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1、基于现代造船模式的船体零件编码研究和应用 王世利1 刘建峰2 金烨1 孙嘉钧2 1上海交通大学工程硕士 2上海外高桥造船有限公司 【摘要】：基于对现代造船模式下船体分段建造作业的分析，应用编码技术，结合先进设计软件的编码功能，根据船体分段零部件特点，本文主要研究了:工程编码、分段编码、组立类型代码、组立编码、零件分类代码、零件号和零件加工代码的设置问题；组立流向、编码级数和编码完整性问题；编码体系与TRIBON设计软件的匹配问题。通过综合研究，本文建立了一套基于现代造船模式的船体零件编码体系。 【关键词】：零件，编码，组立，流程，建模，适用性 1 前言 随着现代造船模式
2、的深入发展，部分先进船厂初步建立了切割中心、部件工场、平直中心、曲面中心、模块中心和外场大组平台为主体的分段分道建造模式，这种分段建造模式可以显著的提高生产效率，但是物流管理难度很大，相应的也就要求生产设计将分段建造过程细致分解。基于现代造船模式的船体零件编码致力于应用编码技术和设计软件，将经过产品导向型工程分解和分道组合的各类中间产品，按现代造船模式形成的生产作业体系进行电子化模拟造船，且使设计、物资、生产、管理的信息共享，信息快速传递，在促进船体零部件物流方面发挥着突出的作用 2 船体零件编码构思 2.1 船体建造分解 船体建造过程传统上分为小组立、中组立、大组立、总组和搭载。零件拼
3、装成中小组立，中小组立拼装成分段，分段总组为总段，大量分段和总段组装出一条整船，这样的作业分解比较粗犷，难以满足精细管理的需要。船体分道作业法的工程分解从中间产品的角度出发，将船体结构分解成零件装配、组立装配、分段装配等阶段后，按照成组技术相似性原理将其分类成组，以组为单位安排人员、设备和场地，组建成分道生产线。通常设有钢材预处理线、T型材生产线、内部零件生产线、部件生产线、平面分段生产线、曲面分段制作区、上层建筑分段制作区等船体生产线。 中间产品分解的方法，实际上是一种划细生产作业单元的方法。设计阶段的船体作业中间产品分解，即装焊作业定义越精细越好，生产阶段可根据场地、设备、人力等客观条件
4、进行相匹配的组合。这是基于现代造船模式的船体零件编码所关注的重点，即以中间产品为导向，贯彻工程分解与组合的精细化，通过编码做到图1所示的精细程度，而非传统的小组、中组和大组。 图1 船体作业流程分解 2.2 船体编码体系创建原则 船体零件编码体系的创建，必须遵循一定的原则，通常要具有识别功能、分类功能和排列功能。编码要能够被计算机识别；要具备适应组织变动、工艺改善、设计革新等变化的灵活性；编码完整性与编码级数和位数的平衡必须重点考虑。 3 船体零件编码体系 基于现代造船模式的船体零件编码包含了工程编码、分段编码、组立类型代码、组立编码、零件分类代码、零件号和加工代码信息，其中工程
5、编码4位，分段编码3位，组立类型代码1位，组立编码6位，零件分类代码1位，零件号3位，加工代码1位，编码位数共19位。 编码结构方面，为避免编码级数过多，进行了适当的合并，其中组立阶段代码和组立编码并为一级，简称组立编码；零件分类代码、零件号和加工代码并为一级，简称零件号。由多级组立过程导致的编码级数过多问题，利用组立类型代码的衔接功能来解决，在编码结构中仅表示该零件所属的上一级组立编码。总体上该编码体系为四级编码结构，其一般结构形式见图2。 图2 基于现代造船模式船体零件编码 3.1 工程编码 工程编码由四位阿拉伯数字组成，第一位数字表示船舶分类，第二位数字表示船舶分组，第三位和第
6、四位数字表示船舶序号，其一般结构形式见图3。 图3 工程编码 图4 分段编码 3.2 分段编码 分段编码，一种是英文字母和阿拉伯数字，另外一种是三位数字，均包括分段区域、位置和序号。其中纯数字定义较为科学，信息处理方便，其一般结构形式见图4。 3.2.1 分段区域代码 船体结构通常划分为艉部、机舱、上层建筑、货舱双层底、货舱舷侧、货舱横舱壁、货舱纵舱壁、货舱甲板和艏部。据此，分段区域代码定义见表1。 表 1 分段区域代码表 代码 分段区域 代码 分段区域 1 艉机舱、艉部 6 货舱舷侧 2 货舱双层底 7 货舱纵舱壁
7、 3 备用部分 8 艏机舱、艏部 4 货舱横舱壁 9 上层建筑 5 货舱甲板、舱口围、舱口盖 3.2.2 分段位置分类代码 分段位置分类主要是区分分段位于左舷、船舯还是右舷，英文通常用P、C、S分别表示，分段位置分类代码采用一位阿拉伯数字表示，用其奇偶性加以区分，如表2所示。 表2 分段位置分类代码表 分段位置分类代码 分段位置 2，4，6，8 左舷 0，1 船舯 3，5，7，9 右舷 3.2.3 分段序号 分段序号用阿拉伯数字表示，从1开始，纵向从船艉向船艏依次编码，横向从中心线到舷侧依次编码，垂向从下向上依次编码。 3.3 组立
8、类型代码 组立类型的定义关系到零件和组立的去向，在指导物流方面发挥着重要作用，部分先进船厂已经实现了船体零件和组立的托盘化配送，基于现代造船模式的船体零件编码在组立类型代码方面进行了精细定义，如表3所示。具体应用上，可根据公司实际将Q、N、S、T阶段都布置在部件工厂进行，无论场地如何配置，都可以发挥较高的物流指挥作用。 表3 组立类型代码表 组立类型 特征 示例 先行小组 Q 由两个零件装焊成的组立。 小组拼板 N 小组立阶段的钢板对接。 小组 S 由两个以上零件装焊成的组立。 小组翻身 T 在小组立的另一面装焊零件。 流水线 F 在流水
9、线上进行拼板和装焊骨材的组立。 中组和 大组拼板 A 大组 B 最终成为分段。 3.4 组立编码 组立编码由英文字母和阿拉伯数字组成，包括结构代码、位置号和分区码，位数2～6位，见图7。当仅需结构特征代码就能明确定义组立时为2位代码，当需要3位位置号且仍然需要分区码时为6位代码。通常要求分段内同样的组立采用同一编码，其一般结构形式见图5。 图5组立编码 3.4.1 结构特征代码 结构特征代码由两位英文字母组成，基本上为典型结构通用的英文缩写，见表4。 表4 结构特征代码表 代码 描述 代码 描述 DK 甲板、平台 BL 组合纵骨和型材
10、 BS 外底板 BU 舷墙 SS 舷侧外板、艉封板 ST 防倾肘板 FR 强框架、肋板 CM 舱口围 NW 非水密舱壁 BK 肘板 TB 水密舱壁、水密肋板 EG 入口导承（集装箱格） BM 横梁 CG 箱格导轨（集装箱的） CF 斜肋位 BX 各种风管、箱体 ST 水平桁 HP 锚链管 SL 墩子 BG 舭龙骨 TT 舱顶 DP 隔栅 LB 纵舱壁 BW 挡浪板 CB 槽型隔舱、压筋板 SB 尾柱轴毂 RH 挂舵臂 BH 艏顶蹼板 GR 纵桁 ET 其它 3.4.2 位置号
11、 位置号与主船体坐标相对应，以阿拉伯数字表示，位数1～3位，见表5。负肋位一般不超过10个，为方便信息处理，第1位以0表示为负肋位。 表5 位置号 区分 代码 描述 区分 代码 描述 横向 02 01 0 1~ ~999 在FR-2位置上装配 在FR-1位置上装配 在FR0位置上装配 在FR1位置上装配 在FR999位置上装配 纵向 0 1 2~ ~999 跨中置上装配 L1位置上装配 L2位置上装配 L999位置上装配 垂向 1 2 第1层 第2层 3.4.3 分区代码 分区代码采用一位英文字母表示。分段内在同一位置上存在2
12、个以上不同组立时，按从中心线到舷侧，从船艉向船艏，从下向上编码以A.BàN编码。由于D、O、I与0和1接近，容易混淆，所以分区代码禁止采用D、O、I。 3.5 零件种类代码 传统的零件种类代码区分非常复杂，主要是由起初造船模式的历史遗传造成的，以外板为例，目前教材上依然是：船体外板的排列习惯于从船底中心线处平板龙骨开始，然后为左右舷船底板，经舭部列板，舷侧外板至舷顶列板。由K、A、B、C、D．．．．．．英文字母组成，再以韩国某先进船厂零件种类代码为例，见表6。 表6韩国某先进船厂零件种类代码 代码 描述 代码 描述 A 不拼接的板材 M 甲板梁 (横向防挠材) B
13、肘板 P 一般板材 C 补板 S 一般防挠材 D 垫板 W 腹板 F 肋板 X 纵梁 (舾装件补强材) K 拼接的板材 Y 通用件 L 纵向连续的防挠材 E 其它 （松紧件等） 世界上许多船厂在船体零件种类代码区分方面已经摆脱了传统桎梏，零件种类代码大大简化，本编码体系将零件分为板材、肘板、补板和型材4种，分别用D、B、C、S描述。 3.6 零件号 零件号的编制方面，同样存在历史遗留的桎梏，许多船厂包括国外部分先进船厂仍然采用手工编号方法，主要是满足按序排列，而且以单个组立为单位编号，结果造成编码效率很低，而且零件的通用性大大降低。先进的船舶设
14、计软件基本上能够自动编号，不但提高设计效率和准确性，而且解决了零件的通用性问题。对于少部分特殊零件，可以在系统中手工调整。零件号以阿拉伯数字表示，位数1～3位，见表7。 表7零件号 零件种类代码 编号范围 备注 D 100~999 板材 B 1~500 肘板 C 1~100 补板 S 1~500 扶强材 500~599 小组贴装，总组时安装零件 600~699 大组贴装，总组时安装零件 700~799 小组贴装，搭载时安装零件 800~899 大组贴装，搭载时安装零件 900~999 设备加强和开孔加强类零件 3.
15、7 加工代码 加工代码通常根据公司加工设备，采用一位英文字母表示，根据船厂加工设备，加工代码设定见表8。组合T排通常专业化制作，所以赋予其特定的加工代码。 表8 加工代码 代码 描述 设备 B 卷板加工 大型三辊卷板（压）机 F 折边肘板 单臂液压机 H 面板弯曲、弯板加工 小型三辊弯板机 K 大型构件折边加工 门式油压机 M 肋骨加工 肋骨冷弯机 W T排面板 T排流水线 A T排腹板 T排流水线 3.8 编码示例 例一：2101-634-SFR100A-B10 说明：该零件是一块肘板，属于第一条16.9万吨散货船右舷第4
16、个顶边舱分段100号肋位上第一块肋板组立，需要在小组立场地安装。 例二：3302-225-FTT1A-D101K 说明：该零件是一块板材，属于第二条29万吨油船左舷第5个双层底分段内底流水线组立需要先进行折边加工，然后到平直流水线上拼板。 4 生产设计适用性分析 船体零件编码体系的实现，是一项综合工程，一套优秀的编码方案，不但要考虑编码的合理性、科学性，还有非常重要的一个方面，就是编码的实用性。编码首先是通过生产设计生成的，然后在生产部门进行实际应用。编码合理性、科学性和实用性均须要在设计和生产两方面都能够达到，才是一套优秀的编码方案。 TRIBON系统是目前国际上流行的船舶计算机设
17、计与建造集成软件，在世界造船界有着广泛的用户，国内骨干船厂全部引进了该设计软件。基于现代造船模式的船体零件编码最大程度的利用了软件功能，具有极强的编码效率。该套编码体系的核心——中间产品的分解，即作业阶段定义和组立编码定义，通过装配计划模块实现，利用它装配平面建模和曲面建模生成的船体零件，生成装配树，从而完成组立类型代码和组立编码代码定义。工程编码和分段编码通过系统配置实现，零件种类代码系统自动区分，零件号自动加放，加工代码可利用系统拓展功能实现，四级的编码形式和完整的编码结构利用系统配置实现。 5 结束语 船体零件编码在促进零部件的物流管理，以及提高生产设计效率方面发挥极为重要的 作用
18、而国内许多骨干船厂的船体零件编码依然未能摆脱传统意识的束缚，在编码结构、编码表达的信息、编码手段等方面还存在着许多认识上的误区，不仅制约设计效率的发挥，更阻碍了船体建造物流效率。本文尝试建立了一套基于现代造船模式的船体零件编码体系，以期抛砖引玉，提高船体零件编码技术。 参考文献 [1] 周光霁. 应长春. 现代造船模式研究报告 中国船舶工业总公司第十一研究所 1999 [2] 翁德伟. 造船成组技术 上海交通大学出版社 1990 [3] 张明华. 精益造船模式研究 中国经济出版社 2005 [4] 周执平. 船体构件编码探讨 造船技术 1994（2） [5] 骆方泽. 船体零
19、件的分类和工艺代码的编制 造船技术 1986（1） [6] 沈纯德. 船体零件名称和部位的编码方法 造船技术 1986（9） [7] 高介祜.郁照荣. 现代造船模式及其形成 造船技术 1997（3） [8] 危行三. 船体零件装焊阶段的编码方法 造船技术 1985（1） [9] 郑罕.朱家榆. 船体结构的零件代码 造船技术 1988（3） [10] 刘建维. 船体零件及零件明细表的新涵义 造船技术 1986（12） Research and Application of Hull Piece Coding Based on Modern Shipbuilding Mode
20、 Wang Shili1 ; Liu Jianfeng2; Jin Ye1; Sun Jiajun2 1 Shanghai Jiaotong University 2 Shanghai Waigaoqiao Shipbuilding Co., LTD. Abstract: Based on analyzing of hull block building work under modern shipbuilding mode, with application of coding technology, considering advanced design software and h
21、ull piece characteristics, this paper focus on following items: Project number, block number, assembly coding, piece kind, piece number and piece bending kind configure；Assembly kind, coding levels and coding integrality; Applicability of this coding system using on Tribon software is studied. This paper designed a hull piece coding system based on modern shipbuilding mode. Key words: piece, coding, assembly, flow, modeling, applicability 第一作者简介： 王世利，男，工程师。1976年2月份出生，1998年武汉理工大学船舶工程专业毕业，现就读于上海交通大学工业工程专业（工程硕士）。现从事船体生产设计专业技术工作。
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