究了流水线的节奏和节拍模型。

分段离散制造，其实也是按照一定节奏来生产，生产特征是以一个个胎位来组织的。

船坞是精一益机构最重要的生产资源，本文在建立数学模型的基础上，提出了坞位排序－模拟优化方法，并给出了实例来说明本方法的可行性。

本文最后论述中心制造船模式在外高桥造船的初步应用，造船基地的规划、设计和船厂运作管理都体现了“中心制造船”的思想。

介绍了外高桥造船目前建设情况，初步建立的中心制造船模式，并展望了中心制造船模式在外高桥造船的发展前景。

1.4本章小结

不管是精益造船还是中心造船都是从我国自身的实际出发，结合国外先进的技术和自身的创新来发展我们的造船行业，从而提高国际竞争力，下面来谈下现代造船的方法。

二.现代造船方法

2.1区域造船法

区域制造模式所采用的技术体系（一组相关联的建造管理方法、建造技术和工艺的集合）是区域造船技术。

所谓区域造船技术就是运用成组技术和系统工程的基本原理，以中间产品为导向，以信息技术为手段，在确保舰船总体性能和满足总体设计要求的前提下，将船舶分为若干相对独立的功能区域或结构区域（中间产品）进行设计和并行建造；实行设计、生产、管理一体化和壳晒涂一体化实现节拍、均衡、连续地总装造船，达到满足性能要求、提高质量、缩短周期、便于现代化改换装和提高舰船生命力的目的。

　　区域造船技术具有许多优点，其显著特征是通过制造“中间产品”、实施“并行建造”达到提高质量、缩短周期的效果。

中间产品是指舰船按区域／阶段／类型进行工程分解的各个基本作业单元，如船体结构组合件、分段、艏装单元，甚至是一个经过预艏装的总段，亦即将一艘船分为若干个总段或结构组合件，如桅杆模块、烟囱模块等，并在这些总段或结构组合件中先行安装绝大部分管系、布设区域内的电缆、安装部分设备和设施．形成一个完成了大部分舫装工作的超大型舰船“部件”，亦即“中间产品”，对这些“部件”组装后，便完成了舰船建造。

所谓并行建造，是相对于串行建造而言的，指这样一些“部件”，可以在同一船厂的不同区域或不同的船厂同时并行地开展相关设计建造工作。

由此看出，当采用区域造船技术时，可以使舰船由原来的一厂串行建造变为多厂联合进行“中间产品”的并行建造，最后在一家船厂进行总装，大大缩短建造周期。

对于批量建造舰船，在采用多厂联合建造时，由家工厂专门建造某一总段或结构组合件，则可使承制单位更为专业，对提高建造质量和缩短建造周期均大为有益。

此外，采用这一技术并合理划分“中间产品”，还能使具有“中间产品”建造能力但不具备急装能力的船厂在战时参与到大中型舰船的建造中来，增加船厂数量，进步提高战时军船建造生产能力。

2.2区域模块化造船法

模块化造船方法的基本思想就是充分应用成组技术、分道技术、集成技术、信息技术、预舾装技术、精度造船技术、壳舾涂一体化技术、区域化管理和总装化的思想，实施以中间产品为导向组织生产的方式，把整条船视作由百把个船体分开组成。

模块是指具有独立性、通用性和组合性的标准化单元。

独立性是指模块具有高度独立的功能和结构，可进行单独的设计、制造、测试及储备。

组合性是指模块具有标准的功能和结构接口，通过简单的连接形式就能实现模块间以及单模块与系统的融合，而在取消连接后，又能方便地实现模块与模块以及模块与系统的分离。

通用性是指模块具有广泛的功能和结构覆盖性，为构造多样化的系统提供功能或结构组件。

模块化作为一种过程或方法，其定义可一般性描述为“将硬件（或软件）按功能分解成许多单元，并将其设计成硬（软）模块，然后与少量非标准硬件（或软件）合成为一个系统的过程或方法”。

从定义中可以看出，模块化过程包含两个子过程，即单元模块的构造和模块的组合。

通过采用模块化技术，可以将一个复杂的任务分解为若干个任务模块，这些任务模块可以同时独立地进行，然后通过所有任务模块的拼接就可以快速而方便地实现整个任务的完成。

也正因为如此，模块化思想顺应了现代制造业（包括软件和硬件制造）高速发展的需要而被迅速贯彻到现代制造业的诸多领域。

模块化技术在船舶制造业的应用和推广过程较慢，而且覆盖范围也不够广，这主要是由于船舶制造业的自身特点而造成的。

国内船舶制造领域从80年代才开始推行壳、舾、涂一体化的造船模式，并在此基础上发展成为现代造船模式—区域造船。

区域造船第一次实现了船体、舾装一体化的造船工艺，改变了船舶行业长期以来沿用的以系统为导向的设计和建造思想，沿纵向分区段地实施完整的预舾装工艺，并将部分系统或设备以模块的形式进行安装，按区段来实现均衡、连续的总装造船。

区域造船比较深入地贯彻了模块化思想，但它并不等于模块化造船。

模块化造船是区域造船向标准化发展的一个高级阶段，其核心在于船体区段合拢完成平台建造后，通过全部功能模块的垂向吊装来完成整个建造，而且在建造过程中，允许各功能模块的研制和平台的研制平行作业。

模块化技术在船舶行业所取得的应用成果充分说明了模块化造船可极大地简化管理、优化设计，改善生产条件和提高生产率，降低建造周期和费用，并能满足使用方多样化的要求。

船舶建造方式和船舶设计方法是密切相关的，造船模式的改变必然要求设计模式也发生相应的变化，舰船模块化技术的关键是模块化设计。

舰船模块化技术的优势主要体现在以下几点：

1．缩短船舶的研制周期

2.易于进行现代化改装

3.提高舰船的建造质量

4.增强设计的灵活性

5.提高舰船的在航率

6.降低舰船的全寿命周期费用

2.3精益造船三结合法

精益造船把产品生产全过程分成两大部分：

一部分为有效时间（ValueAddedTime）；另一部分为无效时间（Non-ValueAddedTime）。

传统造船模式中的无效时间远远多于有效时间。

益生产模式是目前世界上最先进的生产模式之一，它的成功在世界掀起了精益管理的热潮，精益管理的思想已经在世界范围内给各类制造业带来了巨大的进步。

结合中国造船企业转换造船模式的实践，用精益管理的理论，全面、系统地分析研究了造船过程中的精益生产方法和途径，首次提出了精益造船模式。

精益造船模式的出发点是通过消除造船过程中的无效时间（不增值部分）来减少资源浪费、提高资源利用率，从而获得缩短造船周期、降低造船成本、扩大造船产量和提高造船效益的结果。

推行精益造船涉及到船厂管理的方方面面，包括市场开发、预算计划、经营生产、设计工艺、物资采购、人力资源、资金财务，以及设备和安全管理等等。

本文从作业分解、价值链分析、计划管理、精度造船和工厂管理等各个方面，详细论述了精益造船模式的论点和方法，如有效和无效的产品价值链分析、零库存的准时生产（JIT）体系、柔性的单件流水作业体制、均衡连续的节拍生产、客制化的拉动计划体系、人与物和谐运行的4S管理、无缺陷施工的质量管理体系、一工多能的岗位技能用工制度、全员的工厂管理等等，为中国造船企业提供了一种系统的可操作性强的现代造船模式。

精益造船模式需要建立好的工作团队。

为了达到共同的目标，人与人之间更加相互依赖，团队工作精神非常重要。

船厂应建立一种适合于团队作业的组织结构，打破分工界限，互相帮助，提高迅速发现问题和解决问题的能力。

如，为了组织均衡生产，解决劳动力负荷的不平衡，作业者可以承担不同区域、工种的作业，进行流动作业。

这种生产组织结构要求作业者具有多种作业技能，适应多个工作岗位，实行一岗多能的用工制度。

为了加强信息的及时沟通，还要求生产现场建立板报制度，张贴进度、负荷、质量、4S检查、设备点检、人员出勤和其它必要的生产情况报表，使所有作业人员都知道实际生产的进展，便于全员自主的工厂管理。

三．我国造船企业实行现代造船生产模式现状和对策

3.1我国造船企业推行现代造船生产模式的现状调查

国造船业的现状高低不齐，基本上大部分的船厂都是被动的，一切取决于船东，在公园设备上都不能达到一定标准，只能是以价钱低来吸引船东，但是随着中央的政策和很多好的船厂的崛起，中国船舶的前景是没有问题的，但是我想需要一定的过程，其中要淘汰一大部分造船的小作坊。

我国的造船的生产的技术还有待改善，不管是硬件还是软件都要向先进国家学习，吸取强国的先进的技术。

3.2夯实现代造船生产模式对策

1.提高认识，更新观念，树立科学的信息制造观

首先，造船企业的领导决策层要提高认识，强化信息化观念。

中国要成为世界造船第一大国，国内船厂就要面对激烈的国际船舶市场，唯有采用信息技术，才能实现跨越式发展。

领导要认识到信息技术的重要性，以信息化推动造船业的发展。

企业“一把手”要认识到位，领导对信息化的内涵理解程度，直接决定了信息化的建设内容、应用和效能。

其次，企业员工的观念的更新。

企业信息化不单纯是技术问题，信息化的建设将牵扯到企业方方面面，当企业信息化进行到一定程度，需要进行企业管理制度、组织机构、运行机制的深层次变革时，将影响到企业的管理思想、管理制度、组织结构和许多人的利益。

信息化的结果是使企业管理环节更透明，营销、采购等过程中一些“暗箱操作”将大白于天下，这必然触及利益分配和一些既得利益者。

信息化将为企业打造一个全新的管理体制，扁平，一些中层干部的利益将受损。

职工由于自身素质问题，不适应信息化带来的新的操作方式，将被淘汰。

最后，要树立信息制造观。

信息技术和微电子技术催生了先进制造技术，进而对制造业产生了革命性的影响。

具体体现在传统的生产观念、生产组织、生产方式发生了根本性的变化，这种变化的本质是由原来分工明确的、集中的、顺序化的，以物质的生产、存储为主的物质制造观转变为协同的、分散的、并行的，以信息的产生、处理为主的信息制造观。

对原材料进行加工处理，然后生产成几十万种零件，再把零件装配成船，最后卖出去——物质制造过程不过如此，业已进入利薄如纸的时代。

现在要改变这种单纯的物质制造观，要树立的则是一种信息制造观。

信息制造观是把整个一个制造过程看成是信息的获取、储存、加工、处理的过程，而实现这个的目标的基础则是要加快造船企业的信息化建设。

2.加大对信息化的资金投入

企业信息化是一项复杂的系统工程，涉及企业的人力资源、技术设备、业务流程重组等各个方面，均需要资金的投入。

据统计，一个大型企业的信息化建设资金投入至少在千万元以上。

造船行业生产的特点是资金占用量大，且船舶产品属于微利产品，造船企业本身的经济实力有限。

因此，国家应该加大对大型造船企业信息化建设的资金投入力度，并给予优惠政策。

对于中小船厂来说，规模较小，资金有限，能够投入信息化建设的资金肯定不多。

解决资金不足问题是中小企业实施信息化的首要条件。

中小造船企业应该集中有限的资金，寻找切入点，找出最需要信息化的地方进行重点投资。

3.整体规划，分步实施

企业信息化建设是一项系统工程，整体解决方案不可一蹴而就，不能一揽子解决，要总体规划，分步实施，分清轻重缓急。

企业信息化重在信息集成，而CAD/CAM是企业信息化的信息源头，如果源头信息不全、不准和提供误期，那么对后面的生产制造和管理系统的运行将产生至关重要的影响。

现阶段，虽然很多造船企业引进了较为先进的CAD/CAM系统，但其应用缺乏深度和广度，尚未在此基础上将各种信息，如物量和工作量等信息提取出来供管理应用。

因此，这些CAD/CAM系统远没有发挥出其应有的威力，还大有潜力可挖，所以应重点做好现有CAD/CAM系统的消化吸收、二次开发和推广应用。

促进管理创新，稳步发展造船管理信息系统，努力实现企业级的信息集成。

实施企业信息化建设，尤其是管理信息系统（MIS）的真正阻碍不是技术问题，而是管理体制和利益关系等技术因素。

因此稳步发展MIS工作是符合船舶行业实际情况的，在学习国外先进的造船生产方式和管理模式的同时，着力提高企业的管理水平，形成较为扎实，具有特点的管理基础，如推行壳、舾、涂一体化造船模式，区域造船法、单元组装、预舾装等一系列现代化的管理手段，并结合现代企业改制，指定新的工作标准，规范管理流程，稳步推进造船企业信息化的建设。

必须根据企业发展的自身需求进行总体规划，循序前进。

沪东造船集团在CAD/CIMS的开发应用中，首先进行总体规划，然后根据造船经营生产要求和企业素质循序前进，因此反复少，效果明显。

特别是近年来在CAD/CIMS领域投资数千万元，均能做到投入后l～2年内能产生明显效益。

另外，充分利用现有的资源，对目前本厂的软件，应找出不满足要求的地方和功能，进行本地化的二次开发。

4.重视人才培养和开发

推进企业信息化，人才是根本。

企业信息化建设涉及内容广，技术性要求高，其实施复杂程度大，需要既懂造船、又要懂管理、信息技术、数据库技术的复合型人才。

因此，要抓紧培养并启用一批热心企业信息化建设，善于经营管理，又懂现代化信息技术的复合型人才。

企业要建立与信息化建设相适应的用人机制，相信他们，依靠他们，形成尊重知识，尊重人才的氛围。

同时加强全面培训，先选拔一批具有实践经验的技术骨干和管理骨干，送到高等院校进行信息化知识和技术的专门培训，形成信息化建设的人才基础。

5.加强本土化具有自主知识产权造船软件的开发

我国在全世界船舶制造吨位排名第三，但我国在船舶CAD/CAM/CIM软件开发上，与发达国家存在较大差距。

目前我国造船企业应用的CAD/CAE/CAM等IT产品大多为国外的软件，国内几家大的船厂包括大连船厂、广船国际、江南船厂、沪东船厂等，都安装了瑞典KCS公司的TRIBON系统，也有的企业购买了美国CA公司的SHIPBUILDING系统和IBM的CATIA系统。

而且，我们的软件开发人才队伍日渐缩小，只有少数几个大型造船企业有自己的研发机构，长此以往中国造船行业的IT事业要完全依靠国外的造船IT企业，这对我国海军建设和国防安全紧密相关的造船行业是相当危险的。

我们在引进国外造船IT产品的同时，还必须强力支持自主知识产权的造船IT产品的开发，重点支持有发展前景的造船IT产品产业化，开发出自己的功能强大的船舶CAD/CAM/CIM软件系统。

四.现代造船模式技术

4.1应用成组技术的原理

成组技术是研究事物间的相似性,并将其合理应用的一种技术。

成组技术是促使现代造船模式形成的主要技术之一,运用其如下两种原理:

中间产品导向型的作业分解原理,简称产品制造原理和相似性原理。

所谓产品制造原理是把最终产品按其形成的制造级,.以中间产品的形式对其进行作业的分解和组合,中间产品是指生产的作业单元,是对最终产品进行作业任务分解的一个组成部分,也是逐级形成最终产品的组成部分。

它具有明显的“产品”品特征:

由特定的“产品"作业任务,而且其作业任务并非由单一的工种完成:

有明确的“产品”质量指标:

有完成“产品"作业任务全部生产资源,或称生产任务包。

这些原理应用到造船，是把船舶作为最终产品，船舶建造从采购材料、加工零件开始，然后以中间产品的生产任务包形式组装成装配件，进而再组装成更大的装配件，这样逐级组装，最终组装成船舶产品。

相似性原理是对产品作业任务分解成门类繁多的中间产品，按作业的相似特征，遵循一定准则进行分类成组，以便用相同的施工处理方法扩大中间产品的成组批量，以建立批量性的流水定位，或流水定员的生产作业体系。

根据船舶的生产特点，相似性分类成组有如下四方面准则：

按生产作业的性质分类称赞：

按生产作业对象所处的空间部位分类称赞：

按生产作业在生产过程中的相似内容分类成组：

按生产作业在生产过程中的作业时序分类成组。

4.2应用成组技术的核心及应用

　成组技术的核心是成组工艺，它是把结构、材料、工艺相近似的零件组成一个零件族（组），按零件族制定工艺进行加工，从而扩大了批在制造、装配等生产、经营、管理等方面所导出的相似性，称为二次相似性或派生相似性。

　　成组工艺实施的步骤为：

①零件分类成组；②制订零件的成组加工工艺；　③设计成组工艺装备；④组织成组加工生产线。

　　　成组技术的应用：

　目前发展的成组技术是应用系统工程学的观点，把中、小批生产中的设计制造和管理等方面作为一个生产系统整体，统一协调生产活动的各个方面，全面实施成组技术以提高综合经济效益。

以下将从产品设计、制造及生产管理等方面简述成组技术的应用。

产品设计方面：

由于用成组技术指导设计，赋予各类零