优化套料方法提高船舶建造材料利用率的研究和应用

优化套料方法提高船舶建造材料利用率的研究和应用

刘珊珊

（广东新船重工有限公司广州510111）

摘要：本文介绍了三种套料软件，用三种不同的套料方法进行具体说明，概括总结了采用优化后的套料方法对提高材料利用率的作用。

关键词：船舶生产设计；套料材料；利用率

引言：对于钢料用量比较大的船舶而言，优化生产设计，降低材料的采购成本，提高材料的利用率对于降低船舶建造成本尤为重要，本文介绍了三种现阶段使用较多的套料软件，配合不同的套料方法，概括总结了采用优化后的套料方法对提高材料利用率的作用。

1优化套料的前期准备工作

1.1板缝的预先考虑以及板规的选取。在详细设计阶段，分段划分图、外板展开图及排板图的设绘时，必须权衡好主甲板、外板等主要结构的板缝布置，依据公司的设备加工能力及以往实际下料的用板情况，预先决定选用的板规，如2000X10000、2400X12000（单位mm）等。

1.2套料批次的确定。套料批次，是将几个分段合在一起进行套料，我们称之为套料批次（套料单元），并给一个套料批次命名，如01、02等。首先必须根据船厂的生产计划和流程节拍，制定合理的套料批次。在套料的过程中，对于套料发现由个别零件套料造成材料浪费的，必须修改模型中板缝布置，再进行合理套料，如果零件很小，还可以强套到高一级板规材质中，来优化套料。

2套料软件介绍

2.1东欣造船设计系统套料软件HD-SHM，该软件是以CAD为平台进行操作，将CAD放样零件图中的图形零件转换成套料软件可以识别的数据库，再对数据库中的零件根据不同的材质板厚进行手工套料，最后生成输出CAD套料图和数控切割指令。如图1：

图1HD-SHM套料图

该软件的特点是套料效率高，可以快速自动套料；操作方便、简洁，且因画面比较多彩，很好地调节了套料中视觉疲劳等问题；但其必须依附于Tribon三维建模系统使用，后期需将套料结果返回到Tribon软件中出图及生成指令。该软件适用于前期预套料环节，能快速自动套料，统计材料，用于钢材订货。

2.3Tribon造船系统PlateNesting套料模块，该模块是在Tribon造船系统的基础上进行套料。如图3：

图3Nesting套料图

该模块的特点是该软件为一套独立的设计系统，从分段建模到套料，都可以在该系统中进行，对于套料零件修改、混套、出图和生成下料指令非常方便，但该软件操作效率低，适合与甲码软件结合使用。

3优化套料的具体方法

3.1单级分段混套形式。以多个分段组成的套料批次为基本的套料单位，批次内各分段零件进行混套，余料在下一批次进行使用的单级分段混套形式。单级分段混套形式：01、02、03…代表全船的套料批次，每个批次中包含相应的分段，一个批次为一个套料单元。其中01、02、03等批次，需要根据公司流程、场地配置确定包含几个分段数量，而且对于投钢量比较大的公司，建议余料只利用到下一个批次为止，不建议跨批次使用余料，减少余料的调运工作量。对产生的余料进行编号方便管理，使用余料时，注明余料编号，不使用的余料退库，做好余料台帐。此方法的优点是订货的板规较少，生产管理比较简单，套料也比较简单，容易实行，缺点是对生产的计划要求比较高，开工顺序要求比较严格，余料堆放、保存、再使用的难度很大。

3.2多级批次混套形式。以多个分段组成的套料批次为基本的套料单位，批次内各分段零件进行混套，批次与批次之间再进行混套，组成新套料批次的多级批次混套形式。其中01、02等同为套料批次，采用全船区域混套方案来提高材料利用率，做到既能让零件充分混套，且主船体结构不使用余料套料，又能保证生产计划有序进行。比起全船混套，增加了可行性。缺点是对生产的计划要求比较高，增加了全船的套料批次数量，零件下料后的集配、管理工作量增加。

3.3全船分段混套形式。以多个分段组成的套料批次为基本的套料单位，批次内各分段零件进行混套，然后按生产计划将后面批次多余的零件或是套料利用率不高的套料板上的零件提前至前面批次混套，如此循环，最终达到全船混套的套料形式。该方案在没有增加套料批次的基础上更进一步的提高利用率，做到全船零件进行混套，减少余料的产生；缺点是对于生产计划、分段建模的准确度要求非常高，对于零件的跟踪、管理等方面工作量大大增加。

除了采用以上方法套料以外，还可以把船舶的通用件，如垫板、覆板、马板等，纳入结构套料图中去，作为标准件统一使用。

4结束语

提高材料利用率的工作是一个系统的工程，方法不仅限于以上几种，只有技术和管理有机结合，才能有效地提高材料的利用率，创造最佳的经济效益。