降低钢材消耗，提高钢材利用率的措施

何丽华

摘 要：在激烈的造船市场竞争中，产品成本的领先是占领市场和争取发展的一大优势，近年来众多的船企都在研究和实践如何在设计、管理、生产等各个方面降低成本。我们公司主要生产各种系列的海洋工程船，每一条船都是一个大型的钢结构工程，钢材在公司成本中占相当大的比例。节约钢材，提高钢材利用率，减少浪费，才能更好地控制生产成本，增加产品利润，从而提高企业的市场竞争力。本文结合福建东南造船有限公司为荷兰VROON公司建造的两条68米海底支持船，分析了影响钢材利用率的主要因素，提出了降低钢材消耗，提高材料利用率的一系列措施。

关键词：生产设计 套料 钢材利用率

1.影响钢材利用率的主要因素

我公司属于中小型船企，根据近两年公司所造船利用率数据统计，其钢材一次利用率在82%～84%之间，二次利用率在86%～89%之间，其主要原因有：

（1）公司产品以90米以下船舶为主，这些船舶主尺度较小，线型复杂，零件形状不规则，尤其外板和艏艉部结构的板材利用率低。

（2）生产设计过程中，由设计、施工错误，以及船东提出的更改，导致材料的浪费。

（3）设计进度、生产进度、钢材供货期和交船合同期的制约，导致钢材一次利用率低。

（4）生产管理、造船精度和设计套料水平影响钢材利用率的提高。

2.降低钢材消耗，提高材料利用率的措施

（1）优化初始设计和详细设计，降低空船重量

根据以往相同类型船舶的设计经验，设计人员对68米海底支持船的初始设计和详细设计做了合理的计算和优化。例如：将船首部分艏楼甲板至上艏楼甲板处外板板厚由母型船的16毫米减少到12毫米；对船首和船尾的侧推部分结构型式作了多次调整更新等。初始设计和详细设计的优化，使空船重量由初始设计的1910吨降低到现在的1889吨。

（2）提前启动和优化生产设计，与送审设计公司做好协调沟通

依据设计公司前期提供的图纸做足生产设计前期准备工作，将生产设计阶段发现的问题和要求及时向设计公司反馈。例如：在68米海底支持船生产设计开展前期，我们根据78米同类型船的设计经验，建议设计公司取消艏侧推管与船体外板相接的导流板，使艏侧推管与船体外板直接以圆钢连接。另外，我们发现艉包板结构型式（图1）复杂，且焊接空间狭小，会引起施工困难，建议设计公司简化艉包板的结构型式。图2为更新后的艉包板结构型式。艏侧推导流板的取消和艉包板结构型式的简化，不仅简化了工艺，降低了施工难度，而且节约了大量钢材。

（3）套料人员提前介入生产设计，开展生产设计和预套料并行

68米海底支持船是首制船，在进行分段划分和绘制全船板缝图过程中，由经验丰富的设计人员和套料人员共同协商，结合预处理、运输和起吊能力，在同一板厚的情况下，使用常规板材规格，尽可能以整板（采用数控切割每个边界需去除10mm）排列的原则进行分段划分和全船的板缝布置。这样，划分后的大部分板材零件就是常规板材整板套料，有效地提高了钢材利用率。生产设计前期，我们增加了分段建模人员及时地完成了分段模型，然后利用自动套料软件按照套料批次将全船的材料预先进行了一次套料，统计出套料板材规格清单，提供给物资部门订货。预套料使钢材订货清单与实际使用的清单吻合度高，钢材的后期增补少，使订货的钢板能够合理高效使用，大幅提高了钢材利用率。

（4）大力推行造船精度管理技术，减少余量加放范围和大小

大力推行造船精度管理技术不仅可以提高建造质量、缩短建造周期，也有利于节省钢材。68米海底支持船定位分段无余量上船台，其余主船体分段靠近定位段端头加30毫米余量，另一端无余量，上层分段下口合拢端加10毫米余量，全船零件 90%以上无余量。

（5）减少套料批次，优化套料板，提高一次套料利用率

套料批次越少，钢材利用率相应越高。在满足生产大计划的情况下，尽可能减少套料批次，同时将相似性及互补性高的分段编制为同一套料批次，以提高一次套料利用率。68米海底支持船仅划分为船中区域分段、首尾部区域分段、上层分段以及大舾装件四个批次套料，与我公司建造的其它同类型船相比套料批次最少。套料人员在同一批次套料结束后，调出相同板厚利用率低的套料板进行比对，重新调整这些套料图，按照最理想的状况进行合理优化，减少余料和废料，提高了该船的一次套料利用率（表1）。

（6）加强余料管理，提高余料的二次利用

我公司利用上海东欣建造软件套料，套料后可利用该软件进一步生成余料库。套料人员和各作业课可根据余料编码调用余料库内余料进行二次利用。小舾装件、分段补料零件、马板、引弧板，垫板等通用件、工装件首先调用余料，余料不足的情况下才考虑使用整板。由于现场管理和场地限制，大部分余料尽量在两到三周内利用。余料库内余料可在公司内网络信息平台查询，使用时需登记领取。经统计，余料二次利用后该船钢材利用率已提高到91%以上。

3.结语

68米海底支持船与我公司建造的同类型船相比，钢材利用率提高了2～3个百分点，空船重量比初始设计降低了21吨，每条船合计节约钢材约50多吨，成绩显著。在取得效果的同时，我们也应当看到一些不足：我公司在发展造船精度技术和余料管理方面与国内外同行业相比还有一定的差距，有很大的发展空间。我们要总结经验，开拓创新，不断提高企业的造船精度技术和余料管理技术。

参考文献：

[1]吴俊红.提高钢材利用率的研究[J].船舶物资与市场，2010， （4）：33-34.

[2]刘善德.提高钢材利用率是降低造船成本的重要途径[J].造船技术，2005，（4）：15-17+47.

[3]胡铖铖，林伟，汪家政.提升船用钢材利用率的方法[J].船舶标准化工程师，2014， （2）：38-40.endprint