船舶制造过程概述

第一篇：船舶制造过程概述

船舶制造过程概述

船舶由成千上万种零件构成,几乎与各个工业部门都有关系.除特有的船体建造技术外,造船还涉及到机械,电气，冶金,建筑,化学以至工艺美术等各个领域.因此,造船是以全部工业技术为基础的一门综合技术,反映一个国家的工业技术水平.由于船舶的航区,任务和要求不同,船舶产品具有品种多,生产批量小的特点.为了有节奏地生产,缩短制造周期,造船厂从接受订货至完工交船为止,都必须有周密的生产管理和技术管理.造船用的材料品种多,数量大,其中以钢材的使用量为最大.例如,制造一艘装载量为 1万吨的货船需要钢材3000～4000吨.船体结构用的材料主要是碳素钢和低合金高强度钢(见钢).采用高强度钢可减轻船体自重,降低推进功率,达到多装客货,增加装备或提高航速的目的.小型舰艇还采用铝合金,玻璃钢或钛合金作为船体材料.船舶需要在严酷的环境下营运,对于船用材料,除保证冶炼方法,化学成分和机械性能外,在可焊性能和耐蚀性能等方面都有较高的要求.造船工序

造船的主要工艺流程如下.1.钢材预处理

钢材预处理即在号料前对钢材进行的矫正,除锈和涂底漆工作.船用钢材常因轧制时压延不均,轧制后冷却收缩不匀或运输,储存过程中其他因素的影响而存在各种变形.为此,板材和型材从钢料堆场取出后,先分别用多辊钢板矫平机和型钢矫直机矫正,以保证号料,边缘和成型加工的正常进行.矫正后的钢材一般先经抛光除锈,最后喷涂底漆和烘干.这样处理完毕后的钢材即可送去号料.这些工序常组成预处理自动流水线,利用传送滚道与钢料堆场的钢料吊运,号料,边缘加工等后续工序的运输线相衔接,以实现船体零件备料和加工的综合机械化和自动化.2.放样和号料

船体外形通常是光顺的空间曲面.由设计部门提供的用三向投影线表示的船体外形图,称为型线图,一般按1:50或1:100的比例绘制.由于缩尺比大,型线的三向光顺性存在一定的误差,故不能按型线图直接进行船体施工,而需要在造船厂的放样台进行1:1的实尺放样或者是1:5,1:10的比例放样,以光顺型线,取得正确的型值和施工中所需的每个零件的实际形状尺寸与位置,为后续工序提供必要的施工信息.船体放样是船体建造的基础性工序.号料是将放样后所得的船体零件的实际形状和尺寸,利用样板,样料或草图划在板材或型材上,并注以加工和装配用标记.最早的放样和号料方法是实尺放样,手工号料.20世纪40年代初出现比例放样和投影号料,即按1:5或1:10的比例进行放样制成投影底图,用相应 的低倍投影装置放大至实际尺寸;或将投影底图缩小到1/5～1/10摄制成投影底片,再用高倍投影装置放大50～100倍成零件实形,然后在钢材上划线.比例放样还可提供仿形图,供光电跟踪切割机直接切割钢板用,从而省略号料工序.投影号料虽在手工号料的基础上有很大改进,但仍然未能摆脱手工操作.60年代初开始应用电印号料,即利用静电照相原理,先在钢板表面喷涂光敏导电粉末,进行正片投影曝光,经显影和定影后在钢板上显出零件图形.适用于大尺寸钢板的大型电印号料装置采用同步连续曝光投影方式,即底图和钢板同步移动,在运动过程中连续投影曝光.适用于小尺寸钢板的小型电印号料装置,则在钢板上一次投影出全部图形.这种号料方法已得到较广泛的应用.随着电子计算机在造船中的应用,又出现数学放样方法.即用数学方程式表示船体型线或船体表面,以设计型值表和必需的边界条件数值作为原始数据,利用计算机进行反复校验和计算,实现型线修改和光顺,以获得精确光顺和对应投影点完全一致的船体型线.船体的每条型线都由一个特点的数学样条曲线方程表示,并可通过数控绘图机绘出图形.数学放样可取消传统的实尺放样工作,还可为切割和成形加工等后续工序提供控制信息,对船体建造过程的自动化具有关键的作用,是造船工艺的一项重要发展.3.船体零件加工

包括边缘加工和成形加工.边缘加工就是按照号料后在钢材上划出的船体零件实际形状,利用剪床或氧乙炔气割,等离子切割进行剪割.部分零件的边缘还需要用气割机或刨边机进行焊缝坡口的加工.气割设备中的光电跟踪气割机能自动跟踪比例图上的线条,通过同步伺服系统在钢板上进行切割,它可与手工号料,投影号料配合使用.采用数控气割机不但切割精度高,而且根据数学放样资料直接进行切割,可省略号料工序,实现放样,切割过程自动化.对于具有曲度,折角或折边等空间形状的船体板材,在钢板剪割后还需要成形加工.主要是应用辊式弯板机和滚压机进行冷弯，或采用水火成形的加工方法,即在板材上按预定的加热线用氧-乙炔烘炬进行局部加热,并用水跟踪冷却,使板材产生局部变形,弯成所要求的曲面形状.对于用作肋骨等的型材,则多应用肋骨冷弯机弯制成形.随着数字控制技术的发展,已使用数字控制肋骨冷弯机,并进而研制数字控制弯板机.船体零件加工已从机械化向自动化进展.4.船体装配和焊接

将船体结构的零部件组装成整个船体的过程.普遍采用分段建造方式,分为部件装配焊接,分段装配焊接和船台装配焊接3个阶段进行.① 部件装配焊接: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.② 分(总)段装配焊接: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.③船台(坞)装配焊接: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.先吊装船中偏尾处的一个底部分段,以此作为建造基准向船首,船尾和上层吊装相邻分段,其吊装范围呈宝塔状的称塔式建造法;设有2～3个建造基准,分别以塔式建造法建造,最后连接成船体的称岛式建造法;在船台(或船坞)的末端建造第一艘船舶时,在船台的前端同时建造第二艘船舶的尾部,待第一艘船下水后,将第二艘船的尾部移至船台末端,继续吊装其他分段,其至总装成整个船体,同时又在船台前端建造第三艘船舶的尾部,依此类推,这种方法称为串联建造法;将船体划分为首,尾两段,分别在船台上建成后下水，再在水上进行大合拢的称两段建造法.各种总装方法的选择根据船体结构特点和船厂的具体条件而定.船体装配和焊接的工作量,占船体建造总工作量的75%以上,其中焊接又占一半以上.故焊接是造船的关键性工作,它不但直接关系船舶的建造质量,而且关系造船效率.自20世纪50年代起,焊接方法从全手工焊接发展为埋弧自动焊,半自动焊,电渣焊,气体保护电弧焊.自60年代中期起,又有单面焊双面成形,重力焊,自动角焊以及垂直焊和横向自动焊等新技术.焊接设备和焊接材料也有相应发展.由于船体结构比较复杂,在难以施行自动焊和半自动焊的位置仍需要采用手工焊.结合焊接技术的发展,自60年代起,在船体部件和分段装配中开始分别采用 T型材装焊流水线和平面分段装焊流水线.T 型材是构成平面分段骨架的基本构件.平面分段在船体结构中占有相当的比重,例如在大型散装货船和油船上,平面分段可占船体总重的50%以上.平面分段装焊流水线包括各种专用装配焊接设备,它利用输送装置连续进行进料,拼板焊接以及装焊骨架等作业,能显著地提高分段装配的机械化程度,成为现代造船厂技术改造的主要内容之一.世界上有些船厂对批量生产的大型油船的立体分段也采用流水线生产方式进行装焊和船坞总装.船体总装完成后必须对船体进行密闭性试

验,然后在尾部进行轴系和舵系对中,安装轴系,螺旋桨和舵等.在完成各项水下工程后准备下水.5.船舶下水

船舶下水是将在船台(坞)总装完毕的船舶从陆地移入水域的过程.船舶下水时的移行方向或与船长平行,或与船长垂直,分别称为纵向下水和横向下水.下水滑道主要为木枋滑道和机械化滑道.前者依靠船舶自重滑行下水,使用较普遍;后者利用小车承载船体在轨道上牵引下水,多用在内河中小型船厂.纵向下水之前先将搁置在墩木上的船体转移到滑板和滑道上,滑道向船舶入水方向有一定倾斜.当松开设置于滑板与滑道间的制动装置后,船舶由于自重连同滑板和支架一起滑入水中,然后靠自身的浮力飘浮于水面.为减少下滑时的摩擦阻力,在滑板与滑道之间常涂上一定厚度的下水油脂;也可用钢珠代替下水油脂,将滑动摩擦改为滚动摩擦,进一步减少摩擦力.在船坞内总装的船,只要灌水入坞即能浮起,其下水操作比在船台下利用滑道下水简单和安全得多.下水意味着船舶建造已完成了关键性的,主要的工作.按传统习惯,大型船舶下水常举行隆重的庆祝仪式.船舶下水后常是靠于厂内舾装码头,以安装船体设备,机电设备,管道和电缆,并进行舱室的木作,绝缘和油漆等工作，称为码头安装.码头安装涉及的工种很多,相互影响也较大.而随着船舶设备和系统 的日趋复杂,安装质量的要求也不断提高,故安装工作直接关系下水后能否迅速试航和交船.为了缩短下水后的安装周期,应尽可能将上述安装工作提前到分段装配和船体总装阶段进行,称为预舾装.将传统的单件安装改为单元组装,也可大大缩短安装周期,即根据机舱和其他舱室设备的布置和组成特点确定安装单元的组成程度,如主机冷却单元可包括换热器,泵,温度调节器,带附件的有关管道和单元所必需的电气设备.在车间内组成安装单元,然后吊至分段,总段或船上安装,这样可使18～25%的安装工作量由船上提前到内场进行,能使船上的安装周期缩短15～20%.6.系泊试验和航行试验

在船体建造和安装工作结束后,为保证建造的完善性和各种设备工作的可靠性,必须进行全面而严格的试验,通常分为两个阶段,即系泊试验和航行试验.系泊试验俗称码头试车,是在系泊状态下对船舶的主机,辅机和其他机电设备进行的一系列实效试验,用以检验安装质量和运转情况.系泊试验以主机试验为核心,检查发电机组和配电设备的工作情况,以便为主机和其他设备的试验创造条件.对各有关系统的协调,应急,遥测遥控和自动控制等还需要进行可靠性和安全性试验.系泊试验时

船舶基本上处于静止状态,主机,轴系和有关设备系统不能显示全负荷运转的性能,所以还需要进行航行试验.航行试验是全面地检查船舶在航行状态下主机,辅机以及各种机电设备和系统的使用性能.通常有轻载试航和重载试航.在航行试验中测定船舶的航速,主机功率以及操纵性,回转性,航向稳定性,惯性和指定航区的适航性等.试验结果经验船机构和用户验收合格后,由船厂正式交付订货方使用.船舶的制造过程是复杂的，这里只作简单叙述。

第二篇：船舶制造专业英语

1．您好！（第一次见面）How do you do?

2．您好！见到您很高兴。How do you do? I’m very glad to meet you.3．

让我来介绍一下在座的各位先生。林先生，我们厂的厂长；王先生，厂长总工；吴先生，船体车间主任。Let me introduce the gentlemen present here.This is Mr.Lin, our shipyard manager;Mr.Wang, our chief engineer.Mr.Wu, director of the hull shop.4．

欢迎您到我们船厂来！welcome to our shipyard!

5．请坐！Sit down please.6．

好的，谢谢！Thank you.7．

请喝茶。Please have a cup of tea.8．

喂，您好吗？（熟人之间）Hi, how are you?

9．很好，谢谢。您好吗？Fine, thank you, and how are you?

10．很好，谢谢！Very well, thanks.11．

我们现在就开始工作好吗？Shall we start our work now?

12．好的。OK.13．

请这边走。This way, please.14．

我可以进来吗？May I come in?

15．请进！Yes, please.16．

早晨好，女士。Good morning, ma’am(Madam).17．

早晨好，布莱克先生。请坐。Good morning, Mr.Blake.take a seat, please.18．

谢谢！Thank you, ma’am.19．

请问您有什么事和我商讨？What business would you like to talk with me about?

20．船东想在船上做些变化。The ship owner wants to make some changes in the hull.21．

这样的事，我只能晚些时候回答您。In that case, I need to answer you later.22．

好的。如果你做出了决定，请尽快告诉我。OK.If you make the decision, please tell me soon.23．

没有问题，再见！No problem.Good bye.24．

再见！Good bye.25．

下午好！Good afternoon!

26．下午好！Good afternoon!

27．有一个舱口盖有点问题，我想和你谈谈。There is something wrong with the hatch cover.I would like to discuss it with you.28．

对不起，我听不懂您讲话，您能说得慢一点吗？I’m sorry.I can’t follow you.Can you speak slowly?

29．我的意思是我想和您谈一谈舱口盖的问题。I mean I want to talk with you about the hatch cover.30．

噢，我懂了。到我办公室去详谈。Oh, I see.Let’s go to my office and talk it cover in detail.31．

那再好不过了。That couldn’t be better.32．

我想要一份这种图纸。I would like a copy of this drawing.33．

对不起，我帮不了这个忙。您可以到技术科去要。I’m sorry.I can’t help you.You may ask the technical department for it.34．

您知道电话号码？Do you know the telephone number?

35．分机号是4557。It’s 4557 extension.36．

谢谢！Thank you.37．

非常愿意帮助您！My pleasure!

38．你们船厂造什么船？What ships do you build?

39．集装箱船，散装船，还有一些驳船。Container ships, bulk carriers, and some barges.40．

你厂吊车最大起重能力是多少？How much is the maximum lifting capacity in your shipyard?

41．300吨，是船台用起重机，跨度72m。300 tons, it is a berth derrick, the span being 72m.42．

在这里，你们怎么样对钢板进行预处理？Here, how do you pre-treat(prepare)the steel plates?

43．我们用抛丸（喷沙）的方法。We call it short-blasting(sand-blasting).44．

抛丸后还要将钢板涂漆吗？After short-blasting, do you paint the steel plates?

45．是的，我们称之为车间底漆。Yes, we do.And we call it priming paint.46．

钢板移动的速度是多少？How fast is the plate moving?

47．大约每分钟5米。About 5m a minute.48．

你们怎样切割钢板？How do you cut a steel plate?

49．小于10mm的钢板，用机械切割法。For plates has than 10mm,we use mechanical cutting method.50．

那么大于10mm的呢？How about the plates over 10mm(thicker plates)?

51．我们用火焰切割法。一般这些切割都是数控的。We use the flame cutting method.Most of the cutting is done by number control(N/C).52．

怎样将钢板加工成不同的形状呢？How do you make the steel plate into different shapes? 53．

我们有不同种类的冲、压机械。可滚压，弯制和折边。We use different kinds of press machines.We can roll, bend, or flange a plate.54．

型材怎样加工呢，像球扁钢，角钢和一些加强材？How do you shape the different sections, such as, bulb plates, angle bars, and other stiffeners.55．

用同样的方法。但我们也用水火弯板法；该法主要用于加工不规则形状，像球鼻艏。By the same method, but we also use the line-heating methods.This can shape irregular parts, such as bulbous bow.56．

你怎样知道弯制合格了呢？How do you know the bending is good?

57．我们用样板来检验。We will check it with templates.58．

在焊接钢板，肋骨，甲板横梁时，你们用什么焊接方法？What welding methods do you use in connecting the plates, frames, and beams?

59．对于长直接板缝，我们用埋弧焊或二氧化碳气体保护焊；拐角处和小地方，还用手工焊。For straight seams, we use submerged arc welding or carbon dioxide welding;for some corners and small areas, we still use manual welding.60．

就水密舱壁而言，怎样检查其水密性？For watertight bulkheads, how do you check the watertightness?

61．靠压缩空气或水压力。By compressed air or by water pressure.62．

双层底分段是在胎架上造的吗？Is the double bottom block built on pin jigs?

63．是的，里面的一些管件也已经装好了。Yes, some pipes in it have also been fitted.64．

分段大合龙在哪里进行？Where is the grand-block joining done?

65．在船台上。On the building berth.66．

在你们船厂船舶怎样下水？How is a ship launched in your shipyard?

67．我们通常采用纵向下水方式。We usually launch a ship by end launching.68．

船台和下水支架有什么区别？What’s the difference between building-berth and launching-cradle?

69．

船台是固定的地面支撑，下水支架仅用于下水时用。后者在下水时与船体一起滑入水中。Building berth is the fixed ground support and launching-cradle is only used before launching.The latter will be sliding together with the ship into the water.70．

舾装工作包括哪些？What work does the outfitting include? 71．

除了船壳结构外所有的部分，像管子，（甲板）起重机，桅杆，索具，主机，机械设备，电缆和居住舱室的装饰。All the parts except the hull structure, such as pipes, derricks, masts, rigging, main engines, machinery, electrical cables, and accommodation services etc.72．

一般情况下你们什么时候开始舾装工作？When do you begin the outfitting generally?

73．

有些管路舾装在制造小分段时就开始了，也叫做分段预舾装；其它的在船舶下水后进行。Some piping outfitting is done when building sub-blocks, that is, on-block outfitting;others are done after launching.74．

有怎么多加工好的管子！可是怎样才能找到你所需要的管件呢？T here are so many fabricated pipes!How can you find the pipe piece you need?

75．

对每个管件我们都编了号，并且将所有的管件存放在不同的托盘中。We give each pipe a coded number, and we store all the pipe pieces in different pallets.76．

机舱中有许多管系，像燃油系统，冷却系统，滑油系统，消防系统，怎样识别它们？There are many piping systems in the engine room, such as fuel oil system, cooling system, lubricating system, fire-fighting system.How do you identify them?

77．

靠不同的颜色条。例如，蓝色表示冷却水，红色表示消防用水，黄色表示润滑油。By different color tapes.For example, blue means cooling water, red for fire fighting, yellow for lubricating oil etc.78．

当安装一管件时，你怎样决定管件在船上的确切位置？When fitting a piece of pipe, how do you determine the exact position on board a ship?

79．

看图纸，图纸上清楚地表明了管件的三维尺寸。We do it with the help of drawings.The drawing shows clearly the three dimensional position of a certain pipe.80．

怎样打开舱口盖？How can you lift the hatch cover?

81．

使用液压系统。We lift the hatch cover by hydraulic system.82．

怎样保证舱口盖水密？How is the hatch cover kept watertight?

83．

借助于橡胶密封条，将其安装在舱口围板四周。By rubber strips.We’ve installed the strips along the hatch coamings.84．

甲板上的舾装包括哪些？What outfitting should be done on deck? 85．

包括以下部件的安装：锚机，绞车，带缆桩，导缆孔，桅杆，甲板起重机，通风口和各种索具。That includes the installation of windlasses, winches, bollards, masts, deck cranes, vent pipes and different kinds of rigging.86．

有这么多的舾装工作要做，你们将工程分包出去吗？There is so much outfitting work.Do you subcontract some of them?

87．

时的，我们把所有的细木工舾装都分包出去。这将节约我们很多的时间。Yes, we subcontract almost all the joiner work.This will save us lots of time.88．

居住舱室有哪些舾装工作？What outfitting is include in the living quarters?

89．

主要指门窗的安装，地板的铺设，内置式家具的安装和油漆。It refers to installing doors, windows, laying floor covering, fitting built-in furniture, and painting.90．

位了防止腐蚀，油漆是很重要的，对吗？I n order to prevent hull corrosion, painting is very important, isn’t it?

91．

是的，有很多油漆，有的合适船体水上部分，有的适合于水下部分。Quite right, there are many kinds of paint, and some are suitable for above-water use, and some are for underwater.92．

油漆的涂层有多厚？How thick is the coating film?

93．

这取决于不同种类的油漆。涂层的厚度可能是30，75或者145微米。That depends on the different paint types.The film thickness may be 30μm, 75μm, or 145μm.(micron meters).94．

喷漆时对温度有要求吗？Are there any requirements for the temperature when painting?

95．

有。通常温度应介于-10ºC到40ºC之间，相对湿度应介于50%-80%。也要有好的通风。Sure usually the temperature should be from(minus)-10ºC to 40ºC(Celsius),and the relative humidity should be between 50% and 80%.Good ventilation is also quite necessary.96．

怎样知道面漆涂层质量是好的？How do you know the finish coating is of good quality?

97．

您可以靠肉眼观察。如果表面光滑，无裂纹，不起跑，一般说是好的。但必须得到检查人员或船东的许可。You can check the surface by your eyes.If the surface is smooth and there is no crack is no blisters on it, usually the painting is good.But it must be approved by the painting surveyor or the ship owner.98．

交船前怎样对船体外板进行油漆？Before delivering the ship to the owner, how do you paint the shell plating?

99．

一般在干船坞中进行。We will do this in a drydock.100． 机舱位于什么部位？Where is the main engine located?

101． 通常在船艉。Usually at the stern of the ship.102． 这条船上有多少台发电机。How many generators are there are there on board the ship?

103． 四台。其中一台是应急发电机。There are four.One of them is an emergency generator.104． 这间舱室有怎么多的泵，用在什么上的？There are so many pumps in this room, what are they used for?

105． 它们是燃油泵，润滑油泵，压载水泵，淡水泵，海水泵，和舭部液舱泵等。They are F.O.pumps, ballast pumps, fresh water pumps, sea water pumps, and bilge pumps.106． 泵有几种？How many types of pumps are there?

107． 通常有两种：往复式和离心式。Usually there are two types.One is called the displacement pump and the other is called the centrifugal pump.108． 为什么需要压缩空气？Why do we need compressed air?

109． 在船上主要用于启动主机。It is mainly used on board ship for staring main engines.110．

111． 油水分离器也是必要的，是吗？Oil/water separators are necessary, aren’t they?

112． 是的。它们可以使油水分开，从而使排放的水保持清洁。Yes, they can keep oil and water apart and keep the discharged water clean.113． 热交换器是用于冷却的吗？Are the heat exchangers used for cooling?

114． 是的，它们用于冷却空气，水和润滑油等。Yes, they are used for cooling air, water, lubricating oil etc.115． 轴的对中任务完成了吗？Has the shaft alignment been finished?

116． 还没有。这需要反复的测量和计算，经验也很重要。Not yet, it needs repeated measuring and calculation, and some experience is also very important.117． 轴的尾轴承安装顺序如何？ How do you install the afterward bearing of the shaft?

118． 首先要镗孔，然后安装尾轴管，接下来装炮铜或白合金制的轴承套，也叫轴承。First you need the boring for the shaft, then install the stern tube into the stern frame, next fit the gun-metal or white-metal bush.119． 你的意思是轴会与轴承套直接摩擦吗？Do you mean the shaft will run against the bush?

120． 不，在轴承内侧有一些槽，槽中嵌着橡皮条。这些橡皮条支撑着尾轴。No, inside the bush, some rubber strips are pressed into the grooves.These strips support the shaft.121． 怎样安装螺旋桨？How do you install the propeller?

122． 现在许多螺旋桨都是无键的，用液压来拆装。Now many propellers are kevless, so we install or remove a propeller by hydraulic pressure.123． 我想船上会有越来越多的电器安装，你这样认为吗？I think that there are more and more electrical installations on board ships.Do you think so?

124． 是的。特别是机舱控制，货物吊运和电子设备。Of course, especially the main engine room control, cargo handing, and electronic systems.125． 我想主机控制是最复杂的。I think the main engine control is the most complicated.126． 你说得对。因为主配电板安装在这里。You are quite right, since main switchboards are located there.127． 主配电板能控制什么？What can the main switchboards consist of several panels: group starter panels, consumer panels, lighting panel, diesel generator panels etc.128． 主配电板通常包括几个控制面板：组合启动面板，用户板，照明面板，菜油发电机面板等。Usually the main switchboards consist of several panels: group starter panels, consumer panels, lighting panel, diesel generator panels etc.129． 报警系统包括在上面的面板中吗？The alarm system is also included in the above panels?

130． 是的。主配电板中也可进行岸电和船电的切换和控制。Yes, and there can also be the power interchange between shore supply and ship supply.131． 一些控制可以自动完成吗？Can some controlling be done automatically?

132． 当然。有两种方式可供选择：自动和手动。Certainly, there are two modes for your selection: automatic mode and manual mode.133． 船上电缆的铺设是由你们船厂的电工人员完成的吗？Are the electric cables laid out by your shipyard electricians?

134． 说得对。而且对电缆铺设还有些要求。电缆端部要配接头。That’s right.And there are some requirements for the cable laying.Moreover, all cable ends must be fitted with connectors.135． 怎样固定电缆？How do you fix a cable?

136． 单根电缆可用焊在结构上的电缆夹头；成组电缆用金属电缆悬挂架。Single cables may be fixed by clips welded to structures;cables in groups are supported by metal cable hangers.137． 电缆穿过水密舱壁怎么办？What do you do if a cable passes through a watertight bulkhead?

138． 那样的话，需要安装专用的密封过管来确保水密。In that case, special stuffing tube will be used to keep the watertightness.139． 一般来说，怎样保护电缆免受破坏？Generally, how are the cables protected from damage?

140． 在舱口及露天甲板处，用可拆卸的金属盖板：在一些高温和冷冻区，我们都将电缆进行绝热、防冷等保护。In places such as hatches, and open decks, we use removable metal coverings, in some hot or refrigerated places, we use insulated cables.

第三篇：船舶制造工艺

船舶建造工艺流程简要介绍

对生产管理部门的要求：

1、根据生产线表的要求，要详细、准确地编制《船舶生产技术准备综合日程表》，包括设备纳期表、设计出图计划等，并进行跟踪、调度、检查、考核。生产技术准备是船厂组织船舶建造重要的管理体系，在调度为主要管理手段时期，围绕出图、供货、配套等项目常常纠缠不清，牵扯了生产管理者极大的精力。目前各船厂生产技术准备状况已有了很大改观：一是建立了拉动式需求计划管理体系；二是将各船只生产技术准备的职责落实到项目组；三是应用了信息技术：设计出图进度及状况、物资订货及到货情况、集配件的需求、缺损件的补充等都在网上传输并设有予警提示。

2、根据现代造船“设计、生产、管理一体化”的要求，从合同签约开始生产管理部门就应参与设计工作，如依据影响船厂生产率相关的制约因素和条件，提出分段划分意见等，供设绘各布置图参用。在船舶设计过程中，按造船管理规程的要求，将分阶段召开A、B、C、D 等会议，其目的都是以合理和方便施工为宗旨，将管理要求和设计意图融合起来。为此，在合同生效三个月内，生产管理部门要编制出《建造方针》，该方针是指导船舶建造的纲领性文件，主要内容有：（1）合同概要。

（2）建造船舶的主要技术参数和主要物量。

（3）建造方法。包括分段划分原则；重要分段的结构特征及尺寸；分段重量的控制范围；钢板规格控制；总段装配范围；上层建筑整体吊装的重量计算；分段予舾装范围和要求；场地分配及面积计算；船台建造方法和定位分段的确定等。（4）新工艺新技术的应用和实施范围及要求。（5）船舶建造主要建造计划线表。（6）质量、成本、资金等管理要求。

建造方针完成之后，船厂还要编制出《施工要领》，主要说明基本的工艺步骤、技术要点和基本的施工方法。策划合理、内容规范，并体现出很高的施工要求，如开展予舾装：“ 除合拢缝处的货舱区的铁舾、管系焊接件外，其它所有均应在分段阶段安装”。

3、为了在船舶建造过程中贯彻建造方针，避免流于形式缺乏约束，近年来主要船厂相继开展了一项叫做“ 纸上模拟造船”的活动，取得了应有的成效：在船舶开工前，船厂组织设计、工艺、生产及生产管理等主管人员，对照设计说明书，从剖析的角度，按船舶建造流程逐项找出影响设计建造的关键点，从合理性可行性出发，研究确定建造方法和技术手段，也就是说研究确定了对关键项目的予案。从实践情况看，如果“纸上模拟造船”能够走得通，并将具体要求落实在《建造方针》中，基本上扫除了建造中将遇到技术障碍和施工难点。

五、船舶建造过程的控制

（一）钢料加工阶段

钢料加工过程：钢材备料——钢材予处理线（矫平、喷砂除锈、底漆）——放样号料——构件边缘加工（切割、加工焊接坡口）——构件成型加工（非平直构件加工成应有曲度）——船体零部件装配（平面接板、框架组立）。应关注的问题：

1、钢料供应。船厂是钢材消耗大户，从产业关系看应该与钢厂建立利益共享的战略伙伴关系。目前大船重工已与鞍钢签定了长期合作协议，每年锁定一个钢材基价，既减少了受钢材市场价格波动影响，并能够保证供货期限和数量；有的船厂享有钢材优惠价格（如每吨下浮50 元）；还有的钢厂直接投资船厂成为股东单位（外高桥有限公司、大船重工钢加配送中心）。

2、钢料加工应形成分道加工的路径。大型船厂为组织分段组装流水线生产，在钢料加工阶段就要求相应加工后的构件定向、有序地传输到平面分段流水线、曲面分段流水线和型材加工流水线。在大连船务钢料加工车间：平直构件加工、带曲度构件加工压制、型材加工及弯制、构件小组立等，已形成划分明确的加工区域。

3、提高钢材利用率是船厂降本增效永恒的主题。目前国内船厂钢材利用率（主船体钢材利用率、钢材综合利用率）一般在85—90%左右，其中中远川崎达到94%，日本船厂可达到95%以上。钢材利用率状况受到船型及设计、管理、场地等多因素影响。（1）努力开展船体与舾装同步设计，以提高一次套料利用率；

（2）在钢料加工中心留有充分的余料堆放、分检、再利用场地，一是可调用余料进行二次套料；二是利用余料切割法兰、肘板、人孔盖等予制件；三是调用余料补充工装。（3）尽可能根据用料尺寸，多规格在钢厂组织定尺订货（这是日本船厂保持高水平利用率的优势）。

（二）分段制作阶段

1、分段是构成船体结构的实体。根据船舶建造工艺、场地条件、起重能力、周期要求等，一艘3—6 万吨级船舶分段划分大致在100—200 个（大型船体结构如MPF1000 钻井储油船分段划分351 个）。

2、分段名称

分段按几何特征可分为：

（1）平面分段：平面板列带有骨架的单层平面板架；

（2）曲面分段：平面板列带有骨架的单层曲面板架；

（3）半立体分段：两层或两层以上板架所组成的不封闭分段；

（4）立体分段：两层或两层以上板架所组成的封闭分段；

（5）总段：主船体沿船长划分，其深度和宽度等于该处船深和船宽的环形分段。特别需要指出的是：立体分段和总段是由若干平面分段和曲面分段所组成，由于平面分段和曲面分段是分段建造中的基本单位，作为船舶建造主流程，必须组织流水线生产。分段按其结构所属部位可分为：

（1）底部分段（2）舷侧分段（3）甲板分段（4）首尾分段（5）上层建筑等

3、分段制作阶段建造组织措施：

（1）严格按批量顺序下料：

船体结构分段一般分20 多个批次进行投料。在网络计划安排中按吊装顺序依次组织分段制作，这是由建造法决定的。塔式建造法：

以尾部近机舱前的一个底部分段作为基准段在船台搭载，然后向首、尾及两舷自下而上依序吊装各分段。由于机舱分段需要安装大量设备、管路，所以需要尽早成型并吊装。岛式建造法：

为缩短建造周期，将船体沿船长划分成2—3 个建造区（岛），在每个建造区选择一个分段为基准段，按塔式建造法组织建造，岛与岛之间利用“嵌补分段”进行连接。串联建造法（一条半造船法）：

当船台长度大于船长1.5 倍，且是批量建造情况下，可以在建造第一艘船的前半段的同时，在船台的前端建造第二艘船的尾段。待第一艘船下水后，第二艘船的尾段也完工，并移至船台尾端继续建造其前半段，同时第三艘船的尾段又在船台的前端建造。总段建造法：

将预先装配焊接好的环形总段按照安装顺序进行船台装配。船厂在具有大型船坞、并有总组场地和起重能力予以保证情况下，采用总段建造法可以有效利用各主要生产资源。（2）贯彻总装造船原则：

为充分发挥船厂主要生产设施（船台、船坞、总组场地和起重设备等）能力，应将生产主流程即组织流水线生产的项目留在厂内，能够以中间产品组织生产和供应的次流程项目，尽可能以“分包”形式扩散到厂外，实行“专业化生产、社会化配套”。“分包”指的是购买劳务，由船厂提供材料、图纸、进行工艺和质量监督，分包商提供加工后的中间产品，这些产品船厂不是不能制造，而是出于经济、负荷特别是总体效率等原因，主动将其交给分包商去制造。

（3）执行分段成品化交验：

按照“壳舾涂一体化”要求，在分段制作阶段，应将该部位的铁舾件、管舾件、电气焊接件尽可能地全部安装上去，并完成分段涂装工事。在分段下胎交验时，上下道工序必须依据清单进行逐项检查确认，尽可能减少施工项目在工序间的流转。分段成品化制作，虽然加大了该阶段的工作量，但从能率测算看，同一工事项目工时消耗量，在分段舾装阶段、船台舾装阶段、水下舾装阶段的比例为——1：5：9。目前国内船厂分段予舾装率（铁舾予舾装率、管舾予舾装率）在80—90%左右，而日韩船厂接近100%

第四篇：船舶制造基础知识

 船舶制造

人类造船已有悠久的历史.从史前刳木为舟起,在漫长的时期内人类制造的都是利用人力或风力推进的木船.1807年,美国的R.富尔顿建成世界上第一艘蒸汽机船,当时采用明轮推进.1879年,世界上第一艘钢船问世.从此船舶进入了以钢船为主,以机器为动力的时代.从20世纪50年代起,船舶推进装置由汽轮机和柴油机逐步取代蒸汽机,并开始应用核能作为推进动力.由于航运的发展和军事上的需要,船舶趋于大型化和专业化,造船技术随之迅速发展,造船业已成为世界上最主要的重工业部门之一.船舶由成千上万种零件构成,几乎与各个工业部门都有关系.除特有的船体建造技术外,造船还涉及到机械,电气,冶金,建筑,化学以至工艺美术等各个领域.因此,造船是以全部工业技术为基础的一门综合技术,反映一个国家的工业技术水平.由于船舶的航区,任务和要求不同,船舶产品具有品种多,生产批量小的特点.为了有节奏地生产,缩短制造周期,造船厂从接受订货至完工交船为止,都必须有周密的生产管理和技术管理.造船用的材料品种多,数量大,其中以钢材的使用量为最大.例如,制造一艘装载量为 1万吨的货船需要钢材3000～4000吨.船体结构用的材料主要是碳素钢和低合金高强度钢(见钢).采用高强度钢可减轻船体自重,降低推进功率,达到多装客货,增加装备或提高航速的目的.小型舰艇还采用铝合金,玻璃钢或钛合金作为船体材料.船舶需要在严酷的环境下营运,对于船用材料,除保证冶炼方法,化学成分和机械性能外,在可焊性能和耐蚀性能等方面都有较高的要求.造船厂

造船厂均位于沿海或江河之滨,应有一定的岸线长度和水深.厂区内设有船台,造船坞,滑道,舾装码头和大型起重机等专用造船设备.造船厂内设有各种生产车间.①船体加工车间:担负船体放样,号料以及船体零件的加工.②船体装备焊接车间:完成船体零件,部件,分段,总段的装焊和船体总装工作.③安装车间:负责船上机械设备及其附件的安装和调试.④管子加工车间:进行管子及其附件的加工和安装.⑤电工车间:负责电器和无线电设备的安装和调试.⑥木工车间:负责木质家具,舱室的制作和安装,以及绝缘工作.⑦油漆帆缆车间:负责除锈,涂漆和帆缆索具的制作和安装.⑧起重运输车间:负责船舶的上墩,下水,进出坞以及船台,滑道,码头区的起重运输作业.此外还有各种辅助车间,主要有机修车间,工具车间,动力车间和中央试验室等.车间的划分常根据船厂的生产规模,性质,习惯而有所不同.过去很多造船厂除进行钢材加工,船体装配,焊接和设备系统安装外,还具有一定的铸,锻和机械加工能力,在制造船体的同时还制造主机,辅机,锅炉等设备.20世纪50年代以来,随着造船及其配套工业的发展,造船厂已向总装方向发展,即以建造船体为主,大量的机电设备和舾装件则由专业或非专业的协作厂配套提供,船厂只进行安装,以提高造船质量和效率.造船工序

造船的主要工艺流程如下.钢材预处理

在号料前对钢材进行的矫正,除锈和涂底漆工作.船用钢材常因轧制时压延不均,轧制后冷却收缩不匀或运输,储存过程中其他因素的影响而存在各种变形.为此,板材和型材从钢料堆场取出后,先分别用多辊钢板矫平机和型钢矫直机矫正,以保证号料,边缘和成型加工的正常进行.矫正后的钢材一般先经抛光除锈,最后喷涂底漆和烘干.这样处理完毕后的钢材即可送去号料.这些工序常组成预处理自动流水线,利用传送滚道与钢料堆场的钢料吊运,号料,边缘加工等后续工序的运输线相衔接,以实现船体零件备料和加工的综合机械化和自动化.放样和号料

船体外形通常是光顺的空间曲面.由设计部门提供的用三向投影线表示的船体外形图,称为型线图,一般按1:50或1:100的比例绘制.由于缩尺比大,型线的三向光顺性存在一定的误差,故不能按型线图直接进行船体施工,而需要在造船厂的放样台进行1:1的实尺放样或者是1:5,1:10的比例放样,以光顺型线,取得正确的型值和施工中所需的每

个零件的实际形状尺寸与位置,为后续工序提供必要的施工信息.船体放样是船体建造的基础性工序.号料是将放样后所得的船体零件的实际形状和尺寸,利用样板,样料或草图划在板材或型材上,并注以加工和装配用标记.最早的放样和号料方法是实尺放样,手工号料.20世纪40年代初出现比例放样和投影号料,即按1:5或1:10的比例进行放样制成投影底图,用相应的低倍投影装置放大至实际尺寸;或将投影底图缩小到1/5～1/10摄制成投影底

片,再用高倍投影装置放大50～100倍成零件实形,然后在钢材上划线.比例放样还可提供仿形图,供光电跟踪切割机直接切割钢板用,从而省略号料工序.投影号料虽在手工号料的基础上有了很大改进,但仍然未能摆脱手工操作.60年代初开始应用电印号料,即利用静电照相原理,先在钢板表面喷涂光敏导电粉末,进行正片投影曝光,经显影和定影后在钢板上显出零件图形.适用于大尺寸钢板的大型电印号料装置采用同步连续曝光投影方式,即底图和钢板同步移动,在运动过程中连续投影曝光.适用于小尺寸钢板的小型电印号料装置,则在钢板上一次投影出全部图形.这种

号料方法已得到较广泛的应用.随着电子计算机在造船中的应用,又出现数学放样方法.即用数学方程式表示船体型线或船体表面,以设计型值表和必需的边界条件数值作为原始数据,利用计算机进行反复校验和计算,实现型线修改和光顺,以获得精确光顺和对应投影点完全一致船体型线.船体的每条型线都由一个特点的数学样条曲线方程表示,并可通过数控绘图机绘出图形.数学放样可取消传统的实尺放样工作,还可为切割和成形加工等后续工序提供控制信息,对船体建造过程的自动化具有关键的作用,是造船工艺的一项重要发展.船体零件加工

包括边缘加工和成形加工.边缘加工就是按照号料后在钢材上划出的船体零件实际形状,利用剪床或氧乙炔气割,等离子切割进行剪割.部分零件的边缘还需要用气割机或刨边机进行焊缝坡口的加工.气割设备中的光电跟踪气割机能自动跟踪比例图上的线条,通过同步伺服系统在钢板上进行切割,它可与手工号料,投影号料配合使用.采用数控气割机不但切割精度高,而且根据数学放样资料直接进行切割,可省略号料工序,实现放样,切割过程自动化.对于具有曲度,折角或折边等空间形状的船体板材,在钢板剪割后还需要成形加工,主要是应用辊式弯板机和滚压机进行冷弯;或采用水火成形的加工方法,即在板材上按预定的加热线用氧-乙炔烘炬进行局部加热,并用水跟踪冷却,使板材产生局部变形,弯成所要求的曲面形状.对于用作肋骨等的型材,则多应用肋骨冷弯机弯制成形.随着数字控制技术的发展,已使用数字控制肋骨冷弯机,并进而研制数字控制弯板机.船体零件加工已从机械化向自动化进展.船体装配和焊接

将船体结构的零部件组装成整个船体的过程.普遍采用分段建造方式,分为部件装配焊接,分段装配焊接和船台装配焊接3个阶段进行.①部件装配焊接: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.②分(总)段装配焊接: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.③船台(坞)装配焊接: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;先吊装船中偏尾处的一个底部分段,以此作为建造基准向船首,船尾和上层吊装相邻分段,其吊装范围呈宝塔状的称塔式建造法;设有2～3个建造基准,分别以塔式建造法建造,最后连接成船体的称岛式建造法;在船台(或船坞)的末端建造第一艘船舶时,在船台的前端同时建造第二艘船舶的尾部,待第一艘船下水后,将第二艘船的尾部移至船台末端,继续吊装其他分段,其至总装成整个船体,同时又在船台前端建造第三艘船舶的尾部,依此类推,这种方法称为串联建造法;将船体划分为首,尾两段,分别在船台上建成后下水,再在水上进行大合拢的称两段建造法.各种总装方法的选择根据船体结构特点和船厂的具体条件而定.船体装配和焊接的工作量,占船体建造总工作量的75%以上,其中焊接又占一半以上.故焊接是造船的关键性工作,它不但直接关系船舶的建造质量,而且关系造船效率.自20世纪50年代起,焊接方法从全手工焊接发展为埋弧自动焊,半自动焊,电渣焊,气体保护电弧焊.自60年代中期起,又有单面焊双面成形,重力焊,自动角焊以及垂直焊和横向自动焊等新技术.焊接设备和焊接材料也有相应发展.由于船体结构比较复杂,在难以施行自动焊和半自动焊的位置仍需要采用手工焊.结合焊接技术的发展,自60年代起,在船体部件和分段装配中开始分别采用 T型材装焊流水线和平面分段装焊流水线.T 型材是构成平面分段骨架的基本构件.平面分段在船体结构中占有相当的比重,例如在大型散装货船和油船上,平面分段可占船体总重的50%以上.平面分段装焊流水线包括各种专用装配焊接设备,它利用输送装置连续进行进料,拼板焊接以及装焊骨架等作业,能显著地提高分段装配的机械化程度,成为现代造船厂技术改造的主要内容之一.世界上有些船厂对批量生产的大型油船的立体分段也采用流水线生产方式进行装焊和船坞总装.船体总装完成后必须对船体进行密闭性试验,然后在尾部进行轴系和舵系对中,安装轴系,螺旋桨和舵等.在完成各项水下工程后准备下水.船舶下水

将在船台(坞)总装完毕的船舶从陆地移入水域的过程.船舶下水时的移行方向或与船长平行,或与船长垂直,分别称为纵向下水和横向下水.下水滑道主要为木枋滑道和机械化滑道.前者依靠船舶自重滑行下水,使用较普遍;后者利用小车承载船体在轨道上牵引下水,多用在内河中小型船厂.纵向下水之前先将搁置在墩木上的船体转移到滑板和滑道上,滑道向船舶入水方向有一定倾斜.当松开设置于滑板与滑道间的制动装置后,船舶由于自重连同滑板和支架一起滑入水中,然后靠自身的浮力飘浮于水面.为减少下滑时的摩擦阻力,在滑板与滑道之间常涂上一定厚度的下水油脂;也可用钢珠代替下水油脂,将滑动摩擦改为滚动摩擦,进一步减少摩擦力.在船坞内总装的船,只要灌水入坞即能浮起,其下水操作比在船台下利用滑道下水简单和安全得多.下水意味着船舶建造已完成了关键性的,主要的工作.按传统习惯,大型船舶下水常举行隆重的庆祝仪式.码头安装(设备和系统的安装)船舶下水后常是靠于厂内舾装码头,以安装船体设备,机电设备,管道和电缆,并进行舱室的木作,绝缘和油漆等工作.码头安装涉及的工种很多,相互影响也较大.而随着船舶设备和系统的日趋复杂,安装质量的要求也不断提高,故安装工作直接关系下水后能否迅速试航和交船.为了缩短下水后的安装周期,应尽可能将上述安装工作提前到分段装配和船体总装阶段进行,称为预舾装.将传统的单件安装改为单元组装,也可大大缩短安装周期,即根据机舱和其他舱室设备的布置和组成特点确定安装单元的组成程度,如主机冷却单元可包括换热器,泵,温度调节器,带附件的有关管道和单元所必需的电气设备.在车间内组成安装单元,然后吊至分段,总段或船上安装,这样可使18～25%的安装工作量由船上提前到内场进行,能使船上的安装周期缩短15～20%.系泊试验和航行试验

在船体建造和安装工作结束后,为保证建造的完善性和各种设备工作的可靠性,必须进行全面而严格的试验,通常分为两个阶段,即系泊试验和航行试验.系泊试验俗称码头试车,是在系泊状态下对船舶的主机,辅机和其他机电设备进行的一系列实效试验,用以检验安装质量和运转情况.系泊试验以主机试验为核心,检查发电机组和配电设备的工作情况,以便为主机和其他设备的试验创造条件.对各有关系统的协调,应急,遥测遥控和自动控制等还需要进行可靠性和安全性试验.系泊试验时船舶基本上处于静止状态,主机,轴系和有关设备系统不能显示全负荷运转的性能,所以还需要进行航试验.航行试验是全面地检查船舶在航行状态下主机,辅机以及各种机电设备和系统的使用性能.通常有轻载试航和重载试航.在航行试验中测定船舶的航速,主机功率以及操纵性,回转性,航向稳定性,惯性和指定航区的适航性等.试验结果经验船机构和用户验收合格后,由船厂正式交付订货方使用.

第五篇：船舶智能制造

船舶智能制造

摘要：当前世界经济复苏艰难曲折、全球航运市场持续低迷、造船产能面临着严重过剩，市场竞争激烈。在这种形势下，振兴制造业，加快结构调整、全面转型升级、推动产业快速迈向高端，已成为全行业的共识。当前，我国船舶制造行业处于一个变革的时代。新一轮的工业变革已经开始，而其中，制造业数字化、网络化、智能化作为革命的核心力量。这场“智”造革命所带来的风暴，将深刻影响着我国造船业的未来。

关键词：船舶；智能制造；数字化；自动化 1.引言

西方发达国家振兴制造业走的是一条新路子，主要是依靠科技创新，抢占国际产业竞争制高点、增强经济发展核心竞争力，谋求未来发展的主动权。以智能化为核心的装备制造业变革正牵引着传统工业发展革命性的演变，正推动着全球新一轮科技创新高峰的形成。

德、英、日等国家相继推出一系列重振制造业的重大举措，力图在知识技术密集的高端制造业重塑竞争优势。如“工业 4.0”是德国政府推出的《高技术战略 2020》十大未来项目之一。作为一个风靡全球的概念，“工业 4.0”提供了工业制造的新思维，被称为是继蒸汽机应用、规模化生产和电气、电子信息技术等三次工业革命后的第四次工业革命，其特征是以大数据为基础、以预测技术为核心的智能制造使用，目的是大幅度提高产品生产、产业链运行的质量和效率，推动实现传统制造业的转型。此外，美国提出了“先进制造业国家战略计划”，日本提出组建科技工 业联盟，英国提出了“工业 2050”。最近，中国也公布了中国版的“工业 4.0”，即“中国制造 2025”规划，并提出了“互联网+”计划。

专家表示，我国要着力改变造船业“大而不强”的局面，就要依靠创新驱动发展，推动中国造船业尽快实现智能化。而“互联网+”行动计划和“中国制造 2025”战略的提出，为我国造船业实现从“量”到“质”的转变创造了机遇，同时也带来重大挑战。

2.智能制造介绍

“工业4.0”是继蒸汽机应用（机械时代）、电子信息技术（电气时代）和网络通信技术（信息时代）之后的第四次工业革命，最早在2013年4月的德国汉诺威工业博览会上正式提出，与美国通过程序提升“先进制造业”、推进“柔性制造系统”有异曲同工之妙。“工业4.0”为中国经济特别是制造业的转型升级、结构调整指明了发展方向。“工业4.0”其特征是基于信息物理系统、物联网和互联服务，通过大数据分析和云计算，以预测技术为核心来指导高效高品质生产的智能制造和应用，目的是大幅度地提高产品生产、运行的质量和效率，实现信息技术、物联网、智能生产和流通消费相融合的革命性方法，将彻底推动传统制造工业的服务化转型升级。

智能制造技术是在现代传感技术、网络技术、自动化技术是在现代传感技术、网络技术、自动化技术以及人工智能的基础上，通过感知、人机交互、决策、执行和反馈，实现产品设计过程、制造过程和企业管理及服务的智能化，是信息技术与制造技术的深度融合与集成。

智能化和自动化的最大区别在于知识的含量。智能制造是基于科学而非仅凭经验的制造，科学知识是智能化的基础。因此，智能制造包含物质的和非物质的处理过程，不仅具有完善和快捷响应的物料供应链，还需要有稳定且强有力的知识供应链和产学研联盟，源源不断地提供高素质人才和工业需要的创新成果，发展高附加值的新产品，促进产业不断转型升级。

智能制造是可持续发展的制造模式，它借助计算机建模仿真和信息通信技术的巨大潜力，优化产品的设计和制造过程，大幅度减少物质资源和能源的消耗以及各种废弃物的产生，同时实现循环再用，减少排放，保护环境。3.船舶智能制造

“船舶工业4.0”，需要在现有信息化、自动化条件下构建网络—实体融合架构，通过适应于各类用户需求的评估、分析、预测和优化体系，以“多源数据条件下的多维评估与预测、实现协同优化”为核心，形成更具高附加值的船舶制造、使用、管理、物流等面向全生命周期的中国船舶工业全产业链，从而使得中国船舶工业未来能够更好地以市场为导向，以智能船舶为纽带，走向定制规模化、管理精细化、服务高效化，以更好地创造和实现新价值。“船舶工业4.0”将促使造船厂借助物联网、大数据、人工智能取代封闭性的生产制造系统，成为未来船舶工业的根基，彻底使我国由造船大国向造船强国转变。虽然“船舶工业4.0”还在探索，但新的变革浪潮必然会席卷而来，企业只有占得先机才能成为行业的引领者。

智能制造是自动化制造未来发展的方向，是信息化和自动化的高度集成，具有智能化、柔性化和高度集成化。船舶智能制造是指实现船舶制造工业各个环节的最优化、智能化和自动化。涉及到的智能技术主要包括：新型的传感技术、网络互联技术、先进的控制和优化技术、基于虚拟现实的故障诊断与维护技术、基于 RFID 芯片的识别技术、特殊工艺和精密制造技术以及安全技术等。3.1智能船舶系统体系结构

智能船舶不是单指船舶实体本身，而是一套完整的系统，其核心技术是网络和智能船舶融合、岸海一体的智能信息服务体系。智能船舶系统是通过设计企业、制造企业、运营企业和服务企业之间的信息共享，构建一个“网络化、系统化、智能化和服务化”的网络和智能船舶的融合架构，实现从设计、生产、运营到服务的全流程体系的协同，建立船舶全生命周期的产业链，通过相关数据的分析挖掘，为企业创造新的价值。智能船舶系统主要包括：智能设计、智能制造、智能船舶、智能操作、智能运营、智能服务以及云计算平台七大模块，如图1 所示。

图1 智能船舶系统体系结构

智能船舶系统构建在云计算平台之上，实现数据的云存储以及大数据的分析与挖掘，系统以智能船舶实体为核心，涉及智能船舶的设计、制造、操纵、运营以及服务各功能模块，涵盖了智能船舶从设计制造到报废淘汰的整个生命周期数据的分析与应用。智能船舶系统的生命周期如图2 所示。

图2 智能船舶系统生命周期

智能船舶系统具有以下特点：

1）系统性。智能船舶系统不再单指船舶实体本身，它是由多个子系统集成的船舶与岸基一体化智能信息服务体系，主要包括船舶设计、制造、操作、运营、服务等系统。

2）网络性。系统的基础是基于网络互联，借鉴传感技术、互联网、云计算等先进技术，实现船舶设备与设备之间、设备与船舶、船舶与岸基、岸基与云中心等的网络联结，实现信息共享、远程控制与通信交流等。

3）智能性。智能船舶系统是一个多智能体系统，通过云计算平台对船舶相关大数据的分析、预测、评估、推理等，实现正确的决策，通过传感技术、虚拟技术、识别技术等理论方法，实现船舶设计、制造、操纵、运营、服务过程的智能化。

4）协同性。智能船舶系统涵盖了船舶设计企业、制造企业、运营企业以及服务企业，实现信息共享，企业之间可以相互提出请求和提供服务，实现协调运作与竞争，共同发展。5）柔韧性。系统能够适应快速变化的船舶设计、制造、运营和服务需求，通过大数据分析和沟通交流，能够对变化的市场需求做出及时的反应，具有较强的适应性。

6）追溯性。系统对船舶从设计、制造、使用、淘汰的全过程进行跟踪，对船舶出现的问题能够及时的追溯和处理。

7）服务性。智能船舶系统是船舶与岸基一体化的智能信息服务体系，能够及时提供各种增值服务，从设计、制造、使用、维护、维修、物流等全方位提供不同的服务需求。3.2数字化造船

3.2.1数据集成平台技术

船舶平台信息集成系统是进行数据交换和业务系统运行的平台，它规范了信息交换和系统运行标准及接口定义等，为业务应用系统提供良好的系统接口、稳定的运行环境和严格的管理界面。船舶信息系统的结构如图3所示，其中处理机、智能传感器和带有数字化接口的设备物理地分布于船上的各个部位，各自独立运行，它们通过网络设备连接，构成一个分布式系统。该系统又是通过集成支撑环境将各个独立的系统连通集成进行信息交换和消息传递，形成一个有机的整体。船舶平台信息集成系统负责除指控系统外其他所有信息的共享与交换。资源管理中心、控制中心、信息管理中心和操控台之间的信息传输和消息传递统一通过船舶平台信息集成系统控制完成。

图3船舶信息系统的结构

船舶平台信息集成系统的核心是任务管理调度子系统和数据访问中间件两大部分，平台本身也是作为中间件以通用组件的形式对应用要求的功能提供支持，包括流程调度与控制、权限控制和数据访问等支持。系统的最底层是各类分布的异构数据库管理系统。船舶平台信息集成系统的体系结构，任务管理调度子系统通过传递消息控制应用系统中模块的运行演程、数据访问中间件通过发送和接收数据控制应用系统的数据流程。权限控制子系统、任务与信息监控子系统通过对数据流和控制流的监控和控制完成自身的功能。3.2.2虚拟现实技术

虚拟现实技术最早由美国VPL Research Inc．公司提出的，涉及计算机、微电子、仿真与传感测量等众多高新技术，它是利用计算机在电脑上构造出一个与现实世界相同或相似的环境，人们通过虚拟设备就可以与虚拟环境进行交流互动，就像在现实世界中一样。人们不仅能从视觉上感知虚拟世界，同时也可以从嗅觉、听觉甚至触觉等方面来感知虚拟世界。在计算机中构造的虚拟世界是一个开放的环境，不仅能够对人们通过虚拟设备传递给它的信息做出反馈，还能够让人们“真实”地感知虚拟环境下的虚拟实物。

虚拟现实系统主要由五方面组成：虚拟引擎、输入/输出设备、软件和数据库、用户以及任务，其中虚拟引擎和I/O设备是虚拟现实系统的核心，他们之间是通过以下组成关系来完成虚拟任务的，如图3所示：

图3 虚拟现实系统组成部分

VR引擎是虚拟仿真系统的核心部位，通过读取输入设备中的数据信息，访问与任务相关的数据库并进行实时计算，完成相应工作任务，最后通过输出设备反馈任务结果。

I/O设备是实现虚拟环境交互性的基础。人们通过专门的数据接口给计算机发送命令，同时计算机也会将实时的模拟信息反馈给用户。比较常见的I/O设备有三维位置跟踪器，即传感衣、三维声音发生器、数据传感手套等。

软件和数据库，根据各个领域的应用侧重点不同，目前虚拟现实系统的VR仿真软件

有很多种，软件和数据库的主要功能有两部分：

1)建立虚拟对象的几个模型，根据需要也可以加入物理属性和行为特性，同时构造虚拟对象层次结构，建立I/O设备到虚拟场景的映射。

2)创建虚拟环境，创建连通应用程序与虚拟世界的数据接口，从而实现人机交互。任务指的是虚拟现实系统需要完成的命令和工作。传统的虚拟现实系统主要运用在教育、娱乐、医疗和军事，新型的虚拟现实系统主要运用在机器人、制造业和信息可视化等领域。

虚拟现实技术的特点主要通过四个方面来表现，他们之间的关系如图4所示：

图4虚拟现实技术的特点

多感知性：所谓多感知性就是除了一般计算机所具有的视觉感知之外，还拥有其他方面的感知，比如听觉感知、触觉感知、嗅觉感知、味觉感知、甚至运动感知等。沉浸感：沉浸感是指计算机生成的虚拟环境让人有一种真实的存在感，犹如身临其境，所有感知就像在真实世界一样。要有沉浸感，除了逼真的三维模型，还必须有人机交互作用才能够实现。

想象性：在进入虚拟环境时，不仅仅是依靠外设的一些虚拟设备，像数据手套之类的来提供沉浸感，同时也要通过想象把虚拟的环境构造出来，想象性从一方面也表达了作者的设计思路。

交互性：虚拟环境是一个开放的环境，它能通过人们输入的信息感知人们的意愿，并做出相应的反馈，交互性的优劣主要由实时性和自然性来体现。

在经济全球化的今天，国际市场竞争非常激烈，尤其是工程制造领域。新技术、新产品日新月异，这对新产品的设计开发和制造提出了更高的要求，企业要在这样严峻的挑战下生存发展，就必须有全新的、强有力的技术支撑，虚拟现实技术就是工程制造领域未来发展的技术力量。

虚拟现实技术最早是由国外提出的，经过多年的发展已经在航空航天、汽车制造、医疗康复、教育娱乐以及军事等领域得到了广泛的应用。而我国在上世纪九十年代，工程界和科学界才开始关注虚拟现实技术的研究和开发，虽然起步较晚，但是信息技术的快速发展和信息共享，目前虚拟现实技术在我国的各个领域也得到了广泛的应用，同时国内的科研院所和高校也在不断的对其进行深入地研究。虚拟现实技术在工程制造业的应用主要体现在两个方面：产品外形结构设计，产品装配工艺过程的优化确定。产品外形结构的设计又分为三个方面：以设计为中心的虚拟制造技术、以生产为中心的虚拟制造技术和以控制为中心的虚拟制造技术。4.船厂项目案例

4.1南通中远川崎船舶智能制造项目案例

南通中远川崎的船舶制造智能车间建设，实现了各加工系列的智能制造，达到工装自动化、工艺流水化、控制智能化、管理精益化，保障了产品质量的稳定，缩短了加工周期，极大地提高了生产效率，产品质量和建造效率达到世界先进水平。

南通中远川崎在船舶智能化制造方面，率开国内先河，高度自动化的流水作业生产线加上柔性化的船舶生产工艺流程，实现了船舶制造的自动化操作和流水式作业。

1．型钢生产线

型钢是船体常川部材之一，原先的生产方式．从画线、写字到切割、分料．完全采用手工作业，效率低。周期长．劳动强度大，且难免出现误操作。型钢自动化生产线建成后．实现了从进料一切割一自动分拣一成材分类叠放全过程的智能制造．包括物料信息传输和物料切割智能化以及物料分类感知智能化．配员由原来的20人减少为7人．有效减少了人工成本，缩短了生产周期．降低了劳动强度，为后续扩大机器人应用积累了经验。

2．条材机器人生产线

条材是分段制造的主要部材之一，它的特点是数量多，大部分部材比较短小原来的生产方式．包括画线、写字、开条、端部切割、打磨、分料等全是手工作业．效率低．生产周期长，容易出错。条材机器人生产线的投产，实现了信息传输和物料传输感知智能化以及加工智能化．配员南原来的22人减少为8人，提高了生产效率．缩短了生产周期，降低了劳动强度． 3．先行小组立机器人生产线

尽管造船中厚板电弧焊接实现机器人作业困难很多，但南通巾远川崎还是从最简单的先行小组材开始，推进机器人焊接。传统的制造方式是，钢板在定盘上全面铺开。一块一块地装配、焊接、翻身、背烧，占用面积大，制造周期长．效率低。先行小组立机器人生产线投产后．实现了工件传输和焊接智能化，以及自动背烧、自动工件出料．整条生产线仅配一名员员操作，配员减少一半以上。流水线生产方式是工业化大生产的必然要求．对造船业而言．车间内生产作业的流水线化将是今后实施船舶智能制造的一个重要发展方向。目前南通中远川崎已实施了大舱肋骨生产线、Y龙筋生产线、焊接装置等数个半自动化生产线技改项目，取得了良好的效果。

4．智能物流系统

采用“横向到边、纵向到底”的设计原则，建立了功能完善的智能物流系统，并与设计系统高度集成，从而将企业的人力、资金、信息、物料、设备、时间、方法等各方面资源充分调配和平衡，为企业加强财务管理、提高资金运营水平、减少库存、提高生产效率、降低成本等提供强有力的支持。

4.2金海重工打造智能船厂之路

船舶制造是一项传统产业，近年来，金海重工股份有限公司对其进行数字化和智能制造的改造，以期把企业打造成先进的智能船厂。目前，这项工作取得了一定进展和成效。

攻坚重点

金海重工在开始打造智能化船厂时，非常重视数字化基础工作的落地。目前，金海重工主要围绕以下3个核心开展工作：一是生产计划管理与实施核心；二是物流核心；三是设计核心。

3个核心中有一个灵魂，就是生产计划管理与实施。这项计划管理工作不是一个数据管理，而是一个行为管理。它的里面包括了计划的制订和计划实施的监控，以及可控化的计划的落实。此项工作是金海重工众多数字化项目中比较通顺的。船厂的物流情况通常十分复杂，不仅厂外供应商物流复杂，而是厂内各种配料、送料等情况也十分繁琐。为此，金海重工搭建了一套完整的供应链系统。这套供应链系统从设计环节开始，包括设计、预算/规划、供应商、询价/合同、送货/质检、厂区物流、领导生产、托盘集配、仓诸管理等子项目。

金海重工十分重视设计工作，无图纸化设计是其目前大力推广的一项内容。与设计相关的各种工作，都离不开数据的支撑。为此，金海重工重点实施了把行为变成数据、让数据变成可控状态的一项工作。这项工作紧要，却十分艰巨，仅其中一项编码工作，就花了6个月的时间。注重工作协同船厂工作千端万绪，若要做好工作，必须加强协同。

计划生产

计划生产这项工作，既涉及到销售环节，又涉及到供应链环节，而且它最后要落实到工人的岗位——金海重工采用的是给每个工人发派工作包的形式。这个工作包就是每名工人在作业开始的时候就必须要明确的落实的工作内容，包括工作对象、工作量、工作场地和工作中需要注意之处。

供应链

金海重工的供应链很长，包括从供应商开始，经计划调度、项目管理到进库，及进库后的模块化出库。出库两个含义，一是外来产品组装件的组合，另一个是厂内产品和外来产品的组合——船舶行业称之为“托盘管理”。托盘管理需要在物流环节、运输环节等供应链中间充分地组合好。“托盘管理”中可能要涉及到上千个零部件，所以，这项工作的内容也是数字化集成和逻辑关系的一种表现。

生产过程智能化

智能船厂的生产过程必须用自动化和数据化来完成，以实现产品的成本降低、质量提升和安全生产。目前，金海重工对此领域进行积极而成功的探索。

钢板自动标记

这项工作远非一般人认为的买一块钢板然后在其上贴二维码那么简单。船厂在生产过程中会遇到一个很大的困难，钢板进厂后，必须进行高温高压条件下的预处理。如果事先把二维码贴在上面，那么钢板预处理结束后，二维码肯定消失了。所以，这就要求厂方加强钢板预处理前的一个编码控制。金海重工经过大量实验，解决了这个难题。钢板在预处理之后，编码也会留在上面，而且经过多少道工序，都会被找到，甚至它与其他原配料结合一起成为一个零件，都会留有数据基础。

数控联合集成

数控设备已经应用了几十年，传统方式下都是单机操作，金海重工把它们改造成流水线作业组合的操作模式。目前在切割环节中进行了成功的应用。汽车行业是用机器人进行切割，而金海重工根据自身生产的特点和需求，用了焊接组合的方式来进行代替，取得了不错的效果。这种通过对现有设备以适应智能制造要求的模式，在以后还有很大的发展空间。

柔性模具

船体的形状多变，不同的船型，所以要根据实际情况运用冷加工和热加工。所以，船厂就要设计一个柔性模态。用同一个模态应对所有船舶曲线、平面的加工。这其中数据的采集点和数据量，包括有线源的控制，金海重工投入很大精力才完成。

自动涂装系统

涂装工序是一项高风险工作，企业面临招不到工人从事此项工作的困境。涂装的机器人作为一种理想的解决方案，在船厂向智能化推进过程还面临着一些问题，金海重工目前正存积极研究，博采众长，准备攻克这个难题。5.结语

船舶智能制造，需要在现有信息化、自动化条件下构建网络—实体融合架构，通过适应于各类用户需求的评估、分析、预测和优化体系，以“多源数据条件下的多维评估与预测、实现协同优化”为核心，形成更具高附加值的船舶制造、使用、管理、物流等面向全生命周期的中国船舶工业全产业链，从而使得中国船舶工业未来能够更好地以市场为导向，以智能船舶为纽带，走向定制规模化、管理精细化、服务高效化，以更好地创造和实现新价值。船舶智能制造将促使造船厂借助物联网、大数据、人工智能取代封闭性的生产制造系统，成为未来船舶工业的根基，彻底使我国由造船大国向造船强国转变。虽然船舶智能制造还在探索，但新的变革浪潮必然会席卷而来，企业只有占得先机才能成为行业的引领者。

目前国内船舶业尤其是海工装备产品以型多量少、船东个性化要求高、船型复杂技术含量高著称，但市场的低迷、传统生产的瓶颈、高端技术的缺乏等越来越影响到船舶业的发展，以智能化为核心的装备制造业变革正牵引着传统工业发展革命性的演变，为船舶业产品生产的智能化指明了方向：建立智能化的生产系统和车间，使智能化设备机器代替人工操作的机器，搭建设计、生产、采购一体化智能生产流程设施，通过云技术把所有生产资源都连接起来，使目前的半自动化生产向智能化生产系统转变，促使船舶及海工产品向定制化、规模化、管理精细化、以最小代价获取最大利益的方向发展，实现定制化与规模化、个性化与普适化、虚拟与实体、微观与宏观、当前与未来的结合。参考文献

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