船舶制造行業技術工藝分析

船舶制造行業技術工藝分析

第一節 船舶制造工藝現狀及發展對策

一、中國船舶制造工藝的發展現狀

造船設備落后，人員能力欠缺

我國的船舶建造業與發達國家相比存在較大的差距，而且進步速度也比較緩慢，產生這種局面的原因主要包括兩個方面，一是我國的多數造船企業沒有配備放樣間、精加工車間等，科學化程度較低，造船企業的生產能力比較薄弱，相關的工藝方法在很長一段時間內沒有更新，造船技術落后。二是我國的造船企業不重視專業人才的培養和儲備，高精尖人才相對欠缺進而制約了我國造船業的發展。

船舶建造技術相對落后

目前，我國大多數造船企業都會采用散裝造船法，這種技術已經比較落后，在生產小型船舶時能夠發揮一定的作用，但是在生產大型輪船時就會遇到許多的障礙，造船的周期被延長，船舶的質量也會有所下降，寬度尺寸偏差嚴重，部分構件誤差大，而且容易發生變形，最后會影響船舶的使用過程。

二、船舶建造工藝發展趨勢分析

1、增強船舶建造的總裝化

總裝化的目的就是讓造船企業充分利用自身的核心技術資源，處理自己比較擅長的工序，而將自身不擅長的工藝分離出去，例如將零部件的生產分包給其他專門的企業，造船企業這樣做能夠集中力量處理核心工作，造船的效率也會大大提高，造船的生產規模和專業化水平也會得到完善。

2、增強船舶建造的精益化

精益化的模式最初來源于日本企業，該理念既是一種經營管理理念，同時也是一種先進的企業文化，該理念的核心思想就是減少甚至完全消除生產過程中的資源浪費以及一切不能創造價值的環節，讓企業的效益實現最大化，增強企業的生產能力，將精益化理念應用到造船業中，主要目的就是增強員工的生產積極性，減少生產的周期，降低生產的成本，提高造船質量。

3、實現船舶建造的綠色化

隨著全球自然環境惡化的不斷加重，環保已經成為各國普遍關注的問題，生產企業在經營過程中也應當盡量減少能耗，減少污染物的排放，實現綠色發展。造船業也也應當跟上時代的發展步伐，在造船過程中，減少資源的浪費，在制造、營運、報廢拆解的周期中，要使用環保的材料、設備和技術，為自然環境做出貢獻。

4、實現船舶建造的智能化

目前，科學技術已經得到了史無前例的發展，計算機技術已經非常普及，智能化生產也已經在生產中得到應用，而造船業由于生產的難度較大，智能化技術并不多，因此，智能化是未來造船業的發展趨勢。造船企業應當將智能技術應用到船舶的設計、建造、控制、裝配等過程中，并逐步實現自動化制造的目標，向著生產全自動化的方向發展。我國的造船業在這一方面存在較大的提升空間，造船企業要根據本企業的要求和需要，自主研發或者從國外引進智能化的生產技術，在設備方面實現突破和創新，推動我國船舶建造業的發展。

三、船舶制造工藝改進對策分析(三加強，一引進)

1、加強核心技術隊伍建設

在船舶建造工藝中，設備的因素占據了很大的比重，同時，人才的因素也是其中的重要部分，專業人才是船舶建造的核心力量，是企業的核心競爭力。因此，要想提高船舶建造的工藝水平，就必須先建立一支掌握核心技術的專業隊伍，對該隊伍中的人員進行系統的培訓，提高他們的專業能力，做到理論與實踐相結合。

2、加強頂層設計

針對于現階段的船舶建造行業發展情況來分析，整個市場的競爭變得越來越強烈，很多船舶建造企業對自身船舶建造的安全性以及速度更加重視，因為船舶質量的評價中安全性是其中十分重要的指標，在這種競爭不斷加劇的背景下，船舶整體建造效果將技術作為核心具有重要意義，所以在目前市場中建造企業如果想具有一定競爭優勢，不但需對船舶建造觀念以及自身的管理觀念進行快速轉變，而且還需對建造工藝工作頂層設計進行加強。具體進行時需對設計人員的配合效果加大重視，將相應的績效發放制度以及考核制度制定出來。讓工作人員可以更好地配合工作，并加強自身質量的檢查工作。另外對于企業來說，也需適當推廣和儲存相應技術，需不斷對技術進行創新，同時還需將相應的制度和政策制定出來，加強工作人員的創造與創新，將一個良好的創作氛圍提供給頂層設計人員，讓工作人員的工作速度和質量得到顯著提高。

3、加強工藝體系建設

船舶建造工藝要實現規范化、專業化的目標，在企業內部形成比較一致的認識和思想，并將這些內在的要素應用到生產過程中，造船企業要進一步加強工藝的研究，進一步完善工藝技術研究體系，建立健全的工藝技術評價體系以及工藝技術升級換代機制。船舶建造企業要理清自己的發展方向，并與世界經濟形勢做好銜接，建立和健全比較完善的管理機制，推動造船業的發展。

4、引進先進的建造技術

隨著科學技術的不斷發展和進步，先進的船舶建造技術不斷出現，為造船業提供了非常大的幫助，因此，造船企業應當根據自身的發展需要，在科學論證的基礎上，積極引進國外比較先進的船舶建造技術和設備，加強對船舶建造的技術評估，設立強有力的專家咨詢機構，有效發揮專家的作用。

第二節 船舶建造的內容及工藝流程

一、船舶建造的內容

1、船體建造工藝

1、船體放樣和號料

(1)船體放樣：關鍵工作內容包含船體型線光順，縱橫結構線放樣，船體構件展開，制作放樣資料等。手工放樣：利用手工操作方法完成放樣工作。數學放樣：利用數學方法人機交互完成放樣工作。(2)船體號料：將放樣展開船體構件外形和大小依據草圖、樣棒、樣板、樣箱等劃到鋼材上，并標注加工裝配符號等信息。

2、船體鋼料加工

(1)鋼材預處理：鋼材轎平、除銹涂底漆等。(2)構件邊緣加工：切割、開坡口和打磨。(3)構件成形加工：將構件彎制或折曲成所要求空間形狀。

3、船體裝配與焊接

(1)船體結構預裝配與焊接：預制部件、分(總)段工藝過程。①部件裝焊：將零件組合焊接成部件作業。②分段裝焊：將零、部件裝焊成份段或將分段裝焊成大型分段工藝過程。(2)船臺裝焊：在船臺上將分段合攏成整個船體工藝過程。

2、舾裝工藝

將機電裝置、營運設備、生活設施、多種屬具安裝到船上去并進行艙室裝飾等工藝過程。1、舾裝作業內容(1)機艙舾裝：機艙內多種設備安裝與調試。(2)電氣舾裝：船內電氣設備安裝、調試，電纜敷設等。(3)船體舾裝：①甲板舾裝：舵系、系泊、消防、救生等設施安裝調試。②住艙舾裝：生活設施、航海儀器、通信裝置等安裝作業。2、舾裝工藝階段(1)舾裝件采辦：舾裝件訂貨、外協和自制工作。(2)單元舾裝：將舾裝件組裝成合適大小舾裝組合體。(3)分段舾裝：分段制造時或完工后將舾裝件預先安裝在分段上。(4)船內舾裝：①船臺舾裝：在船臺上船體合攏后進行舾裝作業。②碼頭舾裝：船舶下水后在碼頭進行舾裝作業。

3、涂裝工藝

在船體內外表面和舾裝件上，根據技術要求進行除銹和涂敷多種涂料，使金屬表面與腐蝕介質隔開，以達成防腐蝕處理目工藝過程。

二、船舶建造工藝流程

1、船體放樣和樣板制作

1船體放樣與號料，就是將設計部門設計的型線圖、結構圖按比例進行放樣展開，以得到船體構件的真實形狀和實際尺寸，然后再將這些已經展開的零件，通過樣板、圖紙、數控等不同的號料方法，實尺畫(割)在鋼板或型材(球扁鋼、角鋼)上。船體放樣和號料目前已全部由手工轉為計算機(樣板制作依然需手工完成，不過依據的圖紙也是由計算機完成的)制作，主要是利用相關生產設計或專門放樣得軟件進行展開，給出零件套料圖(一般以分段為單位，方便后續零件的堆放和轉運)、數控切割程序(切割機下料使用)、以及零件加工數據。一般分為結構線生成、零件生成和套料。

2、鋼材預處理和號料

鋼材預處理。供船體結構使用的板材和型材，由于軋制和運輸堆放過程中的各種影響，會產生變形和銹蝕，為保證質量，在切割前需要進行除銹，噴涂車間底漆，矯正，這個過程叫做鋼材預處理。常用的除銹方法有拋丸除銹(使用離心式拋丸機的旋轉葉輪將鐵丸或其他的磨料高速噴射到鋼板的表面使氧化皮和銹斑剝離)、化學除銹(使用某些酸液將氧化皮和銹斑反應掉，應用范圍廣，可以對鋁板等除銹)。

3、船舶構件加工

船體構件的加工可分為船體構件的邊緣加工和成型加工。邊緣加工主要是指經過套料的船體鋼材的切割分離以及焊接坡口的加工。邊緣加工的方法主要有機械切割法(剪切、沖孔、刨邊、銑邊)，化學切割方法(氣割)和物理切割法(等離子切割和激光切割等)。

4、船體裝配

船體裝配是將加工合格的船體零件組合成部件<組件>、分段、大型分段<總段>，直至整個船體的工藝過程·船體裝配分為船體結構預裝焊和船臺裝焊兩大部分·船體結構預裝焊又分為部件〈組件〉裝焊、分段裝焊和總組裝裝焊三道工序·船體結構的預裝焊工藝，可將船體裝配焊接作業從船臺移至車間內場，在施工良好社謀果行的平臺或胎架上作業

5、部件裝焊

又稱小合擾.將加工后的鋼板或型鋼組合成板列 T 型材，肋骨框架或船首尾柱等部件的過程,均在車間內裝焊平臺上進行。

6、分段裝焊

又稱中合攏，將零部件組合成平面分段,曲面分段或立體分段、如艙壁、船底、舷側和上層建筑等分段，或組合成在船長方向橫截主船體而成的環形立體分段，稱為總段、如船首總段、船尾總段等，分段的裝配和焊接均在裝焊平臺或胎架上進行，分段的劃分主要取決于船體結構的特點和船廠的起重運輸條件，隨著船舶的大型化和起重機能力的增大，分段和總段也日益增大，其重量可達800噸以上。

7、總段裝焊

又稱中合攏，將零部件組合成平面分段,曲面分段或立體分段、如艙壁、船底、舷側和上層建筑等分段，或組合成在船長方向橫截主船體而成的環形立體分段，稱為總段、如船首總段、船尾總段等，分段的裝配和焊接均在裝焊平臺或胎架上進行，分段的劃分主要取決于船體結構的特點和船廠的起重運輸條件，隨著船舶的大型化和起重機能力的增大，分段和總段也日益增大，其重量可達800噸以上。

8、船舶焊接

即船體總裝又稱大合攏，將船體零部件、分段、總段在船臺(或船塢)上最后裝焊成船體.排水量10萬噸以上的大型船舶，為保證下水安全，多在造船塢內總裝.常用的總裝方法有:以總段為總裝單元，自船中向船首,船尾吊裝的稱總段建造法，一般適用于建造中小型船舶。

9、船舶舾裝與涂裝

船舶舾裝是指船體結構之外的船舶所有設備、裝置和設施的安裝工作，也可以定義為是對船舶進行系統處理和安裝的生產活動。船舶舾裝的內容一般包括船舶設備的安裝與調試和船體表面工程。船舶舾裝的設備就是船上安裝的各種機械、儀器、裝置和設施，按功能可分為以下幾種：機艙部分，船舶產生動力的各種設備和附屬設施，例如主機和軸系裝置，發電機和附屬裝置，各種輔機、泵、鍋爐、箱柜和各種鐵舾件等;航行設備，船舶航行用的各種設備，包括各種航海儀器，通訊設備以及聲、光、形和旗等信號裝置;舵設備，船舶操縱用的設備，包括舵葉、舵軸、舵機和轉舵機等;錨設備，船舶在錨地停泊用的設備，包括錨機、錨鏈、摯鏈器、導鏈輪、棄鏈器、錨鏈管和錨等;系泊和拖曳設備，船舶在泊位停泊和在航行中拖帶用的設備，包括導纜孔、導纜器、帶纜樁、卷車、絞車等系泊設備和拖鉤、弓架、承梁、拖纜孔、拖柱、拖纜絞車等拖曳設備;起貨設備，船舶裝卸貨物用的設備，包括克令吊、起貨機、桅桿、吊桿、鋼索、滑車、吊鉤等;通道與關啟設備船上通行和通道關啟用的設備，包括梯子、欄桿、各種門窗、人孔蓋、艙口蓋和貨艙蓋等;艙室設備，船員生活用的各種設備，包括家具、衛生用具、廚房設備、冷庫設備、空調裝置等;救生設備，船舶在海難中救生用的設備，包括救生艇、吊艇架、救生筏、救生圈和救生衣等;消防設備，船上發生火警和滅火用的設備，包括報警裝置、自動噴水滅火系統、消防水龍、滅火器和消防雜件等等。此外，不同類型的船舶還有一些其他的設備，例如軍艦的武備裝置、補給設備;特種船舶的側推裝置、減搖裝置、工作艇等等。船體表面工程就是使用各種材料對船體表面直接進行工程處理的工作。它涉及到的材料很多，如油漆、合成樹脂、有機溶劑、瓷磚瓦、陶磚、橡膠、塑料、玻璃纖維、陶瓷棉、珍珠巖板、硅酸鈣板、木材、鋼材、有色金屬等。船體表面工程可分為三大類、防腐蝕處理、防火絕緣處理、艙室裝飾處理。防腐蝕處理為船舶涂裝的作業內容，防火絕緣處理、艙室裝飾處理是船舶舾裝的內容。防火絕緣處理就是在船體艙壁、甲板、甲板頂面和隔壁等表面涂敷防火材料或隔熱隔音材料，使艙室與火源、熱源和噪聲源等隔離，為船員提供安全與舒適的工作和休息環境。艙室裝飾處理就是對艙室的圍壁、天花板和地板涂敷合適的涂料或者敷料，或者選用合適的預制板或復合板，以便美化環境，增強艙室的舒適性。目前習慣上對船舶舾裝按船機電三個專業分為船裝、機裝、電裝三大類。船裝就是指除了機艙設備和全船電氣以外所有的安裝和處理工作，可以分為甲板舾裝(外舾裝)和住艙舾裝(內舾裝)。機裝即機艙舾裝，指的是機艙內各種船舶設備的安裝與調試作業。機裝可分為管裝、機裝和鐵舾裝等。

電裝即電氣舾裝，指的是全船電氣設備安裝和調試等作業。船裝、機裝和電裝作業既包括外場(即在分段或船上)的安裝、調整與試驗，也包括內場(車間里)的加工與組裝。如家具制作、管件彎制、鐵舾裝件制作、單元組裝、電器配套等，都由相應的職能車間或工段在內場完成。內舾裝(也叫住艙舾裝)簡稱內裝，是指上層建筑內各種船員或旅客住室和各種專用艙室內的舾裝件或舾裝單元的安裝作業.作業內容包括防火、絕緣、敷料等的敷設，艙室非鋼質圍壁、天花板、門、窗、家具、衛生設備等的安裝，以及廚房、冷庫、空調設備的安裝等。其作業范圍主要是在上層建筑艙室內部。為了及早開展舾裝工作，以便有足夠時間按階段和作業順序有條不紊地組織生產，擴大地面舾裝作業量、改善作業環境和縮短舾裝周期，目前采用上層建筑整體吊裝和提早形成艙室總段等工藝技術。船用衛生單元，通過舾裝件標準化、單元化、模塊化可以有效地縮短作業時間，提高舾裝質量。外舾裝(也叫甲板舾裝)簡稱外裝，是指除機艙區域和住艙區域以外所有區域的舾裝工作。它所要安裝的設備和裝置是多種多樣的，而且隨著船舶種類和用途的不同而有很大差別。作業包括舵設備、錨設備、系泊設備、起貨設備、通道設備、關閉設備、救生設備、消防雜件、自然通風部件，以及各種管路等的安裝。此外，根據不同用途船舶的需要，還可以包括拖曳設備、集裝箱綁扎裝置、活動甲板、延伸跳板、防滑天橋和各種特殊裝置的安裝。甲板舾裝的作業內容和作業環境變化較大，作業遍及全船，大部分是敞開作業，其中甲板頂面舾裝和桅桿上部舾裝等屬高空作業(除了分段舾裝外)，錨鏈艙舾裝則屬狹窄艙室作業。

機裝即機艙舾裝，指的是機艙內各種船舶設備的安裝與調試作業。機裝可分為管裝、機裝和鐵舾裝等。機裝作業的范圍通常限于從機艙艙底到煙囪這一豎向(機艙)區域和從主機到螺旋槳這一縱向(軸隧)區域之內，但也包括機艙以外與機艙有關的其他工程。機裝作業的內容包括機艙管系、消防管系、通風管系、壓載管系、輸油管系、蒸汽管系等的安裝，機座、油水箱柜的安裝，軸系裝置(包括螺旋槳)和主機的安裝與校中，各種輔機和鍋爐的安裝，機艙格柵、梯子、扶手、起重梁和吊環等的安裝，以及機艙中機修用的機床的安裝等。由于機艙內設備密集，安裝精度要求高，目前機艙設備機械化、自動化程度越來越高，使得機艙舾裝的工作量急劇增加，而且機艙舾裝在船上作業條件差，工作效率低，所以單元組裝、分段舾裝和機艙模塊等先進工藝對機艙舾裝來說越發顯得重要。電裝即電氣舾裝，指的是全船電氣設備安裝和調試等作業。船用電氣設備的工作環境比較惡劣，對防振性、防潮性、和防蝕性要求較高，安裝工藝復雜和安裝條件惡劣，采用分段舾裝方式可以改善作業條件，均衡作業負荷。電裝的作業內容有裝焊電氣設備與電纜的固定架、緊固件、貫通件以及密封裝置，敷設電纜、電氣設備安裝接線接地及設備填料密封，艙壁和甲板電氣密封裝置的密封，電纜端頭的加工和接線，電氣設備的試驗與調整等。

現代造船模式對于舾裝作業采用區域舾裝，按船舶的大區域和作業內容將船舶舾裝劃分為甲板舾裝，住艙舾裝，機艙舾裝和電氣舾裝。在區域舾裝法將作業任務分幾大類之后，每一大類再進行作業任務分解，將舾裝任務分解為舾裝單元、分段(總段)舾裝、船上舾裝(越少越好)，然后再進一步分解為各個舾裝托盤(與一個區域/作業類型/階段相對應的舾裝作業任務包叫托盤。托盤管理是以托盤為單位組織生產，進行物資配套和工程進度安排的一種科學管理方法，它包括托盤劃分、托盤集配和托盤分發三項工作。)，最后分解出組成每個舾裝托盤的各種舾裝件。其組合方式則以舾裝托盤為單位，根據殼舾涂一體化和區域舾裝法的原則，按舾裝制造級逐級進行組合，最終形成舾裝件采辦→單元舾裝→大單元連接→分(總)段(預)舾裝舾裝→船內舾裝→操作和測試的作業流程。舾裝件采辦。應包括舾裝件的訂貨、外協和自制等工作。機艙設備例如主機發電機、起貨設備、航行設備、特種船舶的側推裝置、減搖裝置、工作艇等各種設備需向專業制造廠訂貨;螺旋槳、錨、艙室設備等既可向配套廠訂貨，也可委托協作廠代為加工;管子、風管和各種基座等則由本廠自行制作，目前國內各個骨干船廠均有自己的管子加工車間，采用管子生產線使用管子切割機、彎管機、焊管機用于不同類型和形狀的管子的制作。舾裝件采辦入庫后，根據所屬單元、分段或總段、船內的區域，按托盤出庫指示來集配和裝入托盤，并按指定日程運往施工現場，交付給施工人員。對于可能導致影響船舶建造周期的大型設備，一定要確保按時保質到貨，很多時候建造周期的延誤就是因為主機之類的大型設備到貨期推遲或者出現了質量問題。單元舾裝。舾裝單元是由與船體結構脫離的同一舾裝區域若干個舾裝件組合而成的舾裝組合體。單元舾裝是在專門的舾裝平臺上，將單元中的舾裝件組裝成舾裝組合體的工作。例如，一個輔機單元就是先將輔機與其基座安裝成整體，再將它吊入單元框架內定位，然后按先下后上、先大后小的原則，安裝所屬的管件、閥件和附件而形成輔機單元。單元舾裝的作業條件好，對縮短建造周期有利。船舶舾裝可劃分為舾裝單元的有設備單元、管子單元、箱柜單元、閥件單元、配電板單元等。

跟據現代造船模式，船舶涂裝作業方式與船體建造的分段建造法和船舶舾裝的區域舾裝法相協調。所以，船舶涂裝作業有鋼材預處理、分段涂裝、船上涂裝和完工涂裝等制造級。其中舾裝件涂裝作業，對與船體連接的支架、基座、馬腳等舾裝件的涂裝，屬于分段涂裝的范圍;其余舾裝單元和舾裝件的涂裝，均應在單元舾裝和舾裝件制作的后期完成相應的涂裝作業，所以它們都是內場作業。

2024-2028年中國船舶制造行業發展預測

一、2024-2028年船舶制造行業市場規模預測

預計2024-2028年船舶制造行業市場規模由3925億元上升到5416億元。