Учебник Спецсуда

В связи с этим возрастает роль своевременной и тщательной подготовки производства к постройке корабля.

Большой объем работ по подготовке производства.

Трудоемкость строительства такого сложного объекта производства, как подводная лодка, исчисляется многими сотнями тысяч человекочасов. Подготовка к запуску в производство ПЛ выполняется для конкретного заказа по специальному графику - графику подготовки производства, который составляется после утверждения технического проекта. Номенклатура и содержание работ, охватываемых графиком

подготовки производства, рассмотрена в параграфе 1.2.

Объем и содержание подготовки производства к постройке подводной лодки могут быть различными, они зависят от типа корабля, его сложности, объема строящейся серии и заданных сроков постройки. Учитывая такую особенность производства при строительстве ПЛ, как длительный цикл их строительства, необходимо постройку головного корабля начинать до полного окончания рабочего проектирования. Это обстоятельство также накладывает жесткие ограничения во времени на подготовку производства. Обычно подготовка производства может занимать от 6 месяцев до 1 года и больше, считая с момента получения технического проекта и до момента закладки корабля.

1.2. Основные положения технологии и организации строительства подводных лодок

Производства современного кораблестроительного предприятия в первую очередь характеризуются технологией и соответствующей организацией, во многом определяющими технико-экономические показатели строительства кораблей. Это проявляется в непосредственном их влиянии на продолжительность, трудоемкость, стоимость и качество постройки корабля. Строительство любого корабля основывается на технологии постройки, содержащей вопросы организации и экономики производства.

В настоящее время понятие технологии кораблестроения включает в себя собственно производственный процесс, технические средства его реализации, систему соответствующих знаний, технические, финансовые, кадровые и информационные ресурсы, социальную и природную среды, в которых реализуется производственный процесс, а также социально-экономические последствия, в том числе экологические.

В таком широком и глубоком понимании технология должна опираться на науку, задача которой состоит в достижении принципиально новых эффективных результатов по важнейшим направлениям технологии кораблестроения:

совершенствование существующих и разработка новых методов постройки кораблей, в том числе основанных на модульном принципе,

применение математических методов и вычислительной техники, т.е. новых информационных технологий при технологической подготовке производства и управлении технологическими процессами;

механизация и автоматизация производственных процессов, вплоть до применения промышленных роботов, робототехнических

комплексов и гибких автоматизированных производств;разработка прогрессивных технологий, основанных на новых

физических явлениях и процессах (лазерная и плазменная технологии, технологии высоких энергий и т.п.)

По каждому из этих направлений уже достигнуты определенные научные и практические результаты. Так, например, по первому из указанных направлений все большее значение приобретает освоение индустриальных методов постройки ПЛ из крупных насыщенных сборочных единиц на базе модульно-агрегатного принципа при высоком уровне механизации производственных процессов и широком применении поточных форм организации производства.

Исследования по второму направлению были начаты в конце 50-х годов прошлого столетия и успешно продолжаются. Главным результатом является создание интегрированных систем автоматизированного проектирования и технологической подготовки производства, которые базируются на использовании современных средств математического моделирования, включая формирование трехмерной модели корпуса ПЛ и твердотельное моделирование механизмов, трубопроводов и оборудования. В настоящее время в этом направлении ведутся совместные работы ЦКБ-проектантов и предприятий-строителей ПЛ, что позволит сократить сроки проектирования кораблей и технологической подготовки производства.

Третье направление является эффективным средством повышения качества и увеличения выпуска продукции, а также повышения производительности и привлекательности труда в кораблестроении. Создано большое число средств механизации, механизированных участков, комплексно-механизированных поточных линий, ведутся работы по созданию и применению в кораблестроительном производстве промышленной робототехники.

Суть четвертого направления совершенствования технологии кораблестроения состоит в разработке прогрессивных технологий,

основных на новых физических явлениях и процессах. Существенный прогресс наблюдается в разработке и освоении лазерных технологий, в частности, при выполнении таких операций, как контрольно-измерительные, разметочные, вырезка деталей

корпуса судна из листового проката, сварка и др.

Таким образом, совершенствование технологии кораблестроения способствует: созданию новых кораблей, кораблей будущего и дальнейшему научно-техническому прогрессу кораблестроения; повышению конкурентоспособности отечественных кораблей на мировом рынке и рентабельности производства; повышению производительности и привлекательности труда и ресурсосбережению при постройке кораблей; уменьшению вредного воздействия производства на экологию окружающей среды и решению других не менее важных задач. При этом на технологию кораблестроения оказывают влияние факторы, характерные для современного этапа развития отечественного кораблестроения: изменение условий производственно-хозяйственной деятельности (сокращение государственного заказа, изменение форм собственности предприятий и др.), конверсия, реализация программ военного кораблестроения страны, стремление занять достойное место в экспорте кораблей на мировом рынке.

Технология постройки ПЛ включает в себя принципиальную (проектную) технологию и технологические процессы по видам производства. Принципиальная технология устанавливает: метод постройки корабля, способ формирования корпуса, разбивку корабля на сборочные единицы, продолжительность постройки, трудоемкость и стоимость строительства. Разработка принципиальной технологии осуществляется проектантом корабля на стадиях эскизного и технического проектирования.

Технология по видам производств регламентирует способы выполнения работ, производственное оборудование, оснастку, инструмент, методы контроля качества и т. д. и включает в себя маршрутную и рабочую технологии.

Маршрутная технология определяет систему управления постройкой корабля на заводе-строителе при наличии соответствующих цехов и точном распределении работ между ними и содержит временные оценки, объемы и организацию работ по цехам.

В маршрутную технологию входят спецификации к чертежам и ведомости технологических комплектов с указанием трудоемкости.

Рабочая технология определяет систему управления изготовления деталей и изделий внутри цеха и отражает вопросы организации труда и нормы времени.

Кроме технологии большое значение имеет правильная организация производства. Организация кораблестроительного производства представляет собой совокупность взаимосвязанных процессов согласования коллективных действий работников предприятия, которая направлена на рациональное сочетание в пространстве и во времени живого труда со средствами производства и предметами труда в целях безусловного выполнения производственной программы предприятия и постройки кораблей заданного качества при минимальных трудовых и материальных затратах.

Критериями эффективности организации производства являются минимизация продолжительности подготовки производства и постройки всех кораблей в рамках производственной программы предприятия, трудовых и материальных затрат и рациональность использования производственных площадей, сменность и загрузка оборудования и средств технологического оснащения.

Организация производства основывается на принципах пропорцио-

нальности, специализации, непрерывности, параллельности, ритмичности и прямоточности. Пропорциональность - это возможность выпускать продукцию при небольшой занятости рабочих мест. Специализация состоит в ограничении номенклатуры изготовляемых изделий или номенклатуры производственных процессов. Непрерывность заключается в переходе к следующей операции производственного процесса после окончания предыдущей без каких-либо перерывов между ними или с минимальными затратами времени на перерывы. Параллельность предполагает одновременную работу ряда производств в процессе постройки корабля. Ритмичность - повторение одного и того же производственного процесса через установленные отрезки времени. Прямоточность заключается в установлении кратчайшего пути движения деталей, сборочных единиц

иперемещении самого корабля по позициям технологического цикла. При этом средства технологического оснащения расположены в последовательности выполнения операций технологического процесса

испециализации рабочих мест.

Общая продолжительность постройки корабля делится на периоды и этапы. Различают три периода постройки ПЛ: заготовительный, стапельный и сдаточный.

Заготовительный период - это часть производственного цикла от начала обработки металла до закладки корабля на стапеле. В этот период производится изготовление деталей корпуса в корпусообрабатывающем цехе; изготовление узлов, секций и блоксекций в сборочно - сварочных цехах; изготовление изделий судовых устройств и механизмов, в первую очередь изделий с длительным циклом изготовления машиностроительных цехах; изготовление труб систем и трубопроводов, дельных вещей в трубозаготовительном и достроечном цехах.

Стапельный период - это часть производственного цикла постройки корабля от закладки на стапеле до спуска на воду. Работы стапельного периода ведутся несколькими цехами и контрагентами в крытых эллингах, оснащенных построечными эстакадами со всеми энергокоммуникациями и технологическими стендами для испытаний смонтированных систем и устройств на корабле, а также необходимым технологическим оборудованием для выполнения сборочно-сварочных и механомонтажных работ с надлежащим качеством и максимально возможной технической готовностью корабля перед спуском (90% и выше). Стенды дают возможность производить наладку и испытание механизмов и трубопроводов независимо от готовности корабельных систем: для наладки и испытаний систем воздуха высокого, среднего и низкого давления; для наладки и регулировки гидроприводов выдвижных устройств, торпедных аппаратов, рулевых машин и др.

Последовательность формирования корпуса корабля на стапеле определяется с учетом обеспечения параллельности выполнения корпусных, механомонтажных и трубомонтажных работ, а также работ по отделке и оборудованию судовых помещений. При этом, как правило, формирование корпуса корабля начинается с кормовой части, в которую входит отсек с энергетической установкой.

Встапельный период выполняются работы по формированию и испытанию корабля, монтажу энергетических установок, комплексов вооружения, управления и связи, устройств, механизмов, систем. Постройка и вывод корабля из цеха осуществляются на судовозных тележках, а спуск на воду производится через плавучий док или наливной бассейн.

Постройка на стапеле является главным производством, так как здесь выпускается товарная продукция - корабль, а все остальные производства обеспечивают его работу.

Всдаточном периоде проводятся швартовные, ходовые и государст- венные испытания (а в случае постройки корабля на экспорт - и приемо - передаточные испытания), которые завершают технологический процесс

Ограни-

постройки и являются наиболее ответственным его периодом. ченные возможности проверки в условиях предприятия определяют многоэтапность испытаний. Швартовные испытания проводятся у достроечной набережной завода-строителя, заводские испытания - в море, государственные испытания - в море с последующей ревизией и окончательной отделкой помещений на заводе-строителе. Испытания проводят по методикам и программам для каждого этапа испытаний.

Наиболее важный период строительства любого современного корабля связан со стапельным периодом, который в значительной мере определяет трудоемкость, продолжительность и техникоэкономические показатели постройки корабля в целом. Трудоемкость работ, выполняемых в стапельный период, достигает более 50% от общей трудоемкости постройки корабля, поэтому особое внимание следует уделять вопросам его сокращения путем совершенствования технологии и организации строительства ПЛ.

К основным факторам, сокращающим стапельный период, относятся: выбор наиболее рационального метода постройки; оборудование стапельного места построечно-испытательным комплексом, оснащенным всеми видами энергоносителей и стендами; поточно-позиционная организация труда бригад и участков при их предметной специализации; наличие подъемно-транспортного оборудования (кранов и судовозных тележек) необходимой грузоподъемности, системы транспортных путей для перемещения конструкций и спуска заказа и системы автоматизированного контроля положения блоков и заказа в целом на опорном и спусковом устройствах; своевременное обеспечение постройки корабля материалами и оборудованием.

Выбор метода постройки корабля производится с учетом его конструкции, серийности, производственных возможностей заводастроителя, поставщиков материала и оборудования, а также экономической эффективности существующих методов постройки.

Как уже было отмечено, одним из факторов, влияющих на сокращение стапельного периода и трудоемкости постройки корабля, является применение поточно-позиционной организации труда, при которой постройка осуществляется с передвижкой с одного построечного места (позиции) на другое. При этом специализация бригад должна быть предметной, т.е. за бригадой должна закрепляться ограниченная номенклатура работ, что позволяет резко сократить потери благодаря их комплексному обеспечению необходимым оборудованием, инструментом, оснасткой и уменьшению кооперационных связей. Сокращению потерь рабочего времени способствует также соблюдение территориального принципа размещения всех участников постройки в одном здании (эллинге).

Одним из основных условий применения современных методов постройки кораблей является наличие кранов большой грузоподъемности для транспортировки и монтажа блоков корпуса, модульных сборок механизмов и оборудования. Без таких кранов немыслимо применение модульно-агрегатного метода постройки. Краны должны иметь крановые весы для взвешивания всех деталей, узлов, конструкций, механизмов и оборудования, устанавливаемых на кораблях, с точностью, требуемой нормативной документацией. Они должны быть оборудованы приспособлениями для транспортировки грузов за пределами построечного места корабля.

Важное место в сокращении стапельного периода занимает и наличие на предприятии системы транспортных путей (внутри эллинга, дока и т.д.) и обеспеченность судовым оборудованием для установки конструкций корпуса, полного формирования корабля на стапеле и вывода его из цеха. В состав судовозного оборудования входят следующие элементы:

судовозные тележки (самоходные и несамоходные) грузоподъемностью от 100 до 320 т для работы на многоколейных судовозных путях. Тележки состоят из рамы, ходовой части, гидродомкратов, гидросистемы, поворотных балансиров для перехода движения с продольного на поперечное и наоборот. Для перестановки блоков и корабля с позиции на позицию из тележек формируется судовозный поезд;

поперечные опорные балки, которые устанавливают между судовозными тележками или опорными стульями под днищем корабля;

тяговые агрегаты для передвижения судовозного поезда совместно с кораблем при его спуске;

продольные связи судовозного поезда для соединения тележек Б единый судовозный поезд;

кильблоки и подставы, устанавливаемые между днищем корабля

ипоперечными балками.

Для каждого проекта разрабатывается схема судовозного поезда, а количество тележек и балок определяется расчетом исходя из спускового веса.

В настоящее время строительство ПЛ осуществляется секционным, секционно-блочным и модульно-агрегатным методами. Наиболее широко применяют секционный и секционно-блочный методы. Разбивка

корабля на сборочно-монтажные единицы при различных методах постройки представлена на рис. 1.2.

. 1.2.		-
		и

При секционном методе постройки корпус корабля формируется на стапеле из отдельных секций. Секция - технологически законченная часть корпуса корабля или одной из его основных конструкций, собираемая из ряда узлов и отдельных деталей.

При секционно-блочной постройке корабля его корпус формируется из блок-секций или отдельных блоков. Блок-секция корпуса - часть корпуса корабля (прочный корпус с установленными бортовыми и килевыми частями наружного корпуса, корпусным насыщением, настилами и др.), отсеченная одной или двумя плоскостями, параллельными плоскости мидель-шпангоута и формируемая из отдельных деталей, узлов и секций. Блок корабля состоит из блоксекций, которые предварительно изготавливают в сборочносварочных цехах.

Дальнейшим развитием и совершенствованием блочного метода является модульно-агрегатный метод (МАМ), при котором постройка корабля ведется из конструктивных или функциональных модулей. К конструктивным модулям относят блок-модули, а к функциональным - блок-модули с установленными в них сборочно-монтажными единицами (СМЕ): агрегатами, монтажными и зональными блоками, которые изготавливаются на специализированных участках предприятия или на заводах-поставщиках. На рис. 1.3 представлена разбивка корабля на СМЕ при модульно-агрегатном методе постройки.

Формирование модульно-агрегатных сборок производится в специальном цехе, а при отсутствии такого цеха модули непосредственно создаются на стапельных местах после гидравлических испытаний

корпуса, что значительно удлиняет стапельный период постройки корабля и увеличивает трудоемкость и стоимость строительства.

Комплектование СМЕ может осуществляться по территориальному или функциональному признакам. В том случае, когда все оборудование, расположенное в одном отсеке или в каком-либо районе корабля, объединяют в одну СМЕ и монтируют на специальной раме или штатной корпусной конструкции, согласуя ее массогабаритные характеристики с производственными возможностями погрузки и дальнейшего монтажа в отсеке, компоновку СМЕ называют зональным блоком. Если СМЕ формируется на единой несущей конструкции (раме) из механизмов, труб, арматуры, приборов, выполняющих на ПЛ определенную

. 1.3.

функцию (например, водоотливные насосы, смонтированные на одной раме), то такая компоновка СМЕ называется агрегатным блоком.

Варианты модульно-агрегатного метода монтажа СМЕ, методы и технологии их погрузки и последующего монтажа разрабатывают одновременно с разработкой принципиальной технологии формирования корпуса ПЛ. Как правило, погрузку СМЕ осуществляют через открытые торцевые сечения прочного корпуса после гидравлических испытаний и окраски блоков, для чего блоки раздвигают друг от друга на расстояние, обеспечивающее погрузку СМЕ.

При разбивке корпуса на секции и блоки учитывают возможность погрузки СМЕ через открытые торцевые сечения. В случае отсутствия такой возможности вводят дополнительные технологические монтажные стыки, которые вскрываются после гидравлических испытаний блоков и завариваются после погрузки СМЕ. Положение технологических монтажных стыков, как правило, выбирают посередине шпации. С целью обеспечения размера шпации в установленных допусках для проведения операций разрезки, обработки кромок и сварки ее увеличивают на

50-100 мм.

Для погрузки отдельных модулей и агрегатов предусматривают съемные листы и вырезы в поперечных переборках. Ряд оборудования грузят через штатные люки.

Модульно-агрегатный метод позволяет сократить не только сроки формирования агрегатов и зональных блоков, но и сроки их монтажа на ПЛ, что ведет к уменьшению стапельного периода постройки корабля. При этом снижение трудоемкости составило 35% и стапельный период уменьшился на один месяц.

Практика работы судостроительных предприятий показывает необходимость широкого применения модульно-агрегатного метода. Еще в период Второй мировой войны при массовом строительстве подводных лодок в Германии был использован блочно-отсечный метод строительства. В США этот метод применяется в настоящее время при строительстве атомных подводных лодок. В России внедрение МАМ началось в конце 50-х годов с изготовления монтажных узлов энергетической установки атомных подводных лодок первого поколения и достигло наиболее полного развития при строительстве кораблей третьего поколения, где впервые были применены крупные зональные блоки. Для возможности дальнейшего широкого внедрения МАМ проекты кораблей должны создаваться на принципах базовости и хорошо отрабатываться на технологичность.