文/大連船舶重工集團(tuán)有限公司 孫悅 陳煒豐

1898年，大連船舶重工集團(tuán)（以下簡稱大船集團(tuán)）的前身——中東鐵路公司造船工場建立，并從一個(gè)不起眼的“小塢”發(fā)展到現(xiàn)在成為造船業(yè)的強(qiáng)者，從順利交付中國第一艘航空母艦“遼寧艦”到首艘國產(chǎn)航母成功下水再到首艘20000TEU集裝箱船成功交付，一個(gè)個(gè)傲嬌佳績的背后，是靠不間斷的創(chuàng)新精神使這座百年集團(tuán)經(jīng)久不衰。

1 項(xiàng)目背景

1.1 項(xiàng)目改進(jìn)前情況

為提高船舶經(jīng)濟(jì)性，目前在艉軸位置增設(shè)節(jié)能導(dǎo)輪已成為一種較為常規(guī)的設(shè)計(jì)方式，由于節(jié)能導(dǎo)輪線型變化較大、內(nèi)部空間狹小、加強(qiáng)數(shù)量較多，加強(qiáng)與外板對(duì)應(yīng)位置確定困難，目前通過在導(dǎo)輪外板處手工開設(shè)塞焊孔進(jìn)行焊接。

1.2 項(xiàng)目改進(jìn)前存在的問題

（1）手工開設(shè)塞焊孔費(fèi)時(shí)費(fèi)力；

（2）塞焊孔數(shù)量較多，手工開工效率低下，極大地延長了建造周期

（3）手工開設(shè)的塞焊孔工藝美觀性差

2 應(yīng)用TRIZ理論到節(jié)能導(dǎo)輪塞焊孔的過程

2.1 目前的工藝流程：

工序之間的功能作用關(guān)系：

根據(jù)工序的完成水平情況，提出兩個(gè)解決方案：

方案1：隨著大船集團(tuán)建造經(jīng)驗(yàn)的不斷積累，建造精度隨之不斷提高，設(shè)計(jì)人員可在鋼板展開圖上對(duì)塞焊孔進(jìn)行準(zhǔn)確定位，以此為基礎(chǔ)，對(duì)塞焊孔工藝流程進(jìn)行再造。將開孔工序向前一道工序轉(zhuǎn)移，由設(shè)計(jì)人員提供設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)和切割程序，利用數(shù)控切割機(jī)預(yù)先開孔，然后完成鋼板的冷彎加工，具體流程如下：

方案2：裁減掉開設(shè)塞焊孔的工序，通過優(yōu)化節(jié)點(diǎn)的形式，取消導(dǎo)輪外板塞焊孔，從根本上簡化工藝流程。

2.2 因果鏈分析

根據(jù)因果鏈分析，提出兩個(gè)解決方案：

（1）提供適宜的生產(chǎn)場地，在導(dǎo)輪裝配前用自動(dòng)切割設(shè)備加工；

（2）優(yōu)化施工工藝，降低塞焊孔數(shù)量，甚至取消塞焊孔。

2.3 技術(shù)矛盾

在進(jìn)行過程功能分析中，提出了將開孔遷移至鋼板冷彎工序前，在進(jìn)行這種工序前移時(shí)，出現(xiàn)了一堆技術(shù)矛盾。若保持目前的工序流程，將會(huì)降低分段部的生產(chǎn)效率，但會(huì)提高鋼加公司鋼板冷彎的可靠性；若是進(jìn)行工序遷移，將會(huì)提高分段部的生產(chǎn)效率，但會(huì)降低鋼加公司鋼板冷彎的可靠性。

（1）確定要解決的技術(shù)矛盾為EC-1，它發(fā)生在（生產(chǎn)效率）與（可靠性）之間，發(fā)生在（工序調(diào)整）的時(shí)候。

（2）模型問題——對(duì)應(yīng)的39個(gè)通用工程參數(shù)

改善的參數(shù)：27可靠性

惡化的參數(shù)：39生產(chǎn)效率

（3）解決方案模型，對(duì)應(yīng)查看阿奇舒勒矛盾矩陣表得到參考創(chuàng)新原理為：1為分割原理、35改變物理或化學(xué)參數(shù)、10預(yù)先作用原理、38強(qiáng)氧化劑原理。

根據(jù)創(chuàng)新原理提出2個(gè)技術(shù)方案：

（1）應(yīng)用創(chuàng)新原理1分割原理，將需要開設(shè)的塞焊孔的位置設(shè)置為板縫，通過板縫的焊接實(shí)現(xiàn)外板與結(jié)構(gòu)之間的連接。

（2）應(yīng)用創(chuàng)新原理10預(yù)先作用原理，通過設(shè)計(jì)三維數(shù)據(jù)，預(yù)先將結(jié)構(gòu)與外板之間的對(duì)位位置在數(shù)控劃線中體現(xiàn)，并應(yīng)用切割程序確保切割位置與理論位置一致。

3 技術(shù)方案整理與評(píng)價(jià)

通過應(yīng)用TRIZ工具，獲得了如下技術(shù)方案：

方案1：將開孔工序向前道工序前移，由設(shè)計(jì)人員提供設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)和切割程序，利用數(shù)據(jù)切割機(jī)預(yù)先開孔，后完成鋼板的冷彎加工。

方案2：裁減掉開設(shè)塞焊孔的工序，通過優(yōu)化節(jié)點(diǎn)形式，取消導(dǎo)輪外板塞焊孔，從根本上簡化工藝流程。

方案3：提供適宜的生產(chǎn)場地，在導(dǎo)輪裝配前利用自動(dòng)切割設(shè)備加工。

方案4：優(yōu)化施工工藝，降低塞焊孔數(shù)量，甚至取消塞焊孔。

方案5：將需要開設(shè)塞焊孔的位置設(shè)置為板縫，通過板縫的焊接實(shí)現(xiàn)外板與結(jié)構(gòu)之間的連接。

方案6：通過設(shè)計(jì)三維數(shù)據(jù)，預(yù)先將結(jié)構(gòu)與外板之間的對(duì)位位置在數(shù)控劃線中體現(xiàn)，并應(yīng)用切割程序確保切割位置與理論位置一致。

通過對(duì)以上方案的整理與考量，主要得出兩個(gè)綜合型解決方案：

1. 由設(shè)計(jì)院提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和切割程序，在導(dǎo)輪外板切割階段完成塞焊孔的切割工作，然后進(jìn)行外板的冷彎加工，避免分段階段的開孔工作。

2. 修改導(dǎo)輪內(nèi)部結(jié)構(gòu)與外板的節(jié)點(diǎn)形式，將原本的“T”字節(jié)點(diǎn)優(yōu)化為“十”字結(jié)構(gòu)，充分利用外板的板厚，完成外板與結(jié)構(gòu)的連接。

4 項(xiàng)目改進(jìn)實(shí)施情況

為驗(yàn)證此種工序的可行性，大船集團(tuán)對(duì)該項(xiàng)目進(jìn)行了開孔冷彎試驗(yàn)，現(xiàn)場效果良好，鋼板探傷亦未發(fā)現(xiàn)缺陷，后續(xù)將在T308K船上進(jìn)行先劃線后冷彎的試驗(yàn)，對(duì)塞焊孔位置冷彎后位置變化進(jìn)行測量跟蹤，若符合生產(chǎn)需求，將在實(shí)船上進(jìn)行應(yīng)用。