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

http://maric.cssc.net.cn/component_general_situation/index.php?typeid=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(Kockums ComputerSystem AB)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”是当今世界造船业的发展方向。

从目前的情况看，计算机辅助制造和数字化造船发展较快，从相关资料来看（http://lt.cjdby.net/thread-1755349-1-1.html），欧美在大型水面舰艇的建造过程中已开始逐步实现数字化造船。但对国内船企来说，所用的软件大多为国外产品，很难进行二次开发，国内的软件开发企业基本不涉足此领域，只有船舶系统内部研发了的软件，但与国外软件相比还存在种种不足，对各个设计建造相关过程的集成能力差，目前国内的造船的数字化进程任重道远。

生产设计可参见http://www.docin.com/p-295026251.html以及作者上传的其他文件

船舶建造方案，就是根据产品的特点和制造要求（批量、交货期和技术要求等），结合船厂生产条件制订的建造产品的基本方案。它是进行生产设计、编制生产计划和组织施工的指导方针。船舶建造方案一般包括:船体建造阶段的具体划分；分（总）段的制造方法；部件和组合件的制作方式；船舶在船台上的建造方法；船舶舾装的阶段（分段舾装、单元舾装、船台舾装和码头舾装）和内容的划分，以及应采取的各项技术组织措施。

船舶主尺度和船型特点对船舶建造方案有重大影响:当船舶平行中体较长时，选择方案应以优化平面分段制造工艺和分配其装焊场地为核心；当平行中体短时，建造方案应以优化曲面分段和立体分段的制造工艺和分配其装焊场地为核心。产品批量的影响:批量大，可以增加胎架等专用工艺装备，采用能改善施工条件和提高生产效率的分段制造方法；批量小，尽量减少胎架等专用工艺装备的数量，减少辅助材料和工时消耗。船台起重能力影响船台装配方式的选择，影响到能否采用上层建筑整体吊装和主机舾装单元整体吊装等先进工艺；船体装焊车间的起重能力对分段制造方法和场地分配影响比较大；船台类型影响船台装配方式的选择；分段装焊场地面积充裕时，应组织多工位的生产线，并设立专门的舾装工位，协调分段装焊作业和舾装作业。

建造方针书的主要内容包括：1、合同概要（建造数量，工程编号，船东，入级、合同签订时间，合同交船日期）。2、船舶主要技术参数（船型、主尺度要素、船级、港籍、船旗国、所采用的规范、规则和公约、主要装船设备）3建造目标及要求（主要建造节点、建造技术指标、上船台分段储备情况）4分段划分（分段划分原则、分段要素、分段阶段实施项目）5搭载方案（中组方案、搭载方案及搭载顺序、船台搭载各阶段实施项目）6下水7精度管理方案8密试方案9舾装策划（原则、分段舾装）10涂装策划（涂装原则、跟踪补涂、涂层保护原则）11分段建造总体策划12个部门方针等等。

船舶建造计划。船舶建造计划是船厂对生产实行进度控制的主要依据，是造船生产管理的主要组成部分。船厂的计划可分为建造计划线表、大日程计划、中日程计划、小日程计划。

建造计划线表是在签订合同阶段，确定建造方案和测算船厂负荷之后，所编制的日程总计划表。它只反映开工、上船台、下水、和交船等主要节点（包括合同节点、计划节点与实际节点），可作为其他计划的编制依据，一般来说船厂的建造计划线表会把所有的产品都规划入内，按年来编制，因此基本可以依据船厂的线表来确定船厂的经营情况。比如说一家造船厂宣称自己的订单可以排到后年，说明经营情况良好，如果说可以排到明年，说明接单要努力了，如果到今年，这家船厂的经营情况很差了。

大日程计划可以理解为产品设计、开工到交船的主要节点日期，反映材料、主要设备和外购外协件等交货期的节点等等，他是各职能部门编制计划和实行工程控制的主要依据。

中日程计划是全船详细日程计划表

小日程计划指的是月度作业日程计划表和周作业日程计划表

具体的建造过程中的计划可以按工序细分为设备纳期计划、下料加工计划、部件装配计划、分段制作计划、分段预舾装计划、船台搭载计划等等。

船舶建造计划的执行中会出现很多不确定的因素，例如（1）劳动力。目前国内的人力成本在不断升高，而且船厂的工作环境差，条件艰苦，劳动力的缺口问题不断凸显。最显而易见的就是春节前后船厂的产品建造进度是几乎停滞不前的。（2）天气。目前国内的船厂大多数没有实现全封闭的车间和船台船坞，一旦下雨，很多工作无法开展，对于南方来说，梅雨季节的影响很大。夏天的气温较高，也会影响施工进度，所以对南方的船厂来说10月和11月是造船的黄金时间。（3）事故，论坛里最熟悉的就是沪东的两次龙门吊倒塌。（4）设备纳期。在前几年造船行业火爆的时候，由于配套企业产能跟不上，导致重要设备经常晚到，有时主机晚到，船厂不得不先完成船台合拢，再在甲板上开工艺孔把主机吊进去。当然，由于某些重要设备的生产进度跟不上，影响船舶建造进度也是很有可能的。

船舶建造准备。船舶建造的准备工作包括技术准备、设计准备、工艺准备、计划准备、材料和设备准备、工厂场地和设施准备、人员与组织准备。

技术准备主要有船舶建造技术、船舶舾装技术、船舶涂装技术、船舶焊接技术、船舶建造精度管理技术等等。各项技术有机的融为一体供造船之用。

设计准备（主要是指生产设计准备）和计划准备上面说过了，就不重复了。

工艺准备中最重要的是新技术新材料的应用，比方说从没造过铝制船的船厂在造铝质船之前就需要购买氩弧焊焊接设备，进行焊接工艺鉴定，培训焊工。有的船厂为了新产品的制造特意建造模拟分段和模拟舱，以熟悉工艺，例如大连船舶重工就建造了LNG的模拟舱。对于新材料的使用也要引起重视，使用不当就会影响质量甚至造成安全事故。

材料和设备准备。由于船舶建造需要的材料种类十分复杂，而且数量庞大，所以设备厂商应根据原材料（钢板）大型铸锻件和主要机电设备纳期表。对到厂的材料和设备按照技术要求和造船规范进行验收和入库保管。印度维克拉玛蒂亚号航母在海试期间出现了锅炉的事故，原因据说是印度要求使用无石棉的材料，实际上2009年6月5日，IMO（国际海事组织） 以决议形式通过了SOLAS（国际海上人命安全公约）公约修正案，要求自2011年1月1日起，对于所有船舶，应禁止新装含有石棉的材料。当然这个公约对军舰没有效力，不过这说明现在的俄罗斯的造船业对新公约的应对能力较差。

工厂场地和设施准备。根据承建船舶的需要，对专用工装和工夹模具提前进行设计、制造和订货。对船厂原有的场地设施，如平台、船台、滑道、船坞、码头、起吊设施、下水设施和各种设备和动力供应等，应根据承建船舶的要求特点进行必要的扩建和改造。

纽波特纽斯造船厂900吨龙门吊

三星重工两台门座式起重机进行双机联吊

沪东船坞

分段转用所使用的平板车，载重几百吨,可360度水平旋转

人员与组织准备。队全场人员做好安全教育、5S教育等等教育。根据需要对劳动组织和人员进行合理的调整和补充；对在建造中应用的新技术、新工艺和特殊工艺的有关人员，以及计划补充人员分别进行组织和技术培训。

对于一个船厂来说，承建一种新的船型，特别是某些高难度的船型，例如LNG，大型水面舰艇。需要做准备有很多，例如沪东建造LNG时，从法国引进技术，新建了殷瓦车间，这无疑是很大的一笔投资，没有国家或者其他支持的话是很困难的，船东不会为这些费用买单的。船厂在做新的民用船型的时候如果数量少的话往往会赔钱。当然军舰另说了，国家对于军工技改项目是不遗余力的支持的。

造船生产流程主要分为船体建造流程、舾装流程、涂装流程。

船体建造就是讲船用材料制成船舶壳体的生产流程。船体建造流程为：1放样号料、2船体构件加工、3部件拼装、4分段（总段）建造、5船台（船坞）总装6船舶下水、7码头试验、8海上试验、9交船

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机舱内各种装置，系统和用具，船上控制船舶运动方向，保证航行安全和营运作业所需各种设备的用具。具体流程为舾装件采办→单元舾装→大单元连接→分（总）段（预）舾装→船内舾装→操作和测试。

涂装作业就是在船体及上层建筑的钢板内外表面和舾装件上按照技术要求进行除锈和涂敷各种涂料，使金属表面与腐蚀介质隔开达到防腐目的。具体流程为1钢材预处理2分段（总段）涂装3船台涂装4码头涂装。

船体是基础，舾装是重心，涂装是重点。

大连船舶重工的船舶建造流程

首先说明船体建造流程

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。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）。

目前常用的除锈和涂漆是由钢材预处理流水线完成的。钢材预处理流水线是由钢材的除锈、喷漆、烘干等工序形成的自动作业流水线。钢材预处理流水线的工艺流程：（1）先用电磁吊将钢材吊放到输送辊道上。（2） 辊道以3-4m/min的速度送入加热炉，使钢材温度达40～60℃，目的是去除钢板表面的水份，并使氧化皮、锈斑疏松，便于除去，同时可增加漆膜的附着性。 （3）钢板进入抛丸除锈机，抛丸装置自动地向钢板两面抛射丸粒（丸粒可回收再使用），并用热风除去钢板表面的灰尘。一般要求除锈等级要达到Sa2.5级，及钢板表面应不可见油腻、污垢、氧化皮、锈皮、油漆、氧化物、腐蚀物、和其它外来物质（不包括疵点），但疵点限定为不超过每平方米表面的5%，可包括轻微暗影；少量因疵点、锈蚀引起的轻微脱色；氧化皮及油漆疵点。（4）钢材除锈并清洁后，进入喷涂室喷涂车间底漆（一般为无机硅酸锌底漆、环氧富锌底漆、环氧铁红底漆）。车间底漆的漆膜厚度通常为10-15UM，并具有良好的机械性能，耐磨、抗冲击，保养期可达10个月到一年，干燥要快，不影响切割焊接质量、无毒，能耐强溶剂，与船用漆有良好的配套性，对化学保护无影响。喷涂作业是在半封闭的喷涂室内进行的。为了适应不同宽度的钢板，喷枪往返的行程可以调节。为了使涂层连续并保证一定的漆膜厚度，辊道的输送速度应与喷枪喷涂速度相配合，这可通过电气控制进行调整。（5）钢板离开喷涂室后，进入干燥室进行烘干。使漆膜烘干的方法有红外线、远红外和电加热等。无论用哪种方法，一定要有通风装置，以利于喷漆溶剂的挥发，加快干燥过程。（6）钢板烘干后从干燥室出来，进入高速辊道，以20～30m／min的速度送出预处理流水线。经质量检验合格（检查钢板表面有无麻点缺陷等）并进行标记再送入加工车间进行切割。

三星重工钢材预处理线抛丸除锈模拟

三星重工钢材预处理线的烘干

三星重工钢材预处理线喷涂无机硅酸锌车间底漆.

应该是三星重工钢板表面的缺陷深度检测

预处理好的钢板规格用途的标记。图片中的钢板规格为12M长3M宽13mm厚的英国劳氏船级社（LR）A级钢，H1604A为船厂内部该船编号（87000吨散货船“伊尔科斯尊严” 号），0714可能为分段号（不太清楚沪东的分段命名规则），B12026可能为钢板炉批号。

在喷涂完车间底漆之后，就要对变形的钢板进行矫正，一般厚板不容易变形，主要的矫正对象是薄板。钢板的任何一种变形，都是由于其中一部分纤维较另一部分纤维缩得短或是伸得长所致。因此，钢板的矫正实际上是将较长的纤维缩短或是将较短的纤维拉长，使它们和周围的纤维有相同的长度，从而消除局部的不平。实际上，一般是采用拉长纤维的方法，因为压缩纤维难以实现。

钢板的矫正使用的是多轴辊式矫平机，一般5-13工作辊，工作部分由上下两列工作轴辊组成；下列是主动轴辊，由轴承固定在机体上，不能作任何调节，由电动机通过减速器带动它旋转； 上列为从动轴辊，可通过手动螺杆或电动调节装置来调节上下辊列间的垂直间隙，以适应各种不同厚度钢板的矫平作业。钢板随轴辊的转动而啮入，并在上下辊列间承受方向相反的多次交变的小曲率弯曲，因弯曲应力超过材料的屈服极限而产生塑性变形，使那些较短的纤维伸长，使整张钢板矫平。增加矫平机的轴辊数目，可以提高钢板的矫平质量。钢板愈厚，矫正愈易；薄板容易产生变形，矫正也比较困难。

辊式矫平机图片

3船体构件加工。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）。

机械切割法是指被切割金属受到剪切给予的超出材料极限强度的机械剪切力的挤压后而发生变形并断裂分离。常见的机械剪切加工机床：a.斜刃龙门剪床—剪切长直板构件的专用设备；b.压力剪切机—常见的是剪切与冲孔两用联合机床，适用于剪切短直线；c.圆盘剪切机—剪力由两个轴线平行或倾斜安装的锥形圆盘组成，剪切时上刀盘为主动盘，下刀盘为从动盘。机械剪切过程分为弹性变形阶段，塑性变形阶段，断裂阶段。

所谓气割通常指氧-乙炔切割、氧-丙烷切割和氧-天然气切割。其实质是金属在氧气中燃烧，通常可分为预热、燃烧、去渣三个阶段。特点：气割的特点主要有切割厚度大；切割形状方面适应强；自动化程度高、噪音小、劳动强度低。常用的气割设备：a.手工气割炬；b.半自动气割机；c.门式自动切割机；d.数控自动切割机。金属可以进行气割的必要条件包括a.氧化物的熔点应低于金属熔点，并且具有良好的流动性；b.金属在氧气中燃烧时能放出较多的热量；c.金属的导热率不应过高；d.金属中不应含有使气割过程恶化的杂质。

等离子切割的原理：使用一定的装置，可获得高速高温的等离子弧及其熔流，利用它可把割缝处的金属溶化和蒸发并吹离基体，随着割嘴的移动而形成割缝。优点：热变形较小；切割速度快（是氧炔切割的3-6倍）；切割质量高；能切割的材料多（钢、铝、不锈钢和多种高温难溶金属）；切割成本低；将等离子切割设备装到普通的数控机床上能提高数控切割效率，不过等离子切割时产生的烟尘很大，对人体有害，切割厚板的能力不如薄板。常用的等离子切割机包括干式和水下。等离子切割机在船企的应用很广泛。

激光切割原理：激光器发出水平激光束经过45°全反射镜以及聚焦形成极小的光斑，被切割的材料受激光光斑的照射产生局部高温使材料瞬间熔化或汽化，一定压力的辅助气体将割缝处的熔渣吹掉，随着割嘴的移动，在材料上形成割缝，从而使材料被切开。优点：速度快，割缝窄（约0.2-0.3mm）；割缝边缘垂直度好，光洁度高。应用范围：应用范围广，可用于切割各种高燃点材料、耐热合金、超硬合金等特种金属材料，也可以切割硅、锗、等半导体材料和塑料、橡胶、石英、陶瓷、玻璃、复合材料等，尤其适合薄板的切割，切割厚板的能力差。

激光切割机目前在国内船企的应用较广。

水射流切割，超高压水射流切割机是将普通的水通过一个超高压加压器，将水加压至3000PA，然后通过通道直径为0.3mm的水喷嘴产生一道约3倍音速的水射流，在计算机的控制下可方便的切割任意图形的软材料，如纸类、海绵、纤维等，若加入砂料增加其切割力，则几乎可以切割任意材料.

水射流切割机目前在国内船企的应用较少。

目前在加工时主要使用的是数控切割机，针对型材的切割也有使用手工气割炬的。在切割的同时要完成结构线的喷绘，切割后要完成零件信息的书写，对零件尺寸进行测量，检查有无缺陷，之后进行合理堆放。

手工气割炬的便携式较好，在船厂各个工序都有应用。

《大国重器》第一集中振华重工使用的火焰切割机切割200MM的厚板，这么厚的板是等离子和激光切割机割不穿的。

《环太平洋》中的男主角正在围墙的建造工程中使用便携式等离子切割机切割。可以看出携带不方便，不适合在船舱等狭窄的地方使用。不过对于无法气割的材料也是必然的选择，比如铝。

沪东的数控等离子切割机，从外形来看是上海船舶工艺研究所的产品（割枪左边是喷线枪）

上海船舶工艺研究所生产的WKQ系列数控等离子、火焰切割机在国内造船、压力容器、矿山机械、工程机械、桥梁、钢结构等行业得到广泛的应用，该产品已获得ISO9001质量体系认证证书。

主要特点：具有自动点火、自动升降，自动穿孔、自动切割、喷粉划线、高频冲打、喷水冷却、返回重割、动态图形跟踪显示、割矩自动调高等功能。等离子切割机配置美国Hypertherm公司等离子电源和割矩，可切割碳钢、铝合金、不锈钢和其它有色金属．根据不同的要求实行干式或水下切割，并获得良好的切割质量。

三星重工干式等离子切割机，生产商为日本小池酸素，国内也有不少船企采用。

三星重工的等离子切割机的喷线枪利用锌粉燃烧之后产生的氧化锌喷结构线。

小池酸素是当今世界几大切割机厂商之一，以技术力量雄厚，自主研发能力强而闻名于业界。经过八十多年的实践，积累了丰富的切割经验，并先后在美国、荷兰及东南亚建立了子工厂，是全球最大的钢板切割设备专业生产厂家。国内唐山有其全资分公司。网址http://www.koike-japan.com/jp/

小池酸素是全球唯一一家从割嘴到激光切割机，产品涵盖整个切割领域的制造商。气体切割设备、等离子切割设备、数控系统 、激光切割设备：手工割炬、压力表、减压阀（表）、快速接头、安全阀 小型便携式切割机 光电跟踪切割、数控火焰/等离子切割机、 激光切割机、 HYBRID系列数控系统。

小池的激光切割机

现代重工零件号与加工符号书写。图纸就是套料册。

焊接坡口的加工。部分焊接方式要求零件板边进行坡口加工。有的切割机可以直接切割出焊接坡口，对于无法切割坡口的切割机割出的零件，一般的焊接坡口加工方法通常为机械刨边（铣边）法和火焰切割法两种。

机械刨边（铣边）法。刨边机和铣边机可以用于构件直线边缘加工。

沪东的铣边机，可以看出设备比较大型，据说是从德国进口的

火焰切割法就是利用半自动气割设备或者其他气割设备开坡口。

沪东半自动火焰切割机坡口加工，其他国内企业的加工方法也差不多

代重工半自动火焰切割机开坡口，注意其割枪的角度，应该是开反坡口。

船体构件的成型加工主要是对船体的弯曲构件在边缘加工之后进行弯曲成型。可分为板材成型加工和型材成型加工。

板材成型的主要方法有机械冷弯法和水火弯板法。一般单向曲度板都采用机械冷弯法加工。复杂曲度板要先加工出一个方向的曲度，然后再用水火弯板法加工出其他方向的曲度。

机械冷弯法加工常用的方法为（三星辊）辊弯，（液压机）压弯，数控弯板。三星辊弯板机主要是使用一个上轴辊，两个下轴辊调节高度并旋转来弯曲板材。液压机包括悬臂式和柱式液压机，采用各种不同的压模压制出板件形状。

板材成型加工使用的木样，在船体放样中制作的，和结构线配合用来确定板材的弯曲度。

中型三星辊，船厂一般使用的是大型的，比方说21M（指的是长度）三星辊

三星重工三星辊进行冷弯加工，这个三星辊的加工能力很强。

液压机简图

1500吨柱式油压机

数控感应加热曲板成型机

上海船舶工艺研究所研制的数控感应加热曲板成型机。该设备用于船舶钢质外板的曲面成形加工，采用高频感应加热与计算机数字控制，具有自动加热、自动均载支撑、自动测量、自动画线及手动操作等功能。该设备具有加工频率高、成形精度好、工作质量稳定等特点，从根本上改变了依赖于经验的传统工艺所有的加工时间长、质量波动大、精度难以控制、工作环境差和劳动强度高等状况。是提高船舶建造质量，缩短造船周期的重要先进装备。主要技术参数：加工板宽≤4000 mm板长≤12000mm板厚≤25mm允许成形高度≤800mm成形精度满足中国造船质量标准

船舶三维数控弯板机

船舶三维数控弯板机是武汉理工大学与山东硕力机械制造有限公司于2010年联合推出的最新船体外板加工装备，标志着中国船体外板加工已经领先其他造船国家率先实现自动化。外板加工属塑性变形，弯曲过程会产生回弹，也容易产生皱折变形，自动化成形尤为困难，经过长期的研究、探讨和试验，武汉理工大学与山东硕力机械制造有限公司使用可进行任意曲面造型、压合面大、能防止受压板材失稳产生的皱折变形等的“方板压头可调活络模具板材曲面成型装置”发明专利，通过大量实验，计算设计，研发了包括：冷压弯板机、自动控制系统、激光三维测量机和进料装置等的“船舶数控弯板机”。根据描述来看，该数控弯板机可以取代水火弯板实现复杂曲度的板件成型加工。但没有听说有实际采购使用。

水火弯板是目前船厂中使用最为广泛的弯板方法，它是沿预定的加热线用氧-乙炔烘炬对板材进行局部线状加热，并用水进行跟踪冷却（或让其自然冷却），使钢板产生局部塑性变形，从而将板弯成所要求的曲面形状的一种弯板工艺方法。水火弯板的冷却的方式有：自然冷却法（优点：操作简单；缺点：成型速度慢，在生产角变形同时会产生加工所不需要的纵向挠度），正面跟踪水冷法（优点：收缩较快；缺点：角变形效果不如空冷），背面跟踪水冷法（优点：角变形大，成形效率高；缺点：需要在板下操作，比较麻烦）。

三星重工水火弯板，注意采用的是正面跟踪水冷法，下面的孔状平台方便流水，远处的样板。

型材成型加工主要是将常用的角钢，球扁钢加工为具有一定曲度的肋骨、横梁、纵骨等。常用的型材冷弯设备有数控肋骨冷弯机。热弯方法可以为水火加工，也可以是中频数控热弯机。

上海船舶工艺研究所生产的数控肋骨冷弯机

4部件拼装。船体部件拼装指的是两个或者两个以上的零件拼装成组件（小组立），两个或者两个以上的组件拼装成部件（中组立）的生产过程。常见的部件拼装包括甲板和舱壁板组件的拼接、T型材装配、肋骨框架的拼装等等。

部件拼装作业可以使用埋弧焊、自动角焊等高效率焊接方式，比较容易实现流水线作业，采用FCB（焊剂铜衬垫单面焊双面成型埋弧自动焊）焊接、焊接机器人等先进方法，有效的提高了工作效率。

平面分段流水线用于平面分段的生产，主要内容包括拼板、纵骨安装、纵桁肋板安装。对于一般的船舶而言，列为平面分段的船体重量往往有50%-70%，因此很多大型船厂都有类似的生产线。

纽波特纽斯造船厂部件拼装

现代重工部件拼装

现代重工部件拼装

三星重工部件拼装

沪东部件拼装

沪东部件拼装（甲板及骨材的拼装）

沪东的FCB焊接，平面分段流水线的一部分

沪东装焊车间内的平面分段流水线

三星重工平面分段流水线，采用机器人焊接（不过据龙的船人液氮渔场说三星之所以用机械臂烧是因为当时入了一批便宜货机械臂,否则买全新的ABB的机械臂,投资极大。那个机械臂还需要人去手动安装和调整焊丝,可想而知,这批机械臂并不是十分贴切这个车间的生产实际.不过作为一个技术展示,还是比16电极高速气体保护焊要看起来diao一些）

现代重工平面分段流水线上的焊接机器人

现代重工平面分段流水线T型材吊装

现代重工的平面分段流水线，注意下边的滚轮

现代重工的多丝埋弧焊，一般多用于拼板作业。

龙穴造船的T型材装焊流水线

5分段制造

船体分段（section）指的是由零部件组装而成的船体局部结构。

船体分段的类型有：(1)平面分段(flat section)：平面板列上装有骨材的单面平面板架,如舱壁分段、舱口围壁分段、平台甲板分段、平行中体处的舷侧分段等；(2）曲面分段(curved surface section)：曲面板列上装有骨材的单面曲面板架，如单层底分段、甲板分段（指有曲面梁拱的）、舷侧分段等；（3）半立体分段：两层或两层以上板架所组成的非封闭分段或者是单层板架带有一列与其成交角的板架所组成的分段。例如，带舱壁的甲板分段，甲板室分段；（4）立体分段(volume surface section)：两层或两层以上板架所组成的封闭分段或者由平面或曲面板架所组成非环形立体分段，如双层底分段、双层舷侧分段、边水舱分段、首立体分段、尾立体分段等等。(5）总段(block)：主船体沿船长方向划分，其深度和宽度等于划分处型深和型宽的环形立体分段，例如上建总段等等。

边舱立体分段

甲板半立体分段（已涂装完成）

现代重工的曲面半立体分段，下面是支柱式活络胎架

纽波特纽斯造船厂航母舷侧立体分段

上层建筑甲板半立体分段正在翻身，远处的是底部立体分段

沪东装焊车间内的尾部立体分段

伊丽莎白女王号上层建筑总段，注意下面的**部分，是为了防止变形所用的加强

伊丽莎白女王号的总段。注意其所使用的支撑，这也是一大笔费用。如果下面的转运车也是新采购的话，那建造费用就更要上涨了。

分段划分的原则是：(1）分段重量和尺寸的选择。首先分段的总重量（包括分段舾装重量和临时加强重量）不超过船厂的起重运输能力（船台船坞起重能力、装焊场地起重能力、分段翻身和转运能力）；其次防止分段的尺寸太大导致的结构刚性不足（主要是指平面分段、曲面分段、半立体分段）。（2）生产负荷的均衡性。要使分段容积、形状等方面近似，以达到的各加工和装配层次中均衡地分配作业；例如采用岛式建造法时，上建分段要与主船体分段长度一致，以便开展舾装作业。（3）结构强度的合理性。分段的对接缝位置不应设在应力集中区域。分段要有足够的刚性和稳定的形状，从而尽量减少临时支撑和加强，使其不至于因为焊接、火工矫正和翻身吊运产生较大的变形。（4）施工工艺的合理性。要尽可能考虑舾装和涂装作业的需要；扩大分段焊接机械化、自动化的范围，使困难的焊接转成容易的焊接；分段接缝要布置合理。（5）降低材料消耗。分段划分时要充分利用钢材，以钢板规格作为依据。合理选择胎架形式，减少临时支撑和加强布置，减小辅助材料消耗。船体分段划分的最终成果是分段划分图。

胎架是制造船体构件，特别是制造船体曲面分段和曲面立体分段的形状胎膜的工作台。其作用是支撑分段，保证分段曲面形状和控制焊接变形。

胎架按适用范围可分为专用胎架和通用胎架两大类。专用胎架是专供船舶的某一分段使用的胎架。通用胎架可供不同船舶的不同分段使用。专用胎架包括单板式胎架和桁架式胎架。单板式胎架由整块胎板组成，刚性好，有利于控制分段变形，但胎板需用整块钢板割出，耗材大，一般用于军舰或技术要求较高的批量生产中。框架式胎架采用分段型线模板和框架结构构成，相比于单板式胎架，刚度较弱，但耗材较少，适用于一般船舶的底部曲线分段，尤其适用于单船和小批量建造。常用的通用胎架是支柱式胎架，可分为固定式和活络式。固定式支柱胎架一般采用角钢制作，上端按型线切割。这种胎架用料少，制造方便，但保证线性能力差，常用与甲板、上层建筑及刚性强的舷侧分段。活络式支柱胎架由内外两根不同的套接而成，采用螺纹和销孔可方便的调节高度。这种胎架可用于各种甲板分段、舷侧分段以及曲型较小的分段，使用方便，具有较高的经济效益。

胎架按用途可分为底部胎架、舷侧胎架、甲板胎架等等。

沪东装焊车间内的支柱式胎架（**圆柱）

三星重工装焊车间内的活络支柱胎架

分段建造基本方法：（1）按装配基面分类：正造法，分段建造时的位置与其在实船上的位置一致。优点为施工条件好、型线宜保证；缺点是胎架复杂、划线工作量大。常用于底部分段、机舱分段及批量生产。

反造法，分段建造时的位置与其在实船上的位置相反。其优点是胎架简单，焊接较为容易。缺点是施工条件稍差，型线易产生误差，常用于双层底分段、以甲板为基面的分段及单船生产。

侧（卧）造法。分段建造时的位置与其在实船上的位置成一定角度或垂直。一般是以舱壁为基面或者以舷侧外板为基面。优点是改善施工条件，缺点是胎架数量多。通常用于舷侧分段、舱壁分段、球鼻艏分段等。

（2）按构件安装顺序分类：分离法，放射法，插入法，框架法。

现代重工底部分段反造，白色的东西是用完的二氧化碳气体保护焊的焊丝盘。胎架用的是支柱式胎架。

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