提高钢材利用率的途径.ppt
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1、提高钢材利用率的途径,中国船舶行业协会建模 专家组办公室 2009.11.29,一、制约钢材利用率提高的主要因素,(一)设计水平影响钢材利用率的提高 (二)套料水平影响钢材利用率的提高 (三)钢材品种规格影响钢材利用率的提高 (四)订货方式影响钢材利用率的提高 (五)原材料、余料管理水平影响钢材利用 率的提高,(一)设计水平影响钢材利用率的提高,由于我国的船舶设计方式和设计标准化程度等因素影响,以及在引入价值工程和精细化设计方面考虑不够深入,致使在船体结构的优化、几何形态的简化与标准化,以及设计质量等方面都影响到钢材一次利用率的提高。,(二)套料水平影响钢材利用率的提高,套料是影响钢材利用率的
2、一个重要因素。在套料过程中,提高钢材利用率与结构零件的配套、生产效率和施工管理是相互矛盾的两个方面。在现阶段,如何处理好这两个方面的矛盾对提高钢材利用率至关重要。尽管集团公司各造船骨干企业已基本采用数学放样,但受制于生产设计的深度、套料软件的二次开发程度和套料水平,使得套料后产生的余料仍然偏多 。,(三)钢材品种规格影响钢材利用率的提高,从国内外船厂的有关资料分析,可供采购的钢材品种规格越多,越利于提高钢材一次利用率。但从目前我国钢材市场总体情况以及我们的管理水平来说,还难以满足需求。特别是在现阶段,钢材规格增多势必对生产管理要提出更高的要求。,(四)订货方式影响钢材利用率的提高,现在,国外订
3、货方式大都是钢厂按船厂套料后的尺寸,进行不定尺按需供货,即“先套料后订货”;而我国仍沿用传统的定尺生产方式,即“先定尺后套料”,这严重影响了钢材利用率的提高。,(五) 原材料、余料管理水平影响钢材利用 率的提高,船厂对钢材的管理,包括品种规格、数量、材料堆场摆放的粗放式管理,特别是余料的粗放式管理,不利于原材料、余料的充分利用,影响到钢材利用率特别是综合利用率的提高。,二、提高钢材利用率的主要途径,(一)优化设计,降低空船重量 (二)改进设计方法,开展并行设计 (三)使用先进的预套料软件及套料原则 (四)推进造船精度管理技术 (五)推行“变余料调用为零件调用”管理 (六)提倡“不定尺”订货方式
4、 (七)建立余料管理系统 (八)推广肋板拉入法等新工法 (九)优化后续船的钢材订货清单,(一) 优化设计,降低空船重量,1、提高设计与优化水平 加大研发力度,认真研究规范与规则,增加船型储备量。对于不同的船型,对于总体布置、装载工况、结构横剖面、基本结构要反复比较与优化;对于一些极端的装载工况要进行限制,要合理确定板材和型材的规格,并合理平衡钢材利用率、重量和材料规格三者之间的矛盾;要特别重视对规范要求以外的构件(特别是艏艉部)以及局部细节的优化处理。,(一)优化设计,降低空船重量,2、 优化结构细节设计 主要包括:选择有利于改善疲劳寿命的结构节点、用局部节点的优化设计代替增加构件厚度来提高强
5、度、增加减轻孔数量、在板缝排列时尽量采用本企业加工能力允许的宽度尺寸较大的钢板、采用肋板拉入法的装配方式来减少补板等。,(一)优化设计,降低空船重量,3、提高高强度钢使用水平 应根据船型特点大量而合理地采用高强度钢,解决在一些关键节点上采用高强度钢带来的疲劳问题,循序渐进,逐步接近国外先进造船企业的平均水平。,(一)优化设计,降低空船重量,4、消除冗余功能 冗余功能包括两部分,一部分是设计中配置的不一定需要的设备、功能与系统;还有一部分是船东根据其使用习惯增加的。首先要坚决杜绝第一部分的冗余功能,必须大力提高技术规格书、设备配备、系统功能的标准化程度。其次对船东在标准化基础上增加的东西要谨慎对
6、待并标注出来,下次对其他船东依然提供标准化版本。随着时间推移和科技进步,标准化版本也要不断更新。,(一)优化设计,降低空船重量,5、推行标准化设计 标准化设计是指对船型或货舱区结构节点的标准化。当同一个区域或部位的零件尺寸与材质完全相同时,下料时就能做到批量套料或利用余料切割,在全船或同类型船能互相调用。另外,船厂还应该根据船型特点,建立不同船型舾装件结构的规范,在结构设计阶段中推行规范化的舾装件结构。,案例: 上海某船厂通过优化结构设计,精细订货,合理用料安排,经过统计,优化后的76000吨散货船与母型船74000吨系列散货船6条典型船平均数据比较: 载重量比74000吨散货船多了2000吨
7、,但船体结构投钢量和74000吨散货船平均值相比由11306吨降到了10821吨,减少了了485吨; 钢材的订货规格由74000吨散货船的300多种减到了200种以内; 钢材利用率跟74000吨散货船平均值相比提高了大约三个百分点; 船舶空船重量与74000吨散货船平均值相比减低了180吨。,(二)改进设计方法,开展并行设计,1、工艺策划与详细设计并行 当合同设计(初步设计)开展后,工艺策划(建造方针)提前启动,依据总布置图和典型横剖面图开展分段的初步划分。待详细设计的基本结构图、外板展开图和典型纵、横舱壁图完成后,再进行分段建造方法、船台(坞)搭载顺序和精度控制方案的策划。这样,就可以基本确
8、定船体主要结构件的钢材订货规格。,(二)改进设计方法,开展并行设计,2、生产设计提前介入详细设计 详细设计人员对一些不规则构件(如:舭部外板、槽形舱壁、带梁拱的甲板、内部肋板等)的加工与拼接工艺方法了解不深,在钢板规格估算时难以做到精细。因此,生产设计应提前介入到钢材预估清单编制过程中,依据典型横剖面图对船体结构进行展开计算和优化板缝排列,为详细设计确定相对准确的钢材订货规格提供依据。,(二)改进设计方法,开展并行设计,3、三维设计建模与详细设计并行 船体曲面外板的钢板订货规格很定,在不了解其展开形状时估算的钢板尺寸,使生产设计在下料时经常遇到“非长即短” 的尴尬。近年来,三维设计软件系统在船
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