美国舰船可制造性研究综述.pdf

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1、造船技术2012年第5期(总第309期)美国舰船可制造性研究综述胡忠平1，蒋荣勤2(1．海军驻上海沪东中华造船(集团)有限公司军事代表室，上海200129；2．上海船舶工艺研究所，上海200032)提要介绍了美国舰船可制造性研究情况，以及围绕设计可制造性、制造成熟度两个研究方向进行了论述。关键词美国舰船设计可制造性制造成熟度研究综述中图分类号U662文献标识码AResearchSummaryontheManufacturabilityofAmericanWarshipHUZhong—pin91，JIANGRong—qin2(1．NavyRepresenta

2、tiveOfficeStationedatShanghaiHudong—ZhonghuaShipbuilding(Group)Co．，Ltd．，Shanghai200129，China；2．ShanghaiShipbuildingTechnologyResearchInstitute，Shanghai200032，China)AbstractTheresearchstatusofAmericanwarshipisintroduced．Theresearchdirectionisdiscussed，whichincludesthemanufacturabil

3、ityofdesignandthemanufacturingreadiness．KeywordsAmericanwarshipManufacturabilityofdesignManufacturingreadinessResearchsummary1前言可制造性概念是在20世纪60年代后期被美国军方在“更优、更快、更廉”采办策略下正式提出的。其目的是使新型武器装备在研制生产过程中，获得较好的制造技术与制造资源，经过性能、周期、质量、成本等要素的综合平衡，以降低研制成本和规避研制风险。由美国海军海上司令部(NAVSEA)主导，自20世纪90年代以来资助了一

4、系列舰船可制造性研究工作，其中部分工作被纳入国家造船研究计划(NSRP)。如定期对舰船设计人员进行先进造船技术、设计可制造性培训，组织可制造性工具研发，开发成本模型，成立可制造性评审组(会员制)，并在舰船研制中发挥作用。基于设计阶段的美国舰船可制造性研究，主要有两个重点研究方向。一是设计可制造性研究方向。即依托可制造性研究成果和经验，研究在设计作者简介：胡忠平(1964一)，男，高级工程师。阶段的可制造性增强措施，分析对性能、成本及风险的影响。二是制造成熟度研究方向，研究制造风险量化评估理论和方法。2设计可制造性研究方向2．1可制造性增强要素研究美国密歇根

5、大学专门开发了可制造性增强要素数据库。该数据库在参考了密歇根大学图书馆和海军指挥部技术图书馆大量文献的基础上，提炼出了海军舰船可制造性增强要素，并按照舰船作业分类进行编排。索引包括如下内容。(1)一般要求(000)。涉及可制造性的一般概念、设计需考虑的事项，以及跟船厂造船模式相联系的建议。(2)船体结构(100)。涉及舰船的壳体、构架、舱壁、甲板和基座的设计与建造。(3)推进装置(200)。涉及推进动力装置及相应的辅助系统。(4)电气装置(300)。涉及舰船的电气系统及，_胡忠平，等：美国舰船可制造性研究综述电缆布置。(5)辅助系统(500)。涉及空调系统

6、、管系、驾驶控制及辅助系统。(6)舾装件和内装(600)。涉及预舾装的一般概念，以及居住、服务及工作处所舾装。(7)武备(700)。涉及武器系统及其辅助设备。2．2可制造性增强对成本、性能的影响研究大量的可制造性增强要素为设计人员提供了很好的帮助。但要改变老的设计模式和标准还需要有更多的说服力，特别是对具体的可制造性增强需要引入成本、性能分析工具，进行综合平衡。NSRP进行的设计可制造性评估模型研究(成本模型)，被海军和行业所认可。这一模型基于设计而产生的工程内容不是简单的舰船重量，还包括了材料成本以及劳动力成本。为考虑全寿命周期成本，后又引入寿命周期燃油

7、成本(假设每年航行时间，再基于船体阻力和一个典型的速度一时问曲线来计算)。美国针对未来大型驱逐舰的设计，以“阿里·伯克”(DDG51)为原型，对6种改进型(DDG2、3、4、5、6、7)进行多种可制造性增强。如DDG2采用标准WT型材替代了DDG51需要切割加工的W—T型材(如图1所示)，DDG3采用标准船板(减少钢板规格)，DDG4则作了上述两个方面改进，DDG5、6针对DDG51横舱壁、甲板变形问题增加了板厚，DDG7提高甲板高度，并围绕水线以上进行了船体形式改进，包括采用直构件、平板，以及水线光顺等。针对这些改进，运用NSRP的成本模型进行计算。DD

8、G2使用小部分标准的WT型材来代替w—T型材导致了重量的稍微增加(