論船舶制造工藝裝備的發(fā)展與創(chuàng)新

唐春 劉文建 肖進偉

摘 要 通常來說，船舶是由數(shù)萬個零部件組成，在船舶的內(nèi)部配備了多種設(shè)備、電氣儀器、管道和生活設(shè)施等，用來滿足船舶航行以及船上人員的生活或者生產(chǎn)需求。將復(fù)雜的船舶結(jié)構(gòu)完美地生產(chǎn)，需要通過多個工序，這多個工序需要先進的制造技術(shù)才能完成，而先進的制造技術(shù)又需要先進的工藝裝備才能有效實施。因此，本文主要對船舶制造中的工藝裝備發(fā)展以及創(chuàng)新進行了研究。

關(guān)鍵詞 船舶制造；工藝裝備；創(chuàng)新

前言

在船舶建造過程中，需要大量的工藝裝備，造船工藝裝備是確保船舶能夠制造出來的必要手段，工藝裝備的發(fā)展，也促進了造船工藝水平的提高，目前，我國艦船制造廠的關(guān)鍵工藝及裝備與國外先進船廠相比，自動化程度低，設(shè)備老化，加工精度低。提高造船裝備自動化、機械化水平，對提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，縮短造船周期都具有意義。

1 船舶制造工藝裝備的發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 焊接

目前，我國的船舶制作工藝的焊接技術(shù)和發(fā)達國家存在一定參差距。以我國船廠的人均焊接材料使用量為例，國外先進船廠的人均耗費量為45kg左右，而我國能夠達到89～90kg，同時，我國自動化的焊接設(shè)備發(fā)展緩慢，很多設(shè)備還需要從國外引進。

1.2 船板型材切割與加工

船用鋼板的切割已從手工切割、光電跟蹤切割發(fā)展到以數(shù)控切割為主，目前，數(shù)控等離子切割機已在我國大中型船廠得到廣泛應(yīng)用。國內(nèi)生產(chǎn)的數(shù)控等離子切割機，已達到國際水平，并銷往國外。在型鋼切割方面，國內(nèi)船廠大多仍采用手工切割，再輔助以各種便攜式半自動切割機，切割質(zhì)量和效率都難以得到保證。目前，僅有少數(shù)大型骨干船廠引進了國外制造的型鋼自動切割生產(chǎn)線。據(jù)報道，國內(nèi)有關(guān)單位已開展了國產(chǎn)型鋼切割生產(chǎn)線的研制，但目前尚未見在船廠實際應(yīng)用。在板材成形加工方面，對于曲率不大的板材采用常規(guī)的冷加工，而對于復(fù)雜線型外板仍采用人工水火彎板工藝。國外已成功研制出線加熱曲板加工自動化裝備，并在船廠得到了應(yīng)用。我國雖較早開展這方面的理論和設(shè)備的研究，但還沒有成熟的該類設(shè)備。目前，由上海船舶工藝研究所、上海外高橋造船公司、上海交大組成的課題組，正在積極開展曲板成形自動化裝備的研制，預(yù)計將在年內(nèi)生產(chǎn)出樣機。在型材冷彎方面，國內(nèi)已研制成功數(shù)控肋骨冷彎機，其技術(shù)已達到國際先進水平，并出口到新加坡、越南等國。目前，上海船舶工藝研究所正在研制600T數(shù)控肋骨冷彎機，這是我國目前研發(fā)的最大規(guī)格數(shù)控肋骨冷彎機，該設(shè)備將于明年交付上海江南長興基地使用[1]。

1.3 船體裝配

我國船廠目前采用的平面分段流水線均為國外引進，國內(nèi)還無成熟的產(chǎn)品。曲面分段還是采用傳統(tǒng)的在胎架上安裝的方式。國外TTS公司研制的第一條流水線已安裝在丹麥的奧頓斯船廠。該系統(tǒng)的單面焊接工作站能全方位傾斜，使其能在水平位置進行SAW單面焊作業(yè)。整個胎具的調(diào)整應(yīng)用CAD系統(tǒng)的CNC數(shù)據(jù)進行。

2 船舶制造工藝裝備的發(fā)展與創(chuàng)新

2.1 引進先進的造船技術(shù)

隨著我國科技的不斷發(fā)展，建造技術(shù)的革新升級，使得先進的船舶建造技術(shù)出現(xiàn)并不斷完善，為我國船舶建造走出去提供了非常大的支持。因此，船舶企業(yè)要分析自身的發(fā)展特點，通過科學(xué)的研究，來引進國外先進的船舶建造技術(shù)和相關(guān)設(shè)備，比如，珠江船務(wù)公司通過入股挪威BRAA船廠，成功引進了世界領(lǐng)先的碳纖維復(fù)合材料造船技術(shù)，能夠起到非常好的節(jié)能減排效果。此外，船舶企業(yè)還要注重建立科學(xué)的獎懲評價機制，通過獎勵來激勵員工不斷研發(fā)新的技術(shù)，培養(yǎng)工作人員自主創(chuàng)新的能力[2]。通過這樣的方法，船舶企業(yè)能夠提高整體的造船技術(shù)，也能夠打造出自己的品牌，使企業(yè)在激烈的競爭市場中脫穎而出。

2.2 統(tǒng)籌規(guī)劃船用自動化裝備的研究開發(fā)

我國船舶制造自動化裝備的研究與開發(fā)，需要統(tǒng)籌規(guī)劃，做到有所為有所不為。選準(zhǔn)方向，集中力量開發(fā)，加快實現(xiàn)商品化、產(chǎn)業(yè)化。同時，必須加大投入力度。造船工藝裝備是軍民船舶通用的和相互轉(zhuǎn)移的，例如等離子切割機在艦艇和民船的下料中都可以使用，還有如大型涂裝房更是軍民兼用。鑒于我國造船工藝裝備總體上與國外有相當(dāng)大的差距，而且這幾年還有拉大差距的趨勢。因此建議科工委、海軍和中國船舶集團公司及上海船舶工藝研究所共同籌措資金，開展一些重點項目研究。

2.3 加強核心技術(shù)隊伍的建設(shè)

專業(yè)人才是造船技術(shù)發(fā)展的核心，也是企業(yè)的核心競爭力，因此，為了提高企業(yè)的船舶制造工藝，需要建立掌握核心技術(shù)的專業(yè)人才。管理人員通過對隊伍中的人員進行系統(tǒng)的造船技術(shù)培訓(xùn)，使其掌握基礎(chǔ)理論，然后分配到生產(chǎn)車間或者建造現(xiàn)場，鍛煉他們的專業(yè)能力，來做到理論和實踐相結(jié)合，從而培養(yǎng)出專業(yè)的造船人才。同時，生產(chǎn)線中的普通工人群體是船舶建造環(huán)節(jié)的重要組成部分，管理人員可以普通工人群體進行培訓(xùn)，包括切割技術(shù)、涂裝技術(shù)等，使他們能夠掌握基本的操作流程和工藝，學(xué)會看設(shè)計圖，并可以通過圖紙要求進行建造工作。

2.4 推進建立現(xiàn)代造船模式與造船工藝裝備的發(fā)展相結(jié)合

現(xiàn)代造船模式，它是以中間產(chǎn)品為生產(chǎn)單元，實現(xiàn)流水作業(yè)化。這種思想方法實現(xiàn)了單件、小批量無法使得流水作業(yè)化的船舶產(chǎn)品，運用成組技術(shù)，將工藝相似的零部件組合在一起，劃分成若干個標(biāo)準(zhǔn)的生產(chǎn)單元，經(jīng)過各工序的統(tǒng)籌優(yōu)化，空間上分道、時間上有序，從而實現(xiàn)流水線作業(yè)。在每個流水線上可大大提高專用設(shè)備的利用率，也大大提高了生產(chǎn)效率。現(xiàn)代造船模式的另一個特點是設(shè)計、生產(chǎn)、管理一體化。要達到這個目標(biāo)必須實現(xiàn)電算化。而整個設(shè)計生產(chǎn)過程必須是信息化的。目前各船廠設(shè)計基本實現(xiàn)了電算化，但因資金所限，智能化設(shè)備不足，尚未全部做到設(shè)計數(shù)據(jù)直接傳輸，并作為數(shù)據(jù)指令直接指揮流水線上的伺服設(shè)備執(zhí)行任務(wù)。因此，不少生產(chǎn)線上出現(xiàn)了瓶頸，影響了整個工藝流程的進度，使得引進工藝裝備的生產(chǎn)效率難以提高，這是一個值得注意的問題[3]。

3 結(jié)束語

綜上所述，船舶制造工藝裝備需要更加自動化，實現(xiàn)流水線作業(yè)。分析可得，通過本文的分析可知，船舶制造工藝裝備的創(chuàng)新能夠有效解決傳統(tǒng)船舶制造的自動化程度與加工精度較低以及船舶制造設(shè)備不先進的問題，真正實現(xiàn)船舶制造的自動化與機械化，從而促進我國船舶制造行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，提高我國的綜合國力。

參考文獻

[1] 翁方勇，王奇，祝林.綠色制造工藝在船舶結(jié)構(gòu)中的設(shè)計及應(yīng)用[J].交通節(jié)能與環(huán)保，2018，（1）：19-21.

[2] 曹文華.試述我國船舶制造技術(shù)的發(fā)展與創(chuàng)新[J].建材與裝飾，2016，（31）：113-114.

[3] 易洪廣，代號林.淺析我國船舶制造技術(shù)的發(fā)展與創(chuàng)新[J].中國水運（下半月），2016，16（3）：1-2.