國際先進(jìn)造船技術(shù)簡述-新版

1、請注意： 本課程的教學(xué)材料可在下面的網(wǎng)絡(luò)地址上找到： 進(jìn)入本站ftpincoming目錄現(xiàn)代造船目錄1 1 現(xiàn)代造船模式是現(xiàn)代造船模式是先進(jìn)造船體制和先先進(jìn)造船體制和先進(jìn)造船技術(shù)的總稱進(jìn)造船技術(shù)的總稱 1.1 先進(jìn)制造技術(shù)含括產(chǎn)品全壽期的設(shè)計(jì)、制造和管理等項(xiàng)技術(shù) 1.2 AMT的目標(biāo)是全新概念的 T、Q、C、S 1.3 21世紀(jì)的先進(jìn)生產(chǎn)企業(yè)的六層結(jié)構(gòu)模式 1.4 美國對造船模式的研究狀況 1.5 對現(xiàn)代造船模式的專項(xiàng)研究 隨著經(jīng)濟(jì)全球化進(jìn)程的加劇和科技的高速發(fā)展，一個(gè)國家要占居一定份額的世界市場，要在戰(zhàn)場對抗中獲勝，不但要對“制造技術(shù)”進(jìn)行新的評估和研究，更重要的是切實(shí)有效地快速發(fā)展制造技術(shù)

2、，使之保持或達(dá)到國際先進(jìn)水平。因此，美國率先提出“先進(jìn)制造技術(shù)”(AMTAdvanced Manufacturing Technology)，并獲得世界發(fā)達(dá)國家和發(fā)展中國家的積極響應(yīng)。 AMT包括以下三個(gè)技術(shù)群： 1.1 先進(jìn)制造技術(shù)含括產(chǎn)品全壽期的設(shè)計(jì)、制造和管理等項(xiàng)技術(shù) (l)主體技術(shù)群主體技術(shù)群 包括面向制造的設(shè)計(jì)技術(shù)群和制造工藝技術(shù)群，前者含產(chǎn)品、工藝過程和工廠設(shè)計(jì)，快速樣件成型技術(shù)，并行工程等。后者含材料生產(chǎn)工藝、加工工藝、連接和裝配、測試、檢驗(yàn)、包裝、環(huán)保和維修等。(2)支持技術(shù)群支持技術(shù)群 包括信息技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)備、傳感器和控制技術(shù)。(3)基礎(chǔ)設(shè)施基礎(chǔ)設(shè)施 包括管理、用戶供應(yīng)商交

3、互作用、培訓(xùn)、教育、技術(shù)獲取和利用等。 進(jìn)入80年代，企業(yè)戰(zhàn)略決策，由傳統(tǒng)的以“標(biāo)準(zhǔn)化”為核心，轉(zhuǎn)變?yōu)橐詽M足用戶需要為核心。企業(yè)的一切生產(chǎn)活動以T、Q、C、S的新概念為目標(biāo)，以贏得競爭。TTime to market 商品以最短時(shí)間上市。QQuality 運(yùn)用完整和可靠的質(zhì)量保證體系，把最完美的產(chǎn)品送到用戶手中。CCost 指產(chǎn)品全壽期的費(fèi)用最低包括研究設(shè)計(jì)制造成本、運(yùn)行和維護(hù)費(fèi)用。S Service 最佳的售前和售后服務(wù)。包括不斷改善產(chǎn)品性能的服務(wù)，通過零部件、模塊或版本的更新，使產(chǎn)品升值的服務(wù)，從而形成企業(yè)與用戶間的長期依存關(guān)系。 1.2 AMT的目標(biāo)是全新概念的 T、Q、C、S AMT是

4、促進(jìn)科技和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)，是硬件、軟件、人的智力和支持網(wǎng)絡(luò)(技術(shù)與社會）的綜合與統(tǒng)一。 因此，在研究開發(fā)和應(yīng)用中，如果只是對企業(yè)原有體系的某些環(huán)節(jié)或者（即使對）全過程進(jìn)行計(jì)算機(jī)化和自動化，而不實(shí)施組織和管理體制的簡化和合理化，必將導(dǎo)致巨額資金的浪費(fèi)和失敗。 1.3 21世紀(jì)的先進(jìn)生產(chǎn)企業(yè)的六層結(jié)構(gòu)模式 市場競爭對手自然資源產(chǎn)品生命顧客服務(wù)銷售和促銷經(jīng)營決策系統(tǒng)設(shè)計(jì)零件設(shè)計(jì)顧客的依托產(chǎn)品/工藝共 享知 識人 員組 織協(xié)同工作系 統(tǒng)文件管理資源計(jì)劃物料管理全球組織分 配裝配和測試零件制造操作計(jì)劃周期轉(zhuǎn)換制 造顧 客（5）（4）（3）（2）（1）持續(xù)改進(jìn) 從70年代起，美國全國造船研究組織(ONSR

5、POrganization of the National Shipbuilding Research Program)由政府、海軍和企業(yè)聯(lián)合投資，分10個(gè)專業(yè)組對造船模式進(jìn)行研究。從70年代起至今，已經(jīng)完成研究報(bào)告400多份。目前該研究組織全部歸屬美國海軍管轄如下圖所示。 1.4 美國對造船模式的研究狀況 分合同 整項(xiàng)工作分為三個(gè)層次，即管理層、實(shí)施層和研究層。為達(dá)到每項(xiàng)研究確能實(shí)施，所有研究項(xiàng)目都由美國海軍與主導(dǎo)船廠(Lead yard)簽訂合同。10專業(yè)研究組是：舾裝和生產(chǎn)、設(shè)計(jì)制造一體化、標(biāo)準(zhǔn)、表面處理和涂裝、焊接、柔性自動化生產(chǎn)、設(shè)施和環(huán)境，人力資源創(chuàng)新、工業(yè)工程、教育和培訓(xùn)。執(zhí)行控

6、制委員會NSRP文檔中心海軍NSRP項(xiàng)目辦（泰勒研究中心）項(xiàng)目指導(dǎo)項(xiàng)目建議主導(dǎo)船廠 設(shè)計(jì)與工程表面處理除繡和涂裝設(shè)計(jì)制造一體化舾裝和生產(chǎn)標(biāo) 準(zhǔn)工業(yè)工程設(shè)施和環(huán)境柔性自動教 育培 訓(xùn)焊 接人力資源創(chuàng)新船舶生產(chǎn)委員會主導(dǎo)船廠 貨源管理主導(dǎo)船廠 工業(yè)過程分合同分合同分合同分合同分合同分合同分合同分合同分合同分合同分合同SNAME 海軍造船師輿輪機(jī)工程學(xué)會管理項(xiàng)目指導(dǎo)實(shí)施研究1.5 對現(xiàn)代造船模式的專項(xiàng)研究 進(jìn)入80年代，由 ONSRP與日本石川島播磨重工業(yè)公司(IHl)合作開展了“先進(jìn)的造船體制和技術(shù)”(ASSATAdvanced Shipbuilding Systems and Technolog

7、y)研究。 該項(xiàng)研究以成組技術(shù)(GTGroup Technology)理論為指導(dǎo)，通過對造船的人力、信息和工作的合理組織，而實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的現(xiàn)代化。研究的主要內(nèi)容：(l)總體計(jì)劃總體計(jì)劃：建造策略、質(zhì)量控制循環(huán)活動、造船標(biāo)準(zhǔn)綱要、建造合同技術(shù)談判、船廠的組織和管理人員培訓(xùn)、以及安全衛(wèi)生等。(2)造船工程分解造船工程分解：中間產(chǎn)品導(dǎo)向的工程分解結(jié)構(gòu)包括船體分道建造、區(qū)域舾裝、區(qū)域涂裝和管件族制造。(3)設(shè)計(jì)、計(jì)劃和技術(shù)設(shè)計(jì)、計(jì)劃和技術(shù)：殼舾涂一體化、生產(chǎn)過程的計(jì)劃和管理、區(qū)域舾裝設(shè)計(jì)和管理、中間產(chǎn)品導(dǎo)向的物資采辦、區(qū)域涂裝設(shè)計(jì)和計(jì)劃、管件族制造的設(shè)計(jì)和計(jì)劃、生產(chǎn)過程分析與精度控制和加熱技術(shù)等。 ASS

8、AT的研究實(shí)質(zhì)就是對現(xiàn)代造船理論和模式的研究。由此可見，所謂現(xiàn)代造船模式就是當(dāng)代先進(jìn)的造船體制(Systems)和造船技術(shù)(Technology)的總稱。2.1 現(xiàn)代造船模式的定義現(xiàn)代造船模式的定義2.2 5 5種造船模式的有序演繹種造船模式的有序演繹2.3 現(xiàn)代造船模式的技術(shù)基礎(chǔ)現(xiàn)代造船模式的技術(shù)基礎(chǔ)2.4 現(xiàn)代造船模式的內(nèi)涵現(xiàn)代造船模式的內(nèi)涵2.5 現(xiàn)代造船模式的基本特征現(xiàn)代造船模式的基本特征2.6 現(xiàn)代造船模式的根本標(biāo)志現(xiàn)代造船模式的根本標(biāo)志 2 現(xiàn)代造船 模式概要2.1 現(xiàn)代造船模式的定義現(xiàn)代造船模式的定義 1995年，CSSC召開了“第二次縮短造船周期會議”，會上提出了現(xiàn)代造船模式的

9、定義： 所謂現(xiàn)代造船模式，就是以統(tǒng)籌優(yōu)化理論為所謂現(xiàn)代造船模式，就是以統(tǒng)籌優(yōu)化理論為指導(dǎo)，應(yīng)用成組技術(shù)原理，以中間產(chǎn)品為導(dǎo)向，指導(dǎo)，應(yīng)用成組技術(shù)原理，以中間產(chǎn)品為導(dǎo)向，按區(qū)域組織生產(chǎn)，殼按區(qū)域組織生產(chǎn)，殼(船體建造船體建造)、舾、涂作業(yè)在、舾、涂作業(yè)在空間上分道，時(shí)間上有序，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、管空間上分道，時(shí)間上有序，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、管理一體化，均衡、連續(xù)地總裝造船。理一體化，均衡、連續(xù)地總裝造船。2.2 5種造船模式的有序演繹種造船模式的有序演繹發(fā)展時(shí)序發(fā)展時(shí)序傳統(tǒng)船舶工業(yè)傳統(tǒng)船舶工業(yè)現(xiàn)代船舶工業(yè)現(xiàn)代船舶工業(yè)未來船舶工業(yè)未來船舶工業(yè)生產(chǎn)模式生產(chǎn)模式整體制造分段制造分道制造集成制造靈捷制造促導(dǎo)技

10、術(shù)促導(dǎo)技術(shù)鉚接技術(shù)焊接技術(shù)成組技術(shù)信息技術(shù)智能技術(shù)工程狀態(tài)工程狀態(tài)船體散裝碼頭舾裝全船涂裝分段建造先行舾裝預(yù)先涂裝分道建造區(qū)域舾裝區(qū)域涂裝船體建造、舾裝和涂裝一體化動態(tài)(虛擬)組合建造過程仿真全面模塊化和數(shù)碼化管理特性管理特性以“系統(tǒng)”導(dǎo)向分解船舶工程按“庫存量”控制生產(chǎn)過程以“系統(tǒng)/區(qū)域”導(dǎo)向分解船舶工程按“系統(tǒng)”和“區(qū)域”的“庫存量”控制生產(chǎn)過程“中間產(chǎn)品”導(dǎo)向的分散專業(yè)化生產(chǎn)按 “區(qū)域/類型/階段”的“庫存量”控制生產(chǎn)過程“中間產(chǎn)品”導(dǎo)向的分散專業(yè)化生產(chǎn)按 “區(qū)域/類型/階段”的“流通量”控制生產(chǎn)過程模塊導(dǎo)向的分形生產(chǎn)組合的動態(tài)耦合造船和船舶運(yùn)營全過程的瞬態(tài)監(jiān)控船廠類型船廠類型勞力密集大

11、型廠數(shù)萬名員工勞力密集大型廠員工萬名左右設(shè)備密集大型廠員工千人左右信息密集大型廠員工千人以下知識密集大型廠員工數(shù)百人或百人左右發(fā)展時(shí)序發(fā)展時(shí)序傳統(tǒng)船舶工業(yè)傳統(tǒng)船舶工業(yè)現(xiàn)代船舶工業(yè)現(xiàn)代船舶工業(yè)未來船舶工業(yè)未來船舶工業(yè)關(guān)鍵技術(shù)關(guān)鍵技術(shù)人工放樣技術(shù)切割、成型、裝配技術(shù)管子加工技術(shù)鑄、鍛、熱處理和機(jī)加工機(jī)電設(shè)備和系統(tǒng)的安裝調(diào)試造船CAD/CAM和CIM技術(shù)NC切割技術(shù)型材、管件和分段的機(jī)械化制造技術(shù)物資及“中間產(chǎn)品”采辦和托盤集配技術(shù)造船精度控制技術(shù)編碼和區(qū)域造船技術(shù)船舶產(chǎn)品數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)船舶產(chǎn)品和制造過程一體化數(shù)據(jù)環(huán)境技術(shù)分布式集成的虛擬制造技術(shù)全方位的建模和仿真技術(shù)并行工程和快速樣件技術(shù)典型裝備典型

12、裝備由小型吊車為幾座船臺的裝配作業(yè)服務(wù)實(shí)尺放樣臺通用的剪切和壓力加工設(shè)備通用的氣割和小型焊接設(shè)備通用的機(jī)加工和鑄鍛設(shè)備由大型起重設(shè)備輔助大型船塢內(nèi)的船體分段合攏和舾裝作業(yè)計(jì)算機(jī)輔助數(shù)學(xué)放樣替代放樣臺鋼材預(yù)處理流水線和按類別相異的專用NC切割設(shè)備型材、管件和平面分段加工、裝配、焊接流水線涂裝房和機(jī)器人全廠一體化的計(jì)算機(jī)集成系統(tǒng)殼舾涂一體化的綜合車間全廠、全國甚至全球的計(jì)算機(jī)信息聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施無圖紙的、全數(shù)碼化的高度自動化生產(chǎn)設(shè)備具有預(yù)防功能的、生產(chǎn)過程智能化的瞬態(tài)監(jiān)控設(shè)備溫度和空氣新鮮度可調(diào)的、防污染的船塢和廠房發(fā)展時(shí)序發(fā)展時(shí)序傳統(tǒng)船舶工業(yè)傳統(tǒng)船舶工業(yè)現(xiàn)代船舶工業(yè)現(xiàn)代船舶工業(yè)未來船舶工業(yè)未來船舶工

13、業(yè)生產(chǎn)組織生產(chǎn)組織和和人員素質(zhì)人員素質(zhì)單一工種生產(chǎn)班組和工段單一專業(yè)的設(shè)計(jì)和工藝科室單一工種的生產(chǎn)工人單一專業(yè)的科技人員定場地、設(shè)備、人員和指標(biāo)，制造某“中間產(chǎn)品”的多工種的生產(chǎn)單元按區(qū)域的多專業(yè)的科室復(fù)合工種的生產(chǎn)工人多學(xué)科的科技人員快速組織的生產(chǎn)班組，擅長安裝和調(diào)試各類模塊智能化高素質(zhì)的生產(chǎn)工人、科技人員，能持續(xù)改進(jìn)工作，并適應(yīng)靈捷的動態(tài)組合2.3 現(xiàn)代造船模式的技術(shù)基礎(chǔ)現(xiàn)代造船模式的技術(shù)基礎(chǔ) 現(xiàn)代造船模式形成的技術(shù)基礎(chǔ)是成組技術(shù)成組技術(shù)與與系統(tǒng)工程技術(shù)系統(tǒng)工程技術(shù)。 成組技術(shù)：成組技術(shù)：成組技術(shù)是研究事物間的相似性，并將其合理應(yīng)用的一種技術(shù)。該技術(shù)運(yùn)用如下兩種原理：1、中間產(chǎn)品導(dǎo)向型的作

14、業(yè)分解原理，簡稱產(chǎn)品制造原理： 該原理是把最終產(chǎn)品按其形成的制造級，以中間產(chǎn)品的形式對其進(jìn)行作業(yè)任務(wù)的分解和組合。所謂中間產(chǎn)品是指生產(chǎn)的作業(yè)單元，是對最終產(chǎn)品進(jìn)行作業(yè)任務(wù)分解的一個(gè)組成部分，也是逐級形成最終產(chǎn)品的組成部分?，F(xiàn)代造船模式所確立的產(chǎn)品作業(yè)任務(wù)的分解原則，實(shí)質(zhì)上就是應(yīng)用了成組技術(shù)產(chǎn)品制造原理，為現(xiàn)代造船模式的形成提供了理論基礎(chǔ)。2、相似性原理 相似性原理是對產(chǎn)品作業(yè)任務(wù)分解成門類繁多的中間產(chǎn)品，按作業(yè)的相似特性，遵循一定準(zhǔn)則進(jìn)行分類成組，以便用相同的施工處理方法擴(kuò)大中間產(chǎn)品的成組批量，以建立批量性的流水定位，或流水定員的生產(chǎn)作業(yè)體系。 LLLLLLMMMMMMDDDDDDCCCCCC

15、GGGGGG傳統(tǒng)的加工方法傳統(tǒng)的加工方法LLGMDCLGCDMMDGCMDLGLMCDCLDMGCG成組加工方法成組加工方法L=Lathe(車床）；M=Milling Machine(銑床）；D=Drill Press(鉆床）；C=Cutting Machine(切削設(shè)備）；G=Grinder(磨床）。2.4 現(xiàn)代造船模式的內(nèi)涵現(xiàn)代造船模式的內(nèi)涵 現(xiàn)代造船模式是一個(gè)完整生產(chǎn)體系，目標(biāo)是貫徹以“中間產(chǎn)品”為導(dǎo)向的建造策略，并主要由如下11項(xiàng)技術(shù)組成：(l)質(zhì)量控制循環(huán)活動：質(zhì)量控制循環(huán)活動：造船企業(yè)中的每個(gè)人都置身于各自業(yè)務(wù)的“計(jì)劃實(shí)施校核改進(jìn)再計(jì)劃”的無限循環(huán)和提高之中。(2)船舶建造標(biāo)準(zhǔn)化：

16、船舶建造標(biāo)準(zhǔn)化：為達(dá)到有效的控制，實(shí)現(xiàn)一切與船舶生產(chǎn)有關(guān)的活動的全面標(biāo)準(zhǔn)化，包括產(chǎn)品設(shè)計(jì)、加工、裝配、安裝、檢驗(yàn)和各項(xiàng)管理工作。(3)建造合同技術(shù)談判：建造合同技術(shù)談判：為避免船舶設(shè)計(jì)修改引起的生產(chǎn)混亂和成本增加，合同談判須明確設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、建造標(biāo)準(zhǔn)、造船方法、質(zhì)量指標(biāo)、分段劃分、精度數(shù)據(jù)、焊縫和工藝通道等。(4)產(chǎn)品導(dǎo)向工程分解：產(chǎn)品導(dǎo)向工程分解：按船上區(qū)域、作業(yè)類型和施工階段的相似性，將全船逐級分解為各類“中間產(chǎn)品”，直至市場采購的物資。按“中間產(chǎn)品的專業(yè)化生產(chǎn)，組建整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)。(5)船體分道建造技術(shù)：船體分道建造技術(shù)：按船體零件、部件、分段和總段的工藝過程的相似性組建各類生產(chǎn)線，達(dá)到均衡生

17、產(chǎn)和生產(chǎn)資源的高效使用。同時(shí)，采用建造精度控制技術(shù)，以消除修整作業(yè)。采用線加熱校正和成形技術(shù)，使船體零部件和分段達(dá)到規(guī)定尺寸、且節(jié)省工時(shí)。(6)船體區(qū)域舾裝技術(shù)：船體區(qū)域舾裝技術(shù)：在船舶產(chǎn)品設(shè)計(jì)之前即制訂建造策略，最大限度地把舾裝作業(yè)提前在施工條件較好的車間內(nèi)完成，開展單元舾裝和分段舾裝，采用各類模塊，嚴(yán)格按區(qū)域劃清各個(gè)舾裝階段。建立計(jì)算機(jī)輔助的“物資采辦系統(tǒng)”，確保舾裝所需的物資，準(zhǔn)時(shí)抵達(dá)船廠；同時(shí)，建立廠內(nèi)的“托盤集配系統(tǒng)”，把物資和“中間產(chǎn)品”準(zhǔn)時(shí)送抵制造更高一級“中間產(chǎn)品”的現(xiàn)場。(7)船體區(qū)域涂裝技術(shù)：船體區(qū)域涂裝技術(shù)：在設(shè)計(jì)階段就嚴(yán)格規(guī)定涂裝的區(qū)域和階段，即原材料涂裝、部件涂裝、分

18、段涂裝和船上涂裝，使涂裝成為貫穿所有制造級的作業(yè)過程，從而提高涂裝質(zhì)量，并消除不同工種的相互干擾。(8)管件族制造技術(shù)：管件族制造技術(shù)：把具有相似工藝過程的管子集聚為族，按“族”組織流水線生產(chǎn)，使下一個(gè)循環(huán)期所需的各族管件在本循環(huán)期完成，并以“托盤”形成集配，適時(shí)地提供給各個(gè)舾裝現(xiàn)場。(9)殼舾涂一體化：殼舾涂一體化：在上述船體、舾裝、涂裝和管件加工等4項(xiàng)技術(shù)實(shí)施并完善的基礎(chǔ)上，運(yùn)用統(tǒng)計(jì)控制技術(shù)分析生產(chǎn)過程，使各類造船作業(yè)實(shí)現(xiàn)空間分道、時(shí)間有序、責(zé)任明確、相互協(xié)調(diào)的作業(yè)排序；并由計(jì)算機(jī)全面輔助，即造船 CIMS。(10)一體化的柔性造船計(jì)劃系統(tǒng)一體化的柔性造船計(jì)劃系統(tǒng): 按生產(chǎn)區(qū)域編制生產(chǎn)計(jì)劃

19、，使“中間產(chǎn)品的生產(chǎn)與船舶系統(tǒng)無直接聯(lián)系。運(yùn)用物流控制技術(shù)統(tǒng)管生產(chǎn)過程，確保各艘船舶按時(shí)交付。(l l)造船編碼技術(shù)：造船編碼技術(shù)：對從合同設(shè)計(jì)開始到交船與售后服務(wù)，造船的所有活動內(nèi)容進(jìn)行信息分組、傳遞、交流和管理。編碼是造船信息的載體，是一義性的語言，是應(yīng)用成組技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和虛擬制造技術(shù)的基礎(chǔ)。未來編碼的發(fā)展是信息數(shù)字化，不但在全廠范圍使用統(tǒng)一編碼，而且，廠際包括配套廠、原材料工廠、地區(qū)、全國、乃至世界范圍使用統(tǒng)一的產(chǎn)品模型數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，即 STEP，以適應(yīng)經(jīng)濟(jì)全球化和21世紀(jì)靈捷制造模式的需要。 上述各項(xiàng)技術(shù)必須制度化、規(guī)范化，即融合到船舶設(shè)計(jì)、船廠設(shè)計(jì)、組織體制和生產(chǎn)管理中去，體現(xiàn)在船舶

20、生產(chǎn)的分散專業(yè)化基礎(chǔ)上的一體化集成，體現(xiàn)在造船信息、作業(yè)組織和人員安排中。 建立現(xiàn)代造船模式必須確立以船舶“中間產(chǎn)品”為導(dǎo)向的建造策略，替代以工種專業(yè)化為導(dǎo)向的組織原則。其關(guān)鍵是船廠的設(shè)備按分道生產(chǎn)排列，替代機(jī)群式的布置；以短循環(huán)期流通量控制的生產(chǎn)管理，替代長循環(huán)期庫存量的控制；以優(yōu)化的、殼舾涂一體化的作業(yè)排序，替代概略的生產(chǎn)計(jì)劃；以固定生產(chǎn)某類“中間產(chǎn)品”的復(fù)合和混合工種的生產(chǎn)單元，替代單一工種的只能承擔(dān)某道工序的生產(chǎn)班組。通過這些變革，使得以分道生產(chǎn)為基本特征的區(qū)域監(jiān)造體制，替代傳統(tǒng)的以某船舶產(chǎn)品為主線的工種監(jiān)造體制。 2.5 現(xiàn)代造船模式的基本特征現(xiàn)代造船模式的基本特征 周期批量的流通控

21、制（生產(chǎn)管理） 車間設(shè)備成組布置（生產(chǎn)流程） 作業(yè)采用2 星期的短循環(huán)生產(chǎn)周期（生產(chǎn)計(jì)劃） 優(yōu)化的投產(chǎn)順序計(jì)劃（作業(yè)排序）現(xiàn)代生產(chǎn)模式就是成組技術(shù)的生產(chǎn)模式，其基本特征是： 這四項(xiàng)特征正好與傳統(tǒng)生產(chǎn)模式的庫存量控制、機(jī)群式布置、長循環(huán)生產(chǎn)周期、隨機(jī)的生產(chǎn)順序相對應(yīng)。（1）現(xiàn)代生產(chǎn)模式基本特征 生產(chǎn)組織：由單一工種轉(zhuǎn)化為混合和復(fù)合工種 生產(chǎn)管理：由庫存控制轉(zhuǎn)化為流通控制 生產(chǎn)空間：組建分道建造流程 生產(chǎn)時(shí)間：實(shí)現(xiàn)殼舾涂一體化的作業(yè)排序 現(xiàn)代造船模式的基本特征是混合工種組織、流通控制管理、分道建造流程和殼舾涂一體化的排序，即：（2）現(xiàn)代造船模式基本特征2.6 現(xiàn)代造船模式的根本標(biāo)志現(xiàn)代造船模式的根

22、本標(biāo)志 先進(jìn)的船舶產(chǎn)品 高速的生產(chǎn)效率 良好的經(jīng)濟(jì)效益 世界一流的船舶產(chǎn)品主要有30萬噸級上的超大型油船、12萬立方米以上的液化天然氣船、超級豪華客船、核動力航空母艦和核動力潛艇等。 中國造船業(yè)除了能建造核動力潛艇外，尚未建造上述其它產(chǎn)品。因此，首先在產(chǎn)品上有很大的差距。 船舶產(chǎn)品的比較 生產(chǎn)效率的比較 由美國麻省理工學(xué)院16位教授組成的“工業(yè)生產(chǎn)率委員會”于1989年發(fā)表了震撼全球的研究報(bào)告美國制造業(yè)的衰退及對策奪回生產(chǎn)優(yōu)勢。該報(bào)告稱；“美國工業(yè)的衰退，已經(jīng)威脅到美國的未來，因?yàn)椋螜?quán)力和軍事實(shí)力，最終都取決于經(jīng)濟(jì)活力。而經(jīng)濟(jì)活力的決定性指標(biāo)則是生產(chǎn)率的增長速度，。” 該報(bào)告產(chǎn)生了巨大的影

23、響，導(dǎo)致1995年美國取代日本，重新成為世界上最具競爭力的國家。 美國造船界開展了提高船舶生產(chǎn)率的研究，通過對日本船廠的考察，認(rèn)為 IHI公司具有較高的船舶生產(chǎn)率，因而決定與 IHI公司合作，以阿馮達(dá)爾(Avonda1)船廠和國營鋼鐵公司船廠等為主導(dǎo)船廠開展ASSAT研究。目前日本具有最高的船舶生產(chǎn)率，1996年全國造船從業(yè)人數(shù)為3.8萬，是中國造船職工總數(shù)的15，而產(chǎn)量卻是我們的11倍。以雙方的人均年造船產(chǎn)量計(jì)算，相差69倍?？紤]多種不可比因素，如果以中國造船只有20的職工從事造船計(jì)算，兩者尚相差14倍。 經(jīng)濟(jì)效益的比較 據(jù)中國造船經(jīng)濟(jì)研究中心1997年發(fā)表的研究報(bào)告稱，1994年度，日本三

24、菱重工的職工總數(shù)4.5萬人，人均銷售額63萬美元，人均利稅3.5萬美元；同年，中國造船的職工總數(shù)24.8萬人，人均銷售額為0.67萬美元，人均利稅0.04萬美元。對方的經(jīng)濟(jì)效益是我們的87.5倍。1996年中國造船虧損2.38億元。其中盈利企業(yè)57戶，利潤額2.76億元，比1995年下降21.5。虧損企業(yè)26戶，虧損5.14億元，比1995年增長39.6。 美國Newport News船廠1.8萬名職工，1996年?duì)I業(yè)收入為18.7億美元，利稅前收益為1.4億美元。世界一流水平的 日本造船模式 日本有7大造船公司，分別是三菱、石川島磨播、日立、三井、川崎、日本鋼管和住友，它們擁有20多家船廠，

25、占全國630家船廠總數(shù)的3.5，而造船能力和產(chǎn)量占全國的一半以上。 3.1 日本國經(jīng)濟(jì)的宏觀集成模式 宏觀集成：以金融為中心的一群企業(yè)； 中觀集成：以產(chǎn)品為中心的一群企業(yè)； 微觀集成：以企業(yè)內(nèi)部行為為中心的集成。 一群生產(chǎn)不同產(chǎn)品的企業(yè)，在一個(gè)大銀行支持下，在金融上相互支援，具有強(qiáng)大的競爭實(shí)力，能保持靈敏反應(yīng)，能穩(wěn)定地占有很大市場份額。日本的6大企業(yè)集團(tuán)是：三井、三菱、住友、蕪蓉、三和和第一勸業(yè)銀行。國內(nèi)這6大企業(yè)集團(tuán)之間進(jìn)行適度的競爭，而不是幾十家之間的競爭。同時(shí)，這6大企業(yè)集團(tuán)與北美和西歐展開激烈競爭。有序的競爭促使產(chǎn)品進(jìn)步，壟斷則扼殺進(jìn)步。 3.2 日本造船業(yè)在宏觀集成模式中心地位 日本

26、的7大造船公司歸屬于6大企業(yè)集團(tuán)，每家造船公司都是跨行業(yè)多種經(jīng)營，包括商業(yè)、礦業(yè)、建設(shè)、食品、化工、石油、鋼鐵、汽車、電氣、橡膠、機(jī)械、鐵道、儲運(yùn)和有色金屬等。造船和海洋工程業(yè)務(wù)比重是其他業(yè)務(wù)的20左右。 三菱重工業(yè)株式會社長崎造船廠香燒工廠三菱重工業(yè)株式會社長崎造船廠本工廠本工廠全景三菱重工業(yè)株式會社長崎研究所推進(jìn)性能水池三菱重工業(yè)株式會社長崎研究所適航性能水池超大型油輪的自航試驗(yàn)三菱重工業(yè)株式會社長崎研究所操縱性自航模試驗(yàn)三菱重工業(yè)株式會社長崎研究所船體強(qiáng)度試驗(yàn)三菱重工業(yè)株式會社長崎研究所超大油輪破壞試驗(yàn)三菱重工業(yè)株式會社長崎研究所日立造船株式會社日立造船株式會社 日立造船株式會社是一個(gè)龐

27、大的造船企業(yè)集團(tuán)，共有：有明（1）、因島（2）、向島（2）、土界（4）、櫻島（5）、筑港（6）、舞鶴（7)和神奈川(8)8個(gè)造船廠和兩個(gè)研究設(shè)計(jì)所。幾乎遍布半個(gè)日本列島。日立造船株式會社有明造船廠有明造船廠近景因島造船廠日立造船株式會社向島造船廠日立造船株式會社土界造船廠日立造船株式會社櫻島造船廠日立造船株式會社筑港造船廠日立造船株式會社舞鶴造船廠日立造船株式會社神奈川造船廠日立造船株式會社三井造船株式會社 玉野造船廠左世保重工業(yè)株式會社造船廠左世保造船廠全景下關(guān)江浦造船廠下關(guān)江浦造船廠全景3.3 3.3 日本現(xiàn)代造船模式的由來日本現(xiàn)代造船模式的由來 日本 IHI公司主席真藤恒(H. Shin

28、ta)博士稱：日本采用現(xiàn)代化造船方法始于美國的依里木(Elemer Hann)先生來日本傳授。據(jù)美國政府研究報(bào)告稱，二戰(zhàn)期間，美因工業(yè)巨人凱撤(H. J. Kaiser)用成組技術(shù)原理組織船舶“中間產(chǎn)品”的專業(yè)化生產(chǎn)，創(chuàng)造戰(zhàn)時(shí)的快速造船：1942年，德國海軍擊沉盟國船舶的速度快于盟國造船舶的速度。到1943年年中扭轉(zhuǎn)了這個(gè)局面，美國船舶生產(chǎn)速度超過了被擊沉船舶的速度。 二戰(zhàn)期間，轟擊日本本土?xí)r，盟國有意保留了日本的造船設(shè)施。戰(zhàn)后，凱撤工廠的總管依里木率專家團(tuán)到日本，根據(jù)成組技術(shù)原理教授日本人如問組織造船生產(chǎn)。同時(shí)，美國紐約大學(xué)德明(W. E. Deming)博士把統(tǒng)計(jì)控制方法(SCMStati

29、stical Control Methods)傳輸給日本工業(yè)界。用SCM提高產(chǎn)品質(zhì)量，并為造船自動化和專用焊接技術(shù)的開發(fā)奠定了基礎(chǔ)。 真藤恒博士參加了上述工作，是依里木下屬的總工程師。當(dāng)依里木等美國專家回國后，真藤恒博士出任 IHI公司的吳(Kure)船廠的首腦。他把從美國專家學(xué)到的技術(shù)與日本的情況相結(jié)合，完善了物料控制系統(tǒng)和統(tǒng)計(jì)控制方法，使生產(chǎn)率提高了兩倍。可見，現(xiàn)代造船模式始于美國，由日本給以完善。 3.4 3.4 成組技術(shù)是提高日本造船生產(chǎn)率的主導(dǎo)技術(shù)成組技術(shù)是提高日本造船生產(chǎn)率的主導(dǎo)技術(shù) 日本一流造船權(quán)威 H真藤恒博士稱，要不斷提高生產(chǎn)率和產(chǎn)品質(zhì)量，船廠的生產(chǎn)車間必須具有根據(jù)成組技術(shù)原

30、理組織生產(chǎn)和運(yùn)用統(tǒng)計(jì)學(xué)方法管理生產(chǎn)的能力。應(yīng)用成組技術(shù)在虛擬的生產(chǎn)流水線上制造多品種、變批量的產(chǎn)品，成組技術(shù)已經(jīng)滲入日本工業(yè)，在提高生產(chǎn)率方面起到了重大作用。 美國政府和海軍發(fā)表的研究報(bào)告稱，從50年代起，日本人已將成組技術(shù)應(yīng)用于造船，使成組技術(shù)適應(yīng)了本國國情，并使成組技術(shù)的潛力得到了最充分的挖掘。這從日本船廠的加工、裝配和安裝作業(yè)中得到證實(shí)。3.5 3.5 日本一流船廠建成了中間產(chǎn)品導(dǎo)向的生產(chǎn)體制日本一流船廠建成了中間產(chǎn)品導(dǎo)向的生產(chǎn)體制 船舶是船廠的最終產(chǎn)品，用工業(yè)工程方法把它分解為零件和層層部件(部件、分段、總段、舾裝單元)，以及特定的任務(wù)(如涂裝、調(diào)試、試航)，稱之為“中間產(chǎn)品中間產(chǎn)品”

31、。把所有“中間產(chǎn)品”委托給廠內(nèi)外專業(yè)化高效的生產(chǎn)組織制造。這種先進(jìn)的造船方法稱為“中間產(chǎn)品”導(dǎo)向型方法，造船基本上成為一個(gè)裝配過程。各個(gè)生產(chǎn)組織都按專業(yè)化制造某特定的“中間產(chǎn)品”調(diào)集人員、物資和信息，因此，造船的某項(xiàng)任務(wù)一定是由預(yù)先固化的某些人，在某特定場地，用某特定設(shè)備完成。 “中間產(chǎn)品”的確立依據(jù)是“船上區(qū)域作業(yè)類型施工階段”，它使船上的區(qū)域與工廠的區(qū)域和生產(chǎn)組織得到互相對應(yīng)。同時(shí)，各家船廠將總的管理部門由傳統(tǒng)的一級分為兩級，即在廠部和各車間之間增加了一級“船體部”、“舾裝部”，在廠部和各生產(chǎn)處室之間增加了“生產(chǎn)管理部”。這種組織體制，使廠長(工場長)不必過問日常的經(jīng)營和生產(chǎn)活動，以使其有

32、更多的時(shí)間和精力去策劃船廠的長期計(jì)劃，使船廠壯大發(fā)展。 3.6 3.6 徹底治理徹底治理3K3K，樹立現(xiàn)代企業(yè)形象，樹立現(xiàn)代企業(yè)形象 傳統(tǒng)的造船業(yè)被定位為3K行業(yè)，即骯臟、困難、危險(xiǎn)的行業(yè)。在建立現(xiàn)代造船模式中，日本船廠不但體現(xiàn)了現(xiàn)代模式的基本特征 (流通控制、復(fù)合工種、分道流程、殼舾涂一體化)和根本標(biāo)志(高新技術(shù)產(chǎn)品，高生產(chǎn)率，高經(jīng)濟(jì)效益)，而且，消除了造船廠原有的環(huán)境臟亂、作業(yè)困難，操作危險(xiǎn)。新的造船方法，采用大量的專用裝備替代人的體力勞動，作業(yè)場地和作業(yè)內(nèi)容固定可使大量的設(shè)備和風(fēng)水電管線固定在地下或空中。中間產(chǎn)品的合理界定，使得高空作業(yè)地上做，朝天作業(yè)俯位做，水上作業(yè)陸上做，外場企業(yè)內(nèi)場

33、做，狹小空間作業(yè)敞開做，從而免除了作業(yè)的困難和危險(xiǎn)，使船廠具有整潔的環(huán)境和造船企業(yè)的方便與安全。特別是機(jī)械化，自動化裝備和機(jī)器人應(yīng)用的不斷擴(kuò)大，使許多婦女承擔(dān)了日本船廠的不少作業(yè)。 板金車間機(jī)加車間組裝車間3.7 致力于機(jī)器人的開發(fā)和應(yīng)用 日本一直在致力于無人化工廠的研究和開發(fā)，這就意味著廣泛使用各種類型的機(jī)器人。三菱重工長崎研究所成功開發(fā)的智能型自動焊接裝備能適應(yīng)船體部件裝配、分段裝配和全部合攏的各種焊接，它是利用導(dǎo)電咀與母材間的距離與設(shè)定距離比較，來控制焊嘴高度，同時(shí)，根據(jù)導(dǎo)電咀與母材間距離變化圖形，實(shí)現(xiàn)對焊縫跟蹤的控制。機(jī)器人具有再演示和記憶15道焊縫動作的功能。該先進(jìn)焊接裝置已在船體立

34、體分段的傾斜接頭上應(yīng)用。 日本鋼管公司津船廠于1995年9月使用了多臺焊接機(jī)器人的群控，利用高速旋轉(zhuǎn)電弧焊接工藝和多功能傳感器，能自動檢測焊縫形狀、部件端部和焊縫接頭，達(dá)到了高效、高質(zhì)量、高燃弧率，適用于多品種、少批量的船體部件流水線生產(chǎn)。 4 4 美國的造船實(shí)力與創(chuàng)新美國的造船實(shí)力與創(chuàng)新 美國在二戰(zhàn)時(shí)運(yùn)用成組技術(shù)方法，每天產(chǎn)出船舶5艘。從1941至1943年的三年間，美國共建造軍用艦船768艘。從1942到1944年的三年間，還建造了萬噸級貨船和自由輪3148艘。當(dāng)時(shí)，美國擁有65萬造船職工，是九十年代CSSC職工總數(shù)的6.8倍。戰(zhàn)時(shí)，為了爭奪制海權(quán)，保障海上對歐亞戰(zhàn)場所需物資的供給，大規(guī)模

35、建造船舶，所采用的就是成組技術(shù)的方法，即以中間產(chǎn)品專業(yè)化生產(chǎn)為導(dǎo)向，按制造本身的問題組織生產(chǎn)線，并以生產(chǎn)線的有效運(yùn)轉(zhuǎn)組織各個(gè)方面的協(xié)作。此外，使企業(yè)簡化，以作業(yè)的方法來適應(yīng)工人的狀態(tài)。戰(zhàn)爭時(shí)期缺少熟練的焊工，就采用各種方法，使得焊接作業(yè)盡可能以俯位進(jìn)行操作。例如：船艏采用側(cè)臥式胎架建造、甲板室倒置建造、舷側(cè)在平地上建造，從而避免了危險(xiǎn)困難的高空作業(yè)，和搭拆腳手架的昂貴開支。二戰(zhàn)時(shí)創(chuàng)造的生產(chǎn)技術(shù)奠定了現(xiàn)代造船技術(shù)的基礎(chǔ)。 4.1 4.1 美國的美國的6 6大船廠在美國造船業(yè)中的地位大船廠在美國造船業(yè)中的地位 美國船舶工業(yè)以軍船建造為主，全國有400多家船廠，而其中6大船廠承擔(dān)了美國海軍80%以上

36、艦艇的建造任務(wù)，擁有全國造船職工總數(shù)的90。這6家大型船廠是紐波特紐斯、通用、利頓、巴什、阿馮達(dá)爾和國家鋼鐵造船公司。 美國船廠為美國海軍建造了世界上最先進(jìn)的艦艇，有核動力潛艇101艘、核動航母6艘、核動力巡洋艦7艘，常規(guī)動力的航母，巡洋艦、驅(qū)逐艦共65艘。成為全球最強(qiáng)大的一支海上力量。 紐波特紐斯(Newport News)造船廠是美國最大的船廠，有 l10年歷史。該廠自稱是“全球最先進(jìn)的造船企業(yè)” 。 該廠制造世界最先進(jìn)的產(chǎn)品：70艘核動力航空母艦和核動力潛艇、150多個(gè)核反應(yīng)堆裝置、以及雙殼體成品油輪、遠(yuǎn)洋豪華客輪等。 4.2 4.2 全球最先進(jìn)的造船企業(yè)的生產(chǎn)和科研全球最先進(jìn)的造船企業(yè)

37、的生產(chǎn)和科研USS Eisenhower, CVN 69USS Eisenhower, CVN 69USS Nimitz, CVN 68USS Nimitz, CVN 68USS Nimitz, CVN 68, Arrives NNSUSS H. Truman, CVN 75, Sea TrialsUSS Harry Truman CVN 75 Smart Bridge at NightUSS Harry Truman CVN 75 Smart BridgeUSS Baton Rouge, SSN 689USS Sea Wolf SSN21 at Sea USS Sea Wolf SSN21

38、at Sea USS Sea Wolf SSN21 Control RoomControl Room Attack Center 紐波特紐斯(Newport News)造船廠擁有12座船塢，最大的船塢長662m，備有橫跨船塢和平臺的900噸龍門吊。環(huán)形模塊車間8天能制造一個(gè)大型的總段模塊。船體結(jié)構(gòu)裝焊車間面積44540m2，設(shè)有全天候的自動生產(chǎn)設(shè)施。船體加工車間有切割和成形設(shè)備50多臺，可加工3至150毫米，長度達(dá)18m的鋼板。模塊舾裝車間11150m2，備有自動輸送和液壓定位設(shè)施，可全天候作業(yè)。鑄造車間面積20910m2，能鑄造最大鑄件達(dá)65900公斤。機(jī)械加工車間面積27890m2，有15

39、0臺機(jī)床，用以制造大型螺旋槳等各種機(jī)械。還有噪聲、震動、電氣、機(jī)器等實(shí)驗(yàn)室和技術(shù)學(xué)校等。900噸龍門吊長662m的船塢310噸龍門吊 Machine ShopAutomated Steel Factory Steel FAB ShopMachine Shop (Lathe) Newport News造船廠有研究、開發(fā)、設(shè)計(jì)、建造、修理和改裝等完備的設(shè)施和能力。該廠自行開發(fā)的三維計(jì)算機(jī)模型系統(tǒng)，不論建造多么大和多么復(fù)雜的船舶，都能模擬造船的每個(gè)方面的工作，使實(shí)際作業(yè)達(dá)到完全正確。三維立體模型包括水動力、推進(jìn)、船體設(shè)計(jì)、噪音等。 CVN 77 Concept DesignBuilding 1744

40、 Visualization RoomSubmarine DesignUSS Virginia Class Computer Rendering 該廠的創(chuàng)新(Innovation)中心，為在21世紀(jì)繼續(xù)領(lǐng)先于全球，以滿足用戶需求為中心，結(jié)合最新技術(shù)，努力降低造船成本，而致力于如下10個(gè)領(lǐng)域的研究開發(fā)： (l)作戰(zhàn)觀念(Concept of Operations)：設(shè)計(jì)和建造中確保航空母艦的戰(zhàn)斗效能，飛行甲板的出擊率和聯(lián)合作戰(zhàn)部隊(duì)的需要。(2)系統(tǒng)工程：為實(shí)現(xiàn)整艘船舶按一體化的系統(tǒng)工程原理進(jìn)行制造，研究“策略任務(wù)技術(shù)”。(3)全壽期成本：為確保準(zhǔn)確的建造和維持成本之最有價(jià)值，而研究構(gòu)成成本的所有

41、方面。 (4)自動化：通過自動化手段，在提高人的效能和安全的同時(shí)，降低艦船全壽期的成本，并實(shí)現(xiàn)艦隊(duì)現(xiàn)代化。(5)戰(zhàn)斗裝置：為未來的軍艦的需要開發(fā)船舶和飛機(jī)的一體化的裝置的新技術(shù)。(6)戰(zhàn)斗信息：為保證廣泛和完整的聯(lián)合作戰(zhàn)需要，研究船舶的插入信息(inserts information）技術(shù)。(7)飛機(jī)啟降裝置：為未來艦船的飛機(jī)起飛和降落裝置的設(shè)計(jì)和制造開發(fā)新的技術(shù)。(8)動力裝置：使用最新創(chuàng)造的核和非核的船舶動力裝置技術(shù)。(9)審批認(rèn)可：研究集中認(rèn)可審批方法，以減少上層建筑、船底龍骨和甲板室的設(shè)計(jì)工作。(10)商業(yè)化：連續(xù)監(jiān)測本企業(yè)的市場位置，以達(dá)到生產(chǎn)最佳的商品，具有最佳的銷售業(yè)績和最好的建

42、造技術(shù)。 創(chuàng)新(Innovation)中心場景之一：創(chuàng)新(Innovation)中心場景之二： Newport News造船廠為執(zhí)行美國全國造船研究計(jì)劃，從70年代以來，研究開發(fā)并提出了20多份有價(jià)值的研究報(bào)告，主要內(nèi)容涉及：設(shè)計(jì)制造一體化、船舶生產(chǎn)率、船舶工業(yè)先進(jìn)技術(shù)和實(shí)施示范、船廠計(jì)算機(jī)輔助生產(chǎn)過程設(shè)計(jì)、區(qū)域?qū)虻墓芾?、船舶工業(yè)的激動機(jī)制、機(jī)器人、高強(qiáng)度鋼大能量焊接、424英寸鑄件自耗電渣焊和先進(jìn)的管子加工技術(shù)等。 Newport News造船廠是世界級的大型船廠，現(xiàn)擁有18000名職工，實(shí)行三班制生產(chǎn)。從該廠的產(chǎn)品、裝備和科研的實(shí)際狀況分析，可見與單純建造民用船舶的世界級船廠有所不同，主

43、要表現(xiàn)在仍具備強(qiáng)大的鑄造和機(jī)械制造能力和以戰(zhàn)斗為最高目標(biāo)的、結(jié)合降低成本的充分超前意識。4.3 4.3 美國在船舶設(shè)計(jì)和建造上的技術(shù)進(jìn)展與實(shí)踐美國在船舶設(shè)計(jì)和建造上的技術(shù)進(jìn)展與實(shí)踐(1) 以模塊理論指導(dǎo)的可變有效載荷艦船 模塊是標(biāo)準(zhǔn)化的整裝單元。1979年美國海軍決策研究發(fā)展的“可變有效載荷艦”(VPS)是最具代表性的實(shí)例之一。它把傳統(tǒng)的軍艦分為船體和作戰(zhàn)兩大系統(tǒng)。VPS的船能為模塊化作戰(zhàn)系統(tǒng)提供標(biāo)準(zhǔn)接口，并且使艦船作戰(zhàn)系統(tǒng)能隨需要而易于更換和改裝。 VPS的船體具有必要的強(qiáng)度、穩(wěn)性、動力、載容量、電站、輔助機(jī)械、補(bǔ)給能力、適航性等，以裝載可替換的作戰(zhàn)系統(tǒng)。這樣，VPS就成為標(biāo)準(zhǔn)化的艦船，能高

44、效地批量建造，而在作戰(zhàn)系統(tǒng)選擇方面又具有較大的靈活性。 VPS的船體與艦上作戰(zhàn)系統(tǒng)分開獨(dú)立設(shè)計(jì)、建造、試驗(yàn)和采購。同時(shí)，作戰(zhàn)系統(tǒng)作為有效載荷模塊的制造和試驗(yàn)?zāi)茉趯Ｓ玫陌痘O(shè)施上進(jìn)行，從而縮短了研制周期。 VPS概念適合于15000噸至30000噸的巡洋艦、驅(qū)逐艦和護(hù)衛(wèi)艦。它對海軍最大的益處是：在最初軍艦建造和服役后的現(xiàn)代化改裝期間，便于獲得最新式、最恰當(dāng)?shù)淖鲬?zhàn)系統(tǒng)。研究設(shè)計(jì)了能適應(yīng)預(yù)測30年壽命期科技發(fā)展的作戰(zhàn)系統(tǒng)的模塊及其接口。滿足水面戰(zhàn)斗艦船4個(gè)主要使命：防空戰(zhàn)、反潛戰(zhàn)、對岸攻擊戰(zhàn)和艦船對抗戰(zhàn)，每一戰(zhàn)斗系統(tǒng)中配置了相應(yīng)的導(dǎo)彈發(fā)射裝置、近程武器、火炮、電子戰(zhàn)、雷達(dá)干擾、假目標(biāo)發(fā)射裝置和水下干

45、擾設(shè)備等。 VPS的船體作為作戰(zhàn)系統(tǒng)的平臺，設(shè)置各種“模塊站”，能適應(yīng)性能不同模塊的快速裝卸。 DD963驅(qū)逐艦采用了VPS概念使得研制周期縮短了一年多，由49個(gè)月，減少到36個(gè)月。造船成本降低10，每艘艦節(jié)省100萬美元。 （2）模塊化的設(shè)計(jì)和建造方法 紐波特紐斯船廠運(yùn)用成組技術(shù)理論創(chuàng)建的現(xiàn)代化造船技術(shù)，改革傳統(tǒng)按照功能系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)和制造的方法，以“區(qū)域”即“中間產(chǎn)品”為導(dǎo)向運(yùn)用模塊化的方法設(shè)計(jì)和建造海狼級潛艇。 以模塊化建造技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，不僅要考慮系統(tǒng)，更重要的是考慮建造的需要。首先，根據(jù)結(jié)構(gòu)狀況和建造的邏輯順序，把整艘潛艇劃為9個(gè)分段，每個(gè)分段由零件、部件、組件、次模塊和模塊構(gòu)成，它們都

46、被稱為中間產(chǎn)品。所謂“模塊”是零件、部件、組件及次模塊的組合形成的大型的船舶內(nèi)部區(qū)段，如完整配備了局部區(qū)域系統(tǒng)和設(shè)備的雙層甲板單元。而“次模塊”是零件、部件及組件的組合成的單一實(shí)體，如帶有管道，附件和基座的液艙。 采用計(jì)算機(jī)輔助共用數(shù)據(jù)庫的100交互的三維實(shí)體模型，進(jìn)行海狼級潛艇的設(shè)計(jì)和建造。由于該項(xiàng)技術(shù)的采用，不再需要昂貴的全尺度實(shí)物模型。許多在建造時(shí)才能發(fā)現(xiàn)的問題，如碰撞、振動間隙和通道的可用性紹詞題都能快速和方便地用模型解決。 從研究、設(shè)計(jì)、建造、試驗(yàn)、鑒定，直到海軍使用維修，后勤保障等一系列費(fèi)用的總和，稱為艦船全壽期費(fèi)用。海狼級潛艇與 SSN637級潛艇對比。海狼級潛艇的研究、設(shè)計(jì)和建

47、造費(fèi)用占全壽期費(fèi)用的40，維修操縱和支持費(fèi)用為60。 SSN627級潛艇訂購費(fèi)占25，而服役期費(fèi)用占75。模塊化技術(shù)顯著地降低了潛艇的維護(hù)運(yùn)行費(fèi)用。（3）船舶設(shè)計(jì)、建造和運(yùn)行支持共有基礎(chǔ)的研究開發(fā) 為使有限的軍費(fèi)發(fā)揮最大的效用，長期而穩(wěn)定地保持海軍裝備的穩(wěn)步發(fā)展，以及船舶建造的軍民結(jié)合，于1992年起，美國海軍正式執(zhí)行船舶設(shè)計(jì)、建造和運(yùn)行支持共有基礎(chǔ)的研究開發(fā)，稱為 ATC(Affordability Through Commonality)計(jì)劃。 共有基礎(chǔ)主要是指船舶設(shè)計(jì)、建造和維修航行支持依靠統(tǒng)一的模塊化“標(biāo)準(zhǔn)化”和過程簡化來實(shí)現(xiàn)，這將使造船模式發(fā)生新的變化。目前，是由設(shè)備生產(chǎn)廠向各家船廠

48、提供不同類型的設(shè)備。當(dāng)ATC計(jì)劃實(shí)現(xiàn)后，將由一體化的模塊工廠向各家船廠提供統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的一體化模塊。 該計(jì)劃旨在全面改進(jìn)艦船產(chǎn)品及其生產(chǎn)過程，對艦船的推進(jìn)系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)、輔助系統(tǒng)、反滲透模塊(淡水裝置)、區(qū)域模塊化的暖氣、 通風(fēng)和空調(diào)系統(tǒng)、操舵裝置、標(biāo)準(zhǔn)監(jiān)測和控制系統(tǒng)、戰(zhàn)斗系統(tǒng)安裝和一體化、成本和未來發(fā)展，開展了大規(guī)模的以模塊導(dǎo)向的應(yīng)用先進(jìn)技術(shù)的研究開發(fā)。 以一體化動力裝置 IPS(Integrated Power Systems)為例，為該裝置的開發(fā)，研究了適應(yīng)各類戰(zhàn)艦、兩棲艦和軍輔船的IPS性能，研究了各型民船的機(jī)械裝置系列與 IPS裝置進(jìn)行對比。開發(fā)的 IPS是一個(gè)統(tǒng)一電力發(fā)動機(jī)和管理系統(tǒng)，適用于海軍的所有水面戰(zhàn)艦和非戰(zhàn)斗船舶。應(yīng)用了永磁材料和固態(tài)動力電子學(xué)的先進(jìn)技術(shù)。 IPS結(jié)合應(yīng)用了永磁發(fā)動機(jī)永磁推進(jìn)馬達(dá)、直流區(qū)域配電，操作運(yùn)行具有標(biāo)準(zhǔn)監(jiān)測和控制裝置(SMCS)的操縱系統(tǒng)。 該計(jì)劃旨在加快獲得艦船及武器系統(tǒng)所需的電子及機(jī)械備件，提高