造船精度控制及管理相關(guān)技術(shù)工藝探討

瞿成鋼

摘 要 造船精度管理技術(shù)直接影響造船質(zhì)量及效率，對船舶行業(yè)發(fā)展具有極其重要的意義。通過介紹補(bǔ)償量計算分配的理論基礎(chǔ)及方法、船舶建造的過程控制和精度標(biāo)準(zhǔn)的制定等方面的內(nèi)容，概括出造船精度管理的內(nèi)容及實施的步驟。總結(jié)了建造工藝熱應(yīng)力變形的機(jī)理等造船精度管理難點問題的研究情況，提出了船舶建造動態(tài)控制這一先進(jìn)的造船過程控制技術(shù)，并從尺寸鏈的角度來解釋預(yù)修整工藝中提高工序精度的原理。事實表明，此技術(shù)將對造船企業(yè)的生產(chǎn)起到積極的推進(jìn)作用。

關(guān)鍵詞 造船；精度控制；管理；技術(shù)工藝

前言

由于船舶制造的精度是整個船舶在制造過程中的基本要求，因此這期間不但要采取科學(xué)有效的管理辦法，使用先進(jìn)的施工技術(shù)，還要制定較高的作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，為管理者和員工的工作提供行為規(guī)范，增強(qiáng)其責(zé)任意識。近些年，隨著科技水平的提高，船舶制造企業(yè)不再滿足于以往的工作效率和制造質(zhì)量，而是追求更快更好的生產(chǎn)方式，這也對船舶建造的尺度以及精度有了更高的要求，為此，只有對其進(jìn)行嚴(yán)格的分析控制，才能讓船舶制造的精度符合現(xiàn)代化船舶制造發(fā)展的標(biāo)準(zhǔn)。

1 造船精度控制及管理的主要內(nèi)容

在現(xiàn)場的實施過程中，造船精度管理可分為三項內(nèi)容，即計算分析補(bǔ)償量、管理控制建造過程和落實造船具體精度標(biāo)準(zhǔn)。其中，收縮量統(tǒng)計是補(bǔ)償量計算和分配中的原始數(shù)據(jù)，它可以對收縮量的整體數(shù)據(jù)進(jìn)行收集處理，進(jìn)而產(chǎn)生出不同的補(bǔ)償數(shù)值，最后將切實有效的補(bǔ)償量分配到制造過程中，讓補(bǔ)償量代替生產(chǎn)過程中的余量。在測得變形量之后，首先要進(jìn)行補(bǔ)償量計算和分配，也就是通過收集收縮量的數(shù)據(jù)來獲得補(bǔ)償量，然后對補(bǔ)償量進(jìn)行分配和計算。完成一部分工作后，就到了建設(shè)過程中的控制階段[1]。這期間要利用精度標(biāo)準(zhǔn)來整修零部件，制定控制目標(biāo)和精度計劃，采取防止工藝技術(shù)尺寸偏差的有效措施。

此外，由于補(bǔ)償量數(shù)據(jù)由收縮量產(chǎn)生，又可能受環(huán)境因素的影響，所以在船舶制造精度的管理中，要充分的掌握環(huán)境數(shù)據(jù)，認(rèn)真地測量每一道工序的制造結(jié)果，處理好所有可能存在的變形量，并在數(shù)據(jù)庫中準(zhǔn)確無誤地輸入變形量的數(shù)值，從而確保數(shù)據(jù)的精確性[2]。事實證明，要想實現(xiàn)高質(zhì)量、高精度的船舶制造目標(biāo)，就要對船舶制造精度進(jìn)行嚴(yán)格、有效地控制，把握制造細(xì)節(jié)，提高造船質(zhì)量，其中最有效的一個方法就是運(yùn)用合理的精度標(biāo)準(zhǔn)和控制目標(biāo)，避免因尺寸偏差而造成工藝技術(shù)的不過關(guān)。

2 造船精度控制及管理相關(guān)技術(shù)工藝

2.1 精度檢測技術(shù)

檢測工具可靠性與測量水平直接關(guān)系到造船精度提升，測量是獲得補(bǔ)償計算工作需要數(shù)據(jù)的主要手段，同時也是質(zhì)量管理工作開展，監(jiān)督與控制工作實施的基本手段。隨著測量及相關(guān)技術(shù)發(fā)展，測量方式從傳統(tǒng)接觸式發(fā)展到非接觸式，如可以利用遠(yuǎn)距離照相技術(shù)對制造過程中焊接工作收縮量進(jìn)行測量，從而獲得應(yīng)力相關(guān)數(shù)據(jù)?，F(xiàn)代化技術(shù)及測量工具的應(yīng)用推動了測量技術(shù)的發(fā)展，比如研究人員提出利用激光經(jīng)緯儀進(jìn)行勘測，或者是利用全站儀進(jìn)行測量。受益于相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，測量技術(shù)已經(jīng)發(fā)展比較的成熟。

2.2 主動控制和被動控制

精度控制通常分為主動控制和被動控制這兩種情況。所謂主動控制，就是分析研究船舶精度管理和過程控制技術(shù)，采取有效的應(yīng)對問題的措施，不過前提條件是必須在各種影響因素出現(xiàn)并沒造成具體影響的情況下。被動控制是指在具體影響已經(jīng)發(fā)生的情況下，對不可抗性的事故進(jìn)行防范工作，做到防微杜漸，未雨綢繆。造船精度動態(tài)控制過程中的基本工序包括測量工序產(chǎn)品的尺寸、比較本工序的參考精度這兩種。如果某一工序中測量的尺寸結(jié)果達(dá)到了規(guī)定的精度標(biāo)準(zhǔn)，符合了使用的要求，那么就可以進(jìn)行下一道工序，進(jìn)行補(bǔ)償量計算。這期間可以使用電子檢測的方法，整理并輸入本工序的補(bǔ)償量結(jié)果，在輸入時，要確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性?，F(xiàn)如今的船舶制造企業(yè)仍存在對精度控制和管理流程不熟悉的情況，對此，企業(yè)可以采取減少尺寸鏈接組成的方法，建立健全船舶制造的基本管理機(jī)制，控制制造成本，提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益和競爭實力。

2.3 精度標(biāo)準(zhǔn)制定

精度管理的實質(zhì)是科學(xué)管理與先進(jìn)制造技術(shù)的互相結(jié)合，制定有效的精度標(biāo)準(zhǔn)需要有成熟的工藝技術(shù)、先進(jìn)的生產(chǎn)設(shè)備及科學(xué)的管理團(tuán)隊作為保障。張明華全面闡述了船舶建造精度管理計劃、標(biāo)準(zhǔn)和實施方法，以及評估體系等問題，為國內(nèi)造船企業(yè)不斷提高市場競爭力指明了發(fā)展方向。精度管理系統(tǒng)的研發(fā)是一切精度管理研究的最終落腳點。SHOJITAKECHI等建立了基于焊接收縮量評估的精度管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括精度計劃實施、精度評估等精度管理的各個方面，實現(xiàn)了一體化制造系統(tǒng)。

G.W.Johnson等開發(fā)的SMAS（Structure Measurement and A-nalysis）法，利用普通消費(fèi)級數(shù)碼相機(jī)實現(xiàn)了測量、分析、圖像顯示及虛擬建造的一體化，在船舶分段建造的測量和精度控制方面起到了巨大的推進(jìn)作用。此外，造船精度標(biāo)準(zhǔn)必須考慮造船經(jīng)濟(jì)性因素。當(dāng)船舶建造的某工序精度降低時，本工序的加工成本是減少的，但同時，也帶來了下道工序修整成本的增加。選擇合適的精度等級，就是要找到總成本最低的那個平衡點。

3 結(jié)束語

由于船舶這一產(chǎn)品的特殊性，精度控制一直是較難解決的問題，精度控制作為“瓶頸”，一直制約船舶建造的整體質(zhì)量。從我國造船工業(yè)長遠(yuǎn)發(fā)展來看，船舶精度管理與過程控制技術(shù)的研究應(yīng)該列入日程中，特別是取代人工經(jīng)驗的補(bǔ)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(jī)理研究等工作都需要長期持之以恒地進(jìn)行，才能有高水平的成果應(yīng)用到實際中去。只有認(rèn)清造船精度管理的內(nèi)容，明確精度管理的實施步驟，采用先進(jìn)的測量手段及制造工藝，加強(qiáng)造船過程管理，完善精度管理標(biāo)準(zhǔn)，才能不斷提高精度管理水平，適應(yīng)現(xiàn)代造船模式的需要。

參考文獻(xiàn)

[1] 咸屹. 基于造船精度控制技術(shù)的基準(zhǔn)線優(yōu)化設(shè)計[C].第七屆長三角地區(qū)船舶工業(yè)發(fā)展論壇.第七屆長三角地區(qū)船舶工業(yè)發(fā)展論壇論文集.上海：市造船工程學(xué)會、江蘇省造船工程學(xué)會、浙江省造船工程學(xué)會，2013：196-199.

[2] 王永明，李明峰，朱振宇，等.基于全站儀的造船精度控制測量算法研究[J].礦山測量，2010，（02）：72-75.