大合攏分段搭載精度控制

摘 要：如今，我國船舶制造產業(yè)正處在飛速發(fā)展期，作為直接體現(xiàn)船舶制造企業(yè)綜合能力的因素，精度控制水平無疑對企業(yè)的可持續(xù)運營構成正比關系，并且也在某些方面對制船企業(yè)的經濟效益與社會效益造成影響。筆者結合自身經驗，首先闡述了船舶分段搭載精度控制的發(fā)展趨勢及重要性，并對船舶分段搭載精度控制中的重點內容和優(yōu)化手段進行了探討與分析，最后得出相關論點，希望能給同行帶來一定借鑒作用。

關鍵詞：船舶工程 分段搭載 精度控制

中圖分類號：U662 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）05（b）-0100-02

船舶建造的分段搭載精度控制是指從設計、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、變形預測等影響船舶建造精度的各環(huán)節(jié)予以管理的技術。由于分段搭載精度影響因素多，涉及范圍廣，因而，必須綜合利用先進的數(shù)據(jù)庫技術、CAD技術、網絡技術、各種船舶設計軟件的接口技術、有限元計算技術等各種現(xiàn)代技術與手段，來實現(xiàn)全過程精度管理。

1 大合攏分段搭載精度控制的發(fā)展趨勢

分段搭載精度控制是精益造船的主要技術，在縮短造船周期、降低造船成本、提高造船質量、應對PSPC標準、提高鋼材利用率和勞動生產效率等方面具有重大意義。目前世界的船舶分段搭載精度控制技術發(fā)展很快，有以下幾個方面的發(fā)展趨勢。

第一，船舶零件制造設備向數(shù)控化、自動化趨勢發(fā)展，船舶零件的制造精度越來越高，對船舶精度控制和控制相應更加有利。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嚴格的精度造船要求。

第二，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。日本有的船廠已經做到這個精度控制水平，相信我國分段搭載精度控制水平也將朝這個方向發(fā)展。在船舶設計建模階段就根據(jù)精度補償量標準做好船舶零件的數(shù)字放樣，最大限度地減少現(xiàn)場修割的工作量，提高工作效率。

第三，船舶分段搭載精度檢測技術發(fā)展很快，韓國的造船企業(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控制的發(fā)展方向。

第四，分段搭載精度專用工裝和工具的研究發(fā)展也是船舶建造精度控制的發(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。

第五，是船舶建造精度控制技術將來必然包括舾裝件的制作和安裝精度控制技術。如鐵舾件的安裝位置精度、管子的制作安裝精度和設備的安裝精度等方面都將納入造船精度控制的范圍。這對提高船舶分段預舾裝率有重大的意義。

2 船體分段的三維測量與分析技術

傳統(tǒng)的分段精度測量表一般只測量外板型值，分段完工后的長度、寬度、高度、垂直度等項目。這種精度分析方法無法關注分段的建造細節(jié)，不能全面地分析分段的完工精度，測量數(shù)據(jù)也不能用于后續(xù)的總組與搭載目前較先進的分段測量方式是使用全站儀和PDA，測量分段上所有精度關注點的空間坐標值，然后根據(jù)測量的結果，計算出各點的偏差值、分段的長度、角度、平面度、平行度、垂直度等項目上，對分段進行按基準線對齊、按端線對齊、按平面對齊、扭曲分析等各種精度分析，并且測量結果可應用到后續(xù)的總組與搭載中。

基于良好的三維操作環(huán)境，完成分段精度控制任務，導入模型、定義測量點、測量項目、生成分段測量任務、測量數(shù)據(jù)導入并自動數(shù)據(jù)對中、報表設計與分析。在分段搭載精度控制方面，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、江蘇科技大學等單位合作，即將完成一套基于數(shù)據(jù)庫和CAD技術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、結構變形預測、通用精度管理等。

3 船舶大合攏分段搭載精度控制研究

塢內搭載是船體建造過程中的最后一道精度控制程序，其精度控制水平主要受分段和總組時精度的影響，其控制難點比總組較為簡單，因總段吊裝重量較大多數(shù)為200～600 t左右，導致調整難度相對較大?，F(xiàn)我們從數(shù)據(jù)測量和搭載精度控制基準方面來分析。

3.1 搭載精度測量數(shù)據(jù)的優(yōu)化

3.2 搭載精度控制基準優(yōu)化

搭載定位數(shù)據(jù)應當進行優(yōu)化或改進后作為現(xiàn)場施工的工藝性文件，需要統(tǒng)一所有精度控制人員的思路和施工標準，這將大大提高現(xiàn)場精度控制水平。我們知道，船舶搭載精度控制活動的中心內容就是在精度制造技術階段的組成元素，在這一階段，我們根據(jù)搭載精度控制技術活動間的各種邏輯關系，最終構架出船舶產品精度制造技術活動的組織結構模型，在廣義上來說，邏輯結構模型可以是一種可配置層次。

3.3 模擬搭載的研究

模擬搭載是在基于所有數(shù)據(jù)三維測量的基礎之上開展的，這里面涉及到數(shù)據(jù)的測量，數(shù)據(jù)輸入計算機后分析、確定最終總段接頭的余量實現(xiàn)系統(tǒng)內的模擬搭載。模擬搭載技術船舶在建造過程中，從加工到船塢每個階段不可避免的產生誤差，而誤差只有在船塢搭載時顯現(xiàn)最為明顯。模擬搭載就是預先了解要搭載上的總段精度偏差值及船塢（船臺）內基準分段的精度偏差值，在電腦中進行模擬演示并分析得出有效的修正方案，在平臺上進行切割修正實現(xiàn)吊裝過程在確保精度情況下一次定位。

3.4 模擬搭載的總體流程

（1）數(shù)據(jù)測量采集。掌上電腦（PDA）與全站儀連接進行搭載分段測量，基準分段測量。

（2）設計模型。因為模擬搭載要依靠設計模型為基礎，要先從TRIBON中調出相應的設計數(shù)據(jù)。在TRIBON模型中生添加管理點。

（3）單位分段。測量采集的數(shù)據(jù)與模型設計數(shù)據(jù)連接生成偏差值，掌握搭載、基準分段的精度現(xiàn)況。

（4）模擬搭載。將搭載模擬生產的偏差值與基準分段生成的偏差值連接。在模型生成中重疊和間隙的偏差值。

（5）精度校對表格。在模型生成中重疊和偏差值打印出來，根據(jù)精度校隊表格現(xiàn)場施工作業(yè)。

4 結語

通過上面內容我們不難發(fā)現(xiàn)，通過對船舶大合攏分段搭載實施全過程精度控制，不但能有效控制制造成本，還可以在優(yōu)化人力資源分配問題上求得最優(yōu)解，保證企業(yè)收獲良好的經濟效益和社會效益。如今，船舶制造作業(yè)正在全世界范圍內開展的如火如荼，如何有效地開展施工分段搭載精度控制工作，無疑對船舶企業(yè)的可持續(xù)運營構成直接影響。所以在船舶大合攏分段搭載階段，我們應做好精度控制與優(yōu)化工作，并隨時總結船舶工程中的困難經驗，加強精度控制手段，最終保證船舶大合攏分段搭載精度控制水平到達新的臺階。

參考文獻

[1]蘇宇，董德玉，董德興.改裝船舶分段對接錯位的研究與討論[J].中國修船，2011（5）：31-32，36

[2]張志英，徐晨，毛祖杰，等.基于規(guī)則的船舶分段動態(tài)空間調度方法[J].上海交通大學學報，2010（8）：1019-1025.

[3]鄭俊麗，陳峰，江志斌，等.縮短最大完工時間的船舶分段空間調度算法[J].上海交通大學學報，2009（4）：663-668.

[4]郭榮奎，秦耀良，唐建瓊.船體建造精度控制技術研究[J].江蘇船舶，2008（2）：43-44.