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关键词:现代造船业;内容;任务;工艺流程
船舶是复杂的水上工程建筑物,是大型综合型工程,有“水上活动城市”之称。它除了由数以万计的船体构件组成壳体外,还配有各种机器设备、电器设备和生活设施等,以满足船舶的航行、停泊、工作和生活的需要。船舶制造和一般机械产品的制造有很大不同,技术密集、配套复杂、多工种立体作业。船用材料、造船焊接、船舶动力装置和电器设备就是与船舶制造密切相关的几门学科。
一、船舶制造的内容和任务
船舶制造是船舶与海洋工程专业的技术,它主要内容是为船舶制造、船舶设计提供相关的技术知识,其任务是掌握船用村料、船舶焊接、船舶动力装置、船舶电器设备等方面的技术和知识。
1.船用材料
船舶材料即造船体所用的材料。船体是指不包括任何设备、装置、系统在内的船舶壳体。船舶按船体材料可分为钢质船、木船、水泥船、铝合金船、玻璃钢船、混合材料船。这些船舶中,数量最多、吨位最大、最普及的是钢质船,重点是船用钢材。主要内容有钢的冶炼和分类、船用碳素结构钢、船用合金钢、船用钢材的选用。
2.船舶焊接
在各种钢质船舶结构中,构件最普遍采用的连接方法是焊接。焊接工艺以及焊接应力与变形。具体包括电弧焊、焊条电弧焊、金属材料的焊接、焊接应力与变形以及焊接接头的质量与检验。另外还要重视对焊接结构工艺设计及焊接结构断裂的防止。
3.船舶动力装置
船舶动力装置是主机再加上保证主机工作所需的辅机、管路、设备以及将主机功率传给推进器的轴系统的总称。它主要由主机、传动设备、轴系、机舱机械设备和动力管路、自动控制系统等部分组成。从广义上讲,船舶动力装置还包括甲板机械、特种机械和船舶系统。所以船舶动力装置所涵盖的内容是相当广泛的。主要内容包括船舶动力装置的类型、船舶轴系安装、船舶主机安装、船舶管路系统。
4.船舶电器设备
船舶电气设备从电源装置开始,中间经过对电能的控制、检测、分配、传输,一直到所有使用的电能的用户装置,组成了一个完整的枝叉型的电气网络,这个电气网络称为船舶电气系统,网络中的所有电器装置就称为船舶电器装置。按照在系统中的作用和负载的性质,有以下八种装置和系统:①船舶电力系统;②船舶电力拖动装置;③船舶电力推进装置;④船舶照明系统;⑤船舶通信、联络装置;⑥船舶导航装置;⑦船舶自动化装置;⑧特种装置。
二、现代造船工艺流程
现代船舶绝大多数为钢质焊接船,钢质船一般采用分段建造法建造。其建造的生产过程非常复杂,分为三大作业内容:船体建造、船舶舾装和船舶涂装。包括各种材料和设备的准备,材料的成型加工,船体的装备焊接,各种系统、机械设备、仪表等的制造和安装调试以及舱室绝缘、装饰、用具等的制作和安装,最后还要进行整体性的试验和交船工作。
1.船体放样
船体放样的目的是光顺船体的型线,修改实际图纸中因各种原因产生的误差,确定各种船体构件的实际形状和尺寸,提供后续工序必要的施工资料。
船体放样通常有以下三种方法:实尺放样:把设计的型线图按1:1的比例绘在放样间的地板上;比例放样:把设计型线图按1:5或1:10的比例绘在放样桌的台面上;数学放样:运用数学方法编成程序,输入计算机进行船体放样。
无论采用哪种放样方法都要光顺型线、修正型值,然后再绘出肋骨型线图,进行结构线放样,展开船体结构和舾装件,从而绘制下料草图,制作样条、样板、样箱或投影底片,仿形图等。
2.船体钢材预处理和号料
船用钢材经检验部门验收合格后,将船用钢材在轿型机上进行矫正,喷丸或抛丸除锈,涂防护底漆,这个过程即为钢材的预处理。钢材预处理从矫正、除锈、喷漆到烘干过程一般为自动完成的。
预处理工作完成后,再应用样条、样板、板箱或草图或投影底片、仿形图等放样资料,把放样展开后的各零件图形及其加工、装配等号画到平直的钢板或型钢上去,这个过程称为号料。
3.船体构件加工
船体构件加工是继放样下料后的一道工序,它是利用金属材料在常温下具有以下三种特性。即钢的可延展性、当钢材单位面积上受到外力超过极限强度时,会使钢材断裂、钢材加热具有热塑性并产生热胀冷缩现象进行加工。
船体结构加工分类。船体结构加工可分为冷加工和热加工。冷加工主要指构件的矫形、剪切、刨边、辊弯、压弯、折角或折边等。热加工主要指构件的切割(手工切割、半自动切割、数控切割和等离子切割)、热压弯曲、水火成形等。
船体结构加工又可分为边缘加工和成型加工。边缘加工主要指构件的切割、剪切、刨边、开坡口等。成型加工主要指构件的辊、压、折、矫形等。
4.船体装配和焊接。船体装配和焊接,就是把加工后的船体构件,组装成整个船体的工艺过程。
船体装配和焊接分三个阶段:由船体零件组合成部件;由船体部件组合成船体分段式;由船体分段和零部件组合成整个船体。
在现代造船中,船体装配焊接一般都采用分段建造法。它将船体化分成若干个局部结构,预先在装焊车间或其他装焊场地制造,这个装焊工艺过程称为船体结构预装置与焊接。
总的来讲,现代船舶采用分段建造法比较优越,能使用流水和平行作业法,便于采用各种自动焊接设备,控制焊接变形,便于研制和应用各种新的工艺装备,使劳动条件得到改善。从零件到整个船体装配过程中,焊接是贯穿始终的,整个船体的各种接缝按设计要求用焊接连接起来,从而使各种船体结构合成为一个船体。船体焊缝不仅要求表面质量合格,密性焊缝要进行密性试验,而且对重要结构焊缝应采用X射线透视,或超声波探伤方法检查。
【关键词】船舶制造;企业经营;战略分析;海洋经济
1.引言
2008年的金融危机和2011年的欧洲债务危机给海洋运输业带来巨大冲击,同时影响了船舶订单。许多船舶制造企业举步维艰,不少船舶企业家犹豫彷徨。但是在海洋经济的开发中,船舶作为水域交通工具,就像陆地交通工具汽车,必将迎来新的发展。作为企业家,应该从战略的角度分析船舶产业,抓住发展机遇,在全球的船舶制造市场上赢得更多客户、树立卓越品牌。
2.船舶制造产业的产品矩阵分析
造船工业是“综合工业之冠”,由于船舶使用条件的复杂性,船舶产品异常丰富。本文对船舶产品进行基本矩阵定义:
公式:某船舶类型=f(Ai、B i、C i、D i、E i、D i、G i、…)
本文根据公式而建立以下战略分析条件:1、存在一个船舶分类矩阵F(x);2、存在一个船舶收益矩阵P(F);3、P(F)的过去和现在状态可以统计,P(F)的未来状态可以预测;4、根据P(F)的状态发展趋势来分析企业战略M。对于船舶产品矩阵中的每一个产品类型的分析,都是企业家经营决策的头等大事。十五期间国际贸易平稳增长,海洋运输蓬勃发展,许多民营企业家看到中低吨位的散货船销售旺盛,纷纷筹资投入该类产品的生产,中国沿海各地船台数量也激增,直到2008年10月危机的到来,该产品的订单大幅回落,很多企业还没有来得及收回相关投资就面临债务危机。与此相对照的是韩国船舶企业在大吨位散货船保持科技优势,在2011年上半年反而大大超过中国同行。
3.船舶经营战略分析框架
本文使用OMO战略方法——订单趋势(order)、竞争格局(structure)、环境机遇(opportunity)三个方面对中国船舶企业的经营战略进行分析。
3.1 船舶订单的趋势分析(ORDER)
随着亚洲造船工业的迅速崛起和世界航运重心的逐渐东移,原来相对分散的世界造船市场格局发生了巨大变化。转移路线为:欧洲日本韩国中国。欧洲份额由当年占世界份额的50%以上,下降到不到5%;日本由当年占世界份额的48%下降到目前的20%;韩国已到顶峰约占36%;中国07年约占世界份额的33%。从全球的船舶订单来看,现在主要由中国、韩国和日本来完成。目前中、日、韩为主体的亚洲地区约占世界份额的82%。2009年中国新承接船舶订单2600万载重吨、手持船舶订单18817万载重吨,中国新接订单量、手持订单量分别占世界市场份额的61.6%、38.5%,首次全面超过韩国,成为世界第一造船大国。2010年这一大好势头得以继续维持。2011年中国继续保持良好势头。
3.2 我国船舶制造企业的格局分析
据原国防科工委统计:2007年底,全国共有船舶制定企业约3000家,纳入全国船舶工业统计范围的规模以上制造企业431家。中船集团2007年造船完工量、新承接船舶订单、手持船舶订单分别占全国总量的34%、24%和32%。中船重工集团2007年造船完工量、新承接船舶订单、手持船舶订单分别占全国总量的22%、16%和16%。两大国有船舶集团和十几个骨干国有船舶集团完成约80%的制造完工量,上千家民营船舶企业完成约20%制造完工量,可以这样形象比喻中国船舶制造行业的格局:“三个层次,上面两位大伯,中间十个兄弟,下面上千孙子。”
3.3 我国船舶制造企业的机遇分析
企业家非常关心经营环境中的机会,而在中国经营船舶制造企业不但容易生存,而且容易发展壮大。
(1)船舶订单稳步增长,产业集聚趋势明显
世界船舶订单总数是稳步增长,中国占据的订单份额越来越多,船舶装备产业和相关辅助产业在中国沿海各地集聚成型,“中国制造”的品牌优势越来明显。三大主力船型(油船、散货船、集装箱船)价格指数走势是在平稳波动中逐渐增长。尽管国际经济低迷时散货船和油船市场低迷,但高附加值船舶、节能船舶的订单却没有受到影响,反而有较大幅度提升。
(2)中国造船发展空间很大
虽然总体上中国造船订单数量过韩国和日本,但是世界造船前20强中国企业数量还不多,2009年只有5个。中国造船企业除了中国船舶工业集团和中国船舶重工集团、中间十几个骨干船舶国企之外,大部分是民营造船企业,他们规模很小,具备优势的民营船舶企业兼或重组其他船舶企业成为一个趋势。一个多世纪以来,船舶企业兼并重组浪潮一次又一次,日本和韩国船舶集团优势非常明显,造船前10强中国造船集团数量很少,2009年只有国资委下的2个船舶集团,日本有3个,韩国有5个。
(3)中国政府大力扶持和发展海洋经济
在海洋经济的大潮下,船舶制造产业被众多地区确立为海洋经济支柱产业。辽宁省“五点一线”沿海经济带中的船舶制造业2010年的造船能力达到800万载重吨、修船坞容达到100万吨;河北省沿海经济带中的船舶工业2010年产值已达39亿元;天津滨海临港造船能力2015年规划达300万载重吨;山东蓝色半岛的船舶制造业2010年造船能力达600万载重吨;江苏省滨海临江的船舶制造实际完工量2010年已经达到2300万载重吨;上海沿海的船舶制造实际完工量2008年已经达到932万载重吨;浙江沿海的船舶制造实际完工量2008年已经达到422万载重吨;福建沿海的船舶制造实际完工量2008年已达到93万载重吨;广东省海洋经济总量排第一,它的船舶制造目标是建设具有国际竞争力的现代化造船基地,船舶工业整体竞争力达到国际先进水平。
(4)中国海洋经济的人力资源优势越来越明显
中国了《中国中长期人才规划》,涉及海洋经济的人力资源总量是世界第一。每年国家还培养大量的人才参加海洋经济建设。2009年,开设海洋专业的机构有314个,相关高等学校教职工数38.8万,专职教师23万,培养博士毕业生1611人,培养硕士毕业生3126人,普通高校培养本专科4.67万人,成人高校培养1.17万人,中等职业学校培养2.44万人。
4.小结
总之,作为海洋经济中的船舶制造业面临着巨大的发展机遇,虽然美国的金融危机和欧洲债务危机给海洋运输业带来巨大冲击,也影响了船舶订单,但是企业家们如果从战略的角度分析,在中国经营和发展船舶制造企业的前景是非常美好的。可以达成以下几点战略共识:第一、全球贸易一体化过程中,虽然贸易额有波动,但是总体是蓬勃向上发展,作为海上交通工具的船舶制造业也必将随之发展。第二、更低能耗、更高速度的高附加值的各种类型船舶都会不同程度地发展,它们都需要懂得更高技术的专业人才。第三、面向全球客户服务的船舶公司需要高级的经营和管理人才保持并发展公司的竞争力。第四、船舶集团会兼并收购相对弱小的集团。第五、只有在中国船舶制造行业的竞争中占有一席之地,才能在世界船舶行业中生存和发展。
参考文献:
[1]刘曙光,姜旭朝.中国海洋经济研究30年:回顾与展望[J].中国工业经济,2008(11).
[2]袁和平.中国船舶工业参与国际竞争的历史回顾与经验总结[J].中船重工,2003(4).
[3]中国船舶工业协会.2010中国船舶工业经济运行分析[J].中国水运,2011(2).
继续深化起重机械专项整治,巩固和扩大船舶修造行业起重机械专项整治成果,进一步提高业主的特种设备安全意识,全面落实企业安全管理的主体责任,加强企业安全组织机构建设,健全完善安全管理制度,落实现场管理各项工作措施,提高从业人员素质,确保作业人员持证上岗;杜绝无证制造、安装、改造、维修起重机械,杜绝非法、违规使用起重机械现象,消除事故隐患,有效遏制各类事故发生。
二、指导思想
坚持以科学发展观为指导,坚持“安全第一,预防为主,综合治理”的方针,以《特种设备安全监察条例》、《特种设备安全管理条例》等有关特种设备安全生产法律法规和标准为依据,以治理船舶修造企业特种设备无证使用,操作人员无证上岗行为为重点,强化对企业的安全监管和行政执法,规范企业安全生产管理,促使企业改善安全生产条件,建立自我约束、持续改进的特种设备安全运行长效机制。
三、整治措施
(一)使用单位应设立特种设备安全管理机构或配备专(兼)职安全管理人员,职责明确,能正常履行管理职能。
(二)使用单位应建立特种设备使用管理制度并切实组织实施,建立健全包括岗位安全责任制度、安全操作规程、定期检查、维护保养、事故应急处置和救援预案等各项制度,责任落实到人,适时进行预案演练。
(三)使用的起重机械应按规定经过检验合格,并办理使用登记;设备按期进行检验,检验中发现的问题应在规定的时间内及时整改。对存在严重事故隐患、无维修改造价值的,应当予以停用报废。
(四)使用的起重机械应进行经常性日常维护保养,并定期自行检查,做好详细记录,特别是作业人员的运行检查和管理人员的每月至少一次的定期检查,
(五)建立特种设备的安全技术档案、台帐,内容完整,各项记录齐全、规范。
(六)作业人员熟悉安全操作规程,起重机械司机、司索和指挥人员持证上岗,证件有效期、作业项目、聘用情况等与操作的设备相对应,现场作业分工明确,配置必需的工作器具和安全防护用品。
定期组织开展作业人员全员安全教育、培训,并做好记录。
(七)租赁使用的起重机械应符合《特种设备安全监察条例》等法规、规范要求,并纳入本单位的特种设备管理。
(八)大件吊装作业应编制起重作业方案,明确吊装作业程序和安全注意事项,明确吊装现场负责人、指挥、司机及有关作业人员的职责,对吊装作业中可预见的潜在危害制定相应的防范措施。
四、工作进度安排
专项整治工作总体分三个阶段进行。
第一阶段:5月20日至6月20日,各船舶修造企业根据专项整治要求,制定整改方案,组织特种设备作业人员对特种设备相关法律、法规进行宣贯、培训。对照《特种设备安全监察条例》、《特种设备安全管理条例》等相关法律、法规开展自查,找出企业本身在特种设备管理方面存在的问题和不足。
第二阶段:6月21日至7月20日,各船舶修造企业根据制定的整改方案对特种设备安全生产管理存在的问题进行整改,要求各企业在7月21日前把整改情况形成书面材料上报到区质监分局
第三阶段:7月21日至7月30日,组织相关部门对各个船舶修造企业进行专项检查,对专项整治工作进行分析、研究和全面总结,形成阶段性成果,同时,研究进一步深化、完善的意见和措施。
五、工作要求
(一)加强领导,落实责任
各船舶修造企业应切实加强对特种设备专项整治的组织领导,落实责任,精心组织,周密部署。定期汇总、分析、研究和解决有关情况和问题,并将每一阶段的工作情况及时报送区质监分局。
(二)突出重点,务求实效
区质监分局应当根据本地区船舶修造业的特点,抓住主要问题和薄弱环节,以点带面,整体推进。同时,要与日常安全生产监管有机结合在一起,切实将专项整治工作做细、做实,消除事故隐患,确保专项整治工作质量。
【关键词】单元;组装单元;模块设计;壳舾一体化
引言
推进现代造船,单元/模块的策划是产品设计的重要取向,单元/模块的设计是生产设计的重要内容。通过单元/模块技术的应用,来大力提升舾装技术的水平,积极推行平行制造的建造策略,从而提升造船企业的竞争能力。
船舶工业的生产过程是一个复杂的有机的整体大系统,随着计算机技术、信息技术的工业中广泛应用,造船行业正经历着又一次新的技术革命,其目标是通过现代集成制造技术带来造船业更高的经济效益,其主要的特征是由区域导向型造船走向中间产品导向型造船。这其中核心技术是基于设计制造一体化的船舶单元模块化建造技术的发展。从本质上讲,单元/模块制造技术完全改变了传统的舾装方法:舾装作业先从造船主流程上脱离而在与其平行的舾装副流程上先期进行制造,然后择期在分段/总段和搭载的合理节点上予以组合和融入,经过合理的施工排序,实施壳舾一体化作业,从而缩短了主流程的建造周期,这对于提高造船生产效率、优化舾装作业环境、加快船舶建造进度有着重要的意义。
1 单元/模块设计的策划应该起始于产品详细设计
单元/模块设计的前期策划工作,建议在产品详细设计起始时就需要做好二个方面的工作:一方面在总体布置尤其机舱区域内的设备、装置、箱柜等的综合布置工作,要为单元/模块选择取向创造环境,要为具体设计提供方便,即上道工作为下道工作提供机会和条件。另一方面在分段/总段科学、合理划分的基础上,预先作好单元/模块设计的总体规划,经过综合审议和评估之后予以成立,以此指导生产设计关于单元/模块相关内容的顺利进行,体现产品设计前后二个阶段工作的良好接。
2 单元/模块设计的基本指导思想
单元/模块设计的基本指导思想是,在详细设计所作的总体规划统筹下,依托分段/总段科学、合理的划分,按照以中间产品为导向的工程分解原则,在全船各个区域进行综合布置的过程中,可以选择设备、装置、管路、铁舾件及其它舾装件等综合布置相对比较密集的局部区域设计为单元组装乃至舾装模块,即将该局部区域的相关工程内容从总体综合布置中剥离出来,形成一个具有良好接口的独立完整体,它既便于制作,也方便吊运安装,又可以在不同建造阶段实施造船主流程和舾装副流程上并行生产。在此基础上,还朝着舾装工程与船体结构相结合的综合模块的方向发展,进一步实现模块化造船。单元/模块技术的推行,有利于提升造船工程分解的能力和水平,调整作业排序,新工法技术,以缩短船舶建造周期。
3 单元设计的选择。
目前选择使用单元类型最多的主要是管束单元、功能单元以及区域综合单元等三种。现分别叙述如下:(1)管束单元成束成排(含阀件、附件)敷设并以组合支架合成的多路管段的整合体是管束单元,它适用于机舱内、甲板上、房舱内外等全船区域有成束管路的场合。(2)功能单元以含一台(组)及以上的设备或装置为中心并包含周边相关的管路、阀件、附件、铁舾件及电舾件等在内的组合体是功能单元,它适用于机舱各个平台甲板上采用,也适用于舱房内及主甲板上有关的设备或装置来采用。(3)区域综合单元在大面积的机电设备等综合布置密集的区域内,对其整个大区域工程进行科学和合理的分解,成为若干个较小的、相互依附且制作方便的单元的有机合成体,而这些较小单元是按照区域划分原则分解成的,也实属综合性单元。它特别适用于机舱包含花钢板上下在内的整个底层区域,也适用于油船主甲板上管路系统综合布置的区域。
4 艏、艉部区域结构内的单元选择取向
艏部和艉部区域的结构内布置有锚、舵设备装置及相关的管路、铁舾、电舾等附件,对于这种综合性布置,可以考虑连同船体结构在内的整个空间,融合成一个综合模块。即在船体分段或总段组立基本结束时就提前进行舾装作业,在舾装作业前移之后,成为一个综合建造相对比较完整的最高等级的中间产品。但也值得注意的是,由于目前造船建造精度控制方面的原因,整个模块制造还或将可能会遇到某些风险,所以一定要仔细研究和逐步实施的基础上造条件扎实推进。
5 机舱底层区域综合单元之间分割的要点
对于机舱区域综合单元,尤其是针对较大面积综合布置的情况,要充分注意其相互分割的科学性和合理性。对此,一般的要求概述如下:(1)机舱底层区域综含单元的分割,要仔细研究其整体框架结构分解的可行性。它们的分解和合拢是否有操作性,对整体结构强度是否有不良影响,在起吊运输、定位安装及焊接作业时是否可靠方便,它们的体积和重量大小是否过分悬殊。(2)机舱底层区域综合单元的分割,要仔细研究其组合安装的方便性。单元之间的相互接口,一般应采用其设置在前后左右的垂直法兰连接方式,并让它们连接位置适当的岔开,以方便组装操作,注意尽可能避免法兰上下的连接方式或者斜面的连接方式。(3)机舱底层区域综合单元的分割,还需要注意吊运作业操作和安装位置调整空间的可能性。即当最后的一个单元吊入及单元制造或许存在某些误差时,应考虑预先留有一定的空间位置便于调整操作,避免造成不必要的返工和损失,这是区域综合单元设计时必须要注意的重要实项。(4)机舱底层区域综合单元的框架结构必须保证牢固。若有必要,在组合框架的分割之处进行适当的局部加强,框架的高度有调整的可能可能。在研究管件固定时,要充分考虑利用框架的部分结构来支撑管件。此外,单元框架结构应该保持完整性,包刮其中的格栅板也尽可能保持完整。(5)机舱底层区域综合单元内的所有管件必须注意用支架紧固可靠。应使整个框架结构与设备及其周边的阀件、附件、铁舾件、电舾件等连接成为一个整体,确保单元结构的牢固,以便于吊运的可靠和安全。具体办法可采用类如公共基座、公共平台以及增加必要的连接构件等予以强。(6)机舱底层区域综合单元整体对外接口的连接,一般可以采用调整管方式来处理。单元内部管件与设备接口之间的连接,一般可以采用预先组合校管的方式来解决。
6 功能单元、管束单元设计的内容
功能单元的内容,应该包含设备基座、相关的箱柜、附件以及周边的管路等,最好还有相关的电舾件。管束单元一般要求采用若干个组合支架予以固定,单元内除了成束管件之外,还可包含若干阀件、附件等。
7 单元设计的完整性
各类单元设计时,应该注意单元所包含的综合布置内容尽可能保持完整,不应该在单元安装结束后再去对其内部进行二次施工。考虑到船体结构和单元制造可能发生局部的误差,为了定位和安装的方便,区域综合单元的框架某些支撑尽可能设计为其高度可调整的。具体结构应视实际情况而确定。
8 单元设计信息的提供。
每个单元/模块的设计,都应该按时提供它们的布置图、安装图、组装图以及与其相关的制作图,还需要提供准确物量信息和工艺信息的整套托盘表。
9 结论
经过对船厂的实际考察和深入研究。单元/模块技术的推行,有利于提升造船工程分解的能力和水平;有利于确保船舶建造质量和生产效率的提高,建造周期的缩短,以及生产成本的控制。这种模式也已成为现代造船行之有效的一种造船模式。
参考文献:
[1]现代造船工程哈尔滨工程大学出版社.
摘 要 受全球金融危机的影响,我国的造船业进入到持续低迷期,供求矛盾突显,新船订单不断减少,而造船成本却日益高涨,造船形势相当严峻,正遭受着前所未有的影响。但目前的市场环境对于造船企业来说,既是挑战,又是机遇。我国造船企业必须更加积极的吸收国际先进技术,应用新材料、新设备、新工艺,加强人才的培养和吸纳,在生产方式、技术标准和管理方面不断有所突破和创新,并在进行全面的成本和费用预算管理的基础上,充分运用科学的管理方法和先进的管理手段,踏实狠抓目标成本管理工作,降低成本,从而提高企业经济效益,增强市场竞争能力。本文旨在分析我国造船企业成本管理现状的基础上,试图运用先进的管理方法结合全面预算管理工作,并通过信息化技术将成本和费用的预算、控制、核算、分析和考核五个环节的工作有机的统一协调起来,在此基础上探讨目标成本管理在我国造船企业中的应用,以期节约产品成本、提高经济效益,为我国造船企业在激烈的市场竞争中取得更加广阔的生存和发展空间。
关键词 船舶制造 成本管理 目标成本
一、引言
一场肇始于美国房地产市场的金融危机自2008年起席卷全球,即便是经济稳健快速发展的中国,也未能独善其身。在全球经济遭受重创的同时,对于我国船舶制造企业影响也在逐步加深,船舶制造企业的发展不可避免的遭受着巨大的影响。在此背景下,该如何加强企业的成本管理成为每个船企为提高经济效益而要积极面对并解决的首要问题。
二、船舶制造企业成本管理方式及其局限性
在我国船舶制造业市场不断扩大的同时,企业为提升产品在市场上的优势地位都不同程度的加强了成本管理。船企成本管理的基本任务是,通过预算、控制、核算、分析和考核,反映企业生产经营成果,挖掘潜力,降低成本,节约费用。
(一)船舶制造企业的成本管理方式
船舶企业成本控制主要采取目标成本管理的方式进行。我国船舶制造业于20世纪80年代推行目标成本管理,每个企业在经营计划下设目标成本对船舶制造过程进行有效的成本控制。
(二)船舶制造企业与其他生产企业的差异性
大型船舶制造业属于订单式生产,与批量生产的重复式生产企业相比有较大差异:工程结构复杂、生产周期长、重复作业比例低;产品是根据船东要求进行设计,目标成本及构成需要在完成工艺设计,形成物资清单、人工定额后才能确定;目前各船企分散采购,供应商数目繁多,因为时间和空间上的差异,对采购设备和材料的成本控制难以实现。
(三)船舶制造企业目标成本管理面临的问题
在船舶企业目标成本管理中经常面临以下问题:各种船型千差万异,由于技术、工艺差别,目标利润确定较难,目标成本订制较困难,目标成本较难分解成责任成本,将压力传递给全体员工及外包劳务公司;由于建造周期长,成本信息归集滞后,常常只能事后分析,不能事中进行有效的控制;采购材料时基本处于被动状态,原材料随市场价格起伏较大,较难有效控制。
三、建立健全目标成本管理体系
不同的船舶制造项目,成本的管理和核算方式都不尽相同,但有一点是肯定的,成本管理是一项整体的、全员的、全过程的战略性、系统性的工程,建立完善成本管理体系是保证企业效益最大化的基本前提。
目标成本是指在产品开发设计过程中,为实现目标利润必须达成的成本目标值。目标成本有两个特性:必达目标特性、生产周期成本特性。根据企业自身产品复杂多变的特点,并基于以上种种原因,目标成本管理仍是目前我国船舶制造企业进行成本管理的首要选择。
目标成本法在核算上遵循成本组成要素,控制上根据成本组成要素以全生产周期成本为基础,以市场为导向制定目标成本,在产品设计阶段进行成本挤压。开展前馈控制,在产品生产制造阶段进行成本分解和压力传递,事后进行分析、考核、激励等。
(一)建立健全目标成本管理体系的基本思路
目标成本法,以确定目标成本为核心 ,根据市场调查,结合企业中长期发展战略以及近期经营计划,确定产品市场定价和企业目标利润,进而确定目标成本,通过横向的分割进行细化,将成本压力传递给各个不同的责任部门,各个不同的责任部门又将所分得的成本目标进行进一步的纵向细化,将成本控制责任分解给下一级责任科室承担,直到将成本压力部分传递给原材料和设备的供应商。
(二)建立健全目标成本管理体系结构
根据上述目标成本法的基本思路,可以构造目标成本法的结构体系。
目标成本主要包括了设计目标成本,采购目标成本以及制造目标成本目标的管理工作。这几个目标成本管理工作小组组成了目标成本管理机构体系。成本结构体系的设定和分解必须充分利用目标成本法的市场导向性,把成本的分析范围从生产制造的环节扩大到产品的设计、采购和制造阶段。从而对目标成本进行计算分析,为企业提供客观、真实、全面和准确的成本信息,进行有效的控制。通过控制逐步调整各责任部门的成本数据使之趋于极限,并实行严格的奖惩制度,从而激励各责任部门、责任人为实现目标成本而努力。
为了保证这样一个成本控制体系的实现,在产品的整个生产周期中实行作业目标成本控制,需成立包括企业负责人为第一责任人的,营销部门、设计部门、采购部门、财务部门、造船部门以及生产车间、物资仓库和项目经理在内的跨部门组织结构体系来进行责任联动。通过产品在整个生产周期内的协同工作来最大限度地降低成本,以期达到市场调研确定的目标成本,挖掘企业的成本潜力,使全员参与成本控制成为可能。
(三)目标成本控制的具体实践
1、根据前文所述对产品进行设计,作业工艺成本的计算建立在企业较为先进合理的材料消耗定额、材料定价、工时定额及相关费用的基础上,并且需要齐全的产品技术工艺资料,通过计算得到产品的目标成本。
2、实行采购目标成本控制的办法管理物资采购。制订出合理可执行的作业设计目标成本后,进入采购目标控制环节。将从工艺路线生成的材料采购清单经审批后送到采购部门。物资采购部门对物资采购进行目标成本控制,对于产品消耗的各种物资的数量及价格进行控制。通过编制单船成本的采购计划对原材料、设备、外协件、进口件进行金额、数量和时间上的控制。由专门的采购小组负责分解到最小的成本落实到个人。
3、生产目标成本主要是在采购成本的基础上对生产过程中的直接材料、直接人工、专项费用及间接费用进行测算估价,得出生产环节的各项目标成本。生产环节的目标成本主要靠生产一线预算来完成,各个生产车间进行目标成本预算汇总得出生产目标成本提交给上级,目标成本管理小组进行汇总提交成本管理委员会审批,将审批下来的目标成本分发给各个部门进行严格控制。
4、完工交船后,从生产效率、建造水平、成本效益等方面进行分析。得出该产品建造的结论,通过分析,得出成本控制存在的问题,提出以后的工作建议,并将该数据保存,形成成本控制体系。
四、进一步加强船舶制造企业成本管理的思考
船舶生产成本管理体系的建立是一项系统的,长期的工程。
随着社会的发展和科技的进步,新工艺技术的应用和新材料、新设备的使用,以及会计电算化的应用,成本管理的方式将会推陈出新,但核算的基础不会变。相信只有在完善成本和费用管理的各项基本工作的基础上,将成本和费用的预算、控制、核算、分析和考核五个环节的工作有机的统一协调起来,进行全面的成本和费用的预算管理,并加强人才的培养和吸纳,充分运用科学管理方法和先进的管理手段,在激烈的市场竞争中依靠成本的优势击败竞争对手,为企业取得更加广阔的生存和发展空间。
五、结论
目前的市场环境对于企业来说,既是挑战,又是机遇。企业必须更加积极的吸收国际先进技术,在生产方式、技术标准和管理方面不断有所突破和创新,踏实狠抓目标成本管理工作,降低成本,从而提高企业经济效益,增强市场竞争能力,在生存中求发展,在发展中求生存,使我们的造船工业永远保持竞争力,屹立于世界造船强国之林。
参考文献:
[1]孙玲芳,王念新.船舶制造全过程目标成本动态控制体系研究.船海工程.2006(5).
[2]姜波.船舶制造企业项目成本管理问题及优化研究.现代商业.2009(26).
[3]吉晓峰.浅谈加工制造业企业成本管理中存在的问题及其对策.中小企业管理与科技.2010(12).
关键字:船舶制造 相关工艺 应力 变形
【分类号】:TD353.5
船舶制造是一个十分复杂的生产过程中,需要经过号料、切割、加工、焊接装配、总装等一系列生产活动,在船舶建设过程中,钢料需要经过预处理,并根据设计要求,制造零部件,进行焊接装配,最终形成完整船体。在船舶制造过程中,其应力与变形问题无所不在,且十分复杂。研究船舶制造相关工艺的主要应力与变形问题是改进造船工艺水平的重要基础,通过对船舶制造过程中的应力与变形问题的研究,发现当前造船工艺中存在的问题,从而提出改进措施。本文中,在研究船舶制造过程中的应力与变形问题的基础上,对船舶制造的三项主要制造工艺进行了研究,这三项船舶制造工艺分别为船体外板自重成型预报、上层建筑整体吊装工艺技术、船体结构修造开口工艺技术,在应力与变形研究的基础上,找出三项船舶制造工艺中存在的问题,并提出改进措施。
一、船体外板自重成型预报
船体外板一般分为鞍型板与帆型板两种,多是由不可展的复杂空间曲面所构成。针对大型船体外板来说,其几何尺寸一般是较大的,板长可达12m,板宽范围在2-3m之间。这种船体外板在自重作用力影响下,外板两端处于自由支撑状态,将会导致较大变形。据统计,在所有的船体外板中,需要经过不同程度的水火弯曲加工成型的外板比例高达75%。进行船体外板自重成型研究,能够提高外板加工效率及质量,降低能源消耗,缩短造船周期,提高竞争力。在进行船体外板自重研究时,会进行自重成型计算,当前,大部分船体外板自重成型计算方法都是建立于弹性理论基础上的,其方法主要包括李维法计算平板的自重成型、壳体理论计算柱壳板的自重成型、有限元方法求解自重成型等方法。使用有限元方法分析大挠度弯曲。
(一)影响自重成型效果的因素
综合来看,影响自重成型效果的因素较多,主要包括三种类型,第一类为可以暂时忽略的因素类型,包括材质变化、气温变化及测量误差等,这种类型的因素对自重成型效果影响较小;第二类为固定参数,如自重成型的边界条件等;第三类为钢板自重成型计算的工艺参数,如板长、板宽、板厚等因素,这些因素是影响自重成型效果的主要因素。
(二)应用神经网络研究船体板自重成型预报
在分析变量之间的相互关系时,多采取传统的经典回归方法,需要事先制造回归模型,但这种方式,对参数关系的研究容易产生误差。应用神经网络技术,可以在不知道参数模型的基础上使用数据样本,通过计算,可以获得模型拟合曲线,完成对自重模型的研究。如以自重成型数据样本库为依据,建立板厚的神经网络预报模型,通过计算获得计算结果:
通过如上计算,可以看出,应用神经网络的预测结果误差很小,计算精度高,能够满足工程生产的要求。
在研究应力与变形问题的基础上,建立自重成型预报系统,并应用于船舶制造工艺中,能够降低生产成本,缩短制造周期,获得良好的经济效益。
二、上层建筑整体工艺吊装工艺
在船舶制造工艺中,上层建筑整体工艺吊装是深化造船生产设计的重要内容,是提高制造进度的重要方法。通过计算研究后发现,采取常规吊装方法进行整体吊装上层建筑是不可行的。进行整体吊架设计工作,为满足吊架基本要求并节约成本,进行结构设计方案优化,确保结构安全性的同时,减少钢量。通过吊架设计上层建筑整体吊装工艺,通过试验,证明采取吊架能够有效降低结构应力与变形问题,且不需要改变结构。吊架的应用,为各类船舶上层建筑整体吊装施工提供了有效保障,能够提高吊装效率,获得良好的经济效益。在吊装作业中,吊环属于吊装作业的连接点,为确保吊装作业的顺利进行,要求吊环具备较好的安全可靠性。在传统的吊环强度计算中,其校核公式十分简单,计算误差相对较大,并不能够反映出吊环的真实受力状态,导致计算结果与实际值相差很大。为此,改变传统的校核公式算法,使用吊环接触应力算法,进行吊环优化设计,可以更好的确保吊环设计的安全性与经济性。
三、船体结构修造开口工艺
在船舶的改造或修复过程中,为确保工作人员或设备能够进入舱室,需要对船舶甲板、船舶舱壁结构等位置进行切割开口工作。然而在修造开口过程也是超过钢板屈服极限的加热过程,在切割之后,钢板自然冷却,并产生收缩应力,发生变形问题。
切割是船舶焊接的第一道加工程序,切割的质量与效率,直接影响着整个焊接作业的质量与效益。切割残余应力的存在,会降低结构强度,影响焊接质量。在船体结构中修造开口,会对船舶局部强度造成严重破坏。为提高船舶质量,提出消除焊接残余应力的方法。
焊接残余应力会导致焊接结构强度降低,结构抗疲劳及抗脆断能力下降,不利于提高船舶质量。本文对当前消除残余应力的方法进行了研究,主要的方法如下:
(一)焊后热处理方法
焊后热处理是当前流行的消除残余应力的主要方法。在进行焊后热处理时,存在着有利与不利情况。消除应变时效脆化、减少扩散氢含量、残余应力松弛等是有利的,而产生结构变形、高温应变催化是不利的。
(二)过载处理方法
过载处理方法消除残余应力的效果是由过载应力水平来决定的。当过载应力达到材料屈服点时,能够消除全部残余应力。
(三)振动法调整残余应力处理方法
振动法调整残余应力处理方法操作较为简单,可以利用激振器对构件固有频率确定,通过共振频率施振,并利用监测技术,查看振动法处理效果。这种技术,能够有效降低焊接残余应力。
(四)爆炸消除应力处理方法
爆炸消除应力处理是一种操作便捷,经济性及效果良好的消除焊接残余应力的方法。这种方法是通过黏贴于焊缝及其表面的特种炸药,利用爆炸冲击波与残余应力的交互作用最终达到消除焊接残余应力的目的。
四、结语
随着科学技术的不断发展,船舶制造业的制造工艺获得很大进步,船舶质量不断提高。面对日益激烈的市场竞争,进一步降低船舶制造成本、缩短制造周期、提高船舶质量成为了船舶企业生存与发展的重要任务。船舶制造是一个十分复杂的生产过程中,进行船舶制造相关工艺的主要应力及变形问题的研究,从力学的角度找出当前造船工艺中存在不足,并提出改进措施,本文通过对船体外板自重成型预报、上层建筑整体吊装工艺技术与船体结构修造开口工艺技术等制造工艺的应力与变形问题探讨,提出改进措施,进一步提高产品质量,增强企业竞争力,为企业获得良好经济效益。
参考文献:
[1]周波.船舶制造相关工艺的应力与变形问题研究[D].大连理工大学,2009.
关键词:船舶制造 相关工艺 应力 变形
中图分类号:C35文献标识码: A
一、船体外板自重成型预报
船体外板一般分为鞍型板与帆型板两种,多是由不可展的复杂空间曲面所构成。针对大型船体外板来说,其几何尺寸一般是较大的,板长可达12m,板宽范围在2-3m之间。这种船体外板在自重作用力影响下,外板两端处于自由支撑状态,将会导致较大变形。据统计,在所有的船体外板中,需要经过不同程度的水火弯曲加工成型的外板比例高达75%。进行船体外板自重成型研究,能够提高外板加工效率及质量,降低能源消耗,缩短造船周期,提高竞争力。在进行船体外板自重研究时,会进行自重成型计算,当前,大部分船体外板自重成型计算方法都是建立于弹性理论基础上的,其方法主要包括李维法计算平板的自重成型、壳体理论计算柱壳板的自重成型、有限元方法求解自重成型等方法。使用有限元方法分析大挠度弯曲。
(一)影响自重成型效果的因素
综合来看,影响自重成型效果的因素较多,主要包括三种类型,第一类为可以暂时忽略的因素类型,包括材质变化、气温变化及测量误差等,这种类型的因素对自重成型效果影响较小;第二类为固定参数,如自重成型的边界条件等;第三类为钢板自重成型计算的工艺参数,如板长、板宽、板厚等因素,这些因素是影响自重成型效果的主要因素。
(二)应用神经网络研究船体板自重成型预报
在分析变量之间的相互关系时,多采取传统的经典回归方法,需要事先制造回归模型,但这种方式,对参数关系的研究容易产生误差。应用神经网络技术,可以在不知道参数模型的基础上使用数据样本,通过计算,可以获得模型拟合曲线,完成对自重模型的研究。如以自重成型数据样本库为依据,建立板厚的神经网络预报模型,通过计算获得计算结果:
通过如上计算,可以看出,应用神经网络的预测结果误差很小,计算精度高,能够满足工程生产的要求。
在研究应力与变形问题的基础上,建立自重成型预报系统,并应用于船舶制造工艺中,能够降低生产成本,缩短制造周期,获得良好的经济效益。
二、船舶修造过程中出现的问题
1.焊接危害因素分析
综合来看,焊接危害因素包括有害和危险两大类。主要形式有火灾爆炸、触电事故、物体打击以及高处坠落等。
焊接作业属于高处作业,有发生高处坠落的可能性。发生高处坠落的原因有多种,主要包括作业设备的不安全状态、焊接作业人员的不安全行为和安全管理上的缺陷等因素。而在管件安装、船体涂装和焊接等工序同时进行时,需要交叉作业,在高处进行交叉作业不仅加大了坠落的危险,更主要的是物体打击问题。发生物体打击事故的原因主要有工具位置不当、安全防护网出现问题以及工作人员没有做好安全防备措施等。
2.高出坠落危险因素分析
船舶修造危险因素主要从人的不安全行为以及设备缺乏安全性两方面分析。人的不安全行为包括基本的不穿工作服和防滑鞋、在高处打闹嬉戏、不遵守规定进行一系列的危险行为等,但是对于安全防护措施的不到位则归咎于企业,安全设备不到位或者出现问题,安全管理不合理均会造成高处坠落的危险,诸如安全防护栏破损、安全带强度不够甚至是脚手架搭建不稳固等,这些细节问题不容小觑。
三、船体结构修造开口工艺
在船舶的改造或修复过程中,为确保工作人员或设备能够进入舱室,需要对船舶甲板、船舶舱壁结构等位置进行切割开口工作。然而在修造开口过程也是超过钢板屈服极限的加热过程,在切割之后,钢板自然冷却,并产生收缩应力,发生变形问题。
切割是船舶焊接的第一道加工程序,切割的质量与效率,直接影响着整个焊接作业的质量与效益。切割残余应力的存在,会降低结构强度,影响焊接质量。在船体结构中修造开口,会对船舶局部强度造成严重破坏。为提高船舶质量,提出消除焊接残余应力的方法。
焊接残余应力会导致焊接结构强度降低,结构抗疲劳及抗脆断能力下降,不利于提高船舶质量。本文对当前消除残余应力的方法进行了研究,主要的方法如下:
(一)焊后热处理方法
焊后热处理是当前流行的消除残余应力的主要方法。在进行焊后热处理时,存在着有利与不利情况。消除应变时效脆化、减少扩散氢含量、残余应力松弛等是有利的,而产生结构变形、高温应变催化是不利的。
(二)过载处理方法
过载处理方法消除残余应力的效果是由过载应力水平来决定的。当过载应力达到材料屈服点时,能够消除全部残余应力。
(三)振动法调整残余应力处理方法
振动法调整残余应力处理方法操作较为简单,可以利用激振器对构件固有频率确定,通过共振频率施振,并利用监测技术,查看振动法处理效果。这种技术,能够有效降低焊接残余应力。
四.针对安全生产问题采取的应对措施
1.强化政策引导
船舶修造行业如果想走向稳定发展,应该提高企业内部的安全稳定性。以不同时期国家对于造船行业政策的调整为前提,制定出适合企业自身发展的制度,按照市场经济的要求,以优胜劣汰为原则,依靠政府的政策支撑,以坚强的法律依据为后盾,绕开不法竞争,使造船业逐渐走向平稳较快发展。
在经济政策上要把握好一系列经济手段,诸如安全费用提取、安全信用保证体系等,不断加强企业的安全生产工作,当然,同时也希望国家能尽快出台船舶修造行业进入市场的许可制度,以获得这一行业的较快发展。
2.强化行业指导和资质审查
每个行业都有属于本行业的特征,船舶修造行业的主管部门应该从实际出发,考虑到行业特征,针对行业存在的薄弱环节提出应对措施,在前人的基础上总结出实际经验,并适时引入国外先进管理制度,在提出适当修改之后实施并加以推广,在政策上起到一定的引导作用。同时,主管部门还应该加大监管力度,按照行业规定组织开展专项调查和监督工作,同时加大考评力度,把好监督这一关。
3.加大安全生产资金的投入
企业的资金投入中应该确保安全生产资金的重要地位,不仅要投入,还应得到合理的使用。从政府的角度来说,政府相关部门应该建立与安全生产政策相关的制度,企业将充足的安全费用单独列账,以保证重大安全措施、人员安全工作到位。其次是对于船舶修造行业中容易出现的问题进行整改,在科学规划和合理分类之后,合理分配资金的使用。最后是要加大安全技术投资,学会利用先进的科技手段来减少事故的发生。
结语
随着科学技术的不断发展,船舶制造业的制造工艺获得很大进步,船舶质量不断提高。面对日益激烈的市场竞争,进一步降低船舶制造成本、缩短制造周期、提高船舶质量成为了船舶企业生存与发展的重要任务。船舶制造是一个十分复杂的生产过程中,进行船舶制造相关工艺的主要应力及变形问题的研究,从力学的角度找出当前造船工艺中存在不足,并提出改进措施,本文通过对船体外板自重成型预报、上层建筑整体吊装工艺技术与船体结构修造开口工艺技术等制造工艺的应力与变形问题探讨,提出改进措施,进一步提高产品质量,增强企业竞争力,为企业获得良好经济效益。
参考文献:
[1]周波.船舶制造相关工艺的应力与变形问题研究[D].大连理工大学,2009.
关键词 技能人才;灰色理论;需求预测
中图分类号 G710 文献标识码 A 文章编号 1008-3219(2014)05-0005-04
一、引言
船舶制造业是集劳动、资金、技术于一体的行业,需要高层次的技能人才和管理人才。一个行业要实现持续、健康、快速发展,就必须大力开发人才这个“第一资源”。所以有必要对船舶制造业技能人才进行需求预测,为船舶经济健康持续发展作必要的准备。
目前国内外人才需求预测较多使用的是线性方法。此类方法的主要特点是在人才时序中发现规律,反映其历史趋势,同时又体现出综合因素的影响。线性方法的主要缺点表现为不仅要掌握大量的历史资料,还要求数据的变化过程具有规律性。然而,人才数量的变化会受到多种不确定因素的影响,这就使得最终的预测结果有失可靠,并且较难调整。使用灰色预测方法的优势就在于能较好地避开这个问题[1]。
船舶制造业技能人才需求的影响因素很多,包括环境因素、经济发展因素、技术因素以及技能人才资源自身的特点和船舶制造业本身独有的特性。定量地描述相关因素作用的大小并对人才需求进行预测是不可能的。技能人才系统是一个动态复杂的系统,其包含确定信息,也包含不确定信息,符合灰色系统的“贫信息”特征,因此,可以采用灰色预测方法建立模型对其进行预测。
二、船舶制造业的发展及其技能人才需求现状
(一)船舶制造业发展现状
从近十年我国船舶制造业占世界造船市场份额的明显变化可以看出,我国船舶制造业得到迅速发展,在全球市场上所占的比重正在逐渐上升,中国已经成为全球重要的造船中心之一。
据统计,2011年我国造船完工量、新接订单和手持订单分别占世界市场份额的41.2%、46.9%和44.9%,三大指标仍然保持在世界第一的位置,超过韩国和日本。2012年全国规模以上船舶工业企业有1647家,完成工业总产值7903亿元。其中,船舶制造企业完成产值5951亿元,船舶配套企业产值1130亿元,船舶修理企业产值181亿元,船舶改装企业产值317亿元。
“十二五”期间将是我国船舶工业发展的关键时期。我国将在自主创新能力、生产效率、产品结构和船舶配套产业发展等方面加快发展方式的转变,特别是要发展高技术船舶和海洋工程装备,培育拥有核心竞争力的大型船舶企业,争取在“十二五”末将我国建设成为世界造船强国。
(二)船舶制造业技能人才需求现状
当前,世界船舶工业正从劳动密集型向资金密集型转变,但我国仍以劳动密集型为主,这就意味着我国船舶工业的发展依然需要大量的技能人才支撑。在船舶制造业中,技能人才主要包括焊接工、管工和钳工等。船舶制造业强调制造过程的特点决定其对技能人才的大量需求。随着船舶制造业的快速发展,对技能人才需求不断增加,引发了技能人才供不应求的局面。在某些地区,船舶制造业技能人才已经出现非常严重的断层现象,很多造船企业愿意出月薪6000元~8000元甚至年薪10万~20万元,结果都招聘不到合适的优秀技师或高级技师。浙江某一造船企业以年薪70万元的高价从日本请来一名高级技师。上述数据及案例都表明船舶制造业的技能人才尤其是高技能人才正面临着空前的短缺,技能人才供求关系严重失衡,这将严重制约我国船舶经济的发展。
三、灰色预测模型的构建
灰色系统理论的主要研究对象是部分信息已知和部分信息未知的小样本、具有不确定性的系统,通过对部分已知信息的生成和开发,最终实现对现实世界的准确认识和描述[2]。
所谓预测,就是根据可获得的历史和现实数据、资料,运用一定的科学方法与手段,对人类社会、政治、经济、军事、科学技术等发展趋势作出科学预测,以指导未来行动的方向,减少处理未来事件的盲目性。而灰色预测则是根据人们对系统演化不确定性特征的认识,运用序列算子对原始数据进行生成、处理,发现系统演化规律,建立灰色系统模型,对系统的未来趋势作出定量预测。灰色系统常用的预测模型是GM(1,1)模型,GM(1,1)模型表示一阶方程和一个变量的线性动态预测模型,建模步骤如下。
(一)生成时间序列
设原始序列为X(0)={X(0)(1),X(0)(2),X(0)(3),…,X(0)(n)},一般情况下,对于给定的原始数据序列不能直接用于建模,因为这些数据多为随机的、无规律的,为了减弱样本数据序列的波动性和随机性,需对样本序列进行数据处理,即通过累加将样本数据序列转化为有规律的递增数列。因此,对原始数列进行累加得到:
X(1)={X(1)(1),X(1)(2),X(1)(3),…,X(1)(n)}
其中:X(1)(1)=X(0)(1)
X(1)(2)=X(0)(1)+X(0)(2)
X(1)(3)=X(0)(1)+X(0)(2)+X(0)(3)
X(1)(n)=
对于非负的数据列,随着累加次数的增多,数列随机性会逐渐明显的被弱化,表现出一定的规律性,此时用指数去逼近就变得容易。进行如此的数据处理是为了达到两个目的:一方面,弱化原始数列的随机性,并发现其规律性的变化;另一方面,则为动态模型的建立提供了必要的中间信息。
(二)进行准光滑性检验
对原始数列进行累加处理后,在模型建立前还需要对数列X(0)进行准光滑性检验,并同时检验数列X(1)是否具有准指数的规律。
由,若对t有ρ(t)
(三)建立GM(1,1)模型
对序列X(1),可建立预测模型的白化形式方程,即GM(1,1)模型的微分方程。
令,按最小二乘法求解,可得,其中:
Yn={X(0)(2),X(0)(3),…,X(0)(n)}T
将系数α,μ解出后代入微分方程,得到灰色预测模型GM(1,1)的时间响应序列为:
其中,-α是灰色预测系统的发展系数,主要反映预测系统态势的大小:当-α
(四)残差分析
为了保证GM(1,1)模型具有准确的精度,就需要使用一定的途径和方法对其进行检验,通常使用残差检验对GM(1,1)模型进行检验。
残差:ε(0)(t)=X(0)(t)-
相对误差:ΔT=
根据精度检验等级表,当相对误差达到二级,即ΔT
四、船舶制造业技能人才需求预测分析
(一)构建船舶制造业技能人才预测模型
为了预测的准确性,采用2004~2011年船舶制造业技能人才的基本数据[3][4][5],见表1。
表1显示,2009年和2010年船舶制造业技能人才的增长幅度较大,这是由于这两年急需完成前几年所接的订单,所以招入大量技能人才,而实际上技能人才不会一直按这种趋势增长,所以需要对原始序列进行弱化缓冲算子。运用灰色系统建模软件,对原始序列进行一阶弱化算子得到:
X(0)=(100418,108008.4,117356.7,129204.5,144119.9,162994.7,178676.3,187940.1)
对X(0)进行累加生成数列得到:
X(1)=(100418,208426.4,325783.1,454987.6,599107.5,762102.2, 940778.5, 1128718.6)
(二)对X(0)数列进行准光滑性检验
计算,将上述数据代入计算得到:ρ(3)=0.563,ρ(4)=0.397,ρ(5)=0.317
因为当t>3时,有ρ(t)3时,有σ(1)(t)∈[1,b],δ=b-1≤0.5,所以满足准指数规律条件。通过准光滑检验和准指数规律检验,确定可建立GM(1,1)模型。
(三)构造矩阵
Yn={108008.4,117356.7,129204.5,144119.9,162994.7,178676.3, 187940.1}T
最终计算得到:α=-0.1,μ=93217.7,显然-α
(t+1)=1032595e0.1t-932177
(四)模型验证与误差分析
利用该模型对2004~2011年船舶制造业技能人才进行预测,并与实际数据进行比较,所得结果见表2。由表2可知,该模型的平均相对误差为0.01,符合一级精度,从图1也可以看出实际值与预测值较吻合,所以该预测模型拟合程度较好。
经过以上几种检验,该模型具有很好的精度,可以利用其对船舶制造业技能人才未来几年的需求总量进行预测。预测结果如表3。
(五)预测结果分析
从船舶制造业技能人才需求预测结果可以看出,未来几年船舶制造业对技能人才的需求仍然在不断增加。究其原因主要为,国务院关于印发《船舶工业加快结构调整促进转型升级实施方案(2013~2015年)的通知》要求船舶企业加快结构调整促进转型升级,银行的放贷也促进船舶工业优化转型向高技术、高附加值船舶迈进,以及地方政策的支持力度加大,这些都推动了技能人才的需求,所以预测结果是可信的。
五、结论
要在未来几年内满足船舶制造业技能人才大幅上升的需求,必须树立人才为本的理念。政府要加大对技能人才培养的资金投入,并加强船舶类高校的技能人才培养力度;行业企业不仅要重视对现有技能人才的培养,还要引进新的技能人才作为储备,并建立和完善有效的激励机制,防止技能人才的流失;社会也要改变“重学历,轻技术”的观念,鼓励大学生往技能人才方向发展。
参考文献:
[1]宋雪静.基于灰色理论的船舶工程技术人才需求分析[J].山东轻工业学院学报,2011(4):85-87.
[2]刘思峰.灰色系统理论及其应用[M].北京:北京科学出版社,2010.
[3]中国船舶工业年鉴编辑委员会编.中国船舶工业年鉴[Z].2012.
【关键词】船舶船体;建造检验;节点控制
船舶建造质量最重要的一个环节是船舶建造的检验,这项检验工作关乎着船舶整体的安全性,同时胜任这项检验工作需要工作人员具备很高非常专业知识和技术能力。要想完成内河船舶船体建造的检验工作需要船体生产商、船东和船体检验机构共同合作。当今社会造船行业快速发展,内河船舶大多数的企业规模比较小,生产船舶的质量有很多问题,因此,内河船舶船体生产和检测工作有待提高,以免造成严重的后果。
一、内河船舶船体建造检验质量控制
根据我国相关规定,船舶企业在建造船时,需要得到国家相关部门的认可,作为船检机构和船体建造的验船师也应该具备相应的资质和能力。船舶正式运营前,验船人员要认真做好检查工作。船舶正式营运前的检查工作顺利将有助于后续检验工作的顺利完成。主要通过以下几个方面进行检查。
第一、验船师要先检查生产船舶的企业提供的船舶设计图等资料,船舶规划图是否按照相关规范和规则进行建造,并且审查这些资料是否得到相关部门的批准。
第二、验船师要对生产船舶的企业进行考察,考察其生产条件、生产设备、生产的质量是否具备生产资质。
第三、验船师要检查船台的相关设施,保证船台陆地耐压的面积、该部分的耐压强度和船舶的总长、船舶的宽度、船舶的承重量以及对测量船舶下沉的记录进行抽查。
第四、验船师要细心观察船舶的连接点的焊接技术是否符合要求,船舶所用的原材料是否符合国家的标准、船舶的原材料和记录船舶焊接的材料是否符合严格的管理制度。检查这些资料入库、保存和使用的情况。
第五、要求验船师要将记录的实际情况进行登记并且提交相关程序。
上述检验都完成后,符合船舶建造的标准,验船师要将实际的检验报告提交给相关的部门,签发船舶开工评审通过书,才能进行下一项检查。如果出现不符合规定要求的,验船师要将出现的问题提出,并要求生产船舶的企业及时进行整改并标明整改时间,相关的部门不能签发船舶开工评审通过书,等待下一次检查。
二、内河船舶船体建造情况检测
1、检查船体整体结构的装备情况
在这个阶段主要检查的是船底各板的连接情况和船底各处焊接处焊点情况;船底整体结构,包括主龙骨、平板龙骨、主肋骨舷侧纵桁、底部结构的尺寸、安装的是否适宜和焊接处的焊接情况;船体两侧的整体构架、甲板上的安装和各连接点处的焊接情况;对内河船舶船体的整体结构的完整性进行检查。检查整体的建造是否和施工图纸上的船体样品比例建造的船舶、检查建造船舶的整体结构原材料是否是符合标准的、检查和图纸对比整体结构的骨架和尺寸是否按照样品比例建造的成品。
2、检查船舶外板刨缝情况
内河船舶钢板能承受强度的大小与船舶外板刨缝情况密切相关,同时,也要注意刨缝前的细节工作。第一方面要检查船舶板缝缝口处的高低差距,一般这个高低差距是船舶板厚度的0.1倍左右,如果和这个差距过大,必须进行及时修改或者重新安装。第二方面要在刨缝前要认真检查整体骨架、外板、底板、甲板还有其他版面相互交接的板缝隙处是否有半圆形的焊口。第三方面要检查刨缝深度处是否还有没清除的残渣,如果有未清除的残渣,要采用相应的工具将其清除。第四方面要检查焊接前,刨缝口处是否清洁、干燥,如果没有清洁、干燥。要先将其进行清理,否则就会出现残渣飞溅、铁锈乱飞。影响焊接质量
3、船舶船体焊接的质量情况
建造出的船舶质量情况关键在于原材料是否是优质的、安装的顺序是否符合要求、安装的工艺是否符合建造要求,焊接的质量是否过关。船体焊接的质量情况主要根据几个方面:第一方面检查建造船体用的原材料、焊接原材料是否符合国家标准、是否有船用品质证书,将证书与实物进行核对,对这些材料进行随机抽查,并且抽查这些材料在船舶建造时的使用情况。第二方面检查焊接是否按照焊接规则进行焊接。第三方面对船体焊接近距离的检查,观察船体结构焊接的质量问题,如果验船工作者对船体焊接质量存在疑问的话,可以向船舶验船机构进行申请,增加检查的点位和范围,对船体焊接质量进行再次检查,确保其安全性。第四方面是验船工作者通过无损检测方法对焊接缝内部进行检测,通过仪器显示出船体是否有焊接质量问题和船体是否存在其它问题。如果仪器显示合格,则船体焊接缝质量没有问题。在用仪器测量焊缝检测前,验船工作人员应向相关部门提供需要检测船舶焊缝的具置和检测数量,将这些记录在案,并进行登记;在检测焊缝时,要记录下相关数据,认真核对检查,并将其内容记录在案,如果检测出问题,需要检测出具体点位,及时对其位置进行抢修;如果没有问题,上报船检部门,进行存档保存,以便日后查找。
4、对船体的密性进行检查
在检查完船体焊接质量和装配质量,检查合格后,才能对船体的密性进行检查。密性试验检测区域需要保持清洁、干燥和整洁,压力试验检测对相连的船舱应交叉检查,更加全方面的检查密性。验船师对其进行检查时,需要符合《船舶与海上设施法定检验规则》和《船舶建造检验规程》的相关规定、选择适合的方法对船体密性进行试验,测量其试验压力和持续时间。在检测结果显示如果有很大漏洞,需要进行及时修补,修补后,同种方法进行检测,合格后,需要验船工作人员签字,存入档案;检测结果显示出现的漏洞很小,需要修复后,采用真空等方法进行监测,合格后,验船工作人员签字,存入档案。
5、船舶正式入水前检查情况
在检查确认船体结构完整、船舶质量、船舶焊缝合格后,船体进行下水前最后的检测。测量船体的尺度、载重量以及勘测标志,这些都正确无误后,检查船体结构中管路、通风管、电缆、水下装置是否安装完好,这些检测完成。关闭所有水线和下开口的设备,关紧海底阀。验船工作人员通知船长进行下水监测。
6、船舶下水后检测情况
船舶进入水底后,检测船舶内各个系统的航行情况,测试不同状况下,船舶各项性能能否达到相关标准,以此来保证船舶航行安全。在第一进行水下运行时,要测量其倾斜试验,通过该试验来确定船舶在空船时的重心位置,确保船舶的稳定性。在进行下水检测时,船舶生产商、船东、验船机构的人员都应在场,验船工作人员认真检查其试验能否满足相关的规定要求,试验操作是否满足规定,真实记录其数据,进行存档,方便有关部门进行查阅。
三、内河船舶船体检测监控的重要性
加强内河船舶船体检测监控主要是为了提高船舶的质量,预防问题的发生。通常情况下,局部出现问题,会影响到整体的结构,进而使船舶出现危险,造成无法挽回的损失。检测监控贯穿了建造船舶的整个过程,每一道工序都进行严格的监测,确保所有程序的全部完成,也将质量问题大大降低和减少,使每个环节出现次品的可能性降低,整体提高内河船舶船体的质量,提高了我国船舶制造行业的发展。
四、总结
综上所述,内河船舶建造内河船舶船体建造检验节点控制对于船舶建造检验占据着重要的地位,验船工作人员加大对船舶检查的力度将提高船舶内河船舶的质量,每一个环节的检验不仅提高了生产工作者提高了对工作的认真性,也减少了生产出次级产品的概率,进而加快我国船舶建造行业。
参考文献