數(shù)字化造船精度控制技術(shù)現(xiàn)狀分析

孫程程

（渤海船舶職業(yè)學(xué)院 船舶工程系，遼寧葫蘆島 125105）

數(shù)字化造船精度控制技術(shù)現(xiàn)狀分析

孫程程

（渤海船舶職業(yè)學(xué)院 船舶工程系，遼寧葫蘆島 125105）

國際造船市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈，現(xiàn)代造船技術(shù)急需創(chuàng)新改革。文章通過對(duì)國內(nèi)外造船企業(yè)所面臨的大環(huán)境及其自身的條件進(jìn)行分析，明確了數(shù)字化造船精度控制技術(shù)在造船過程中的地位。最后針對(duì)我國船舶企業(yè)面臨的現(xiàn)狀，提出了對(duì)中國未來造船業(yè)發(fā)展的期望。

現(xiàn)代造船模式；數(shù)字化造船；精度控制

0 引言

造船精度控制技術(shù)是指在船舶建造的整個(gè)流程中，對(duì)每個(gè)階段進(jìn)行實(shí)際尺寸統(tǒng)計(jì)和控制的一種技術(shù)[1]。主要通過以系統(tǒng)補(bǔ)償量取代余量[2]，來增加各工序間產(chǎn)品的尺寸準(zhǔn)確度，實(shí)現(xiàn)施工過程中調(diào)整量最少化，最終達(dá)到船體建造符合精度造船及無余量造船的要求[3]。

數(shù)字化造船精度控制技術(shù)主要是通過智能化、信息化的手段來組織、協(xié)調(diào)船舶建造的各個(gè)階段，使之按照相應(yīng)的技術(shù)規(guī)范來實(shí)施，對(duì)造船精度進(jìn)行控制，最終實(shí)現(xiàn)縮短建造和檢驗(yàn)周期，從而提高企業(yè)自動(dòng)化水平和生產(chǎn)效率的一種技術(shù)[4]。

1 國際造船行業(yè)形勢(shì)分析

在經(jīng)濟(jì)已然全球化的今天，國際造船業(yè)也早已發(fā)展成為全球一體化市場(chǎng)。對(duì)于存在于這個(gè)“大市場(chǎng)”中的任何國家而言，市場(chǎng)商機(jī)存在，但是應(yīng)該認(rèn)識(shí)到存在并非意味著占有。除此之外，還應(yīng)清楚地看到，在2015年，全球新船訂單量已經(jīng)降至2012年以來的最低水平。訂單量不斷減少，促使競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈。同時(shí)，造船成本不斷提高，使未來造船市場(chǎng)的形勢(shì)更加嚴(yán)峻。要想在這種激烈競(jìng)爭(zhēng)的大環(huán)境下生存下去，同時(shí)在全球船舶市場(chǎng)占有一席之地，就必須依靠船舶企業(yè)自身能力的不斷提升。

能夠高效率、高質(zhì)量、低成本地造船，是造船企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的體現(xiàn)。而先進(jìn)的造船技術(shù)，尤其是造船精度控制技術(shù)則是最主要的影響因素。

2 國內(nèi)造船行業(yè)形勢(shì)分析

《中國制造2025》中，對(duì)船舶工業(yè)提出要求：加強(qiáng)海洋工程裝備的制造能力。由此可以看出，在未來很長的一段時(shí)間內(nèi)，國家將會(huì)大力扶持海洋經(jīng)濟(jì)發(fā)展，這必將為船舶企業(yè)帶來市場(chǎng)擴(kuò)張的機(jī)遇。

有機(jī)遇的同時(shí)，也應(yīng)看到我國造船企業(yè)的現(xiàn)狀：2015年，我國造船企業(yè)接獲新單僅為389艘，同比2014年減少了26%左右，同比2013年減少了52%左右。同時(shí)，也應(yīng)該清楚地看到，排名全國前十的船舶企業(yè)造船完工量占到了全國造船總量的53.4%，比2014年提高2.8個(gè)百分點(diǎn)。由此可見，規(guī)模較大的、科技含量較高的企業(yè)承接了大部分的船舶訂單，大約占到了所有訂單的百分之七八十。這樣，這些大型船廠占據(jù)了我國船舶市場(chǎng)訂單量的大半江山。

“十三五”規(guī)劃中提出要推動(dòng)船舶企業(yè)兼并重組，優(yōu)勝劣汰。最終強(qiáng)化、優(yōu)化我國造船市場(chǎng)，實(shí)現(xiàn)讓我國有高科技含量的船舶走出國門的目標(biāo)。因此，我國船舶企業(yè)在這種大環(huán)境下的出路只有不斷提高自身的生產(chǎn)技術(shù)水平，以實(shí)現(xiàn)高效率、高質(zhì)量、低成本地造出船舶產(chǎn)品，來面對(duì)日趨激烈的競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境。

3 國內(nèi)外數(shù)字化造船精度控制技術(shù)現(xiàn)狀分析

3.1 國外數(shù)字化造船精度控制技術(shù)現(xiàn)狀分析

四十多年前，精度造船技術(shù)在日本造船企業(yè)的應(yīng)用已經(jīng)達(dá)到了較為成熟的程度。自2000年以后，韓國造船企業(yè)研究出新的造船模式，對(duì)精度造船提出了新的要求，這些要求促使他們開發(fā)出新的造船精度技術(shù)，來適應(yīng)精度造船技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展和完善[5]。

造船精度控制技術(shù)經(jīng)過四十多年的發(fā)展完善，現(xiàn)在日韓已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化精度控制船舶建造。盡管這些國家在精度控制技術(shù)方面的遠(yuǎn)遠(yuǎn)領(lǐng)先于我國，但面對(duì)當(dāng)前造船市場(chǎng)的激烈競(jìng)爭(zhēng)形勢(shì)，他們?nèi)韵Ｍㄟ^自身的不斷提升和完善，來提高產(chǎn)品質(zhì)量，增加市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力[6]。

3.2 國內(nèi)數(shù)字化造船精度控制技術(shù)的現(xiàn)狀及存在問題分析

我國與日韓一樣，也是在70年代初期已經(jīng)開始了船廠精度尺寸管理的理論研究，而數(shù)字化精度造船作為船廠的一個(gè)正式項(xiàng)目，則是從2008年上海外高橋與江南長興正式組成精度管理部開始的。精度造船雖然在我國也經(jīng)歷了四十多年的發(fā)展過程，但是并未取得突破性的進(jìn)展。最主要的原因是其中制約該項(xiàng)技術(shù)發(fā)展的精度設(shè)計(jì)思想的手段方式、精度檢測(cè)方法和工具、精度數(shù)據(jù)庫管理和應(yīng)用軟件，特別是精度管理體制機(jī)制和隊(duì)伍建設(shè)等嚴(yán)重缺失和滯后。

4 國內(nèi)現(xiàn)代數(shù)字化船體建造精度控制技術(shù)軟件探索

4.1 國內(nèi)船舶精度管理軟件現(xiàn)狀

為了找到與現(xiàn)代造船技術(shù)相適應(yīng)的數(shù)字化系統(tǒng)，我國造船精度軟件的發(fā)展也經(jīng)歷了引進(jìn)吸收、二次開發(fā)、自主研發(fā)三個(gè)階段。

目前國內(nèi)的一些軟件公司也先后推出造船精度管理軟件，但是由于其對(duì)造船行業(yè)知識(shí)的掌握相對(duì)不足，使該類國內(nèi)軟件產(chǎn)品在軟件功能、行業(yè)適用性、使用便利性等方面都存在著不足。

4.2 SP.NET軟件系統(tǒng)

造船精度管理系統(tǒng)是基于網(wǎng)絡(luò)化數(shù)據(jù)庫平臺(tái)，涵蓋造船精度管理全過程中測(cè)量、分析、管理等業(yè)務(wù)功能的專用系統(tǒng)。系統(tǒng)以精度數(shù)據(jù)庫為核心，將分段檢查、模擬搭載、數(shù)據(jù)管理功能整合在一起，結(jié)合高精度全站儀及各種附件，能夠快速準(zhǔn)確地檢查分析分段精度，預(yù)先模擬計(jì)算總段搭載偏差，統(tǒng)計(jì)分析海量精度數(shù)據(jù)。該系統(tǒng)的應(yīng)用能夠有效幫助造船企業(yè)精度工作的開展，提升船舶建造精度管理水平，提高建造質(zhì)量，縮短船塢周期[7]。

1）數(shù)據(jù)庫：造船精度管理軟件支持工程項(xiàng)、船塢船臺(tái)、建造場(chǎng)地、施工隊(duì)等信息的添加、編輯和刪除，支持統(tǒng)計(jì)分析數(shù)據(jù)、焊接變形數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)庫的復(fù)制、備份、合并和拆分。同時(shí)通過數(shù)據(jù)庫的網(wǎng)絡(luò)化，使得共享數(shù)據(jù)變得輕松容易。

2）分段精度：造船精度管理軟件對(duì)于分段精度的功能有：屬性、幾何形狀定義；建造基面、測(cè)量點(diǎn)定義；測(cè)量數(shù)據(jù)讀?。粶y(cè)量數(shù)據(jù)自動(dòng)；定義基準(zhǔn)線；手動(dòng)對(duì)齊；測(cè)量點(diǎn)誤差分析；直線度、長度、角度、平行度、垂直度、平面度定義；精度報(bào)表生成、編輯、打印。

3）總段/模擬搭載精度：造船精度管理軟件對(duì)于總段、模擬搭載精度的功能有：屬性、幾何形狀定義；建造基面、定位基準(zhǔn)線；船塢格子線定義；搭載分段總段定義；測(cè)量點(diǎn)定義；測(cè)量數(shù)據(jù)讀入；測(cè)量數(shù)據(jù)自動(dòng)、手動(dòng)對(duì)齊；測(cè)量點(diǎn)誤差分析；報(bào)表生成、編輯、打印。

4）統(tǒng)計(jì)分析：造船精度管理軟件擁有強(qiáng)大的統(tǒng)計(jì)分析功能，包括平均值與方差分析、時(shí)間序列分析、相關(guān)性分析、各施工單位質(zhì)量分析、各工位質(zhì)量分析、報(bào)表輸出。

5 結(jié)論

日韓及歐美一些船舶建造技術(shù)較為精尖的國家，主要以承接建造過程復(fù)雜、工藝復(fù)雜、技術(shù)要求高的高附加值的船舶訂單為主，比如液化天然氣船等。他們通過運(yùn)用先進(jìn)的船舶建造技術(shù)，提高船舶整體的建造質(zhì)量，從而增加了他們?cè)趪H市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)力。

國內(nèi)造船行業(yè)要打破歐美、日韓等造船企業(yè)的這種壟斷局勢(shì)，跟上國際造船市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的腳步，就必須重視數(shù)字化造船精度技術(shù)在船舶建造過程中的應(yīng)用，從而切實(shí)增強(qiáng)中國船舶企業(yè)在國際市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)力，為我國實(shí)現(xiàn)成為世界造船強(qiáng)國的目標(biāo)奠定基礎(chǔ)。

[1] 張起葆, 劉建峰, 孫建志, 等. 精度造船中數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用研究[J]. 造船技術(shù), 2014(6): 51-55.

[2] 郭榮奎, 秦耀良, 唐建瓊. 船體建造精度控制技術(shù)研究[J]. 江蘇船舶, 2008, 25(2): 41.

[3] 唐漢帆. 國外造船精度控制技術(shù)[J]. 艦船標(biāo)準(zhǔn)化工程師, 2003(2): 17-22.

[4] 于昌利, 初冠南, 張喜秋. 船舶制造精度管理及過程控制技術(shù)探討[J]. 現(xiàn)代制造工程, 2011(4): 1-4.

[5] 唐漢帆. 區(qū)域造船精度控制標(biāo)準(zhǔn)體系研究[J]. 艦船標(biāo)準(zhǔn)化工程師, 2002(1): 24-28.

[6] 周秀琴, 馬曉平. 船體建造精度控制方法研究[J]. 造船技術(shù), 2011(1): 33-36.

[7] 王孟孟, 朱琦, 安靈斌. 開發(fā)先進(jìn)造船精度管理軟件系統(tǒng)——SP.NET軟件系統(tǒng)簡(jiǎn)介[J]. 造船技術(shù), 2010(3): 37-39.

Present Situation Analysis of Precision Control Technology in Digital Shipbuilding

Sun Chengcheng

(Bohai Shipbuilding Vocational College, Liaoning Huludao 125105, China)

The competition in the international shipbuilding market is becoming fiercer and fiercer, and the modern shipbuilding technology is badly in need of innovation and reform. Through the analysis of the environment and its own conditions of shipbuilding enterprises at home and abroad, the paper defines the status of the precision control technology in the digital shipbuilding in shipbuilding industry. At last, according to the present situation of the shipbuilding industry in China, the paper puts forward the expectation of the future development of the shipbuilding industry in China.

modern shipbuilding model; digital shipbuilding; precision control

U671

A

10.14141/j.31-1981.2017.02.007

2014年度遼寧省教育廳科學(xué)技術(shù)研究項(xiàng)目（L2014560）。

孫程程（1986—）女，講師，研究方向：船舶與海洋工程。