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1 引言
制造業在為人類提供巨大財富的同時, 也在不斷地產生污染物, 對環境造成嚴重的影響。船舶在制造過程中也存在材料選用不當而造成資源的浪費,以及對空氣、土壤和水體等環境的污染問題。因此,在20世紀90年代中期出現了“綠色船舶”的概念。
2 綠色船舶的內涵
“綠色船舶”概念的核心內容是在其全壽命周期中(包括設計、制造、營運、報廢拆解),通過采用先進技術,能經濟地滿足用戶功能和使用性能的要求,并節省資源和能源,減少或消除環境污染,且對勞動者(生產者和使用者)具有良好保護的船舶。
綠色船舶的綠色度主要取決于設計人員的環境意識、以人為本的設計理念和營運過程中的管理力度。當前綠色船舶在設計、建造和運營過程中主要體現在以下幾方面:
設計中,廣泛采用綠色無污染材料、標準化和模塊化零部件或單元;充分考慮加工制造過程中材料利用率,同時還須考慮船舶產品在營運壽命終止后,報廢、拆解不會對環境造成負面影響,以及部分材料、零部件和設備能夠再生利用;盡量簡化工藝,優化配置, 提高整個制造系統的運行效率,使原材料和能源的消耗最少;減少不可再生資源和短缺資源的使用量, 盡量采用各種替代物資和技術。
制造中,采用綠色制造工藝,即從技術入手,盡量采用物料和能源消耗少、廢棄物少、對環境污染小的工藝方案和工藝路線。目前最有效的綠色制造工藝包括:綠色加工工藝、綠色焊接工藝和綠色涂裝工藝。其中,綠色加工工藝包括凈成形制造、干式加工、工藝模擬技術、網絡技術、虛擬現實技術與敏捷制造等;綠色焊接工藝即選擇使用節能焊機,采用高效、無弧光、無粉塵污染的焊接材料和方法;綠色涂裝工藝即通過合理選擇涂料,減少涂料品種,簡化工序,提高工時效率,采用移動式涂裝系統和環保型分段涂裝房,實現環保型涂裝作業的目標。
運營中,減少發動機氮氧化物、硫氧化物等溫室氣體的排放;防止燃料油、有害液體的泄漏;合理進行垃圾、污水處理;嚴格控制艙底油的卸載等。
通過對綠色船舶的內涵的探討,我們可以得出,綠色船舶產品是指在其全壽命周期中(包括設計、制造、營運、報廢拆解),通過采用先進技術, 能經濟地滿足用戶功能和使用性能的要求, 并節省資源和能源, 減少或消除環境污染,且對勞動者(生產者和使用者) 具有良好保護的產品。
而船舶綠色制造技術是一種在船舶設計、制造中融入“綠色”理念,在保證船舶產品的功能、質量、成本的前提下,綜合考慮環境影響和資源效率的現代制造技術。綠色造船技術使船舶產品在設計、制造、管理過程中對環境的污染小,資源利用率高,能源消耗低,符合可持續發展的要求。綠色造船技術是融設計、生產、管理于一體的綜合制造技術。
3 綠色船舶的設計
開展綠色造船,設計是先導。傳統的船舶設計僅從結構和功能、外觀造型、加工制造、生產管理等角度考慮,設計概念是以市場需求為基礎,技術方案也是重點考慮設計與制造兩個領域的問題,設計過程中缺乏環境保護的意識。因此,設計人員必須具備良好的環境意識。
3.1 船舶優化設計
3.1.1 船型優化設計
優化船體結構功能,如對萬噸級散貨船充分考慮環保的要求,在總體設計中大膽地將傳統設計中的燃油艙從雙層底搬到頂邊艙,并在舷側設置隔離空艙,這樣可有效地減少燃油泄漏的可能性。優化主尺度和型線,涉及空船質量、穩性、阻力、艙容等技術指標。它不但影響船舶的裝載量、航速、能耗等經濟指標,而且從根本上影響船舶的安全性能。通過優化主尺度和型線,使船舶在制造和未來的營運中,實現節能、環保和提高經濟效益。
3.1.2 消除冗余功能設計
在設計階段,從系統導向型的合同設計、初步設計到區域導向型的詳細設計、生產設計,強化設計的節約意識,樹立簡約化的 設計理念,全過程地推行功能成本分析。對船舶設備選型、管系布置、電纜走向等專業設計進行優化分析,全面消除不必要的冗余功能,降低制造成本和資源消耗。
3.1.3 動力節能設計
船舶動力節能設計體現在以下幾個方面:一是探尋船舶新型動力能源,用其他能源輔助或取代石油作為動力能源,如太陽能、風能及波浪能等;二是改進推進效率的節能方式,例如柴電聯合動力推進方式,使能效轉換效率最大化;三是利用主機廢氣節能技術、應用新型燃油添加劑、采用燃油電噴技術;四是綜合使用電子技術和網絡技術,通過對動力裝置和船舶各參數實時監控,使其處于最佳運行狀態,最大限度降低能耗和排放。
3.2 從設計源頭提高鋼材利用率
運用船舶設計軟件的套料功能,合理調整船體零件套料排列,在板材零件的開孔中套補板零件等其他零件,以提高整板的利用率和生產效率;通過利用船體設計軟件中的材料管理程序,從余料數據庫中調取合適的余料進行再次套料,以提高余料的利用率。
3.2.1 材料的選擇原則
在船舶全壽命周期中,對環境影響最大的,一是制造過程中的焊接、涂裝作業; 二是船舶拆解后廢棄的艙室絕緣材料。 因此材料的選擇對船舶的綠色性能具有重要的影響,在材料選擇時應注意下述幾點:
(1) 選用便于回收、生產過程簡便、易于加工的材料,產生的廢料不污染環境;
(2) 選用無毒無害材料,避免生產過程對人體健康造成危害和對環境造成污染;
(3) 選用可再生的材料;
(4) 選用較少種類的材料,簡化設計,盡可能少用復合材料;
(5) 選用工藝性能優良的材料,以降低零件加工的難度與廢品率,節約加工過程的能源消耗。
3.2.2 各類材料的選擇重點
(1) 焊接材料。焊絲(焊條) 的添加助焊藥劑,在電弧高溫燃燒下,隨焊接煙塵一起向空氣中擴散,對操作人員和環境構成危害。因此,設計人員在生產設計上,應首先選用高效焊接工藝和低毒低煙焊絲(焊條)。
(2) 艙室絕緣材料。由于具有防火、隔音、保溫等優良性能和可加工性, 礦棉、玻璃棉被用于船舶艙室的內裝。在船舶營運壽命結束后的拆解過程中,這些保溫材料由于沒有再生利用價值而被大量拋棄。礦棉、玻璃棉的不可降解性,使這些廢棄的材料直接導致周圍的水質和土質的惡化。因此,選用保溫材料,不僅要考慮其技術性能,還應考慮環保性能,研制一種高效、環保的絕緣材料也將成為完善綠色造船技術的一項重要工作。隨著硅質納米孔絕熱保溫材料、聚酰亞胺泡沫材料等新型節能環保絕熱保溫材料的開發與應用,傳統艙室絕緣材料將逐步被替代。
(3) 涂裝材料。船舶涂裝工藝分為鋼板預處理(在鋼材預處理車間完成) 和二次除銹涂裝(在涂裝房內進行)。先進造船國家一般較少進行二次除銹涂裝,這不僅減少了資源浪費,而且生產效率大大提高。我國在引入區域造船方法的同時,也在嘗試減少二次除銹涂裝,采用跟蹤補涂技術。傳統溶劑型涂料因其對人體的危害和對空氣的污染已無法滿足綠色造船的要求,取而代之的應是一些無污染、省資源、省能源的綠色涂料。如水性涂料、粉末涂料和輻射固化涂料等。另外,船舶外板水線以下涂料,應具有只驅趕而并不殺滅海洋生物的性能,是既能防止海洋生物附著, 但又不污染海洋的綠色環保涂料。
3.3 標準化、模塊化設計
隨著科學技術的進步,各國對海洋保護意識日益提高,對船舶結構、性能提出更高的要求。由此,船舶更新換代的周期越來越短。為了避免由此造成的不良后果, 船舶在設計時, 有必要采用標準化、模塊化的設計。
(1)通過標準化、模塊化設計,可以簡化船體結構。采用功能多樣化與復合化的零件以及簡單的連接方法,使整體裝置的零件數減少;合理地設計產品中零件、支撐、載荷的布置,確定適當的整體尺寸,提高材料利用率;設計結構符合工藝性與加工性,以減少加工過程中的材料損耗與能源消耗;設計的結構便于回收,實現資源的重復利用;設計的結構便于維修,延長產品使用壽命。
(2)通過標準化、模塊化設計,船舶設備可以有效地避免舾裝件逐件裝船, 從而降低艙室內的污染和噪聲危害,提高工作效率和工作質量,還可使勞動量和資金的消耗大大減少。而且船舶設備的標準化、模塊化設計,也較好地滿足了設備更新拆裝的互換要求。
(3)標準化設計可以提高零部件的通用性,提高零部件的重復性。標準化設計亦可以促進專業化生產。
3.4 并行設計
根據并行工程的思想,由設計者、制造者和環保工程師參與船舶的初步設計、詳細設計和生產設計整個過程,通過相互協調,綜合考慮船舶由初步設計到報廢拆解的整個壽命周期中影響資源利用與環境污染的所有因素,優化各個設計環節,提高整個制造系統的資源利用率, 降低廢品率,節約資源。另外, 還應綜合考慮產品的結構設計、材料選擇、制造環境設計、工藝設計、回收處理設計等各個方面,實現并行式綠色制造設計。
4 綠色船舶的制造
4.1 綠色加工工藝
4.1.1 凈成形制造
成形制造技術包括鑄造、塑性加工等技術。成形制造技術正從接近零件形狀向直接制成工件形狀即精密成形或凈成形方向發展。成形的零件有些可以直接或稍加處理即可用于組成產品, 這可以大大減少原材料和能源的消耗。
4.1.2 干式加工
加工過程中不采用任何冷卻液。干式加工簡化了工藝、減少了成本,而且消除了冷卻液所帶來的一系列問題,如廢液處理和排放等。目前,干式加工在國外已經得到局部應用,如干車削、干磨削、干鏜削等。我國還剛開始研究,作為一種新型的加工工藝,有望在船舶制造中發揮其應有的作用。
4.1.3 無余量制造。
無余量制造是船體建造過程中以加放尺寸精度補償量以取代余量,通過設計合理的建造公差,采用有效的工藝技術與原理,對船體零部件、結構進行尺寸精度控制的一項精度控制技術。這項技術在減少作業量、降低建造成本、提高產品質量、縮短制造周期上將發揮更大作用,也會為企業帶來經濟效益。
4.1.4 工藝模擬技術
工藝模擬技術主要用于水火彎板等熱加工過程。過去通常必須做大量的實驗才能初步控制和保證加工工件的質量。采用工藝模擬技術將數值模擬、物理模擬和專家系統相結合確定最佳工藝參數,優化工藝方案, 預測加工過程中可能產生的缺陷并采取防止措施, 從而有效地控制和保證加工工件的質量。
4.1.5 網絡技術、虛擬現實技術與敏捷制造
虛擬現實技術主要包括虛擬制造技術和虛擬公司兩部分。虛擬制造技術就是在真正產品生產之前在虛擬制造環境下生成軟產品模型來代替傳統的真實樣品進行實驗,對其性能和可制造性進行預測和評估,從而減少損耗,降低成本。虛擬制造技術和網絡技術相結合就可根據市場需求,將產品所涉及到的不同公司臨時組建成一個由計算機網絡聯系的虛擬公司。各造船企業和設計院所可通過因特網建立制造資源信息網絡來實施敏捷制造。
這些工藝和技術或減少了原材料和能源的耗用量,或可縮短開發周期、減少成本,而且有些工藝改進對環境起到保護作用,所以都被歸于綠色制造工藝。
4.2 綠色焊接工藝
4.2.1 高效焊接電源
高效、節能是焊接電源的發展方向。逆變焊接電源具有節能、高效、直流輸出穩定、焊接質量高等優點,成為焊接電源的發展方向。隨著微電子技術和計算機技術的發展,數字焊接電源日趨成熟,如與數字送絲機相配,能獲得最佳的焊接與節能效果。
4.2.2 高效焊接工藝
高效焊接熔敷效率高、速度快、操作方便且易于自動化作業, 具有生產效率高、焊接質量好、節約能源和材料等特點。常用的高效焊接方法主要有氣體保護焊,包括熔化極活性氣體保護焊(MAG焊)和熔化極惰性氣體保護焊(MIG焊)和埋弧焊、電渣焊、氣電自動焊、電子束焊和激光焊等。高效焊接在造船企業已成為船體建造中提高焊接生產效率和質量、節約資源和降低對環境負面影響的重要技術之一。
4.2.3 高效焊接裝備
例如,橫向對接焊縫焊機是針對船體垂直位置橫向對接焊縫的自動化焊接設備,具有施工效率高、焊縫質量好的特點。有效地解決了橫向焊縫采用手工焊接所無法解決的焊縫成形質量差、生產效率低、作業條件差、勞動強度大等問題。門架式雙絲埋弧焊接裝備是拼板焊接的專用設備,其焊接速度高、反面焊接不需清根,既使工藝簡化,又壓縮了作業時間,是一款高效環保拼板焊接裝備。
4. 3 綠色涂裝工藝
4.3.1 應用現代造船理念, 實現涂裝環保作業
實現船舶綠色涂裝,應根據現代造船理念,從全局出發,以系統工程的思想加以實施。應按照船體分道、區域舾裝、區域涂裝的原則,深化涂裝生產設計,注重鋼材預處理質量,縮短分段制造周期,提高預舾裝率和分段完整性,加強涂裝生產的動態管理,通過環保型的涂裝工藝、涂裝設施的應用,以及跟蹤補涂等措施,實現環保型涂裝作業的目標。
4.3.2 合理選擇涂料,優化施工工藝
采用高性能專用涂料,減少熱加工區域的涂膜損傷,以提高保護效果和生產效率:采用長效型車間底漆,減少分段制造期間的銹蝕;采用厚膜型涂料,減少涂裝次數;采用低表面處理涂料,選擇合理的除銹等級;采用萬能型底漆,減少涂料品種,簡化工序,提高工時效率。
4.3.3 推進標準化和計算機輔助管理
以殼舾涂一體化為目標,完善涂裝設計、施工、質量管理、物料管理等標準,嚴格按涂裝作業計劃和標準要求施工作業。同時廣泛應用計算機輔助涂裝生產管理,特別是計算機輔助涂裝工程動態管理,提高工時利用率,降低物料消耗。
4.3.4 推廣移動式涂裝系統和環保型分段涂裝房
移動式涂裝系統,以模塊化設計為指導思想,以輕鋼彩板結構為主體,輔以各類專用系列接扣件、鋼架件以及多種專用緊固件。涂裝系統裝置,可根據工程需要的容積在指定地點按要求快速搭建。工程一旦完工,又可方便地拆卸并運至下一個工程所在地再行搭建, 繼續涂裝施工。
移動式涂裝系統,設有各種標準的設備接口模塊,主要有進氣管道模塊、除塵設備接口模塊、除漆霧接口模塊、噴砂設備接口模塊、吸砂設備接口模塊、溫濕度控制設備接口模塊、傳感系統接口模塊、動力設備接口模塊等。
環保型分段涂裝房內的空氣溫度和濕度可自動控制,為船體分段涂裝提供適宜的環境條件,全天候作業。同時,采用粉塵和漆霧分離技術,有效控制有機溶劑排放,實現環保型的分段涂裝。
4.3.5 室內造船
受技術和資金等因素的限制,目前分段建造,尤其是曲面分段建造仍然以手工電弧焊為主,而且大多數在露天平臺上施工,施工過程中的弧光、煙塵是影響環境的主要因素。隨著國家對環境的生態要求越來越高,這就要求我們改變傳統的露天作業方式,建立擴大室內分段建造比例,最大限度地減少露天焊接作業量,使焊接盡可能控制在室內,并通過空氣循環處理系統凈化焊接煙塵, 把對環境的不良影響在室內消除掉。
此外,為了更快地推進綠色船舶的發展進程,國際海事組織(IMO)、歐盟以及其它一些國家也都紛紛出臺各種規范、標準,從制度上確保全球海洋環境或區域海洋環境盡可能地免受污染。因此,綠色船舶在設計、建造、營運以及后期的報廢拆解過程中都要嚴格地遵守各項規范、標準的要求,同時還須密切關注未來將要頒布、執行的各項規范、標準。
5 結束語
綠色船舶是船舶工業發展的大趨勢,綠色船舶的設計與制造技術,能夠成為貫徹國家“節能減排”方針的重要措施,也將為全面提高我國船舶工業的國際競爭力,為船舶工業的持續發展提供重要的推力。
參考文獻:
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關鍵詞:船舶制造;精度管理;控制技術
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2017.07.178
1 船舶制造精度管理
(1)精度管理的發展現狀。從上世紀40年代起,國外已經將公差與配合的概念引入造船行業,逐步探索各工序間的公差要求;70年代中期,通過生產實踐積累的原始數據,編制出經驗公式來解決焊接熱變形的補償量問題;到了 80年代,隨著電子計算機的出現,又開發出智能數據補償系統,真正做到了船舶的無余量建造。我國從70年代開始接觸精度管理,雖然在國家相關部門的推動下取得了一定的進展,但并沒有學到精度管理的精髓。我國造船精度管理仍屬于初期的船體建造精度管理階段,尚未延伸到后續舾裝件的制作安裝,精度控制技術也僅限于平直分段以補償量代替余量,艏部、艉部等曲面分段仍然通過在合攏口加放余量的方式進行建造,至今尚沒有形成一個完善的補償量數據庫和一整套管理技術體系。
(2)精度管理的工作內容。精度管理不僅是一種品質管理,而且是企業管理體系的重要組成部分。結合國內外精度管理的發展歷程,歸納出精度管理的內容大致包含了如下五個方面。
1)組建精度管理組織。為了實施造船精度管理,必須完善精度管理的組織體系。其根本在于從高層領導開始就給予足夠的重視,統一企業領導班子思想,成立精度管理小組,明確具體的管理職責,全面推動企業內部的建造精度管理工作。
2)制定精度標準。船舶建造精度是精度管理的行為準則,其標準必須在各船級社規范的質量標準要求前提下,結合企業內自身的實際建造水平而制定。精度標準通常包含了補償標準、工藝標準和檢驗標準。主要通過研究典型船舶的各工序階段的精度管理控制點,制定出適用于本企業的基準作業指導書。
3)加強精度控制。精度管理是一項系統工程,必須堅持全過程控制。從零件的下料開始,小組立、中組立、大組立、分段中組,直到船臺的合攏搭載,每個制作過程的精度狀態都必須得到嚴格的控制。
4)改進測量方法及工器具。精度控制離不開測量技術,準確地測量船舶各個部位的數據是船舶建造的一項重要工作。可靠的檢測工具和較高的測量技術水平是提高船舶精度的重要保障。為避免出現不合格品的誤判,確保測量結果的準確性,必摒棄落后的測量方法,選擇先進的測量工器具,定期校準測量工器具來減小測量誤差,使得前后道工序間的數據能夠得以搜集和采納。
5)推廣信息技術。精度管理廣泛采用數理統計技術,需要不斷的采集各種數據。目前,已經從原始的個人測量,手工記錄方式逐漸過渡到利用PDA、全站儀等設備進行檢測,并通過計算機整理后進行人工分析。但隨著精度管理的深入研究,大量三維空間數據無法得以分析,必須積極引進先進的配套軟件,采用數據庫技術進行管理。
2 精度控制技術研究
(1)補償量的加放技術。補償量是指相對于船舶零件理論尺寸而多加放的量值,補償量的加放是否合理恰當,直接影響著船舶的建造質量。目前,船舶建造過程中補償量加放的計算最常采用的方法是《幾何量公差》中尺寸鏈的計算方法。
求解補償量的具體實施方法是由后一道工序向前一道工序提出具體的精度要求。這些要求包含了零件下料、余量的切割范圍、初始余量的設計值、余量的切割時機、具體補償值的大小等。
由于船舶結構非常復雜,不同的建造方法形成了不同的部件、分段結構形式,這就要求我們從錯綜復雜的尺寸關系中,找出對裝配精度和技術要求有影響的那些尺寸,形成不同建造階段及不同結構部分的尺寸,進而求解尺寸鏈。
(2)對合線基準技術。對合基準線的應用是精度控制的關鍵技術之一,在船體的各個裝配階段,如零部件、分段、總段以及型尺寸所依據的點、線、面,均是借助對合基準線的方法。
對合基準線是由設計在三維TRIBON軟件建模,轉換生成零件套料版圖,再通過數控切割機的噴粉劃線功能實現。
對合基準線一般包含了中心線、直剖線、肋骨檢驗線、水線、拼板對合線、肋骨校直線、合攏端100mmMark線等,其大量的應用有助于提高精度控制手段。
(3)數理統計技術。數理統計屬于統計學范疇,其內涵包含兩個方面:1)如何合理有效地獲得資料數據;2)如何利用獲得的資料數據得出盡可能精確的可靠結論。
船舶建造過程中通過精度控制測量手段產生了大量的數據,必須經過搜集、整理形成一個完整的精度數據庫,然后用先進的數理方法和統計技術對此類數據進行分析,形成有效的反饋信息,借此來為精控標準的修正、余量與補償量的加放提供科學的數據支撐。
(4)模擬搭載技術。傳統的船舶建造搭載方式是采用二次定位方法,即先將一個分段(總段)吊裝至船塢(船臺)進行定位,現場施工人員依據相關基準線對搭載分段(總段)進行余量線的勘劃并進行余量切割,待余量修割完畢后再重新進行分段的吊裝定位(二次定位)。
模擬搭載技術,簡稱OTS(一次定位)。其方法是使用PDA連接全站儀進行船舶分段(總段)三維數據的采集,把測得的分段數據導入到三維精度分析軟件ECO-Block中,并進行實測數據與設計數據的自動套合,然后對將搭載的分段與已經搭載的分段在電腦上用ECO-OTS軟件進行電腦模擬搭載,預先了解分段焊接后的變形、錯位情況,同時分析搭載后的分段離空、錯位等狀態,確定搭載分段余量修割值,在分段吊裝搭載前將余量進行割除,從而達到一次吊裝、直接定位。
通過模擬搭載技術來取代傳統的船舶總組,將設計的三維坐標模型運用到實際的生產過程中,為無余量建造打下堅實的基礎。
3 結論
盡管我國精控管理技術已取得了一部分進展,但始終未形成一個完整的管理技術體系和完善的補償量數據庫,尚局限于船體建造尺寸精度。因此,為了縮小與國外先進船舶企業的差距,我國企業必須熟知精度管理的工作內容,明確精度管理的方針、目標,采用先進的測量方法,完善精度管理的標準,加強過程控制技術的應用,只有這樣才能不斷地提升建造的整體技術水平,增強自身的國際市場競爭力。
參考文獻:
[1]孔祥華.船舶制造精度管理及過程控制技術簡析[J].建材與裝飾,2016(31).
一、船舶制造企業建設安全文化的意義
第一,安全文化是人們對安全健康的意識、觀念、態度、知識和能力等綜合體。安全文化只有與社會實踐,包括生產實踐緊密結合,通過文化的教養和熏陶,不斷提高人們的安全修養,才能在推進精細管理、預防事故發生、確保造船質量等方面真正發揮作用。
第二,安全文化具有認識功能。安全文化是把社會學、管理學、心理學、行為科學等相結合,使船舶制造企業生產安全管理的實際轉化為另一種表達形式,使之更直觀具體、更生動形象,更貼近現實生活與工作,讓相對較為抽象的管理原理更易為企業全體成員所認識、所理解和接受,并掌握安全管理的精髓。
第三,安全文化具有教育功能。安全文化是企業根據安全工作的客觀實際與自身要求而進行設計的一種文化,它符合船舶制造企業的思想、文化、經濟等基礎條件,適合船舶制造的地域、時域的需求;它傳遞著企業關于安全的目標、方針以及實施計劃等信息,宣傳了安全管理的成效。既具有相對的系統性和完整性,又具有教育性,以促進全體成員產生心理的制約力量,自我約束,自我管理,自我保護,自我提高。
第四,安全文化具有導向功能。船舶制造企業的安全文化以其內容的針對性、表達方式的滲透性、參與對象的廣泛性和作用效果的持久性,形成企業的安全文化環境與氛圍,使全體成員耳濡目染,起著直接的與潛移默化的導向作用,從而影響每個成員的思想品德、工作觀念的正確形成,無形地約束企業全體成員的行為。
二、船舶制造企業安全文化實踐的必要性
第一,培育安全文化是船舶制造企業生產安全管理自身的需要?,F代管理科學強調“以人為本”的原則,就是要解決人的思想問題,為管理的其它環節創造先決條件。構建安全文化,能夠增強管理上的道德含量和安全意識,符合企業所有人的員的客觀實際及生產場地的特征,是解決所有人員對安全的認識問題,形成正確的安全意識的有效形式。構建安全文化就是要營造一種安全思維定勢,把搞好生產安全管理作為出發點和歸宿點。
第二,培育安全文化是船舶制造企業生存與發展的需要。當前,現代企業管理至今已歷經了經驗管理、科學管理,而文化管理是更高層次的管理方式。為制造品質更好的船舶是造船企業奉行的基本原則。但是,在船舶行業轉型升級的今天,與造修船生產的快速發展相比,安全生產管理水平的提升略顯滯后。安全管理的理念、規范、技術、方式方法等未能及時跟進、轉變和提高。因此,船舶制造企業要把安全文化建設與安全生產管理活動有機地聯系起來,建立起安全生產保證體系,使企業的安全管理有組織保障。船舶制造企業要搞好意識形態領域的安全文化建設,激發全體成員高度的責任感、使命感,視安全為企業生存的前提,從而組成由船舶制造企業的組織層面、成員的思想層面構成的多維的安全管理體系,達到生產環境安全的目的,這樣才能增強企業的市場競爭力。
第三,培育安全文化是船舶制造企業推行精細化管理的需要。引起安全事故的直接原因可分為兩類,即物的不安全狀態和人的不安全行為。前者是事故發生的根源。因此,安全工作首先要解決物的不安全狀態問題,這主要是依靠安全科學技術和工程技術來實現。但是,科學技術和工程技術是有局限性的,并不能解決所有問題。正因為如此,控制、改善人的不安全行為十分重要。當前,船舶制造企業正在大力推行標準化作業,就是要通過制定法律、規范、制度、規程等,約束職工的不安全行為,以保證安全生產目標的實現。隨著社會實踐和生產實踐的發展,盡管有了科學技術手段和管理手段,但對于搞好安全生產來說仍然不夠。只有大力推進安全文化建設,將安全生產融入管理,成為員工潛移默化的行為,以建設安全文化彌補安全管理手段的不足,才能真正建設本質安全型企業。
三、船舶制造企業安全文化建設的主要舉措
第一,要始終堅持高標準構建安全生產管理體系。應該總結、宣揚現代安全文化與安全素養,擯棄陳舊錯誤的安全文化,從被動型、經驗型的安全觀轉向效益型、系統型的安全觀。船舶制造企業要將安全第一,實現安全零事故是工作追求的目標。就船舶制造企業來說,只有認真分析船舶生產的每一個環節和關鍵點,將安全管理分解到每一個細節,從而制定出內容全面、管理可靠的安全生產管理制度和安全管理體系文件,并通過職工的集中學習實現安全工作高標準、常態化。
第二,要始終堅持高層次營造安全文化建設的氛圍與環境。隨著船舶工業生產力的飛速發展,生產規模的日益擴大,產品結構的不斷調整和高科技、高附加值產品的不斷更新,不僅給企業帶來了機遇和效益,也給安全生產帶來了難題。企業要在發展中求生存,需要有一個安全、穩定的內外環境。因此,安全文化的推行,必須建立在完善的安全技術措施和良好的安全管理基礎之上。加強企業安全文化建設,更需要安全環境的大力營造,需要群體效應的引導。船舶制造企業要將安全文化融入企業的安全管理各個環節,為職工營造一種“誰遵守安全行為規范誰有利,誰違反安全行為規范誰受罰”的管理環境,使“安全第一”成為人們的第一需要,使職工將遵守安全行為規范變成自覺自愿的行動。
第三,要始終堅持高起點推動安全文化與企業中心工作的有機融合。企業管理者不應該把安全文化看作特別獨行的事務,而要在企業的總體理念、形象識別、工作目標與規劃、崗位責任制制定、生產過程控制及監督反饋等各個方面融合進安全文化的內容。處處、事事體現安全文化,這才是安全文化建設的實質。要緊扣造船企業的生產目標與管理體制,配合企業改革的步伐,采用動態的管理方法設計安全文化的具體內容和有效的宣傳方式以及具體的實施計劃。從宏觀出發,自微觀入手,及時地研究社會與企業的狀況,搜集安全文化信息,不斷地調整、完善安全文化的內容;同時注意評價實施安全文化的績效,防止走過場、搞形式。
第四,要始終堅持高平臺提升職工安全技能和安全意識。安全文化建設的土壤是職工,職工受教育的程度、知識水平的高低、業務能力的強弱等基礎文化素養,與安全文化工作的實施密切相關。因此,安全文化建設,關鍵在人,核心在人,主要因素也在人。人與人、人與物的組合是現場生產要素最基本的組合。企業的一切生產活動各項管理工作都是由人來掌控、操作和完成的。建設安全文化,必須依靠現場所有職工的積極性和創造性,發動廣大工人參與安全管理。建設安全文化,就是要不斷培養工人良好的安全操作習慣和參與安全管理的能力,不斷提高工人的素質,實現由“要我安全”到“我要安全”的轉化。建設安全文化,必須大力開展宣傳教育,做到形式多樣、內容豐富、活動經常,凈化生產現場環境,營造一種健康、活潑、高尚、進取的企業安全文化環境。
關鍵詞:船舶制造 精度管理控制 過程控制
中圖分類號:U671.99 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2014)06(a)-0171-01
船舶制造精度控制技術主要是通過科學的管理理念與先進的管理手段來實施和控制的,采用船舶制造精度管理為的是能夠大幅度的減少施工現場修正的工作量,從而來提高生產效率、生產質量以及生產產量等,在精度管理中要應用一定的精度控制技術,精度控制技術主要是以船體的建造精度為準則的,要想讓船舶企業完全改變成現代造船模式就必須要將精度控制技術完全的應用于造船企業。我國的造船技術與其他國家相比還是有一定差距的,與日本相比,雖然我國的造船設備遠遠優于20世紀的日本,但是我們的技術卻被日本落的遠遠的,尤其是我們的造船精度完全不能與日本相比,那么究竟是什么原因導致這樣的結果呢,經過分析表明:我國的造船企業多數是比較注重量而不是十分注重質的,造船企業為了趕制訂單而忽略了建造之外的問題,尤其是忽略技術的創新。
1 造船精度管理的內容及實施步驟
補償量計算與分配、建造過程控制, 精度標準是造船精度管理內容的主要組成部分,補償量計算與分配所需要的具體數據參數來源于船舶在建造過程中收縮量的測定;船舶在建造的過程中,技術人員們需要對建造的每一道工序都要進行嚴格的測量,所以必須采取有效的控制管理,才能消除各個工序的精度誤差;造船精度標準的制定是衡量一個船舶制造企業造船質量好壞的關鍵,科學的精度標準將極大地提升企業的核心競爭力,其實,精度與管理在造船業都是極其重要的,兩者要相互結合的融洽才能制造出質量可靠的船舶。
2 船舶制造精度管理補償量的計算與分配
2.1 補償量計算與分配的理論基礎
船舶制造精度補償量的計算與分配是有一定的理論基礎的,技術在實行時要以數理統計以及尺寸鏈理論為基礎進行。
2.2 補償量計算與分配的方法
有了理論依據還遠遠不夠,要想精度管理技術能夠真正的實施我們還需要有一定的方法來支持。造船精度管理的核心是運用補償量來取代余量,那么我們究竟怎樣對補償量進行計算呢?補償量的計算主要有以下兩個內容:
(1)在原有數據基礎上充分利用數理統計手段,對原始數據進行統計和回歸,把補償量的數值進行計算。收集原始數據利用數據庫技術進行整理,在原有數據的基礎上建立數據模型。采用BP神經網絡和質量管理圖對補償量進行預測、計算、分析及監控等。目前由于船舶造船企業技術還不是十分穩定,這也就造成了補償量的計算方法不能夠得到完善,因此要想統計出準確的補償量我們就要有一定的相對穩定的技術規則。
(2)我們在計算出整個制造過程的補償量之后,就需要進行補償,補償量的計算為的就是后續的補償問題,機械加工的尺寸有時候和理論存在一定得誤差,那么就需要我們在制造過程中進行補償,填補空缺,我們通過運用概率法和極值法進行計算,然后由一道工序提出精確的補償要求,我們根據需要補償的要求對零件進行補償,以達到要求為目的。最終完成整體的補償。
3 船舶建造過程控制
3.1 造船精度測量技術
船舶制造精度的保證需依靠測量水平和撿測工具等多方面的因素。在船舶制造的過程中測量是技術人員得到建造數據的唯一方式,而且它對建造過程中的質量管理,監督起到了非常重要的作用。隨著現在高新技術的快速發展,已經出現了非接觸測量技術,它可以利用遠紅外技術對船體焊點進行非接觸測量,這也促進了造船技術的快速發展。
3.2 造船過程控制
在造船過程中我們一般將精度的控制大體分為兩個方面:一方面就是在造船過程中產生精度損失之前我們先采取一定的措施將影響精度的因素排除掉,保證船體的正常建造,我們稱之為主動控制;另一方面就是在船舶建造的過程中產生了突發狀況,影響到了船體的建造精度,這時我們及實地采取有效的控制行為來減少精度的損失,我們稱之為被動控制。事實上,船舶建造的監督管理是需要不斷地改進的,我們必須將動態公差控制理論引進到精度管理上,來提高我們的造船精度,減少造船的費用,使我國船舶制造業在國際上有一定的競爭力。
4 精度標準制定
船舶制造業是一種非常特殊的制造行業,它對精度的要求是非常高的,所以,我們日常所說的精度管理其實質就是高效的科學管理與先進制造技術的相互結合的產物,對于造船業來說,一個有效的精度標準需要這個企業有相當成熟的技術、先進的生產設備和高效的管理為基礎。此外,現在各造船企業都在考慮造船的成本問題,所以在精度標準制定過程中一定要考慮到這一因素,因為在不同的工序過程中精度等級的不同會嚴重地影響船舶制造的成本,所以技術人員在設計的同時一定要考慮到全局。
5 結語
精度控制一直是造船業的技術難題,而且它對船舶建造的質量是至關重要的。自建國以來我國的造船業取得了長足性的進步,如果說以長遠的眼光來看,我國必須將船舶精度管理與過程控制技術的研究引入造船業,以此來彌補以往人工經驗的不足、并且加強造船過程中的技術檢測和研究, 這些工作都需要我們的技術人員長久地堅持下去,才能確保我們有更好的研究成果運用到實際生產中。船舶建造的技術人員只有熟知造船精度管理的內容,搞清楚具體的實施步驟,并且采用世界先進的制造工藝,對船體建造的細節嚴格把關,不斷地提高我們的管理水平,這樣才能制造出世界上最先進的船舶。
參考文獻
[1] 劉善德,翟永興,史佐.造船精度管理是實施總裝造船的支撐性技術[J].造船技術,2007,277(3):23-26.
[關鍵詞]船舶制造;安全生產標準化;管理體系
實際的船舶生產制造是非常龐大而系統的下程,尤其對適應現代水上交通運輸和海洋開發等不斷發展需要的船只制造對技術含量、勞動力和資金儲備的需求越來越高,一艘船從設計到總裝下水需要很長的生產周期,期間涉及各種高精、復雜和繁多的下藝流程,而且作業環境機械化程度一般不會很高,條件非常艱苦對生產人員的勞動強度要求非常大。國防科下委嚴重申明和認定船舶建造企業屬于危險作業行業之一,近年來船舶生產中人員流動性很大,安全管理下作存在各項嚴重的隱患,雖然在每個員下的共同努力改進下,安全管理下作已經有所改善,但是船舶生產下作涉及人員實在太多,每年仍然存在重大安全事故發生,因此船舶生產活動中對安全技術和生產的規定理念需要進一步加強認識并貫徹落實到位,提高所有生產人員的安全意識。
1船舶建造企業生產過程中的安全風險分析
船舶生產制造下程復雜而系統,整個生產周期中都存在各種安全風險,主要可歸納如下:
1.1火災隱患
在實際生產過程中需要很多易燃易爆物品用于對零件和中間產品加下,包括天然氣、乙炔甚至下業氧氣等作業下業燃料一,這此氣體材料一的活性很高在存放和輸送過程中很容易發生爆炸而引起火災事故。
1.2觸電風險
船舶生產車間環境非常復雜,需要各種儀器儀表和電纜電線輔助生產,車間內存放有各種機械生產類設備,生產人員在實際作業操作時不慎失誤或日常保養維護疏漏很容易引起線路短路、絕緣保護失效或漏電現象,進而導致觸電事故發生。
1.3高空作業風險
生產過程中的分段裝焊和分段總裝環節中作業人員通常遠離地面,在這期間作業人員搭建腳手架時很容易出現高空墜落安全事故發生,而且分段組裝時一般要求拆除防護欄,沒有防護欄保護作業人員稍有不慎便會高空墜落。
1.4擠壓碰撞
各種機械設備在生產過程中會高速的運行,可能操作人員的失誤或是其他現場流動的作業人員一時避讓不及便會導致擠壓和碰撞等嚴重安全事故。為了做好船舶企業的安全生產,避免安全事故發生造成人員傷亡,影像下程進度,企業需要加強作業現場管理,建立配套的安全生產管理標準體系,強化現場人員的安全意識,穩定船舶制造企業安全生產環境,這樣才能給下程進度和質量提供充分保障,促進企業效益穩定提升,對企業可持續的長遠發展具有重要的意義。
2實施安全生產標準化的意義
實施安全生產標準化需要建立完善科學系統的安全生產責任制度,規范下藝生產流程和作業操作流程,對生產活動中涉及的安全隱患和危險源有效地預防、及時排查和改善處理。從而促使船舶制造生產活動規范有序的進行,為現場施下人員、管理人員和質檢人員以及產品提供安全保障,同時促進企業生產經營符合國家相關法律規定,建立科學規范化的生產環境,使企業生產效益進一步提升,生產活動更加規范有序。船舶制造企業建立安全生產標準化體系不僅僅是對生產過程中環節明確規定相關作業規范和標準,另外包括搭建安全生產標準化平臺和實施途徑,規范了企業生產經營活動達到相關安全生產標準,為船舶制造生產下藝改進和技術創新提供基礎性保障,為生產現場監督管理提供了可行的依據,同時是每個船舶制造企業長期發展的必經之路。
3船舶建造企業安全生產標準化管理體系分析
3.1標準化安全管理體系策劃
實施安全生產標準化管理體系制定的標準化指標必須具備有效性、合理性和科學性,首先需要明確項口建立人員與參與人員培訓口的和要求,結合實際生產需要嚴格劃分生產環節中標準化操作規范,以相關法律法規下對船舶制造企業安全生產標準和指標要求為基本前提,從企業安全生產現場管理和企業安全生產技術等方面著手制定相關規范指標,其中包括以企業安全生產標準化基本規范為基礎將安全管理內容細化為員下素質、車間班組安全、安全事故應急預案、生產管理組織構建、安全信息標識和安全回憶等細則內容,以船舶建造標準和下水標準及規范制度為藍本融合船舶生產車間下藝元素將生產作業現場管理細化為生產技術標準管理和現場技術管控等內容。
3.2安全生產技術體系
船舶制造企業安全生產技術體系的運行是一個動態過程監控,主要通過加強危險源識別、和評估為防范途徑,主要強調事故發生的分析判斷,方便及時采取針對性的技術手段有效控制和改善;以生產技術體系為基礎,持續規范化改進技術指標強化安全能力建設,保證生產技術不斷提高更安全有效。影響船舶生產技術安全能力建設的主要涉及安全生產理論研究、監測監控技術、勞動防護技術、下藝水平、安全生產培訓技術和設備下具技術等。但在制造生產過程中發揮事故防控作用的安全生產技術主要依靠下藝技術水平、勞動防護技術和監測監控技術。因此,需要以下藝下裝技術、勞動防護技術和監測技術為核心建設安全生產技術體系,以安全生產培訓技術、安全生產理論研究和設備下具技術為支撐不斷完善安全生產技術體系。
3.3現場安全管理體系
船舶制造每個項口需首先搭建現場管理頂層設計方案,根據設計方案按步驟有序地規范現場下藝布局、設備設施布局和完善現場環境,從而保障生產現場管理條件滿足規范管理需要。同時將現場管理方案納入企業管理層決策范圍,建立出責任劃分清晰、管理渠道通常的管理體系,以此為基礎結合現場需要逐步完善各生產環節規章制度,包括現場作業人員標準、設備設備管理標準、原材料一使用標準和現場環境標準等方面的統一規范要求,同時建立配套的安全生產長效責任機制實現從環境、設備、技術和生產作業的規范標準化,為火災、漏電、高空墜落和擠壓碰傷等安全隱患提供及時排查和處理執行參考。
4結語
安全生產標準化管理體系構建是動態的持續內部改善過程,是船舶制造企業長期發展戰略下的必然需求,隨著水上交通和各種水上下程不斷提出的更高要求,對船舶生產的質量需求日益上升,因此船舶行業需要保持一個開放進取狀態構建符合生產需要的安全生產管理體系并且在下藝和規模不斷改善的情況下持續的保持和自我完善更新下去。
參考文獻:
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