船舶制造精度管理及過程控制技術(shù)

許春明

摘? 要：近年來我國的經(jīng)濟(jì)、科技飛速發(fā)展，船舶制造業(yè)在市場(chǎng)中所占份額遞進(jìn)式增長，我國已然成為造船大國，并在行業(yè)內(nèi)居領(lǐng)先地位。隨著經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)的變化，國際國內(nèi)水運(yùn)市場(chǎng)對(duì)船舶提出了更高的要求，我國的船舶制造也不僅僅滿足于以質(zhì)量、數(shù)量、效率而取勝，向著更高端、更精密的制造目標(biāo)行進(jìn)，通過對(duì)船舶制造的精度管理和過程控制，使船舶滿足現(xiàn)代化船舶制造標(biāo)準(zhǔn)的要求，提高船舶的制造水平，促進(jìn)我國船舶制造行業(yè)進(jìn)步。

關(guān)鍵詞：船舶制造? 精度? 控制? 管理

中圖分類號(hào)：U673 ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2020）08（a）-0067-03

Precision Management and Process Control Technology in Shipbuilding

XU Chunming

（Dalian COSCO Shipping Heavy Industry Co.， Ltd.， Dalian， Liaoning Province， 116000 China）

Abstract： In recent years， with the rapid development of China's economy and science and technology， the share of shipbuilding industry in the market is increasing gradually. China has become a big shipbuilding country， and is in the leading position in the industry. With the change of economic structure， the international and domestic water transport market has put forward higher requirements for ships. China's ship manufacturing is not only satisfied with winning by quality， quantity and efficiency， but also moving towards higher and more precise manufacturing objectives. Through the precision management and process control of ship manufacturing， the ships can meet the requirements of modern ship manufacturing standards and improve the ship manufacturing system Building level， promote the progress of China's shipbuilding industry.

Key Words： Shipbuilding; Precision; Control; Management

精度是船舶制造的基本要求，在現(xiàn)代船舶制造過程中對(duì)精度進(jìn)行管控是當(dāng)前先進(jìn)的管理模式之一，通過有效的管理辦法，采用先進(jìn)的制造技術(shù)，制定合理的精度標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)格把控船舶尺寸、制造質(zhì)量，提高建造水平，增強(qiáng)企業(yè)的核心競(jìng)爭力。

1? 我國船舶制造業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

我國雖然是船舶制造大國，但是由于起步較晚，一些制造理念和制造技術(shù)相較于發(fā)達(dá)國家還有差距，并且缺乏高技能型的管理和技術(shù)人才，船舶制造業(yè)一直處于滿足市場(chǎng)中低端的基本需求，在船舶設(shè)計(jì)能力和產(chǎn)業(yè)配套方面存在很大的制約性;再加上船舶制造需要投入巨大的資金以及人力、物力的支持，沒有先進(jìn)的核心技術(shù)作為支撐，我國的船舶制造業(yè)以量取勝的優(yōu)勢(shì)逐漸減弱，行業(yè)質(zhì)的飛躍進(jìn)展緩慢。近些年我國在船舶制造上與國際增強(qiáng)了合作，加強(qiáng)對(duì)船舶制造精度的控制與管理，提升了船舶的品質(zhì)，提高了船舶的技術(shù)性和附加價(jià)值。作為一種有效的管理模式，船舶制造精度控制能夠提升船舶的整體質(zhì)量，縮短建造周期，降低生產(chǎn)成本，提高造船企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。

2? 船舶制造精度管理的主要內(nèi)容

船舶制造的精度管理主要包含以下3個(gè)方面內(nèi)容：分析計(jì)算補(bǔ)償量、管控建造過程、制定精度標(biāo)準(zhǔn)。在這些內(nèi)容中，收縮量的統(tǒng)計(jì)是最原始的數(shù)據(jù)，以此為依據(jù)對(duì)補(bǔ)償量進(jìn)行計(jì)算、分配，在船舶建造過程中由于受不同因素的影響會(huì)產(chǎn)生不同數(shù)值的補(bǔ)償量，所以需要將收縮量統(tǒng)計(jì)后，通過計(jì)算確定補(bǔ)償量的準(zhǔn)確數(shù)值，以便于后續(xù)在生產(chǎn)過程中將補(bǔ)償量逐一落實(shí)到工序之中，使補(bǔ)償量代替余量，進(jìn)而達(dá)到零余量造船的目的。在建造的過程中要時(shí)刻注意外界環(huán)境條件變化對(duì)工序產(chǎn)生的影響，有效控制好變形量，并將變形量數(shù)值錄入數(shù)據(jù)庫。然后進(jìn)入管控建造過程階段，按照精度標(biāo)準(zhǔn)對(duì)零部件進(jìn)行整修，制定合理的精度目標(biāo)和管控計(jì)劃，避免因尺寸的偏差而影響技術(shù)實(shí)施的精準(zhǔn)度。船舶制造涉及到的技術(shù)比較多，但是高質(zhì)量的立足之本離不開精確的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和尺寸計(jì)算，還要有嚴(yán)格的管理制度對(duì)制造精度進(jìn)行細(xì)節(jié)把控，在船舶制造的每個(gè)環(huán)節(jié)都把好技術(shù)質(zhì)量關(guān)。

3? 船舶制造精度管理的實(shí)施步驟

3.1 對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差進(jìn)行測(cè)算

要實(shí)現(xiàn)對(duì)船舶制造的精度管理，首先要對(duì)不同施工階段的標(biāo)準(zhǔn)偏差進(jìn)行測(cè)算，為后期確定精度管理提供有價(jià)值的參考。在測(cè)算的過程中，需要對(duì)原始測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行準(zhǔn)確、全面的收集，隨后進(jìn)行數(shù)理統(tǒng)計(jì)，對(duì)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸分析，再通過計(jì)算機(jī)輔助建模，運(yùn)用直方圖、BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，精確測(cè)算標(biāo)準(zhǔn)偏差，同時(shí)要將號(hào)料、切割、加工、裝配等影響因素考慮在內(nèi)，比如拼焊收縮量、切割時(shí)的熱變形偏差、施工偏差等，提高測(cè)算的準(zhǔn)確性。

3.2 補(bǔ)償量分配

補(bǔ)償量的存在就是為了彌補(bǔ)在船舶制造過程中因?yàn)樽冃?、收縮而出現(xiàn)的工件基本尺寸的不足和缺陷，對(duì)精度進(jìn)行補(bǔ)償。在分配補(bǔ)償量的過程中不進(jìn)行二次切割，并與定性工件和補(bǔ)償修正值的反饋相對(duì)應(yīng)。補(bǔ)償量分配有兩種方式，即系統(tǒng)補(bǔ)償量和非系統(tǒng)補(bǔ)償量。其中，系統(tǒng)補(bǔ)償量是在工件的基本尺寸上填補(bǔ)額外量值以滿足精度需求，這個(gè)額外的量值就是補(bǔ)償量，包含零件的加工、裝配補(bǔ)償，部件裝配、組件裝配、分段裝配、總段裝配補(bǔ)償以及合攏補(bǔ)償?shù)?。非系統(tǒng)補(bǔ)償量是對(duì)制造工藝中的特定的變形工件尺寸進(jìn)行的補(bǔ)償，比如焊接、氣割、火工校正補(bǔ)償?shù)取?/p>

3.3 補(bǔ)償量計(jì)算和修正

通常會(huì)運(yùn)用概率法和極限法對(duì)補(bǔ)償量進(jìn)行計(jì)算，通過對(duì)各零件的補(bǔ)償從而實(shí)現(xiàn)對(duì)整體最終的補(bǔ)償，計(jì)算補(bǔ)償量要綜合考慮可能會(huì)引起工件變形的影響因素，尤其是焊接造成的收縮變形。另外，要注意在不同的控制階段要分別進(jìn)行補(bǔ)償量的計(jì)算，與控制階段相對(duì)應(yīng)。對(duì)補(bǔ)償量進(jìn)行修正是提高船舶制造精度的必要環(huán)節(jié)，查漏補(bǔ)缺，對(duì)未能滿足精度要求的補(bǔ)償量進(jìn)行分析，修正后的量值作為系統(tǒng)補(bǔ)償量的基準(zhǔn)，要及時(shí)做記錄，分析反饋。

4? 船舶制造的過程控制管理

船舶制造的過程控制主要是對(duì)船舶制造精度的測(cè)量和主動(dòng)對(duì)制造過程進(jìn)行嚴(yán)格把控，為船舶制造的質(zhì)量提供基礎(chǔ)保障和有力的支持，并且主動(dòng)控制能夠提前發(fā)現(xiàn)問題并分析解決潛在的不利因素，避免對(duì)精度造成不良影響。

4.1 控制測(cè)量精度

要確保船舶制造的精度符合要求，首先要有可靠、準(zhǔn)確的檢測(cè)數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)最原始的來源就是收縮量的準(zhǔn)確測(cè)量，因此要保證測(cè)量數(shù)據(jù)的精度，并且測(cè)量也是實(shí)現(xiàn)船舶質(zhì)量管理的重要手段。在測(cè)量工作中要用好全站儀，可提高對(duì)角度、距離的測(cè)量準(zhǔn)確性并且能夠?qū)ο嚓P(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，在一定程度上提升了造船企業(yè)的測(cè)量水平，也極大地提高了船舶制造的精度。

4.2 船舶制造的過程控制

船舶制造過程管控分為主動(dòng)控制和被動(dòng)控制兩種方式，主動(dòng)控制就是在船舶制造的過程中先對(duì)影響精度的因素進(jìn)行分析研究，采用一定的過程控制技術(shù)，在發(fā)生精度損失情況之前采取一定的有效措施，未雨綢繆將制造精度控制在標(biāo)準(zhǔn)之內(nèi);被動(dòng)控制就是對(duì)意料之外的、已經(jīng)發(fā)生的精度損失進(jìn)行彌補(bǔ)，對(duì)不可抗性的事故及時(shí)加以處理，保證精度符合標(biāo)準(zhǔn)要求。船舶制造精度管理并不是在確立后就不可改變的，這只是一個(gè)相對(duì)的概念，需要在制造過程中不斷進(jìn)行完善，符合生產(chǎn)制造的實(shí)際情況，才是最好的管理辦法。在精度控制的過程中，每完成一道工序，都需要對(duì)該工序內(nèi)的產(chǎn)品尺寸進(jìn)行準(zhǔn)確的測(cè)量，同時(shí)以工序精度標(biāo)準(zhǔn)要求作為對(duì)比，如不符合標(biāo)準(zhǔn)要求則要對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行修正完善，并在調(diào)整后從新計(jì)算本工序的補(bǔ)償量，直到測(cè)量結(jié)果符合精度標(biāo)準(zhǔn)后才能進(jìn)行下一步工序;如果工序內(nèi)的產(chǎn)品尺寸測(cè)量結(jié)果達(dá)到了精度要求的標(biāo)準(zhǔn)，則表示制作的結(jié)果符合精度要求，可以進(jìn)行對(duì)下一道工序的補(bǔ)償量計(jì)算，并及時(shí)將計(jì)算結(jié)果錄入系統(tǒng)。

5? 制定科學(xué)合理的精度標(biāo)準(zhǔn)

精度標(biāo)準(zhǔn)的制定需要運(yùn)用豐富的經(jīng)驗(yàn)積累，充分考慮外界的影響因素，形成一系列的落實(shí)有效的精度后續(xù)保障。精度標(biāo)準(zhǔn)的制定也要考慮市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)變化的因素，畢竟船舶制造企業(yè)要考慮經(jīng)濟(jì)成本和效益，市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)波動(dòng)幅度上下不定，如果船舶制造企業(yè)降低了某一道工序的精度，那么下一道工序的修正成本就會(huì)隨之增加，一道道工序積累下來的影響不可小覷。因此只有選擇科學(xué)合理的精度等級(jí)并制定相應(yīng)的精度標(biāo)準(zhǔn)，盡力適應(yīng)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的波動(dòng)幅度，讓其對(duì)企業(yè)的影響降到最低。我國的船舶制造精度控制由來就是一項(xiàng)難以解決的問題，嚴(yán)重阻礙了我國船舶質(zhì)量的提升和船舶產(chǎn)業(yè)的升級(jí)，因此我們要對(duì)船舶精度管理和過程控制技術(shù)進(jìn)行深入研究，以代替人工測(cè)算經(jīng)驗(yàn)，運(yùn)用高新技術(shù)和先進(jìn)的管理理念，讓船舶制造的精度管理更加科學(xué)化、現(xiàn)代化、精準(zhǔn)化，推動(dòng)船舶行業(yè)進(jìn)步。

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