船舶制造精度管理及過程控制技術(shù)探究

郭云

【摘 要】隨著世界造船競爭日益加劇，造船模式將向巨型總段建造、平地造船法和造船總流水線方式發(fā)展，相應(yīng)的船舶精度控制技術(shù)也將不斷發(fā)展、提高。船舶建造精度管理將以控制巨型總段的精度為主要內(nèi)容，總段精度控制要求也將越來越高，相應(yīng)的檢測方法、工裝工具、運輸方式和船舶下水方式也將有革命性的發(fā)展?；诖耍疚膶Ξ?dāng)前我國船舶制造精度管理及過程控制技術(shù)試做探究，望予同行參考。

【關(guān) 鍵 詞】船舶制造；精度管理；過程控制

【中圖分類號】TG409【文獻標(biāo)識碼】A【文章編號】1672-5158（2013）07-0229-01

1.現(xiàn)代造船精度管理的發(fā)展趨勢

造船精度管理是精益造船的主要技術(shù)，在縮短造船周期、降低造船成本、提高造船質(zhì)量、應(yīng)對PSPC標(biāo)準(zhǔn)、提高鋼材利用率和勞動生產(chǎn)效率等方面具有重大意義。目前世界的船舶建造精度管理技術(shù)發(fā)展很快，有以下幾個方面的發(fā)展趨勢：

首先，船舶零件制造設(shè)備向數(shù)控化、自動化趨勢發(fā)展，船舶零件的制造精度越來越高，對船舶精度管理和控制相應(yīng)更加有利。如，數(shù)控卷板機、數(shù)控切割機和數(shù)控水火彎板機的出現(xiàn)，使零件的制造精度更加適應(yīng)嚴(yán)格的精度造船要求。

其次，以往的船舶制造是從部分加放精度補償量向全船全部用精度補償量取代余量（零件冷熱制造的余量不算）的方向發(fā)展，如今伴隨著現(xiàn)代數(shù)字化的造船精度控制設(shè)備和軟件，無疑將成為造船業(yè)從余量造船到無余量造船過渡的一個重要手段。

然后，船舶建造精度檢測技術(shù)發(fā)展很快，如今全球造船企業(yè)基本已采用全站儀配合計算機數(shù)據(jù)處理軟件技術(shù)進行船舶建造過程中的精度檢測和數(shù)據(jù)處理。這種造船精度測量方法也是造船精度管理的發(fā)展方向。

第四，造船精度專用工裝和工具的研究發(fā)展也是船舶建造精度管理的發(fā)展趨勢，如分段總段胎架工裝、搭載支撐定位工裝等都能有效提高船舶建造精度水平。

最后是船舶建造精度管理技術(shù)包括舾裝件的制作和安裝精度控制技術(shù)，隨著PSPC的應(yīng)用，為避免油漆的破壞，已經(jīng)將工序前移。如鐵舾件的安裝位置精度、管子的制作安裝精度和設(shè)備的安裝精度等方面都將納入造船精度管理的范圍。這對提高船舶分段預(yù)舾裝率有重大的意義 。

2.船舶制造精度管理

2.1 從戰(zhàn)略高度抓造船精度管理

隨著造船企業(yè)建模工作的進一步深化，精度造船正在成為實現(xiàn)造船總裝化、管理精細化、信息集成化的重要載體。骨干造船企業(yè)緊密跟蹤國外先進造船企業(yè)最新動態(tài)，把造船精度管理作為提升企業(yè)核心競爭力的重要手段。伴隨造船總量和規(guī)模的迅速擴大，中船集團公司把造船精度管理作為推進建立現(xiàn)代造船模式、實施精益造船的重要抓手和突破口，作為應(yīng)對實施PSPC標(biāo)準(zhǔn)、提高鋼材利用率、和勞動生產(chǎn)率的重要基礎(chǔ)支撐來抓，并先后下發(fā)多個相關(guān)文件，指導(dǎo)和促進企業(yè)做好造船精度管理工作。國內(nèi)骨干造船企業(yè)相繼將造船精度管理作為重要課題來抓，既是應(yīng)對當(dāng)前金融危機、化解船市風(fēng)險的重要舉措，更是提升企業(yè)核心競爭力的長遠戰(zhàn)略行為。本公司加快推進造船精度管理的思路和辦法是：首先抓統(tǒng)一企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)班子思想、強力推行；二是抓精度管理的體制、機制、隊伍建設(shè)；三是抓全員（含外包工）的宣貫、培訓(xùn)；四是抓指導(dǎo)文件的編制；五是抓精度軟件的開發(fā)應(yīng)用；六是抓評價指標(biāo)體系建立與改進。并且明確由集團公司技術(shù)部及精度管理室牽頭組織，目前正在規(guī)范有序地實施。

2.2 從系統(tǒng)角度抓造船精度管理

造船精度管理是一個企業(yè)建造水平和管理水平的集中體現(xiàn)，是一項系統(tǒng)工程，是全面、全員、全過程的管理，涉及造船設(shè)計、制造、管理的多個環(huán)節(jié)；既需要有先進的理念和技術(shù)為基礎(chǔ)，又要有好的體制、機制和工作方法作為保證。越來越多的骨干造船企業(yè)從單純抓建造技術(shù)為主向建造、管理關(guān)鍵共性技術(shù)過渡，向系統(tǒng)層面發(fā)展。越來越重視精度管理體系建設(shè)和技術(shù)、管理等基礎(chǔ)建設(shè)，尋求真正意義上的突破。比如，外高橋造船公司為了加強造船精度管理，2008年成立了精度管理部統(tǒng)籌造船精度管理，加強了體制、機制、隊伍建設(shè)，初步形成了自己的一套精度管理體系、精度管理規(guī)定、精度管理流程、精度管理表格以及精度管理標(biāo)準(zhǔn)等，并在典型產(chǎn)品的精度管理方面取得了積極的成果，發(fā)揮了示范作用。

3.船舶參數(shù)化精度制造及過程規(guī)劃

船舶是由很多種不同類型的零件共同構(gòu)成，零件彼此之間通過裝配與配合，最終使得彼此間的約束關(guān)系固定，所以說，針對的精度制造技術(shù)而言，其根本是使變型尺寸在產(chǎn)品構(gòu)成零件的尺寸間得以持續(xù)傳遞，并保證某些零件的精度制造技術(shù)內(nèi)容，這一系列過程包括以下幾種活動形式：傳遞變型尺寸、判定零件類型以及零件的參數(shù)取值等。為保證生產(chǎn)變型體的有效性與優(yōu)化型，這就需要我們合理地對船舶產(chǎn)品的精度制造技術(shù)活動實施組織與規(guī)劃。在船舶產(chǎn)品精度制造技術(shù)階段，規(guī)劃和組織活動的本質(zhì)內(nèi)容就是對精度制造技術(shù)活動給予邏輯結(jié)構(gòu)進行定義。

在船舶產(chǎn)品的精度制造技術(shù)規(guī)劃與組織框架階段，包括了以下3個層次內(nèi)容：首先是描述層。描述層存在的基本意義在于對船舶產(chǎn)品精度制造技術(shù)規(guī)劃作出定義，比如說對精度制造技術(shù)活動和過程進行多樣化描述。所謂精度制造技術(shù)過程的多樣化就是對船舶產(chǎn)品中的不同的零件類型、不同定制條件下的精度制造技術(shù)規(guī)劃及組織框架進行定義；多樣化的精度制造技術(shù)活則是對精度制造技術(shù)活動進行定義，也就是針對產(chǎn)品組成零件的精度制造技術(shù)實施過程實施具體的研究與分析。 其次是模型層，我們知道，船舶產(chǎn)品精度制造技術(shù)活動的中心內(nèi)容就是在精度制造技術(shù)階段的組成元素，在這一階段，我們根據(jù)精度制造技術(shù)活動間的各種邏輯關(guān)系，最終構(gòu)架出船舶產(chǎn)品精度制造技術(shù)活動的組織結(jié)構(gòu)模型，在廣義上來說，邏輯結(jié)構(gòu)模型可以是一種可配置層次。最后是應(yīng)用層。在基于船舶產(chǎn)品精度制造技術(shù)的配置原則、判斷標(biāo)準(zhǔn)以及數(shù)據(jù)處理方式依據(jù)，根據(jù)定制需求信息的作用，我們可以借助既定的次序?qū)Σ煌戎圃旒夹g(shù)活動一一啟動，以確保能夠獲得船舶零件的精度制造技術(shù)的最優(yōu)解。

4.船舶制造全過程精度管理

船舶建造的全過程精度管理是指從設(shè)計、原材料板的切割、制造、部件裝配、分段制造，吊運、總組、搭載、切割機精度、胎架精度、余量補償量加放、反變形加放、精度管理數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析、變形預(yù)測等影響船舶建造精度的各環(huán)節(jié)予以管理的技術(shù)。

由于船舶建造精度影響因素多，涉及范圍廣，因而，必須綜合利用先進的數(shù)據(jù)庫技術(shù)、CAD技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、各種船舶設(shè)計軟件的接口技術(shù)、有限元計算技術(shù)等各種現(xiàn)代技術(shù)與手段，來實現(xiàn)全過程精度管理。

在全過程精度管理方面，船舶工藝研究所數(shù)字化造船國家工程實驗室已與上海船廠、上海交通大學(xué)、江蘇科技大學(xué)等單位合作，即將完成一套基于數(shù)據(jù)庫和CAD技術(shù)的船舶建造全流程精度管理系統(tǒng)，其主要功能包括與各設(shè)計軟件的數(shù)據(jù)接口、精度管理圖和精度管理表繪制 、精度數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析、結(jié)構(gòu)變形預(yù)測、通用精度管理等。

5.結(jié)束語

我國造船工業(yè)長遠發(fā)展來看，船舶精度管理與過程控制技術(shù)的研究應(yīng)該列入到日程中，特別是取代人工經(jīng)驗的補償量建模系統(tǒng)研究、建造過程中的檢測和調(diào)整技術(shù)研究，以及建造過程中影響變形因素的機理研究等工作都需要長期持之以恒地進行，才能有高水平的成果應(yīng)用到實際中去。造船精度管理技術(shù)的發(fā)展和體系的有效運作需要致力于造船精度的人員不斷深入研究和努力實踐。只要下定決心，強力推進，就一定會結(jié)出造船精度管理的豐碩成果。

參考文獻

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