钢材堆放及预处理.docx

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1、1-1 钢材堆放及预处理1-1-1.钢材堆放1) 概要钢材堆场是进行船舶生产中最先行工程的钢材卸货、堆放及预处理的地方，此处的流程与所有工程及生产工程有联系，因此确保钢材的稳定物流是至关重要的。因此，钢材堆场的运行要以维持整个工程为前提，必须实现自动化以达到合理化及活性化。从设计部钢材取材及下订单开始确保钢材厂的钢材后在堆放场储存一段时间然后按加 工类型及始点重新分类后再按加工始点进行钢材预处理并送出去进行切割及加工工作，建立 使上述一系列流程与船体生产设计信息及生产管理系统联系后可圆滑的运行的自动化系统。现韩国船厂钢材收取体系不仅不稳定且大部分还停留在人工操作或机械化阶段因此存 在很多问题，

2、为解决这些问题也可考虑采用共同运营专门处理各船厂所需钢材的厂家或中介厂并按 JIT(just in time)概念实现钢材收取的方法。今后造船行业想确保熟练的高技术劳动力会越发困难是毋庸置疑的事实，因此为克服这些困难实现高效生产，造船生产自动化中 一环的钢材堆放及预处理也要建立自动化系统。2) 流程图钢材堆场的流程一般如【图 1.1】所示，分为钢材取材及订单、钢材入库及卸货、储存及理料、预处理及送出四大阶段。钢材取材，订单钢材厂签约钢材入库，卸货理料钢材储存，理料加工日程信息钢材预处理钢材送出【图 1.1】钢材堆场流程图在造船生产中钢材类的流程对船体工程起着直接影响，因此确立与此对应的高效率工

3、程 体系是至关重要的。现流程主要问题中外因可举，与厂家确立从下订单后入库到卸货为止的 超出船厂管理范围的钢材收取管理体系，内因可举，确立总管理料、加工信息、钢材堆放信息的信息化管理系统软件及具备钢材堆放及送出的自动化硬件设施。3) 钢材堆场运行系统(1) 钢材取材 / 订单阶段为按收取日程适时供应建造船舶所需的钢材，对根据设计图纸算出的钢材物量进行预套料后下订单到韩国各钢材厂家确保所需钢材的阶段。现实行的确保建造船舶用钢材的流程如【图1.2】所示。预套料记入钢材需求清单下发 POR订单(厂家)入库最终套料PilingSpec.切割计划切割【图 1.2】确保建造船舶用钢材流程下发 POR钢材最初

4、最终切割指令钢材如【图1.3】所示，船厂与钢材厂间的钢材收取要在开工105130 天前下发 POR，签合同后从开工 60 天前开始最初纳期到开工 30 天前的 30 天为纳期。签约纳期纳期切割-105 天-90 天-60 天-30 天-15 天-0 天【图 1.3】确保船舶建造用钢材标准日程为了应用堆场实际面积、减少堆放时间、符合堆场条件的堆放方案，缩短此阶段周期是 至关重要的，因此需维持船厂与厂家间协助关系，探讨出最优方案并确保对外竞争力。部分 船厂通过与厂家紧密的配合达成了无最初、最终纳期之分，厂家根据船厂需要的节点供货。除此之外，在船厂堆放量只确保 34 天的量，因此，可最大范围减少场内

5、保管面积及缩减经费。现韩国各船厂的现状是，按设计及生产工法、设备设施能力及生产管理系统的不同， 大小有点差异，但大致上钢材取材及订单业务的信息化管理已稳定，确立与厂家间的协助体 制方面，钢材订单信息及发货单信息等已通过计算机网络相互构成了实时共助体制（real t ime service）。但与日本、欧洲等地的先进船厂相比，钢材厂家少且生产能力及供货量无法满足需求，为提高竞争力需解决钢材收取体系上存在的结构性问题。为改善钢材收取情况， 必须研究改善韩国钢材收取体系结构方案及组织专题会议。即，钢材厂家要推进为满足船厂所需的多种规格及防止缺货的合理化工作，特别是通过贴识别钢材用的条形码后出库等的以

6、顾客为主的经营策略，尽量支援船厂更容易的建立稳定工程及自动化系统。其他方案可考虑钢材中介厂，此方案替代各船厂亲自经营大规模钢材堆场，在第三方地点设立大面积的钢材堆场，结束一次理料后按各船厂的工程本着JIT(Just In Time)概念供货，最终扩大到船体共同零件的切割及加工，在国外多年前就以使用此方案。但要设立这种中介厂，各船厂要先协调现各船厂已投资的堆场设备问题及选定位置、经营主体及船厂间物量及钢材系统差异等问题。(2) 钢材入库是把厂家用船或驳船运输过来的钢材从卸货码头运到钢材堆场的工程阶段，在欧洲普遍利用 轨道在陆地运输，而在韩国和日本大部分通过海上运输。基本是航运劳务队主管卸货工作，

7、 但只负责船或驳船到码头的范围，因此船厂需要搬运到堆场的额外工作，现因场地规划、设 备设施及运行上的问题等运行效率较低下。【图 1.4】是韩国大型船厂卸货工作的运行情况。为解决上述问题，可举外因即航运劳务队主管的卸货制度的改善与内因即卸货设备设施的自 动化及场地规划的改善，但改善外因的前提是改定相关法规及与航运劳务队的协调。在此通 过场地规划及设备设施的自动化等想出最有效的卸货方案。A厂B厂C厂D厂E厂程收到入港计划树立卸货计划收到装货文件申报海关入港开始搬运工卸货钢材主管设-.30/25吨吊车备-.200吨平板车航运劳务队-.20吨悬臂起重机-.30/25吨吊车-.15吨悬臂起重机-.15吨

8、行车-.90吨汽车吊-.15吨电磁吊-.叉车，龙门搁架 -.叉车-.15Ton S/G Crane -.叉车两台卸货物量卸货能力42,500吨(/月)13个( /次)按长短分后卸货51,000吨(/月)14个( /次)26,000吨(/月)14个( /次)10,000吨(/月)13个( /次)汽车吊卸货专-.25 Ton Unloader-.15吨电磁吊-.15 Ton OHC(Vac)13,000吨(/月)13个( /次)* Unloade 卸r 货 运输到堆场悬臂起重机卸货 B.TCrane卸货拖放在龙门搁架上拖车搬运到临时堆车搬运到堆场用电磁吊搬运到龙门搁架平板车的方式叉车或平板车搬运场

9、叉车堆放到堆场堆场备注-NO.8/9船坞除外NO.3船坞基准-行车堆场*Pile卸货行车堆场-【表 1.4】韩国船厂钢材卸货现状(3) 钢材卸货及堆放船舶建造主材料的钢材因设计不同按厚度、材质及大小分很多种，但按大类分为钢板与型钢。这些材料按船厂的工程通过采购从钢材厂海运或陆运到各船厂，并如【图1.5】保管在野外 堆场，此过程成为钢材堆放。【图 1.5】钢材卸货及堆放(4) 储存钢材 / 分类阶段把以订单为基础利用计算机支持系统按钢材堆放计划从钢材厂送到的钢材储存到相应的PILE，再按船体生产信息及加工计划进行理料后根据每日工作安排供货到预处理场的阶段。此阶段是出入库系统的核心阶段，因此以堆场

10、为中心的钢材堆放及分类工作需与设计、工程 部分的钢材管理、工程管理系统、钢材堆场信息管理及设备限制系统相联系并综合运行，且发展到可建立基于上述内容的自动储存及领料系统。但韩国船厂的现状是钢材收取体系不稳定且堆场运行人员、设备、加工时间及理料方法等堆场运行方式大部分为人工或是机械化操作，因此建立钢材自动化出入库系统非常落后。钢材储存及分类作业要在实现设备设施的硬件自动化前，需先开发关于订单、入库、领料、库存量等的钢材信息与堆放计划的堆场综合信息化管理系统软件。-. 按 PILE、托盘堆放-. 安全堆放，防止变形及崩溃-. 与有关部门协商后堆放特殊材料(5) 钢材理料如【图 1.6】，入库的钢材根

11、据船厂的大工程一次按PAKAGE 分类，再根据加工工程按 LOT、尺寸、级别分类。一次理料按设计部给的理料信息清单，对照记账入库后卸货的目录进行以下工作。-. 确认是否有规格不符、遗漏、腐蚀、污染、损伤等情况-. 按 PAKAGE 分类-. 按 PAKAGE 分类完的 PILE 搬运到钢材堆场-. 根据加工计划从堆场搬运到预处理场二次理料根据细化的加工工程进行二次理料，对照设计部的 STEEL WORK ORDER 与一次理料是否有异常，并进行以下工作。-. 按加工场地优先顺序分类-. 按加工 LOT 分类-. 左右对称的需同时加工-. 可肉眼看出材料规格及船级社等级等【图 1.6】钢材堆场理

12、料【表 1.7】【表 1.8】是韩国船厂的钢材 piling 方法与钢材堆场运行现状，【图 1.9】是堆场的钢材管理综合信息化系统概要。卸货一次理料A 厂按订单顺序入库(开工 -4515) 按日期/号船/加工类别(7 天物量)B 厂按订单顺序入库(开工 -4530)C 厂按订单顺序入库D 厂按订单顺序入库(开工 -6030)E 厂按订单顺序入库(开工 -21 天)日期/Group(开工 -7 天)按号船(开工 -1520)按 PAKAGE（7 天物量)按号船 LOT(开工 -15 天)二次理料按分段/投入顺序(1 天物量)按 LOT (1 Group)按日期(2 Group) (开工 -2 天

13、)按分段(开工 -7 天)按加工类别(3 天物量)LOT 投入顺序(7 天物量)三次理料-按切割日期(开工 -3 天)按分段/日期(1 天物量)-【表 1.7】 韩国船厂钢材 PILING 现状A 厂B 厂C 厂D 厂E 厂树立卸货/周编制理料/工程堆放堆放/工作领料领料计划进货计划指示表工作设施面积-. 由5 个跨间构成-.由4 个跨间构成-.由3 个跨间构成-.由2 个跨间构成-.由2 个跨间构成(m2)32,34033,48013,1105,60021,780年使用量58 万吨73 万吨31.6万吨7.8万吨18 万吨现堆放量68 万吨7 万吨46 万吨208 万吨39945万吨堆放期间

14、约 42 天约40 天约50 天约45 天约60 天额定堆放量4.8万吨(30天)5 万吨 (25天)3 万吨 (30天)1 万吨 (50天)4.1万吨作业人员31 名28 名29 名10 名20 名工作形态两班制两班制两班制两班制两班制主要设备-.-.25吨行车:5 台15吨行车:3 台-.-.25吨行车:5 台15吨行车:1 台-. 30吨LMC:3台-. 15吨行车:1 台-. 15吨行车:4 台-.8吨行车:1 台-.8吨行车:2 台-. 16吨行车:1 台-. F/I:1台各跨间行车在投入预处理Roller Conveyo上rloading钢材信场方式息扫入条形码系统驱动Convey

15、or使用S/G Crane在使用各跨间LMCRoller Conveyo上r在Roller Conveyorloading钢材卡上loading交给预交给预处理场工作处理场工作人员人员利用S/G Crane在Roller Conveyor 上loading钢材卡交给预处理场工作人员使用行车在Roller Conveyo上rloading搬运预处理场【表 1.8】船厂钢材堆场运行现状钢材订单及切割信息管理系统钢材切割及加工日程管理系统主机钢材堆场信息管理系统入库管理系统库存管理系统出库管理系统数据库设备限制系统【图 1.9】钢材管理综合信息化系统概要1-1-2.钢材预处理1) 预处理必要性经过钢

16、材堆放与理料后进行的预处理工作大致分为喷丸与车间底漆，且主要目的是使油漆更好的附着及防止二次涂装前生锈。钢材厂家要推进为满足船厂所需的多种规格及防止缺货的合理化工作，特别是通过贴识别钢材用的条形码后出库等的以顾客为主的经营策略，尽量支援船厂更容易的建立稳定工程及自动化系统。在堆场按加工类别及加工日程分类的钢材需按加工日程进行喷丸与车间底漆后送到加工工厂。现韩国船厂的现状是，预处理工厂基本以实现自动化但前后道工序还停留在人工或机械化操作的阶段，因此是待工及设备启动率低下是直接原因。条形码系统在钢材储存及分类阶段还未稳定需人工进行标记及理料，因此需完善条形码系统、确认钢材分类正确性的检测设备、预处

17、理后自动标记钢材号的系统、标记特殊钢材等级的设 备等。考虑使用预处理之后自动标记的设备，在先行工程中完成大多属于切割工程的切割零件标记 作业，使切割效率大幅提升的方案等，且需建立为实现高效预处理作业的预处理工程自动化， 于此同时建立预处理前后道的自动化及信息管理系统。按船厂处理钢材的能力及设备设施的能力决定钢材预处理线的数量、规格及运行方式等【。图1.10】是船厂预处理场运行现状。设施面积(m2)2,4602,750,1,53673010,800处理能力4.4万吨（吨/月)5.6万吨(吨/月)2.6万吨(吨/月)7500吨(吨/月)2 万吨(吨/月)设备启动率67.5%70.0%70.5%85

18、.0%70.0%预处理颜色单色(灰)单色(灰)单色(灰)单色(灰)单色(灰)3 条线流水线构成-A/B线 钢板3 条线-A/B线 钢板2 条线-A线 钢板1 条线-A线 钢板+型钢2 条线-A线 钢板+型钢-C线 型钢-C线 型钢-B线 型钢-B 线 钢板专用流水线速度-钢板: 6.06.5-钢板: 6.06.5-钢板: 4.0-钢板: 6.06.5-钢板: 4.56.0(m/min)-型钢: 5.56.0-型钢: 5.56.0-型钢: 2.53.0-型钢: 5.56.0-型钢: 3.5-使用油性记号笔-标记A 厂B 厂C 厂D 厂E 厂工程投入钢材预热喷丸车间底漆干燥间投入切割工厂钢材等级表

19、 -AH,DH,E钢H :黄色示方式-TMCP钢:绿色-软钢:白色-使用油性记号笔-D grade以上: 进-AH钢:三角形行stamp标记-DH,EH钢:”-使用油性记号笔-A:白色-其余钢:黄色预处理钢材 TCC+SG crane各+运输方式跨行车各跨行车-AH,DH钢:蓝色-E,EH钢:白色-TMCP钢:红色SG crane +各跨行Roller conveyor 各+车跨行车Roller conveyor 行+车【表 1.10】船厂钢材预处理场运行现状2) 喷丸与车间底漆(1) 表面处理的目的-. 去除附着及生成在表面的异物-. 提高表面耐蚀性及油漆附着性(2) 表面处理的种类钢材表面

20、处理分为机械处理方法及化学处理方法，而船厂使用的是机械处理方法。此方法分为喷丸、冲砂、机械除锈、手工等，但普遍使用其中的喷丸法。(3) 喷丸把软材料(SHOT BALL, GRIT, CUT WIE)以离心力原理喷到钢板表面，利用其冲击力或折射作用去除钢板表面氧化皮等的方法称为喷丸。【图1.11】是钢板进入喷丸机的情形。【图 1.11】钢板自动喷丸的情形(4) 车间底漆为防止通过喷丸去除氧化皮等异物的钢板在加工、组立等工程中生锈，喷完后立即涂防锈涂料。此涂料被称为车间底漆，使用此方式的主要目的是提高一次表面处理效率及减少二次表面处理。【图 1.12】是刚进行车间底漆后的钢板。【图 1.12】进

21、行车间底漆后的钢板(5) 使用传送带系统的钢材入库如【图1.13】所示，使用传送带系统把车间底漆完的钢板运输到切割工厂，切割工厂的各跨间按各跨间工程所需用电磁吊搬运钢板。【图 1.13】用传送带与电磁吊搬入切割工厂1-1-3.自动标记预处理钢材信息系统 (Auto-labeling system)1) 技能为了预处理根据二次理料按 LOT 分类、堆放的钢材在出库的节点工作人员将钢材固有编号(I.D.)输入到 R.F.终端（或计算机）就可通过计算机处理所有预处理工程钢材信息的系统。具体有以下三种技能。(1) 钢材管理查询钢材出库、管理出库及管理钢材出库完成现状。(2) 预处理工程管理自动控制车间

22、底漆方式、预处理钢材生产管理、在完成车间底漆的钢材上自动标记钢材信息、软件自动算出各种消耗品(油漆、稀释剂、喷丸球等)的理论消耗现状、钢材的Trans Bay 堆放、自动标记前修改 PILE 编号等。(3) Trans bay 管理运行型钢及钢板搬入管理、自动标记T/bay 堆放 PILE 编号后修改（但库存量变动及出库管理需工作人员人工输入数据）等所有技能的总管系统。2) 打印内容如【图 1.14】所示，自动标记的钢材信息包括加工类别、派工单编号、分段号、标记编号、钢板尺寸、预处理日期、序列号、钢板材质、T/Bay 堆放编号等。3) 运行顺序【图 1.14】自动标记钢材预处理信息因预处理工程

23、特性钢板移动速度是 6m/min(平均 4.2m/min)，为保持此状态并平行于速度方向标记，按任意角度倾斜了印字头部的轨道，且允许因预处理线的速度不均产生的轻微倾斜。【图 1.15】是次自动标记系统的系统图。输入钢材编号模块R.F 终端, 键盘数据文件读写模块文件服务器生产管理模块文件服务器主模块钢材确认/跨间管理模块产业用计算机办公用计算机互锁模块信息标记模块PLC喷墨系统11底漆控制模块位置探测模块位置控制模块高度控制模块预处理底漆设备光电传感器交流伺服电机距离传感器交流伺服电机测距传感器No.主要构成 S/W主要技能输入钢材编号模块-R.F 终端-计算机键盘-要入库的钢材编号输入（标记

24、编号、派工单编号）数据文件读写模块-文件服务器-存储生产管理（完成工作）数据-保存要标记的数据文件-输入钢材编号的相关数据文件生产管理模块-OA 用计算机-标记完的结果及生产管理信息钢材确认/跨间管理-办公用计算机-打印确认标记钢材的数据模块-喷墨打印机-输入关键Trans bay 出库现状主模块-产业用计算机-自动标记信息管理、车间底漆信息管理-生产管理数据报告、监控信息标记模块-喷墨控制器-标记钢材信息 (喷射非接触式、油性墨水)互锁模块-PLC-控制各种信号及器具，中转数据底漆方式模块-线圈阀-自动控制钢材底漆方式-PLC位置探测模块-光电传感器-感应钢材进入偏移量后发出打印信号-测距传感器-间接感应板宽位置控制模块-伺服电机-伺服电机转身、停止、出发等位置控制-伺服/运动包高度模块-伺服电机-伺服电机转身、停止、出发等位置控制-伺服运动【表 1.15】自动标记系统系统图