关于缩短87000吨散货船造船周期的研究

【摘 要】21世纪是海洋的时代，所有的大国都在努力打造自己的海上强国形象，船舶工业面临着极为严峻的挑战和良好的发展机遇。我国政府针对中国造船业的现状，提出了“做大做强”的口号，要求到2015年左右，船舶工业的总体规模和所占世界造船市场的份额能够逐步向世界第一的目标推进。其中，造船周期的控制在整个船舶工业中处于非常重要的地位，而87000吨散货船的制造更在一定程度上代表了一个国家整体船舶工业的水平，高效快速的制作87000吨散货船对于提升我国造船强国的形象有很大帮助。本文拟从对87000吨散货船的设计出发，引入共同规范的要求，同时结合船舶快速搭建模型和敏捷制造方法对如何缩短87000吨散货船造船周期进行阐述。

【关键词】87000吨散货船；共同规范；快速搭建；敏捷制造

0 前言

经济全球化已经成为全球发展的必然趋势之一。根据经济学中的贸易分工理论，随着各国经济的飞速发展，世界范围内的国际分工不断深化，经济一体化的必然性将引发国际货运贸易量迅速增加，海运作为国际间货物运输的主要方式之一，在运输大宗货物方面起着重要作用。近年来，谷物、棉花、茶叶等多类货物都采用散装运输方式，散货船的运输范围迅速扩大，已经占到国际货物运输的30%以上。[1]由此引起大吨位散货船的市场需求迅速增加。为了在该市场中获利，降低成本，缩短大吨位散货船的建造周期，提高经济效益，将是船厂的首要目标。众所周知，造船是一项极为复杂的系统工程，船体本身的设计非常复杂，其合理性和科学性更决定着船体的质量。如何在保证质量的前提下，尽可能缩短造船周期，争取更多的订单，取得客户的信任，是业内亟需解决的课题。

1 共同规范下的87000吨散货船

万吨级以上的船舶建造是非常复杂的，没有统一的标准使得船只的质量很难得到保障。在2005年12月召开的国际船级社协会（简称IACS）大会上，制定了船舶结构共同规范（简称CSR），并于2006年4月1日正式生效，并强制执行。[2]

共同规范，顾名思义，是对船舶制造所提出的规范性的标准，它将船舶设计和制造过程规范化，科学化。共同规范明确了船舶肋骨的结构质量和数量要求，另外，要求船舶制造时必须严格采用腐蚀防护措施和标准，以提高船舶的稳定性和安全性。这些规范对于87000吨散货船的设计和制造提供了一套可行的标准。要求该类船舶在设计初期就应按照共同规范的要求进行考虑和设计，这套规范尽管从表面上提高了造船的费用，但在实际的应用中，由于采用统一的标准，在增加安全性的同时降低了潜在的恶性竞争，避免了在建造过程中，使用不合规范的钢材，从而树立行业标准。严格按照共同规范设计和建造87000吨散货船可以尽最大可能的降低返工的可能，加快造船速度，缩短建造周期。

此外，在共同规范下，结合计算机建模技术的发展，现在已经使用一些新的船舶设计方法辅助工程人员进行船舶设计。例如使用有限元法，该方法是一种结构化方法，是通过将船体解构，使离散为可单独操作的单元。例如，可以根据船体功能的不同和受力状况等特征，将船体分为杆、板壳、膜和梁等基础单元，将这些单元规范化之后，再通过建模分析，详细构建出各个构件间的相互关系，最后通过建立大型结构的有限元，对所有单元进行测试，利用计算机模拟，施加恰当的变量测试，结合实际使用情况，进行分析求解，最终可以求出各个零部件的实际变形和应力的最适值，从而达到科学化造船的目的。使用这种方法可以通过模型的搭建，简化船体结构强度的分析时间，大大缩短设计周期，同时在保证质量的前提下能够尽快完成前期设计工作，并为后期提供科学合理的施工图纸，这是共同规范的应用之一。

2 船舶快速搭建及敏捷制造的作用

船舶快速搭载是缩短船坞（台）周期的关健要素之一，也是缩短整船建造周期的重要环节。船舶快速搭载操作比较复杂，对船体影响非常大，这一过程主要是应用较好的工艺和设备，在船舶进行组装时，严格按照设计图纸，通过大型总段吊装，提高组装效率，促进坞内焊接、胭装等相关作业前移，从而可以减少坞内工作量，实现分段快速合拢。船舶整体建造约占造船总工时的一半以上，能够高效完成船舶整体建造是提高船厂生产效率、竞争力的重要方法之一。据有关资料显示，船舶工业较发达的日韩等国在坞内总段的吊装时间平均为2-3h，而国内船厂则为6-8h，日韩等国的船厂实行半串联并行建造出坞时间仅为26-35天，国内船厂则最快需要45天。[3]吊装时数是指船体分段被吊起，再靠拢、定位、固定直到吊车安全松钩，这个时数可以用来衡量一座船厂的制造能力和效率。这一过程费时较长，对船体的整体结构影响也非常大。吊车快速松钩直接关系到船舶搭载的速度，目前国内船厂亟需加快吊车快速松钩。

从目前船舶工业的发展来看，比较先进的造船模式是最新被广泛称赞的船舶敏捷制造法，它主要以信息技术为核心，以信息共享为重点，通过把不同领域或全球范围内的相关工厂或者公司链接起来，形成一个规模宏大的产业链，构造一个全球化的船舶生产系统，这一系统能够汇聚全球化的资源，是生产全球化在船舶工业内的具体应用。在这一制造网络中，有盟主企业，作为这个网络的核心和信息中心，对船舶进行初期设计，设计完成后所需要的的原材料、配套设备等，则依靠大量的协作厂和原材料供应商提供，他们是这个系统的盟员企业。盟主企业串联起盟员企业，担当核心组织者，这种形式可以更好地满足客户个性化要求，加强企业竞争力。当然，这种联盟性质的形式是有缺陷的，实际操作中给实施船舶敏捷制造的企业在成本控制方面和信息共享以及物流等方面提出了挑战。联盟企业根据船舶制造的关键任务和自身的生产资源和能力，进行合理的任务资源分配，并与盟员企业共同合作，实现专业化分工，从而提高整个船舶制造的生产效率，缩短造船总工期，降低时间成本，在激烈的市场竞争中求得生存和发展，真正实现敏捷制造。[4]

船舶敏捷制造能够以联盟企业协同合作的方式对船舶市场做出了灵活的快速反应，尽可能满足客户需求，其运作的核心在于对资源的合理配置以及对信息的高效处理上。这种联盟的实质就是将船舶建造的整个生产过程细化，以盟主企业为核心，统一配置联盟内所有成员的资源，通过有效的沟通降低制造成本，提高船舶质量，这一目标的实现，需要盟主与盟员之间的长期合作，以更快的速度，更低的成本，来快速适应市场需求，从而以更好的优势获取更多的船舶生产订单，这也是极为符合经济学原理的。

3 缩短造船周期的方法

从上文的分析中可以看出，影响造船周期的因素是多种多样的，这是一个极为复杂的系统工程，涉及到对资源的管理和配置，涉及到相关人员的工作状态，涉及到诸多的技术方面的原因。如何在竞争如此激烈的今天缩短造船周期，尤其是87000吨散货船这种高难度大型船舶，除了要采用共同规范、船舶快速搭建及敏捷制造等全新的观念外，还需要在设计制造过程中注意以下细节。

（1）高质量的设计图纸。图纸就是未来的船舶，没有高质量的图纸，想要建造87000吨这种规模的散货船是不可想象的。设计的图纸必须根据实际情况，如果设计不合理，在施工时会出现施工困难，周期拖长，影响整个造船进度。

（2）材料器材供应及时。前面提到的敏捷制造的方法其实就是设备器材的供应问题。在有了经过认真设计和严格审查的图纸之后，尽可能的保障材料器材的供应可以大大缩短造船时间，从而较快的完成船体的搭建。这对于需要大量材料设备的87000吨散货船的建造有极大的影响，考虑不周到可能会影响船舶的交付使用。同时，船厂生产场地布置要合理，生产设备配套及使用要符合科学要求，特别是尽可能缩短物流过程，减少往返运输，保证所有的设备可以有效运作。

（3）掌握好全年的气候情况。由于船体在组装等过程会受气温等气候的影响，而船体下水测试也需要一定的气候条件，因此在设计时就必须考虑尽可能的利用好的天气状况对87000吨散货船进行船体的制造和测试，避免如阴雨天气对施工进度的影响。这是影响87000吨散货船建造周期的可变因素。

（4）合理安排人员工作。船舶工业会涉及很多的工种，需要成千上万人的齐力合作，如何发挥每个人最大的效用，是船舶建造主管人员必须首先考虑的问题。在共同规范和快速搭建的模型下，87000吨散货船要求每个相关工作人员能够负责高效的完成自己的工作，这是影响87000吨散货船的建造周期的关键要素之一。另外，要尽可能的提高工作人员的积极性，造船的过程肯定会遇到诸多困难，高效的引导相关人员解决建造的难题会大大缩短船舶的建造周期。

以上所举的种种细节，其实也对应着一定的管理方法。在技术难题可以全球化解决的同时，如果管理也可以实现全球化，那么会帮助船厂在建造87000吨散货船的时间上大大缩短。随着生产经验的积累，相信我们可以在建造87000吨散货船方面形成自己的优势。

4 小结

要缩短造船周期，确实是一个涉及范围非常广泛的科研项目，是一项极为复杂的系统工程，它涉及众多的专业，如船、机、仪，甚至社会科学范畴的一些专业，现代管理观念也需要应用到其中。[5]船舶设计，是船舶生产技术准备的重要内容之一，因此采用科学的方法缩短设计周期，对于缩短整个造船周期，具有极为重要的现实意义。在研究缩短87000吨散货船建造周期时，必须高度重视船舶设计作为搞好生产技术准备的基础，并立足于保证质量的同时尽可能的缩短船舶设计周期。另外，87000吨散货船组装施工过程的各种工艺水平的高低以及资源配置和物流运输能力等方面，也是缩短造船周期的重要因素。可见，缩短造船周期应从设计、工艺、管理等多方面来综合考虑，才能够形成新的造船观念，革新整个造船流程。

【参考文献】

[1]李科浚.共同规范与发展中的中国造船工业[J].上海造船，2006（2）：5-7.

[2]郑欣彬.基于共同结构规范的87000吨散货船结构设计[D].上海：上海交通大学.

[3]鲍彤，张华.船坞快速搭载的研究和实践[J].造船技术，2005（4）：21-24.

[4]张元元.基于TC与ABC集成的船舶敏捷制造全生命周期成本控制模型研究[D].镇江：江苏科技大学.

[5]李维博.缩短造船周期的几个关键问题[J].上海：技术经济信息，1992，10.

[责任编辑：汤静]