徐國強

(中船澄西船舶修造有限公司， 江蘇 江陰 214433)

船體零件數(shù)控切割作為整個造船過程中第一道工序，在整個造船生產(chǎn)過程中的作用不容忽視，切割質(zhì)量、切割效率、打磨配料是否及時將直接影響生產(chǎn)的進(jìn)度。目前，國內(nèi)船廠與國外船廠相比，差距還比較大，船體零件及托盤配送還比較粗放，已切割完的零件，在后一道裝配工序尚未需要時，會造成多個分段零件疊壓。由于場地有限，積壓的零件配送不順暢，需要反復(fù)翻料、理料，有時甚至出現(xiàn)積壓零件找不到的情況，需要重新補料，浪費人力財力，生產(chǎn)效率也低下。

目前，日、韓等國的先進(jìn)船廠已實現(xiàn)精益造船，船體零件托盤配送在韓國各大船廠已得到廣泛應(yīng)用。韓國大宇造船廠較早實現(xiàn)了零件分道切割及托盤配送的作業(yè)方法，憑借合理的計劃安排，較多的托盤、工裝以及合理的車間布局，能達(dá)到鋼板到樁后7天內(nèi)切割、預(yù)處理3天內(nèi)切割、零件3天內(nèi)裝配，有效地減少或避免了零件的堆積等問題[1]。

本文根據(jù)我廠實際情況，提出了零件按詳細(xì)裝配計劃(DAP)分道的方案，首先，使用切割設(shè)備坡口機、高精度門等切割機，通過對船舶三維建模軟件(SPD)抽出的零件進(jìn)行二次開發(fā)，自動分離出坡口機零件、高精度門零件。然后根據(jù)DAP，將同一中組立的零件挑選出來，最后按分道后的零件進(jìn)行分區(qū)切割，托盤配送時按DAP流程圖進(jìn)行理料、裝托盤以及配送，從而提高效率。

1 DAP簡介及指導(dǎo)意義

1)DAP簡述。DAP是船體結(jié)構(gòu)和裝配工藝的綜合反映，其根據(jù)工廠設(shè)備、建造工藝以及船體結(jié)構(gòu)等特點，依照分段劃分圖，把分段按小成型、大成型、中組立、大組立、散裝等不同階段，以平面圖、立體圖等形式將分段建造過程體現(xiàn)出來。

2)DAP詳細(xì)要點及指導(dǎo)意義。自從引入現(xiàn)代造船模式以來，DAP就是造船生產(chǎn)設(shè)計圖紙必不可少的一部分。每一項目啟動后，根據(jù)公司設(shè)備、建造工藝，分段劃分完成后，啟用三維建模軟件SPD進(jìn)行三維建模，然后根據(jù)立體模型、建造工藝，每個分段出一份DAP，經(jīng)與生產(chǎn)車間討論后確認(rèn)DAP方案。DAP以圖示為主，輔以適量性的關(guān)鍵文字，將分段按不同的作業(yè)階段劃分為小成型、大成型、中組立、大組立，在圖示中劃分成3個區(qū)域。

(1)第一區(qū)域為小成型、大成型。成型組件后注明大的即為大成型，未注明的即為小成型，并輔以相關(guān)外形尺寸以及文字，注明其裝配要求。

(2)第二區(qū)域為中組立。以平面圖和立體圖的形式呈現(xiàn)，將相關(guān)成型階段中成型的小組件按一定的裝配順序、裝配要求組成小立體分段，并配有箭頭示意其裝配順序，再輔以相關(guān)文字，注明小立體分段按什么胎架裝配以及相關(guān)裝配注意事項。

(3)第三區(qū)域為大組立。將相關(guān)的小立體分段中組、合龍成一個完整的大立體分段，主要以立體圖的形式呈現(xiàn)，同時輔以相關(guān)文字，注明合龍時的主胎架面以及相關(guān)裝配順序、水密補板提前套入等要求。

從以上描述看，DAP圖紙能完整呈現(xiàn)整個分段建造流程，比較直觀，立體感比較強，施工單位依據(jù)該圖紙就能了解該分段的建造方式、結(jié)構(gòu)形式。DAP在分段建造過程中起著至關(guān)重要的作用，因此，探討零件按 DAP 分道后套料，并按DAP配送零件托盤有著重要的意義。

2 二次開發(fā)實現(xiàn)零件分道

2.1 船體零件編碼規(guī)則

船體零件編碼是由裝配碼、施工階段碼、位置碼、位置碼序號、零件碼、加工碼和符號“-”組成，示例:NN-DA1900ZA-21KZ。

裝配碼(示例中NN)由2個字母組成。第一個字母表示中組立碼，字母E表示船臺(塢)散裝，字母N表示不參于中組立的零件，其它字母表示中組立。示例中第一字母N為不參于中組立的中組立碼；第二個字母為次級中組立碼，字母N表示不參與次級中組立的零件，若為其它字母，則表示次級中組立名。示例中第二個字母N表示該零件不參與次級中組立，該零件成型后直接進(jìn)入分段階段。

施工階段碼(示例中DA)由2個字母組成。第一個字母表示大成型，字母N表示不進(jìn)行大成型，若為其它字母表示不同大成型件的名稱。示例中第一個字母D表示該零件參與大成型，大成型名稱為D; 第二個字母表示小成型，字母A表示小成型、字母N表示不進(jìn)行小成型、字母T表示T型材流水線的小成型，若為其它字母則表示該零件進(jìn)入小成型立體化，即多道小成型件組合在一起的小立體組件。示例中大成型碼D后的字母A即為小成型，表示該零件先小成型，再進(jìn)入大成型D。

位置碼(示例中1900ZA)體現(xiàn)零件所處的船體位置或圖面位置，曲面位置碼如外板(1SA……)、甲板(1DA……)等，當(dāng)所處位置有多個部件時，在位置碼后加一個字母(A、B、C……)構(gòu)成不同構(gòu)件名。示例中1900ZA表示距基線1 900 mm處的結(jié)構(gòu)零件，若距基線1 900 mm處還有其它構(gòu)件，可命名成1900ZB、1900ZC等。無位置碼的零件均為散裝零件 ，如(NN-NN-100Z，EN-NN-100KZ)。零件碼值在1～20范圍的為小組立部件裝配的母材零件，21～99為部件的從屬零件；數(shù)值小于100的部件和從屬件均需小成型，數(shù)值等于大于100的為散裝件。

加工碼(示例中21KZ)包括4個，K表示開坡口(指切割過下料后的開坡口，不包括拼板、大成型、中組、分段階段即現(xiàn)場施工階段的開坡口)；Z表示冷加工，包括肘板等構(gòu)件的折邊加工、面板等構(gòu)件的彎曲加工、肋骨冷彎、曲面外板；P表示內(nèi)場拼板；H表示火工，此加工包括了雙曲度外板的冷加工。如果需經(jīng)過多道加工工序的，上面的字母可以組合使用，字母順序表示加工順序，如:KZ表示先開坡口再冷加工，KP表示先開坡口再拼板，KPZ表示先開坡口再拼板然后冷加工。

船體零件編碼的這些規(guī)則為實現(xiàn)船體零件按編碼規(guī)則分道打下了堅實的基礎(chǔ)，可以通過零件碼在不同位置代表的意義進(jìn)行分道，從而快速挑選出我們需要的零件，為后續(xù)按分道后的零件套料提供了方便。

2.2 SPD三維船舶設(shè)計軟件零件特性

SPD三維船舶設(shè)計軟件，其展開的船體零件是以船體零件名為塊名的AutoCAD零件圖，該屬性塊包括零件名、板厚、材質(zhì)、零件數(shù)量、零件所開坡口等文字信息。所對應(yīng)的零件名還可通過SPD二次開發(fā)接口獲取相應(yīng)在模型中的屬性，如零件類別、零件的坡口信息、零件的邊界等。這樣AutoCAD零件圖就具有在SPD模型中的屬性，為實現(xiàn)零件分道創(chuàng)造了條件。

2.3 二次開發(fā)船體工具箱實現(xiàn)零件分道

利用AutoCAD.NET API的編程接口和ADO.NET[2]的可擴展性，通過C#語言編寫程序，開發(fā)嵌入AutoCAD中的船體工具箱(AutoCAD工具面板)，并在面板上增加相應(yīng)的控件實現(xiàn)相關(guān)的功能模塊。利用AutoCAD接口開發(fā)，需引用AutoCAD中3個DLL文件(accoremgd.dll，acdbmgd.dll，acmgd.dll)，對其進(jìn)行擴展。acdbmgd.dll包含對ObjectDBX API的封裝，用于在圖形文件中對對象進(jìn)行操作；accoremgd.dll和acmgd.dll包含對大多數(shù)AutoCAD API的封裝，用于對AutoCAD應(yīng)用程序進(jìn)行操作[3]。船體工具箱界面見圖1。

圖1 船體工具箱界面

通過AutoCAD Application對象獲取當(dāng)前打開的AutoCAD零件塊圖形，即屬性模塊(Block Reference)。通過框選實體圖形，根據(jù)零件塊名以及零件的相關(guān)屬性，對原圖形塊按要求進(jìn)行移動分類，從而實現(xiàn)零件分道。二次開發(fā)的船體工具箱根據(jù)零件編碼規(guī)則和SPD船體零件的特性，對SPD三維建模軟件抽出的AutoCAD零件圖操作，實現(xiàn)零件按所需要求自動分道，具體分為以下5類。

1)第一類：按零件類別分道。根據(jù)公司加工車間切割設(shè)備，將坡口機零件、高精度門零件、外板、T型材等類型零件自動分離出來，從而實現(xiàn)這類零件單獨套料。此類零件分道的原理是根據(jù)船體零件在SPD模型中的屬性，以及零件上的坡口信息等來判斷不同的零件類別，根據(jù)零件編碼中的位置碼來判斷部分類別，如外板是帶位置碼1SA的零件，T型材是小成型階段碼為T的T型材流水線的零件，開坡口機零件是零件上帶有特殊坡口代碼(如CV-20，CV-30)的零件。

2)第二類：按中組立分道。根據(jù)每個分段DAP圖紙，將同一中組立的零件組合在一起，即零件塊名第一字母不為N的零件分在一起，第一字母為N的零件分在一起，從而實現(xiàn)按DAP裝配流程圖套料。后期零件配托時，能按DAP裝配流程來分別集配，達(dá)到快速配送的目的。

3)第三類：按主從屬關(guān)系分道。將主板和其扶強材等小零件分離出來，實現(xiàn)大小零件分開套料。根據(jù)零件塊名將主材與從屬材分開套料，其中零件號1～20為母材，21以后為從屬材，防止小零件被壓到大零件托盤里找不到，有利于分揀。

4)第四類：按自定義分道。該功能模塊實現(xiàn)人機交互操作，通過跳出對話框，根據(jù)用戶自己輸入的條件來分道。通過輸入關(guān)鍵字加通配符的形式，從而使分道更加靈活方便。如輸入“AN*”，可以將所有帶AN零件碼的零件挑選出來，達(dá)到快速分揀的目的。

5)第五類：通過零件流向碼來分道。根據(jù)零件的工序來分道，實現(xiàn)快速分離。

通過開發(fā)該工具箱，實現(xiàn)了對零件的自動分道，設(shè)計師只需在打開的AutoCAD零件圖中加入該船體工具箱，通過選擇相關(guān)控件即可實現(xiàn)零件分道，減少了人工操作的繁雜，減少了出錯率，提高了工作效率，同時也為零件按DAP分道后的分區(qū)套料創(chuàng)造了條件，按DAP托盤配送也更加方便，流程得到了優(yōu)化。

3 按分道后的零件分區(qū)套料

分道組織套料有利于零件的快速分類、整理、流轉(zhuǎn)，并能為托盤化管理的實現(xiàn)提供良好的條件，從而減少船體零件的堆積，提高船體零件理料的效率。按區(qū)域和批次套料后，有利于減少板材余料的周轉(zhuǎn)，提高工作效率和材料的利用率，并最終實現(xiàn)按計劃和后道需求有序、穩(wěn)定的節(jié)拍化生產(chǎn)。

零件分道后按批次和區(qū)域套料，即將同一批次的分段，根據(jù)公司切割設(shè)備，按要求首先將坡口機零件、高精度門零件、外板或T型材等類型的零件分道后，分別套在各自類型的套料圖里，滿足了公司切割設(shè)備的要求，也有利于公司T型材流水線作業(yè)的開展。所有T型材套料套在一起后，理料時可以將同類型的零件裝在同一個托盤里，配送時直接將此托盤送到下一工序，下一工序組在拿到該托盤后，按序拿料、清點，簽字確認(rèn)。

第二類，根據(jù)DAP裝配流程圖，將所有中組立的零件根據(jù)不同的中組立分別套在一起，這樣配送時，有利于零件按DAP流程圖進(jìn)行配送，更有利于施工的開展，減少等料缺料的情況，施工流程更加順暢，每一組在拿到托盤后，都可按清單要求快速清點、確認(rèn)，效率得到了極大的提升。

在實現(xiàn)過程中，公司根據(jù)項目特點，逐步擴大試用范圍，DAP分道套料不斷得到推廣和應(yīng)用。例如，在40 000 t自卸船上，主要采用外板、坡口機零件、高精度門零件等分道后套料的方式來套料；在55 600 t化學(xué)品船上，根據(jù)結(jié)構(gòu)特點，T型材結(jié)構(gòu)占比比較大，在零件分道套料上，除了外板、坡口機零件、高精度門零件等，還單獨挑選了T型材，將所有T型材按批次按區(qū)域套在了一起，很好地適應(yīng)了T型材流水作業(yè)的要求，按區(qū)域按類型套料的優(yōu)勢得到進(jìn)一步的體現(xiàn)；在21 500 t自卸船項目上，應(yīng)用范圍進(jìn)一步擴大，除了以上分道的零件外，另外按DAP裝配流程圖將同一中組立的零件套在一起，為按DAP劃分托盤創(chuàng)造了條件，同時為每類型配托要求都提供了相應(yīng)托盤表格清單，對配料確認(rèn)、后期工單確認(rèn)都帶來了極大的方便，減少了以前經(jīng)常缺料、找料的情況。后續(xù)新開26 000 t自卸船、50 000 t化學(xué)品船等項目中，DAP分道套料都將得到推廣應(yīng)用，其流程得了優(yōu)化，形成了一套更流暢、更合理的配托模式，托盤更加小型化，更加適應(yīng)現(xiàn)代造船模式。

4 結(jié)束語

通過以上分析，按DAP流程分道后分區(qū)套料更好地適應(yīng)了生產(chǎn)的要求，DAP托盤化的配料也更加合理，減少了場地的周轉(zhuǎn)，余料的周轉(zhuǎn)也從50天減少到7天，更加適應(yīng)現(xiàn)代造船模式的要求，并提高了鋼材利用率，一般能達(dá)到92%以上。