Содержание к диссертации
Введение 4
Глава 1. Предпосылки перехода к более прогрессивным методам судокорпусостроения 7
1.1. Современное состояние и перспективы развития мирового и отечественного судостроения 7
1.1.1. Рынок морских транспортных судов и перспективы его развития 7
1.1.2. Общая характеристика судостроительной отрасли России и предприятий северозападного региона (Санкт-Петербурга) 11
1.1.2.1. Особенности процесса проектирования судов в РФ 15
1.1.2.2. Особенности процесса постройки судов на отечественных заводах и наметившиеся тенденции его изменения 17
1.1.3. Обзор направлений повышения эффективности судокорпусостроения 20
1.1.3.1. Технологичность материалов 22
1.2. Выявление и анализ факторов, влияющих на внедрение КГ Л в отечественное судостроение 26
1.2.1. Особенности технологии, организации и материально-технического обеспечения постройки судов на ведущих зарубежных верфях 26
1.2.2. Обзор отечественных рынков материалов для судокорпусостроения 29
1.2.3. Анализ действующей российской технологии с точки зрения возможности использования КГЛ 32
1.2.3.1. Корпусообрабатывающее производство 32
1.2.3.2. Сборочно-сварочное производство 36
1.2.4. Проблемы транспортировки КГЛ 38
1.2.5. Совершенствование системы конструкторско-технологической подготовки производства , 39
1.2.6. Действующие тенденции по выбору габаритов листов при проектировании и обоснование необходимости их изменения 42
1.3. Формулировка целей и задач исследования 46
Краткие выводы по главе 48
Глава 2. Выбор и экономическое обоснование варианта постройки корпуса в условиях производства, имеющего возможности работы с КГЛ 50
2.1. Определение предметной области исследований и формулировка основных принимаемых допущений 50
2.2. Разработка методических рекомендаций по определению габаритов проката для изготовления судна заданных проектных характеристик и конструктивных особенностей 54
2.2.1. Влияние ширины листов на параметры постройки, определяющие ее технико-экономические показатели 54
2.2.2. Определение технологичной длины листового проката с учетом конструктивных особенностей судна и предъявляемых к нему требований 62
2.2.3. Гофрированные переборки 65
2.2.4. Обобщение полученных результатов 68
2.2.5. Возможные перспективы использования и развития разработанной методики 72
2.3. Оценка экономической эффективности выбранного проектного решения 74
2.3.1. Выбор и обоснование показателя экономической эффективности 74
2.3.2. Определение базовых оценочных показателей по конкретному предприятию 78
2.3.2.1. Эффективность сокращения металлоемкости проектируемой конструкции...78
2.3.2.2. Оценка эффективности сокращения длины сварных швов 80
2.3.2.3. Эффективность уменьшения количества секций корпуса 82
2.3.3. Расчет составляющих, связанных с сокращением времени 83
Краткие выводы по главе 90
Глава 3. Оценка эффективности судокорпусного производства в условиях работы с КГЛ 92
3.1. Зависимость технико-экономических показателей работы КОЦ от габаритов применяемого металла 92
3.1.1. Трудоемкость корпусообработки 92
3.1.2. Энергопотребление на технологические цели 98
3.1.3. Производительность 100
3.2. Оценка изменения экономических показателей постройки судов в результате использования КГЛ 101
3.2.1. Трудоемкость корпусных работ 101
3.2.2. Сроки выполнения корпусных работ и общая продолжительность постройки102
3.2.3. Стоимость постройки судов 103
3.3. Оценка изменения величины капиталозатрат в зависимости от выбранных габаритов проката при оснащении новых корпусных цехов 107
Краткие выводы по главе 109
Заключение 110
Литература и источники 113
Приложения 117
Введение к работе
Судостроительная промышленность России и, в частности, северо-западный регион, где сосредоточен основной производственный и научный потенциал всей отрасли, находится в настоящее время не в лучшем положении, что объясняется последствиями экономического кризиса, особенностями самой отрасли, инфраструктурой мирового рынка и прочими факторами. Основными мировыми производителями судов являются Япония (до 40%) и Южная Корея (до 35%) [3]. Далее по занимаемой доле рынка за ними следует Европа. Доля России в мировом судостроении, к сожалению, не превышает 1-2%, что объясняется в первую очередь отставанием по таким важным экономическим показателям, как сроки изготовления судов и кораблей и их стоимость. Возрождение торгового флота России, а также подъем и вывод на мировой рынок отечественной судостроительной промышленности является важной государственной задачей, решением которой уже более 10 лет занимаются службы как федерального, так и региональных уровней.
К наиболее острым проблемам, стоящим перед судостроительной отраслью, следует отнести низкий уровень технической оснащенности верфей, физический и моральный износ располагаемого цехами оборудования и оснастки, сложность или же невозможность организации поточного производства и в целом нехватка производственных площадей при растущей в них потребности. Названными выше причинами объясняется необходимость проведения комплексной реконструкции верфей. Мероприятия по реорганизации судостроительной отрасли России предусмотрены федеральными целевыми программами и решаются в настоящее время как службами региональных администраций так и самими предприятиями.
Создание новых производств, отвечающих современным мировым требованиям, сопряжено с привлечением значительных инвестиций как из средств самих предприятий, так и из бюджетов разного уровня. Окупаемость этих вложений не в последнюю очередь будет определяться параметрами новых цехов, техническими возможностями и характеристиками приобретаемого оборудования, а также эффективностью его использования и решения тех задач, которые встанут перед предприятиями в новых условиях работы. Одним из таких параметров является габарит применяемого листового проката.
Из мирового опыта известно, что выгоднее и эффективнее использовать для формирования корпуса крупнотоннажных судов крупногабаритный листовой прокат. Идея увеличения габаритов листов базируется на очень простом и понятном принципе. Чем больше размеры лист-деталей, формирующих корпус, тем меньше кромок подлежит обработке, сборке и сварке, а, следовательно, меньше общая трудоемкость работ по корпусу, его себестоимость и в целом срок постройки судна. Мировая и отечественная наука уже не раз обращалась к данному вопросу, однако лишь в последние годы он обрел особую актуальность, т.к. появилась возможность выплавки крупногабаритных листов (КГЛ) отечественными металлургическими предприятиями. Потребность в таком материале испытывают и другие отрасли, что предопределяет решение проблем доставки и обеспечения должных параметров качества. Переоснащение верфей и выход на мировой рынок с конкурентоспособной продукцией предполагает обязательное укрупнение габарита применяемых листов. Таким образом, именно сейчас, в период проектирования новых производств и определения их основных технических характеристик, вопросы выбора габарита и его влияния на технико-экономические параметры постройки судов особенно актуальны, и освещение их своевременно.
Вопрос об использовании КГЛ был поднят еще 30 лет назад. За это время отраслевыми институтами и проектными организациями (ЦНИИ ТС, ЦНИИ КМ «Прометей» и др.) был проведен целый ряд исследований, большинство которых носили локальный характер и рассматривали возможность применения КГЛ для изготовления конкретных конструкций по уже существующим проектам судов и кораблей ([1], [52] и др.). При этом проектно-конструкторские решения ЦКБ, выпущенные ими в последние годы, оставались весьма консервативными и не учитывали возможности укрупнения габаритов даже в пределах действующих производственных ограничений. Освещение экономических вопросов сводилось к расчету сокращения длины сварных швов и в лучшем случае, оценке снижения трудоемкости работ, выполненной очень укрупненно.
Между тем, габарит проката во многом определяет размеры секций, а следовательно, и схему разбивки корпуса. Между этими параметрами существует тесная обратная связь. Значительное расширение возможностей как обработки, так и поставки неизбежно повлечет проблему выбора рационального габарита. Причем, поскольку на стадии технического и рабочего проектирования уже невозможен пересмотр таких важных вопросов, как форма корпуса, шпация, разбивка корпуса на секции и блоки, особенно важно осуществить правильный выбор еще на предконтрактной стадии, при определении основных проектных характеристик будущего судна и принятии решения о целесообразности его постройки на предприятии.
Исходя из изложенного, основной целью диссертации является поддержка принятия управленческих решений по модернизации судостроительного производства и по выбору вариантов постройки судов в связи с укрупнением габаритов применяемого металла путем разработки методических рекомендаций по определению рационального габарита:
- при проектировании крупнотоннажных судов независимо от конструктивных особенностей, главных размерений и дедвейта;
- при создании новых корпусных цехов и переоснащении существующих.
Для реализации цели работы потребовалось решить совокупность задач, которая включает:
1. Анализ состояния современного корпусостроения на основе перспектив развития:
- мирового и отечественного флота;
- отечественного судостроения;
- судостроения северо-западного региона;
- судостроительного производства конкретного предприятия;
2. Формирование технически обоснованных альтернатив модернизации судокорпу-состроения и детальное их описание;
3. Выявление предпосылок перехода на более технологичный размер листового проката на основе анализа последствий его применения и оценки этих последствий;
4. Постановка задач, связанных с переходом на использование КГЛ, и обоснование необходимости их решения;
5. Разработка алгоритмов решения этих задач;
6. Формирование альтернативных вариантов постройки судов в условиях действия конкретных производственных ограничений;
7. Выбор и обоснование формы критерия оценки этих альтернатив на предконтракт-ной стадии;
8. Расчетные исследования по выявлению экономических последствий перехода к конкретному типоразмеру (производственному ограничению);
9. Разработка методических рекомендаций по выбору предельного габарита листов при проектировании новых судокорпусных производств и переоснащении существующих.
Методической основой решения вопросов принят системный подход, аппарат экономико-математического анализа, комплекс базовых понятий технологичности конструкций и изделий и теории экономической эффективности.
Использование результатов работы должно способствовать повышению конкурентоспособности российских верфей и укреплению их позиций на мировом рынке.
