建设数字平台 推进现代造船

作者：沪东中华造船 苏文荣    来源：E制造

欢迎访问e展厅 展厅 7 船舶/港口设备/海洋工程展厅 游艇, 橡皮艇, 港口起重机, ... 沪东中华在原有信息化成果的基础上，推行先进造船技术，转换造船模式，实现“以中间产品为导向”的“壳、舾、涂一体化”和“设计、制造、管理一体化” ， 以产品为载体，逐步建立起能够满足集装箱船、液化天然气船（LNG）、高新工程船舶建造的数字化造船平台。 船舶数字化设计 我公司吸收国外先进三维设计技术，成功开发出具有自主版权的三维船舶设计系统。目前已形成军品设计应用自行开发系统，民品设计应用国外设计软件的格局。我们以三维交互建模、CAD/CAPP/CAM集成为手段，把船、机、电、管系等各专业设计由分道方式转变为并行方式，有效缩短了设计周期、提高了设计质量，并且在此基础上深化了生产设计，最大限度地保证了“现场作业图面做”、“高空作业地面做”目标的实现。在全面建模的基础上，根据生产工艺阶段的划分， 为造船生产管理提供完整、正确的基础信息。工程技术分系统又由船体设计、舾装管系设计、电气设计、舱室设计和涂装生产设计等五个功能子系统组成。 （1）船体设计子系统 原来的船体结构设计，主要依据基本结构图设计出一张张的平面图，相关图纸不能自动作相应修改，易造成差错。现在的船体结构设计子系统采用全船船体三维模型。首先对船体曲面进行定义，建立船体线型并进行光顺， 得到外板曲面。然后建立外板、纵骨、肋骨等基本结构的三维模型，再建立全船所有平面板架和型材的结构模型，其中包括安装和制造信息。全船船体结构三维模型的建立，可以生成各设计阶段和施工阶段所需的图纸。由于在船体结构三维模型中零部件、构件之间建立了拓扑关系，一旦某零部件作出修改，相应的图纸就会自动进行修改，大大降低了图纸 出错率。从三维模型中可通过交互手段生成产品装配关系， 从而得到总段、分段、大组立、中组立、小组立等各类中间产品的模型。结构模型又可以直接分解出全船所有结构零件，再通过CAM系统对板材、型材零件进行套料，生成切割零件指令。同时还可生成材料定额、各加工工位的零件表册，以供组织生产管理之用。 （2）舾装管系设计子系统 在平面图上进行管系等舾装件布置， 很难表达空间位置信息， 舾装布置难度大，相互碰撞问题难以发现，造成设计差错大，有些船厂差错率甚至高达30%以上。国外造船企业为了减少差错，把机舱区域做成实样模型，然而，这种做法需要耗费大量工时和资金。我们应用的舾装管系设计子系统在船体三维模型的基础上， 建立了舾装设备模型、基座模型、箱柜模型、管系模型，在实船建造之前检查各种舾装件之间的碰撞情况，查看综合布置的合理性、美观性，并且对管子零件加工工艺进行检查，在三维设计中能很快解决专业之间的实体干涉等工艺性问题以及设计合理性问题。在建模过程中，可以加入区域、分段、模块和托盘等信息，以便生成各种按区域、模块组织生产的零件加工、制造、安装表册和图纸，以及有关物量、工时的信息。 （3）电气设计子系统 电气设计子系统是在船体三维模型和其他系统模型的基础上，根据电气原理要求，与船体结构和舾装设计相互协调，进行电气布置设计。最后生成电缆导架及贯穿件布置图、托盘表，计算电缆长度，生成电缆表册、定额表等施工表册。 （4）舱室设计子系统 该子系统利用三维船体上层建筑模型，对舱室进行家具、电器设备布置，对舱室的里子板、天花板通过交互设计进行排列布置，直观方便，能立即观看布置效果。然后可按区域生成舱室布置图、托盘表等各种施工表册。 船舶产品设计管理 船舶制造是定单型、小批量、多品种、按船东需求进行定制设计生产的，因此，设计部门需要同时设计多种船型，且设计周期要求短，设计管理难度大。应用三维设计系统后，设计效率有较大提高，但设计系统缺乏设计管理功能，阻碍了设计效率和质量的进一步提高。为解决设计管理的困难，我们开发了设计管理系统以规范设计工作流程，解决图纸和设计信息的管理，系统由系统基础设置、设计计划管理、图档管理、单证管理四大子系统组成。 （1） 系统基础设置 提供本系统专用基础数据、代码的设置和维护，以及用户属性、权限的设置和管理等功能。主要代码有产品类型代码，产品编号代码，阶段代码维护，专业代码维护，分段单元代码，分段代码设置，区域分段图纸，图纸级别代码，图纸晒图单位等相关的代码和基础数据设置。 （2） 图档信息管理 建立标准船型图档信息库、用户工作图档信息库、目录与图纸的层次关系，在此基础上实现产品图文档信息管理。以用户工作图档信息库为信息源，实现对标准船型图档信息库的更新。在图档的上传处理时除权限控制外，还可新建版本，或覆盖原有版本。并记录图档版本更新信息，以便于进行跟踪、回溯。 （3） 设计计划管理 以产品建造大节点计划为依据，确定设计主计划。主要通过出图计划、图纸完成信息的反馈，实现对设计计划的监控。可按专业制定每月的详细出图计划， 对于需要送审的图纸，制定图纸的送审计划，通过图档完成情况的反馈，实现对出图计划信息的监控。 船舶企业制造资源配置管理 实施模块化造船必须推行现代造船工程管理。船舶建造是资金、技术和劳动力密集型项目，产品制造周期长达2至3 年， 经济价值达数亿至数十亿元，所用原材料、配套设备达上万种，占用场地大，需要使用重大设备，工艺阶段繁多，涉及上百种工种，因此，制造过程中生产组织和资源优化尤为重要。随着沪东中华造船产量、物量的增长，公司开始以中间产品（托盘、模块、分段、总段）为导向组织生产，仅靠人工进行工程管理已无法胜任。为此，公司开发了船舶企业制造资源配置管理系统。该系统根据数字化设计系统提供的装配构成和工艺阶段划分及有关数据，进行生产配套，生成生产管理要求的物量负荷、劳动力负荷、设备负荷、场地(平台)负荷等信息。利用资源优化技术， 对公司中长期计划、大日程计划、中日程生产计划和采购计划进行负荷测算、平衡。系统由造船经营计划决策、劳动力资源配置计划管理、场地资源配置计划管理、造船日程管理、壳、舾、涂一体化制造计划管理等五个子系统组成。 （1）造船经营计划决策子系统 根据市场和公司已有生产经营任务，对将承接的船舶，列出船东要求的从合同签订起至交船的所有节点，排出公司制造计划，然后对劳动力、场地、主要设备进行负荷平衡，决定是否承接该产品，以免公司盲目接船造成损失。 （2）劳动力资源配置计划管理 劳动力资源配置计划管理是在获得公司各种类型产品在各个制造部门、各工种、各制造阶段劳动力负荷信息的基础上，建立各产品劳动力负荷的标准S曲线。在制定产品生产计划时根据相应产品劳动力负荷标准S曲线，可预测各制造部门、各工种、各制造阶段在制产品每月劳动力的负荷情况，对各劳动力资源配置作出计划。若发现生产计划和劳动力配置计划有矛盾，则可预先及时对生产计划和劳动力计划进行调整。 （3）场地资源配置计划管理 造船场地的规模制约着造船产量的发展，提高场地利用率是提高造船产量的有效途径，本系统主要对分段制造场地进行配置管理，在编制分段制造计划时，不仅有制造日期，而且还附有分段所在制造场地的信息。在编制计划的过程中，场地配置计划也随之生成，并配有直观的场地平面布置图。如果出现问题，布置图上会立刻有所反映，计划人员可以通过对场地计的重新调整，使场地利用效率更高。 （4）造船日程管理 可作出公司三年滚动计划、年度、季度、月度计划。所制定的计划保持一定的逻辑关系，具有自动编制计划、自动修改计划功能，也可人工交互编制计划。 （5）壳、舾、涂一体化制造 计划管理 造船日程计划是以船体建造计划为主，配以舾装、涂装计划形成的产品壳、舾、涂一体化制造计划。我公司月度计划以产品综合日程计划为指导，编制出船体结构、分段加工、制造、船台搭载计划，在此基础上，再编制出分段、总段、船台的舾装、涂装计划。在计划实施过程中，通过网络发布生产计划信息，随着船体结构的实施进程对舾装、涂装计划进行调整。 船舶企业制造物流管理 舶企业制造物流管理现代造船企业均为总装型生产企业，其原材料、设备、标准件、非标件的配套涉及国内外数千家供应商。 物资配套复杂，加之船舶产品是设计、采购、制造并行，物流较难精确控制。因此，建立船舶产品全生命周期的物流管理系统，对公司物流的各个环节实行合理有效的计划、组织、控制和调整，实现对物料配套、物料成本的精确管理和控制，有利于控制物料成本，减少库存，从而提高公司的整体竞争能力。本系统主要由物料需求管理、采购仓储管理、材料核算管理、船体物流管理、舾装物流管理五个子系统组成。 1） 物料需求管理 由于造船所需原材料、配套设备制造周期长，其物料需求一般分二个阶段提供，在产品设计初期先提出物料预估信息，以便对采购、制造周期长的物料进行采购。在产品进入制造阶段前再提供正确的材料定额需求，一则用于采购调整，二则用于领料控制。 2） 采购、仓储管理 在物料采购需求的基础上，通过系统对库存物料进行分析，尽可能对库存物料进行优先利用，同时制订确需采购的物料BOM，按生产计划进度，制定出物料采购到货期表，并通过系统对合同执行过程进行跟踪，确保物料配套及时满足生产需求。生产部门按生产进度，依据设计部门下达的定额提出领料申请，仓库根据定额进行限额发料，并及时配送到现场。 3） 材料核算管理 以预付款、发票、请款单和入库单为对象，完成材料采购成本的核算；以物料供应商为对象，完成应付帐款的核算；以产品为对象，完成应交税金的核算；以出库单为对象，完成产品料耗、部门料耗的核算。 4） 舾装物流管理 按设计下达的产品制造工艺项目，建立产品外购、外协、自制舾装件信息库，对舾装件配套状态进行跟踪，并记录入库信息。 (end)

文章内容仅供参考 (投稿) (如果您是本文作者，请点击此处) (1/27/2008)