船舶制造行业技术工艺分析

船舶制造行业技术工艺分析

第一节 船舶制造工艺现状及发展对策

一、中国船舶制造工艺的发展现状

造船设备落后，人员能力欠缺

我国的船舶建造业与发达国家相比存在较大的差距，而且进步速度也比较缓慢，产生这种局面的原因主要包括两个方面，一是我国的多数造船企业没有配备放样间、精加工车间等，科学化程度较低，造船企业的生产能力比较薄弱，相关的工艺方法在很长一段时间内没有更新，造船技术落后。二是我国的造船企业不重视专业人才的培养和储备，高精尖人才相对欠缺进而制约了我国造船业的发展。

船舶建造技术相对落后

目前，我国大多数造船企业都会采用散装造船法，这种技术已经比较落后，在生产小型船舶时能够发挥一定的作用，但是在生产大型轮船时就会遇到许多的障碍，造船的周期被延长，船舶的质量也会有所下降，宽度尺寸偏差严重，部分构件误差大，而且容易发生变形，最后会影响船舶的使用过程。

二、船舶建造工艺发展趋势分析

1、增强船舶建造的总装化

总装化的目的就是让造船企业充分利用自身的核心技术资源，处理自己比较擅长的工序，而将自身不擅长的工艺分离出去，例如将零部件的生产分包给其他专门的企业，造船企业这样做能够集中力量处理核心工作，造船的效率也会大大提高，造船的生产规模和专业化水平也会得到完善。

2、增强船舶建造的精益化

精益化的模式最初来源于日本企业，该理念既是一种经营管理理念，同时也是一种先进的企业文化，该理念的核心思想就是减少甚至完全消除生产过程中的资源浪费以及一切不能创造价值的环节，让企业的效益实现最大化，增强企业的生产能力，将精益化理念应用到造船业中，主要目的就是增强员工的生产积极性，减少生产的周期，降低生产的成本，提高造船质量。

3、实现船舶建造的绿色化

随着全球自然环境恶化的不断加重，环保已经成为各国普遍关注的问题，生产企业在经营过程中也应当尽量减少能耗，减少污染物的排放，实现绿色发展。造船业也也应当跟上时代的发展步伐，在造船过程中，减少资源的浪费，在制造、营运、报废拆解的周期中，要使用环保的材料、设备和技术，为自然环境做出贡献。

4、实现船舶建造的智能化

目前，科学技术已经得到了史无前例的发展，计算机技术已经非常普及，智能化生产也已经在生产中得到应用，而造船业由于生产的难度较大，智能化技术并不多，因此，智能化是未来造船业的发展趋势。造船企业应当将智能技术应用到船舶的设计、建造、控制、装配等过程中，并逐步实现自动化制造的目标，向着生产全自动化的方向发展。我国的造船业在这一方面存在较大的提升空间，造船企业要根据本企业的要求和需要，自主研发或者从国外引进智能化的生产技术，在设备方面实现突破和创新，推动我国船舶建造业的发展。

三、船舶制造工艺改进对策分析(三加强，一引进)

1、加强核心技术队伍建设

在船舶建造工艺中，设备的因素占据了很大的比重，同时，人才的因素也是其中的重要部分，专业人才是船舶建造的核心力量，是企业的核心竞争力。因此，要想提高船舶建造的工艺水平，就必须先建立一支掌握核心技术的专业队伍，对该队伍中的人员进行系统的培训，提高他们的专业能力，做到理论与实践相结合。

2、加强顶层设计

针对于现阶段的船舶建造行业发展情况来分析，整个市场的竞争变得越来越强烈，很多船舶建造企业对自身船舶建造的安全性以及速度更加重视，因为船舶质量的评价中安全性是其中十分重要的指标，在这种竞争不断加剧的背景下，船舶整体建造效果将技术作为核心具有重要意义，所以在目前市场中建造企业如果想具有一定竞争优势，不但需对船舶建造观念以及自身的管理观念进行快速转变，而且还需对建造工艺工作顶层设计进行加强。具体进行时需对设计人员的配合效果加大重视，将相应的绩效发放制度以及考核制度制定出来。让工作人员可以更好地配合工作，并加强自身质量的检查工作。另外对于企业来说，也需适当推广和储存相应技术，需不断对技术进行创新，同时还需将相应的制度和政策制定出来，加强工作人员的创造与创新，将一个良好的创作氛围提供给顶层设计人员，让工作人员的工作速度和质量得到显著提高。

3、加强工艺体系建设

船舶建造工艺要实现规范化、专业化的目标，在企业内部形成比较一致的认识和思想，并将这些内在的要素应用到生产过程中，造船企业要进一步加强工艺的研究，进一步完善工艺技术研究体系，建立健全的工艺技术评价体系以及工艺技术升级换代机制。船舶建造企业要理清自己的发展方向，并与世界经济形势做好衔接，建立和健全比较完善的管理机制，推动造船业的发展。

4、引进先进的建造技术

随着科学技术的不断发展和进步，先进的船舶建造技术不断出现，为造船业提供了非常大的帮助，因此，造船企业应当根据自身的发展需要，在科学论证的基础上，积极引进国外比较先进的船舶建造技术和设备，加强对船舶建造的技术评估，设立强有力的专家咨询机构，有效发挥专家的作用。

第二节 船舶建造的内容及工艺流程

一、船舶建造的内容

1、船体建造工艺

1、船体放样和号料

(1)船体放样：关键工作内容包含船体型线光顺，纵横结构线放样，船体构件展开，制作放样资料等。手工放样：利用手工操作方法完成放样工作。数学放样：利用数学方法人机交互完成放样工作。(2)船体号料：将放样展开船体构件外形和大小依据草图、样棒、样板、样箱等划到钢材上，并标注加工装配符号等信息。

2、船体钢料加工

(1)钢材预处理：钢材轿平、除锈涂底漆等。(2)构件边缘加工：切割、开坡口和打磨。(3)构件成形加工：将构件弯制或折曲成所要求空间形状。

3、船体装配与焊接

(1)船体结构预装配与焊接：预制部件、分(总)段工艺过程。①部件装焊：将零件组合焊接成部件作业。②分段装焊：将零、部件装焊成份段或将分段装焊成大型分段工艺过程。(2)船台装焊：在船台上将分段合拢成整个船体工艺过程。

2、舾装工艺

将机电装置、营运设备、生活设施、多种属具安装到船上去并进行舱室装饰等工艺过程。1、舾装作业内容(1)机舱舾装：机舱内多种设备安装与调试。(2)电气舾装：船内电气设备安装、调试，电缆敷设等。(3)船体舾装：①甲板舾装：舵系、系泊、消防、救生等设施安装调试。②住舱舾装：生活设施、航海仪器、通信装置等安装作业。2、舾装工艺阶段(1)舾装件采办：舾装件订货、外协和自制工作。(2)单元舾装：将舾装件组装成合适大小舾装组合体。(3)分段舾装：分段制造时或完工后将舾装件预先安装在分段上。(4)船内舾装：①船台舾装：在船台上船体合拢后进行舾装作业。②码头舾装：船舶下水后在码头进行舾装作业。

3、涂装工艺

在船体内外表面和舾装件上，根据技术要求进行除锈和涂敷多种涂料，使金属表面与腐蚀介质隔开，以达成防腐蚀处理目工艺过程。

二、船舶建造工艺流程

1、船体放样和样板制作

1船体放样与号料，就是将设计部门设计的型线图、结构图按比例进行放样展开，以得到船体构件的真实形状和实际尺寸，然后再将这些已经展开的零件，通过样板、图纸、数控等不同的号料方法，实尺画(割)在钢板或型材(球扁钢、角钢)上。船体放样和号料目前已全部由手工转为计算机(样板制作依然需手工完成，不过依据的图纸也是由计算机完成的)制作，主要是利用相关生产设计或专门放样得软件进行展开，给出零件套料图(一般以分段为单位，方便后续零件的堆放和转运)、数控切割程序(切割机下料使用)、以及零件加工数据。一般分为结构线生成、零件生成和套料。

2、钢材预处理和号料

钢材预处理。供船体结构使用的板材和型材，由于轧制和运输堆放过程中的各种影响，会产生变形和锈蚀，为保证质量，在切割前需要进行除锈，喷涂车间底漆，矫正，这个过程叫做钢材预处理。常用的除锈方法有抛丸除锈(使用离心式抛丸机的旋转叶轮将铁丸或其他的磨料高速喷射到钢板的表面使氧化皮和锈斑剥离)、化学除锈(使用某些酸液将氧化皮和锈斑反应掉，应用范围广，可以对铝板等除锈)。

3、船舶构件加工

船体构件的加工可分为船体构件的边缘加工和成型加工。边缘加工主要是指经过套料的船体钢材的切割分离以及焊接坡口的加工。边缘加工的方法主要有机械切割法(剪切、冲孔、刨边、铣边)，化学切割方法(气割)和物理切割法(等离子切割和激光切割等)。

4、船体装配

船体装配是将加工合格的船体零件组合成部件<组件>、分段、大型分段<总段>，直至整个船体的工艺过程·船体装配分为船体结构预装焊和船台装焊两大部分·船体结构预装焊又分为部件〈组件〉装焊、分段装焊和总组装装焊三道工序·船体结构的预装焊工艺，可将船体装配焊接作业从船台移至车间内场，在施工良好社谋果行的平台或胎架上作业

5、部件装焊

又称小合扰.将加工后的钢板或型钢组合成板列 T 型材，肋骨框架或船首尾柱等部件的过程,均在车间内装焊平台上进行。

6、分段装焊

又称中合拢，将零部件组合成平面分段,曲面分段或立体分段、如舱壁、船底、舷侧和上层建筑等分段，或组合成在船长方向横截主船体而成的环形立体分段，称为总段、如船首总段、船尾总段等，分段的装配和焊接均在装焊平台或胎架上进行，分段的划分主要取决于船体结构的特点和船厂的起重运输条件，随着船舶的大型化和起重机能力的增大，分段和总段也日益增大，其重量可达800吨以上。

7、总段装焊

又称中合拢，将零部件组合成平面分段,曲面分段或立体分段、如舱壁、船底、舷侧和上层建筑等分段，或组合成在船长方向横截主船体而成的环形立体分段，称为总段、如船首总段、船尾总段等，分段的装配和焊接均在装焊平台或胎架上进行，分段的划分主要取决于船体结构的特点和船厂的起重运输条件，随着船舶的大型化和起重机能力的增大，分段和总段也日益增大，其重量可达800吨以上。

8、船舶焊接

即船体总装又称大合拢，将船体零部件、分段、总段在船台(或船坞)上最后装焊成船体.排水量10万吨以上的大型船舶，为保证下水安全，多在造船坞内总装.常用的总装方法有:以总段为总装单元，自船中向船首,船尾吊装的称总段建造法，一般适用于建造中小型船舶。

9、船舶舾装与涂装

船舶舾装是指船体结构之外的船舶所有设备、装置和设施的安装工作，也可以定义为是对船舶进行系统处理和安装的生产活动。船舶舾装的内容一般包括船舶设备的安装与调试和船体表面工程。船舶舾装的设备就是船上安装的各种机械、仪器、装置和设施，按功能可分为以下几种：机舱部分，船舶产生动力的各种设备和附属设施，例如主机和轴系装置，发电机和附属装置，各种辅机、泵、锅炉、箱柜和各种铁舾件等;航行设备，船舶航行用的各种设备，包括各种航海仪器，通讯设备以及声、光、形和旗等信号装置;舵设备，船舶操纵用的设备，包括舵叶、舵轴、舵机和转舵机等;锚设备，船舶在锚地停泊用的设备，包括锚机、锚链、挚链器、导链轮、弃链器、锚链管和锚等;系泊和拖曳设备，船舶在泊位停泊和在航行中拖带用的设备，包括导缆孔、导缆器、带缆桩、卷车、绞车等系泊设备和拖钩、弓架、承梁、拖缆孔、拖柱、拖缆绞车等拖曳设备;起货设备，船舶装卸货物用的设备，包括克令吊、起货机、桅杆、吊杆、钢索、滑车、吊钩等;通道与关启设备船上通行和通道关启用的设备，包括梯子、栏杆、各种门窗、人孔盖、舱口盖和货舱盖等;舱室设备，船员生活用的各种设备，包括家具、卫生用具、厨房设备、冷库设备、空调装置等;救生设备，船舶在海难中救生用的设备，包括救生艇、吊艇架、救生筏、救生圈和救生衣等;消防设备，船上发生火警和灭火用的设备，包括报警装置、自动喷水灭火系统、消防水龙、灭火器和消防杂件等等。此外，不同类型的船舶还有一些其他的设备，例如军舰的武备装置、补给设备;特种船舶的侧推装置、减摇装置、工作艇等等。船体表面工程就是使用各种材料对船体表面直接进行工程处理的工作。它涉及到的材料很多，如油漆、合成树脂、有机溶剂、瓷砖瓦、陶砖、橡胶、塑料、玻璃纤维、陶瓷棉、珍珠岩板、硅酸钙板、木材、钢材、有色金属等。船体表面工程可分为三大类、防腐蚀处理、防火绝缘处理、舱室装饰处理。防腐蚀处理为船舶涂装的作业内容，防火绝缘处理、舱室装饰处理是船舶舾装的内容。防火绝缘处理就是在船体舱壁、甲板、甲板顶面和隔壁等表面涂敷防火材料或隔热隔音材料，使舱室与火源、热源和噪声源等隔离，为船员提供安全与舒适的工作和休息环境。舱室装饰处理就是对舱室的围壁、天花板和地板涂敷合适的涂料或者敷料，或者选用合适的预制板或复合板，以便美化环境，增强舱室的舒适性。目前习惯上对船舶舾装按船机电三个专业分为船装、机装、电装三大类。船装就是指除了机舱设备和全船电气以外所有的安装和处理工作，可以分为甲板舾装(外舾装)和住舱舾装(内舾装)。机装即机舱舾装，指的是机舱内各种船舶设备的安装与调试作业。机装可分为管装、机装和铁舾装等。

电装即电气舾装，指的是全船电气设备安装和调试等作业。船装、机装和电装作业既包括外场(即在分段或船上)的安装、调整与试验，也包括内场(车间里)的加工与组装。如家具制作、管件弯制、铁舾装件制作、单元组装、电器配套等，都由相应的职能车间或工段在内场完成。内舾装(也叫住舱舾装)简称内装，是指上层建筑内各种船员或旅客住室和各种专用舱室内的舾装件或舾装单元的安装作业.作业内容包括防火、绝缘、敷料等的敷设，舱室非钢质围壁、天花板、门、窗、家具、卫生设备等的安装，以及厨房、冷库、空调设备的安装等。其作业范围主要是在上层建筑舱室内部。为了及早开展舾装工作，以便有足够时间按阶段和作业顺序有条不紊地组织生产，扩大地面舾装作业量、改善作业环境和缩短舾装周期，目前采用上层建筑整体吊装和提早形成舱室总段等工艺技术。船用卫生单元，通过舾装件标准化、单元化、模块化可以有效地缩短作业时间，提高舾装质量。外舾装(也叫甲板舾装)简称外装，是指除机舱区域和住舱区域以外所有区域的舾装工作。它所要安装的设备和装置是多种多样的，而且随着船舶种类和用途的不同而有很大差别。作业包括舵设备、锚设备、系泊设备、起货设备、通道设备、关闭设备、救生设备、消防杂件、自然通风部件，以及各种管路等的安装。此外，根据不同用途船舶的需要，还可以包括拖曳设备、集装箱绑扎装置、活动甲板、延伸跳板、防滑天桥和各种特殊装置的安装。甲板舾装的作业内容和作业环境变化较大，作业遍及全船，大部分是敞开作业，其中甲板顶面舾装和桅杆上部舾装等属高空作业(除了分段舾装外)，锚链舱舾装则属狭窄舱室作业。

机装即机舱舾装，指的是机舱内各种船舶设备的安装与调试作业。机装可分为管装、机装和铁舾装等。机装作业的范围通常限于从机舱舱底到烟囱这一竖向(机舱)区域和从主机到螺旋桨这一纵向(轴隧)区域之内，但也包括机舱以外与机舱有关的其他工程。机装作业的内容包括机舱管系、消防管系、通风管系、压载管系、输油管系、蒸汽管系等的安装，机座、油水箱柜的安装，轴系装置(包括螺旋桨)和主机的安装与校中，各种辅机和锅炉的安装，机舱格栅、梯子、扶手、起重梁和吊环等的安装，以及机舱中机修用的机床的安装等。由于机舱内设备密集，安装精度要求高，目前机舱设备机械化、自动化程度越来越高，使得机舱舾装的工作量急剧增加，而且机舱舾装在船上作业条件差，工作效率低，所以单元组装、分段舾装和机舱模块等先进工艺对机舱舾装来说越发显得重要。电装即电气舾装，指的是全船电气设备安装和调试等作业。船用电气设备的工作环境比较恶劣，对防振性、防潮性、和防蚀性要求较高，安装工艺复杂和安装条件恶劣，采用分段舾装方式可以改善作业条件，均衡作业负荷。电装的作业内容有装焊电气设备与电缆的固定架、紧固件、贯通件以及密封装置，敷设电缆、电气设备安装接线接地及设备填料密封，舱壁和甲板电气密封装置的密封，电缆端头的加工和接线，电气设备的试验与调整等。

现代造船模式对于舾装作业采用区域舾装，按船舶的大区域和作业内容将船舶舾装划分为甲板舾装，住舱舾装，机舱舾装和电气舾装。在区域舾装法将作业任务分几大类之后，每一大类再进行作业任务分解，将舾装任务分解为舾装单元、分段(总段)舾装、船上舾装(越少越好)，然后再进一步分解为各个舾装托盘(与一个区域/作业类型/阶段相对应的舾装作业任务包叫托盘。托盘管理是以托盘为单位组织生产，进行物资配套和工程进度安排的一种科学管理方法，它包括托盘划分、托盘集配和托盘分发三项工作。)，最后分解出组成每个舾装托盘的各种舾装件。其组合方式则以舾装托盘为单位，根据壳舾涂一体化和区域舾装法的原则，按舾装制造级逐级进行组合，最终形成舾装件采办→单元舾装→大单元连接→分(总)段(预)舾装舾装→船内舾装→操作和测试的作业流程。舾装件采办。应包括舾装件的订货、外协和自制等工作。机舱设备例如主机发电机、起货设备、航行设备、特种船舶的侧推装置、减摇装置、工作艇等各种设备需向专业制造厂订货;螺旋桨、锚、舱室设备等既可向配套厂订货，也可委托协作厂代为加工;管子、风管和各种基座等则由本厂自行制作，目前国内各个骨干船厂均有自己的管子加工车间，采用管子生产线使用管子切割机、弯管机、焊管机用于不同类型和形状的管子的制作。舾装件采办入库后，根据所属单元、分段或总段、船内的区域，按托盘出库指示来集配和装入托盘，并按指定日程运往施工现场，交付给施工人员。对于可能导致影响船舶建造周期的大型设备，一定要确保按时保质到货，很多时候建造周期的延误就是因为主机之类的大型设备到货期推迟或者出现了质量问题。单元舾装。舾装单元是由与船体结构脱离的同一舾装区域若干个舾装件组合而成的舾装组合体。单元舾装是在专门的舾装平台上，将单元中的舾装件组装成舾装组合体的工作。例如，一个辅机单元就是先将辅机与其基座安装成整体，再将它吊入单元框架内定位，然后按先下后上、先大后小的原则，安装所属的管件、阀件和附件而形成辅机单元。单元舾装的作业条件好，对缩短建造周期有利。船舶舾装可划分为舾装单元的有设备单元、管子单元、箱柜单元、阀件单元、配电板单元等。

跟据现代造船模式，船舶涂装作业方式与船体建造的分段建造法和船舶舾装的区域舾装法相协调。所以，船舶涂装作业有钢材预处理、分段涂装、船上涂装和完工涂装等制造级。其中舾装件涂装作业，对与船体连接的支架、基座、马脚等舾装件的涂装，属于分段涂装的范围;其余舾装单元和舾装件的涂装，均应在单元舾装和舾装件制作的后期完成相应的涂装作业，所以它们都是内场作业。

2024-2028年中国船舶制造行业发展预测

一、2024-2028年船舶制造行业市场规模预测

预计2024-2028年船舶制造行业市场规模由3925亿元上升到5416亿元。