面向精细化管理的船体组立设计研究_上海造船2007.doc

面向精细化管理的船体组立设计研究 王世利 【摘要】：本文基于船体分道作业深入推进，管理精细化的需求，围绕分段作业分解、产品信息模型建模、船体零件编码、船体零件套料和分段装配图设计进行了一定研究，总结为船体组立设计，按此设计模式开展船体生产设计，有助于推进船体分道作业。 【关键词】：编码，组立，组织，流程，质量 1 前言 现代造船模式突出了船体分道作业，船体分道作业法的工程分解从中间产品的角度出发，将船体结构分解成零件装配、部件装配、分段装配等阶段后，按照成组技术相似性原理将其分类成组，以组为单位安排人员、设备和场地，组建成分道生产线。通常设有钢材预处理线、内部零件生产线、 T型材生产线、曲形零件加工线、部件生产线、平面分段生产线、曲面分段生产线、上层建筑生产线。船体分道作业模式可显著提高生产效率，特别是建立部件生产线，对占船体总量百分之六十左右的小、中组立零件，实施专门化部件制作后，就能够为推行分段大组立工位最优化的部件组合式装焊生产创造条件，形成短周期、快流通的生产节奏，更有利于生产计划和产品质量的控制。 上海外高桥造船有限公司遍应用到各现代化船厂中，基本上建立了切割中心、加工中心，并推行切割后零件的托盘化配送，原先生产模式下没有暴露出来的套料问题，就会不断涌现。 首先，船体零件的切割方式分组趋于细致，有数控切割、高精度门式切割、板条切割、光电切割、型钢切割等多种方式，而且许多设备还具备了对称切割功能，这就要求套料工作必须按相应的切割类型进行，否则，综合切割效率必然降低。 其次，加工设备大量引进，包括大型三辊卷板（压）机、单臂液压机、小型三辊弯板机、门式油压机、肋骨冷弯机等。相应的加工方式也趋于多样化和专业化，加工方式包括面板加工、折边肘板加工、型材弯曲加工、板材折边加工、板材弯曲加工等。这些在套料时都必须明确无误，否则，不是加工设备大材小用，就是零件的往复运输。 还有，由于分段部件化建造，分段作业过程分布到切割中心（T排流水线）、部件工场、平直（或曲型）中心、外场等场所建造，相应的零件需求日期必然有差异，而切割作业由于其特殊性是无法做到JIT供应的，仅仅靠预留缓冲区无法完全解决这个矛盾，这就要求套料时考虑将所有组立根据其组立类型适当组合在一起套料，即按组立阶段实行套料。 结合新的生产需求，面向组立的零件套料运用成组套料技术基本解决了上述问题，主要体现在套料版图的编码方面，套料版图编码结构形式见图3。切割设备代码和加工阶段代码组合运用，明确了套料版图编码的同时，对套料方式也进行了有效的规划，套料工作必须按照设定的方式进行。例如：1070225HCNX07表示1070项目225分段的一张数控切割版图，版图内所套的零件为225分段的部分小组立零件。 图3 套料版图编码 Figure 3 Nesting Drawing Coding 面向组立的零件套料同时高度关注版图的信息表达，图面信息的完整性和准确性，不仅仅影响切割、加工的质量和配送的效率，而且对装配效率也会产生影响。 首先，对于无法数控切割完成的坡口、开孔和端切信息，必须在图面上加注相应技术要求，而且要提供无需现场进行换算的数据，以避免现阶段的工作遗留到下一道工序完成，造成建造成本的增加。 其次，套料版图上必须明确零件编号、流向和加工信息，以便于托盘配送。对于零件划线所对应的装配零件，需要将其最后一级编码在版图上体现，以利于后道装配作业。 还有，对于有复杂制作要求的弯曲零件，必须专门设绘相应的加工图，甚至提供样板、样箱的加工数据。 最后，不同的切割方式对图纸的要求是有针对性的。切割检验数据是数控切割和高精度门式切割所都要求的，通常在版图的左下角标注为最近的划线到母材边角的距离，而门式切割还要求必要的零件长度、宽度和对角线长度的信息，而板条切割则需标明每根板条的长度和宽度，诸如此类的要求是非常多的。 3.4 面向组立的分段装配图 结构、装配、焊接和精度建模为分段组立设计奠定了产品信息模型基础，优秀的模型必须转化为图纸，才能指导生产。图纸如何表达也会对生产管理产生重大影响，特别是在生产管理水平比较落后的情况下，这种影响就更为突出。传统的分段装配图往往是以构件功能完整性为出发点，绘制平面图纸，图纸上包含了所有的结构、加工、装配、焊接及工艺等大量信息，生产部门以分段为单位发放图纸。 实际上，现场工人所关注并非分段整体信息，整个分段的信息对于施工人员来说，存在过多的冗余，工人真正关注的是完成自己工位作业所需的必要信息，而且还希望这些必要的信息，通过简单、直观的形式予以表达。所以，面向组立的分段装配图以现场作业需求为出发点，将分段整体信息分解到单个组立，以平面和立体相结合的形式，在图纸上反映完成组立作业所需的必要技术信息、工艺信息、物量信息和管理信息，向按工位图出图方向发展，这样