摘 要

本文是关于150T沿海散货船船体生产设计的设计过程总结，其中要求我们理解生产设计在造船过程中的实施方式，即学习“怎样造船”和“怎样高效组织造船生产”。同时根据武汉某船厂的现实情况和生产条件提出了一套较为合理的生产设计方案。

本文中关于个人任务内容包括船体艉部分段2理论重量计算、外办展开图、分段划分方案以及分段划分图、定位线图、船台装焊工艺等。我们在进行船体生产设计的时候，应该注意所给条件的生产实力，工艺水平，管理方法，以及技术革新等方面，做好各方面的准备。目前我国生产设计所需要做到的第一点就是减少图纸的错误、工艺上的革新，比方说新的吊车，新的车间，新的机器等，依此使船体生产流程更加高效。

关键词：沿海散货船；船舶生产设计；分段划分；建造方案

Abstract

This paper summarizes the design process of hull production design of 150 T coastal bulk carrier which requires us to understand how production design is implemented in shipbuilding process namely learning how to ship shipbuilding and how to organize shipbuilding production efficiently. At the same time according to Wuhan shipyard actual situation and production conditions proposed a reasonable production design scheme.

The tasks of this paper include hull stern 2, theoretical weight calculation, external expansion plan, sectional plan, sectional drawing, location map, berth welding technology and so on. Product design should be combined with actual production capacity to produce process products. According to the need, the management process and the construction method of the shipyard design process are also discussed.

At present, the main significance of production design in China is to reduce error rate of drawings, adopt new construction methods, apply new equipment and improve construction accuracy.

Key Words：Bulk carrier；Hull production design；Sub-division；Construction

目 录

第1章 绪论 1

1.1船舶生产设计的内容、意义和目的 1

1.2 国内外船舶行业的现状及发展 2

1.3 本次生产设计的内容 2

第2章 生产设计产品及承造厂生产条件 3

2.1 生产设计对象的基本情况 3

2.2承造厂基本情况及生产能力 3

第3章 生产设计指导思想 4

第4章 船舶建造方案 5

4.1 船舶建造方案 5

4.2 选择船体建造方案时应考虑的因素 5

4.3 船体建造方案的综合评价 5

4.4 本船船体建造方案的选择 6

第5章 船体分段划分方案 7

5.1 船体分段划分的总体思想 7

5.1.1 分段重量与尺寸 7

5.1.2 生产符合均匀性 7

5.1.3 船体结构强度合理性 7

5.1.4 施工工艺合理性 7

5.2 本船船体分段划分方案说明 7

5.2.1 艏、艉总段 8

5.2.2 货舱分段 8

5.2.3 甲板分段 9

5.2.4 机舱分段 10

第6章 典型分段建造方法 11

6.1 分段建造方法分类及适用原则 11

6.2 艉部分段2顶边舱分段建造 12

6.2.1 顶边舱的结构特征 12

6.2.2 分段建造方案的选择 12

第7章 船台焊接工艺 14

7.1 上船台前的准备工作 15

7.2 分段临时加强 15

7.3 船台吊装定位线 15

7.4 定位方法及接头形式 15

7.5船台周期计算说明 15

7.5.1工时定额的作用 15

7.5.2计算特点 15

7.5.3计算公式 15

7.5.4其他说明 16

7.5.5船台周期总述 16

7.6 船台吊装方法 16

7.7 余量布置及划线方法 16

7.8 密性试验 16

7.9下水前准备工作 16

第8章 生产设计总结 17

第9章 结束语（致谢） 18

参考文献 19

附录清单 20

第1章 绪论

船舶生产设计的内容、意义和目的

生产设计是研究造船过程中出现的施工问题以及工艺问题，同时提出建造方案，解决工程中出现的技术问题，为了方便我们学习以及工人的施工，我们利用船图，计算表，工艺图纸，把生产设计过程简化的表达出来。 

在船舶设计中，设计院的图纸目的主要为了送审，直接用来制造是不现实的，所以生产设计即根据现有加工的技术，船厂的加工水平，譬如吊车，车床的加工能力，船厂所具有的加工机械来实现设计院设计的功能。简单来说，生产设计的目的就是细化，详细设计所作出的图纸在生产设计中将被细化，看起来可能复杂了点，但是实际上由于其更加浅显易懂，能够更高效的管理和生产，最终能提高建造水平减少造船周期，同时成本也能有效控制，而获得更高的效益，现代造船工业核心内容就是船舶生产设计。

完成毕业设计的过程是一种让我们能够把理论和实际结合起来的过程，通过实践在电脑上制作船舶的实际建造过程。理论是我们学习的内容，偏向如何设计，如何耐波，不够具体，但是我们除了课本上的知识，还有课本上学不到的实际内容，如何去结合老师给与的现实造船内容来进行生产设计，也是我们的重中之重。由于时代大的发展，船舶成组技术正在信息化和智能化，工程状态也正在从原本的旧的锻造，向新的转变，更加智能化，更加多的运用计算机和智能机器人，来更好的发展。所以这次生产设计意义在于，可以使我们自身得到更好的发展，以及为国内造船业的更好发展。

简而言之就是学习如何造船，制定出目前承造厂最合适本课题15000T的生产设计方案。根据人力物力的情况优化船舶生产过程，按要求画图，计算重量，完成文件，使得我们模拟的造船过程高效进行。同时了解有关新工艺，新技术，尝试应用到生产设计中，以推动技术进步。

1.2 国内外船舶行业的现状及发展方向

中国是造船大国，但不是造船强国，目前因为我国的造船产量世界第一，但数量变化还没有引起质的变化,所以我们的视野已经开始朝着更高更强的方向发展。我国已经有了重大的的“2025”计划,并力争成为一个强大的造船国。造船业在国际市场上的竞争依然激烈。有着日本韩国两个国家，世界市场上造船生产竞争仍将十分激烈，要在竞争中生存发展，跟上船舶行业的发展需求，一方面提高技术水平，另一方面把握好管理方式，二者不可缺其一。一方面可以降低成本：降低材料浪费以及人工成本，减少工程周期。另一方面也可以提高效率，提高生产力，多创新发展中的创新。通过实施先进的船舶生产设计,推广了新造船技术和新技术,提高了生产工艺,缩短了中间产品的运输路线,缩短了造船周期,缩短了生产时间,提高了管理效率。减少了单元产品的ST,降低了材料和能源的消耗,提高了生产效率。

眼光转向美国，美国近几年的造船业持续陷入低谷，在特朗普的要求下，近年来正在尝试重振造船业，“国船国造，国货国运”。美国是世界造船工业最早的立法国之一，在美国总统推行的贸易新政策下，美国正在尝试通过新的法案来浮性造船业。

韩国是一个拥有竞争优势的造船大国，由于其先天不足，在造船量上无法与中国比，所以在开发新技术上有着多次的尝试。现在工业上最重要的就是智能化。但是船舶行业在智能化上很难做到，但是韩国目前并不是在发展“无人化智能工厂”，而是利用智能，把以前难以收集到的数据进行收集，空间，时间再加上大数据，人工智能等高新科技的结合，使船厂提高智能化。如果韩国在此方面有重大突破的话，以后的船厂不论是生产设计和生产设计管理都会发生极大的改变，甚至振兴造船行业。

在中、日、韩三国造船业的竞争下，中韩成为“双雄”，日本位居第三已持续多年，目前日方只在强化合作，提高效率，但是前景依旧不明。

除此之外，还有一些造船国家在此不一一赘述了，船舶行业起起落落，已经经历了8年的调整期，由于现代化信息化的高速进行，如果船舶行业不能进行转型的话，很容易被淘汰。全球的海洋范围占70%以上，船舶行业的转型也是刻不容缓，“2025规划”就可以看出这个信号，转型又必须要求技术革新，正如韩国目前所进行的智能工厂，我们也必须加快发展，使船舶行业脱离目前的困境。

1.3 本次生产设计的任务

毕业设计生产设计的任务：资料数据查询、外文翻译，主船体施工方案设计，主船体分段重量计算，绘制外板展开图，分段船台安装流程设计，分段安装定位设计，主船体分段安装工时计算，安装进度日程优化以及分段建造工艺等。

第2章 生产设计产品及承造厂生产条件

2.1 生产设计对象的基本情况

该船体设计为一艘15000吨的江海直达散货船。关于该船我们更加方便的介绍，沃明门从艉部开始介绍，尾部是尾尖舱，同时尾尖舱也可作为为压载水舱使用，尾部是方尾形状，该船艉部为单螺旋机推进，使用的是柴油机，上层建筑在甲板以上。往船中部位看，机舱也设置在偏尾部，考虑到起重量没有问题。同时机舱是双层底结构，还有一定的水密舱。整艘船是横骨架式，船中则是单壳双层底结构货舱，本船主要运输矿石、煤炭、食物等货物，货舱由顶边舱、舷侧、底边舱、双层底构成，具有良好的运输保存散货性能。船中有4个大货仓。而到了船首则是一个球鼻艏，艏楼在上甲板以上，船首最前端位置。

他的主要参数如下：

主要尺度：

总长-----------------------------------------------------147.59米

设计吃水-------------------------------------------------8.30米

垂线间长-------------------------------------------------139.00米

结构设计吃水---------------------------------------------8.30米

型深-----------------------------------------------------11.30米

设计排水量-----------------------------------------------15000吨

型宽------------------------------------------------------21.00米

承造船厂：某内河船厂

2.2承造厂基本情况及生产能力

该内河船厂的整个生产场地大概有14.1万平方米大小，整个码头线路2200米以上,单起吊车的最大起重能力为60吨,联合最大起重能力为120吨,年产量为120吨,年产量为4,船体车间跨度为22m,与两台起重机同时运行,承载能力10000吨单船平台。大型龙门吊，大型吊车，联合起重机，还有运输流水线等。这些都是我们后期制作分段划分，以及船体加工时需要考虑到的因素。

第3章 生产设计指导思想

我国已经提出“2025规划”，目标成为世界造船第一大国，我国也正坐在进行一定程度的转型，造船事业快速发展，新技术不断创新，但是高端市场依旧处于探索阶段。造船生产竞争仍将十分激烈，要在竞争中生存发展，我们必须把理论和实际结合起来的过程，通过实践我们模拟出造船的过程。由于大时代的发展，船舶成组技术正在信息化和智能化，工程状态也正在由原始的区域造船法，到更多新的技术，譬如智能化，智能机器人等，都在进行新的尝试。所以这次生产设计意义在于，让我们可以学习新的知识了解相关产业状况，使得船舶行业能够更好地发展以及更进一步的。产品设计的最终目标是使用最低的成本和最短的时间以及最高效的方法达成产品制造的目标。

本次毕业设计应结合船舶产品特点和承造厂的生产条件，参考国内外的造船新技术，创造性地使用所学知识解决设计中有可能遇到的问题。在注意开创性的同时又要注意结合生产实际，并充分考虑承造厂的条件，如技术水平和劳动力量等，最有效地利用承造厂制造水平和设备情况，最大限度的改善施工条件。使自己的毕业设计做到生产上可行，技术上先进，经济上合理。经济性最好，效率最高，质量最好。

在船舶的生产我们应该注意很多东西：首先我们应该充分利用现有的设备和场地。技术以及人力；在考虑人力和管理条件的情况下，保证工船厂制造船舶周期的安排，满足年产计划，并且尽量优化计划；同时在施工时也要达到船体结构和船舶工艺的高水平，不能因为是毕业设计就简单进行，应该努力做到最好；同时我们应该给自己制定一个目标，以实现高质量生产、短时间工作、低成本为生产设计的最先任务；满足整个造船周期每天上船台人数的平均，管理是很重要的，尽量优化管理方向，降低每个劳动工人的工作难度和工作量。

根据国内外生产设计的技术，以及承包船厂实际的生产状况，结合我们大学所学的知识进行设计，同时解决出现的各种建造问题。在造船过程中很有可能遇到没有见过的问题，这时候就要充分考虑实际情况，利用已有的技术，使得在生产设计顺利进行，更加高效，更加经济，更加高端。

第4章 船舶建造方案

4.1 船舶建造方案

船舶主题建造方案，一方面,阐述船体的建造方法、船体的设计方法、船坞的建造、吊装顺序等。船舶的建造由于近代的发展，还有更多的需要考虑。所以从另一角度来看的话，船舶生产设计方案应要根据订单量，工作周期，和技术水平，制造出最佳船舶的方案。所以船舶建造并不是简单的拼凑船舶建造工艺，而是选择合理的建造方案来解决船体建造中的各种问题。

4.2 选择船体建造方案时应考虑的因素

1. 船坞的起重水平：船舶生产设计方案受到多方面的影响:1.龙门吊的承载力，船台的起重能力，车间的运输水平，船舶在焊接和舾装时候的加工技术等，其中最重要的一个条件就是运输水平和龙门吊的大小很大程度上决定了生产设计方案。

2）船坞的生产场地：船体的建造法通常受到船坞的空间大小，种类的影响。要充分利用现有的环境，尽量更加高效的完成生产设计的要求，增加下水前的完工量，减少工作周期。

3）工人劳动力：建造方案的选择，还要考虑工人的人数以及工作量。人数的多少很决定了一天的工作量的极限，所以建造方案也要依次进行多方面的考虑。

4）船舶的主要尺度和船型特点:制定船舶建造方案的前提就是充分了解船舶的形态特点，船体的结构和尺寸，经由细致的分析讨论得出符合船舶的建造的方法，尽量减少船体施工过程中会出现的问题，这是选择建造方案的目的。所以在决定建造方法的时候一定要进行多方面的考虑，客观情况下的环境，工人数量，技术水平，船体的大小和特征以及建造需求，还有主观情况下的个人选择，更方便或者更效率，亦或者熟练度等方面的影响，最后制定一个最好的方案。

4.3 船体建造方案的综合评价

评价船体生产设计选择建造法的时候要从以下三点考虑：

1. 可行性

生产设计选择的方法一定要符合船体建造时候的基本方法，根据结构来分析方案时候合理，不能不切实际的瞎想。

1. 合理性

在所提供的生产条件下能否做到生产设计的要求，船坞，车间的起重运输要求能否满足生产计划的要求，平衡生产设计的计划。

1. 先进性

是否能够使工作更高效，是否能提高智能化，开发出新的技术，来依次减少钢铁的损耗，降低人工陈本，缩短工期。

方案要求必须可行和合理，至于是否先进不做硬性要求，而是作为我们的目标存在，争取有一天能实现智能化，高效化。

4.4 本船船体建造方案的选择

下面就几种船舶总装方案来做一下比较： 

（1）总段建造法 

总段建造法指从船舯总段开始，先上船坞然后依次为中心，向船首船尾依次吊装下一分段，两个总段的对接结束后进行舾装作业。

总段建造法的优点在于作业量少，而且可以减小焊接变形，为舾装减少工作量，但是对于吊装的要求较大，本船的首位分段机舱空船重量过重，所以不恩能够进行总段建造。（2）塔式建造法 

塔式建造法顾名思义就是以中间偏后的分段为基础分段，然后向首边舱和尾边舱以及舷侧像是搭积木一样向上进行建造。优点在于方法简单而且工期相比较短，但是容易造成变形，造成船尾向上有较大幅度的翘起。

考虑到本船的重量以及承包船厂的能力，除了以上的小缺点，此建造法是可行的，无论是建造周期还是产量都能满足要求。

（3）岛式建造法 

岛式建造法顾名思义就是综上所述，就是把船分为2-3个建造去，简称“岛”，每一个“岛”都有一个基础分段，然后当各个“岛”都建好之后一次性合成船体，由于各个“岛”之间不相互影响，所以工期会短很多，但是考虑到承包厂的情况，无法满足较高的管理要求，所以本船最终选定塔式建造法了来建造。

第5章 船体分段划分方案

5.1 船体分段划分的需要考虑的几点

船舶分段是相当考验能力的工作，在我初期的分段工作中，要考虑的东西很多很多，经常会想错了，就会导致重新回头做，比如我一开始分段划分线经常不在肋位1/4处，不仅很丑，而且给结构造成了许多影响，然后是分段重量的考虑，这要求不能超过承造船厂的最大起重能力，同时分段尺寸也要小于车间尺度。

下面是划分分段时考虑的几个主要问题

5.1.1 分段重量与尺寸

船体总质量是一定的，所以如果分段的重量和尺寸越大，分段数越少。然而,由于船厂的起重能力和节段建筑能力的限制,分段并不是越大越好，要根据具体情况加以对待。根据船厂承造的内场最大起重能力为联合120t。门的间距有22m。所以单个分段不超过120吨，单个分段长度不超过22m。

5.1.2 生产负荷

在生产设计的啥时候要注意双层底分段不能划分的过大，大的双层底重量巨大难以吊装，而且由于双层底部位的焊接工作很难，所以可能会产生分段制造周期不能适应船台吊装进度的矛盾，一定注意协调。不然工期会产生较大影响。

5.1.3 船体结构强度

这就是我之前没有考虑到的大问题，我们分段划分时一定要注意构件对分段的影响，当分段强度都不能保证时，船体的安全性也岌岌可危，我们正常的分段划分线要避开船舶容易产生应力集中的区域，如舱口拐角、机座纵桁尾部等等。

5.1.4 施工工艺

需要统一的一个点就是分段的横向大接缝位置都在肋距 1/4 位置，这样不仅能使得分段接缝变得整齐，又能让定位变得简单，同时整个分段重量的估算更加和之前的船体重量计算相一致，整体工作强度甚至都减小了

5.2 本船分段划分设计

本船分段是否合理，影响了船体的质量，建造的周期，工作效率，以及建造成本等。同时，它也受到船舶特点和船坞的技术水平，生产环境等影响。所以它是一个既复杂，又重要的工作。

5.2.1 艏、艉总段

艏艉舱都采用总段法建造。横向大接缝布置在2号肋位横舱肋位向船首方向150mm处，使得整体的建造变得方便，而102、103分段的分段划分线位于9号舱壁向船首150mm处，考虑到施工的原因，102和103分段没有一起总段。图5.1是本船在船首和尾部的划分方法。。

图5.1 艏、艉总段横向划分

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