船舶建造流程

本人简要说明一下船舶建造流程，水平有限，如有疏漏之处，请谅解并予以指正。文章中的图片部分来自网络，感谢各位提供图片的网友，例如猫版、梅干、好孩子、AMAN等等，如有侵权请告知。来自纪录片截图仅用于说明所用，由于拍摄时间的问题，不代表该船厂目前的技术水平，如有侵权，请告知。还有部分图片来自于相关企业的官网，如有侵权，请告知。船舶建造流程任何一种产品都有其自身的生产模式，比如汽车的流水线生产，飞机的脉动式生产线，然而船舶生产具有其独特的特点：生产的批量为小到中等，零部件的加工过程相似但几何形状和尺寸不同，这就决定其生产模式的特殊性。所谓现代造船模式，就是以统筹优化理论为指导，应用成组技术原理,以中间产品为导向，按区域组织生产，壳、舾、涂作业在空间上分道、时间上有序，实现设计、生产、管理一体化，均衡、连续地总装造船。现代造船模式发源于二战中的美国，20世纪70年代成型于日本，并于80年代被美国总结，形成了现代造船模式。我国于90年代初期引进了该项理论，开始在各个船厂进行实践，不过直到今天，各个船厂依然在转变造船模式，有资格说自己实现了现代造船模式的船厂少之又少，在各项指标上与日韩依然有差距。在说船舶的建造流程之前先简要的说一下船舶设计流程。船舶设计工作分为三个阶段——初步设计、详细设计、生产设计。初步设计：是解决“造什么船”的第一个阶段。初步设计是对船舶总体性能和主要技术指标、动力装置、各种系统进行设计，并通过理论计算和必要的实验来确定船舶的主要参数、结构形式和主要设备选型等重大技术问题。一般有三种情况要求设计部门进行初步设计。1船舶技术任务书：相关部门下达的指令性任务，说明船舶的用途、航区、吨位航速等设计要求。2意向书及技术附件，指在船舶市场中船东提出的订货意向，不受法律约束。它通常表明船东对船舶的各项要求和询问造价。3造船合同及附件，在经过投标和商务技术洽谈后决定签订合同。因此，在初步设计阶段，可根据具体情况可插入方案设计、报价设计和合同设计。方案设计是将任务书的要求转变成船体和轮机的设计参数，主要是进行可行性研究，决定船舶的总体性能，满足要求的航线、航速、舱容和排水量等，并据此估算出造价。报价设计则不需要做可行性研究，通常是根据船东的要求，参照已有的母型船来决定新建造船舶的造价，并提供技术规格书和总布置图以及提出主要设备厂商表。合同设计要求确定设计参数、设备选型、建造原则、入级标准，并进行一系列计算和设绘工作，为签订建造合同提供必要的文件，包括说明书（包括船体、轮机、电气），主要图纸和计算书（型线图、总布置图、舯剖面图、机舱布置图等等）以及主要设备厂商表等。初步设计的具体成果有，为签订合同的谈判提供技术文件；提供主要设备选型清单；主要设备厂商表；为详细设计提供必要的技术文件和图纸。初步设计的技术文件和图纸应送交船级社和船东审阅，经认可才能开展下一阶段的设计工作。目前国内的主流船型已可以自主设计，但部分船型的初步设计依然来源于国外，例如新型破冰船，5万吨半潜船等等。据我所知大连船舶重工某次建造新产品时购买国外的初步设计花了2000万美元。海洋工程的设计大部分来自国外。但也要看到国内消化吸收的速度也是很快的(在2013年上海海事展上，中国船舶及海洋工程设计研究院透露了他们研发设计了自动化水平全球领先的新型5万吨级半潜船。目前，该院已完成该型船的基本设计，完成了耐波性和风阻试验等，正在进行详细设计。新型5万吨级半潜船总长228米，型宽43米，型深13.5米，设计吃水10.3米，半潜吃水27米，设计航速达15节，具有很好的经济性，航行时阻力小，节油效果好，采用DP2定位动力系统。)。也有的国内企业收购国外的设计公司以此来促进设计能力的提高。中国国际海运集装箱(集团)股份有限公司(简称中集集团)2013年12月13日向此间媒体透露，该集团12日顺利完成与瑞典BASSOETECHNOLOGYAB公司(下称BTAB)的股权交割，成功收购BTAB公司90%的股权。BTAB公司是一家海洋工程设计公司,在各类半潜式平台、钻井船的前端概念、基础设计方面有丰富的经验。现代重工的拖曳水池进行船模试验，船模试验是初步设计的重要内容，船模试验使用的水池的地位与风洞相当，国内的水池主要分布在各个总体或水动力研究所（701、708、702等）和大学（哈尔滨工程大学等）中，造船厂（不是集团公司）基本没有。详细设计：在初步设计基础上，通过对各个具体技术专业项目进行系统原理设计计算，绘制关键图纸，解决设计中的基本和关键技术问题，最终确定船舶全部技术性能、船体结构、重要材料、设备选型和订货要求等，提供船级社规定送审的图纸和技术文件（不含完工文件）：及各项技术要求和标准。详细设计是根据造船合同确认的初步设计及修改意见书进行的。其基本内容是提供船级社规定送审的图纸和技术文件（不含完工文件）；提供造船合同中规定送船东认可的图纸和技术文件（不含生产设计内容）；提供船厂订货所需的材料，设备清单；为生产设计提供所需的图纸，技术文件和数据。详细设计的主要图纸和技术文件需要船东、船检（船级社）审查认可方能开展后续的生产设计工作。然而事实上为了尽早交船，在审查未完成前船舶已经开工，生产设计承受着施工供图需求的压力，由于准备不充分，在按未审查的详细设计图纸施工情况下容易出现差错。在国内大多数的初步设计和详细设计是由设计院完成的，主要的设计单位有：（1）中船重工和中船工业下属研究所包括701、708、上海船舶设计院，广州船舶设计院等等，国内的主要军舰、公务船基本上是他们设计的；（2）一些高校，比方说哈尔滨工程大学，上海交通大学等学校也具有一定的设计力量；（3）一些设计公司，比方说上海佳豪；（4）船厂的技术中心，部分船厂的技术中心有较强的船型开发能力，在已有的船型上进行改进，例如大连船舶重工船研所、沪东的技术中心。708的网址=2生产设计：解决“怎么样造船”的问题，主要内容包括建造方案的决定、建造方针书的编制和施工要领的编制，也包括在详细设计送审图完成基础上，按工艺阶段、施工区域和组装单元，绘制记入各种工艺技术指示和各种管理数据的工作图、管理表以及提供生产信息文件。主要的船体生产设计图纸包括：分段结构图、零件表、材料清单、套料册、切割指令。生产设计要将设计、工艺、管理有机的融为一体；将船、机、电等工作有效的结合起来，使他们的施工项目实现良好的协调。生产设计基本上由船厂自己完成。与其他行业一样，船舶建造中也有常见的计算机辅助应用。除了最基础的autoCAD软件，目前船舶建造中常用的设计软件有：（1）TRIBON软件是由瑞典KCS(KockumsComputerSystemAB)公司（该公司2004年被AVEVA公司兼并）研发的1款辅助船舶设计和建造的计算机软件集成系统，集CAD/CAM/MIS于一体，在造船业中有着广泛的用户。软件包括船体设计、舾装设计、系统管理三大部分，船体设计包括线型光顺、船体平面模、船体曲面模、性能计算、零件分离、数控套料、生成切割指令等模块。。对于国内的船厂来说，该软件存在数据开放性不够，数据库系统自成一套与常用数据库缺少接口，二次开发较为困难等等缺点。TRIBON软件的建模效果：（2）NAPA软件。NAPA软件是由芬兰NAPA公司开发的国际著名的三维设计的大型船舶CAD软件。NAPA软件是在20世纪90年代初期、中期、末期分别进入日本、韩国和中国。（2）NAPA软件。NAPA软件是由芬兰NAPA公司开发的国际著名的三维设计的大型船舶CAD软件。NAPA软件是在20世纪90年代初期、中期、末期分别进入日本、韩国和中国。整个NAPA软件由27个模块组成。NAPA软件主要用于船舶初步设计和基本设计，特别擅长处理船舶设计早期阶段所必须的众多设计变量祸和及不可避免的大量设计更改和多方案对比。NAPA软件也可以用来进行各种船舶性能计算并生成完工文件。利用NAPA软件生成的三维船型，可以在船舶设计全过程中使用。作为一种成熟、先进的专业软件，NAPA具有以下特点:普遍适用于各种类型船舶设计;灵活多样的输人输出格式;具有直观友好的三维图形用户界面;既可以用于船舶初步设计，也可以生成完工文件;对于电脑软、硬件环境的宽泛适用性;开放式的平台系统，具有强大的二次开发手段，并提供众多与其他软件的接口;为全球权威海事管理机构和船级社认可和采用。诸如ABS,BV，DNV,GL，HRS，LR,RINA等均使用NAPA软件;具有完备的客户技术支持体系，并定期举办专门培训;每年提供两次版本升级。NAPA软件是提高船舶设计综合能力的良好平台1)NAPA软件具有全新的三维设计思想，可用于船体曲面造型设计而直接产生型线；2）NAPA软件可以进行总布置设计、分舱及舱容计算、各种性能计算分析、结构设计与分析；3）NAPA形成了计算机辅助船舶设计、制造、分析计算的完整体系。4）NAPA可以将流体、结构、设计、制造等学科有机地结合起来。5）NAPA软件是众多软件的纽带。（3）CADDS5。CADDS5是PTC公司推出的针对船舶、航空、航天的CAD/CAM软件。包括船体、管系、电力、空调等几大模块，可以和NAPA以及TRIBON兼容。CADDS5建模效果。（4）CATIA软件。法国达索公司的产品。目前在航空领域应用广泛。CATIA为造船工业提供了优秀的解决方案，包括专门的船体产品和船载设备、机械解决方案。诺思罗普·格鲁曼公司已经将CATIA应用到福特级航母的设计中。中国广州的文冲船厂也对CATIA进行了成功地应用，使用CATIA进行三维设计，取代了传统的二维设计。（5）FORAN软件。FORAN软件由西班牙SENER集团开发，该公司以船舶设计起家，已有50年的历史，具有40多年的造船CAD软件开发和应用经验。目前在进行软件开发和应用的同时，仍然承接船舶设计项目。FORAN软件是世界上应用最为广泛的大型造船专业软件之一，全球用户包括了120家以上的设计公司和造船厂。（6）SB3DS。上海船舶工艺研究所开发。SB3DS系统包括船体和舾装两大部分.船体部分包括型线处理、结构线生成、外板展开、零件生成、套料、加工计算及船体快速背景生成等模块;舾装部分包括管系三维建模与数据处理、管支架三维设计、风管三维建模与数据处理(包括方风管与螺旋风管)、电缆生产设计、设备三维建模与布置和铁舾装三维设计等模块.同时可以针对船厂的生产与设计习惯进行定制开发,便于设计与生产人员迅速熟悉掌握.可安排人员上门安装与培训,一年内免费版本升级和技术支持.SB3DS系统利用标准的商用数据库进行数据管理,提高了数据的安全性和一致性.数据库结构提供给用户最大的开放性和灵活性.数据库中包含了全部的模型数据,即使三维图形文件损坏或丢失,也能重新生成模块.数据库中包含的中间统计数据方便用户再次进行个性化的数据分类汇总,并与其他管理信息系统能够进行无缝连接.数据库中已包含各类标准库,提供内容丰富的附件库、阀件库、舾装件库和三维图形小样,大大简化了用户的基础工作.SB3DS系统强大的后处理功能使二维出图和生产设计报表生成变得方便、快捷,他提供了与TRIBON、CADDS5体统的多项接口,是大船厂CAD/CAM应用的必要补充。SB3DS的建模效果。还有很多软件，不一一介绍了。造船计算机辅助制造（CIMS）是以自动化技术、信息技术和造船技术为基础，通过计算机及其软件，将造船订货、船型试验、船舶设计、船舶建造、造船管理和交船后服务等造船厂全部生产活动所需的各种分散的自动化单元技术有机地集成起来，形成总体高效益、高柔性的智能制造系统。数字化造船以信息化、数字化为核心，以虚拟技术、仿真技术、网络协同技术为手段，建立产品、资源和流程的数字模型为基础，实现信息流、物流、价值流高效准确运行，从而对船舶的开发、设计、制造、管理、经营和决策活动实现全过程、全系统的最优控制，使企业获取最大的经济效益和社会效益。实现“数字化造船”是当今世界