船舶產品工藝可靠性保證技術

李佳男，余 慶，李江波

（中船黃埔文沖船舶有限公司，廣東 廣州 510715）

0 引言

船舶產品的制造工程相對復雜，其中涉及到的工藝技術高達數十項。在建造過程當中,如因工藝或人為因素導致所涉及的軟件與硬件等存在缺陷，則會影響到船舶可靠性。船舶產品工藝可靠性保證，旨在避免建造過程中船舶產品固有的設計可靠性的降低，從而采取系統(tǒng)化技術方法及工作項目。工藝可靠性保證技術則是在船舶產品建造過程中形成的完整控制體系，最終為船舶產品可靠性提供相應保障。

1 船舶產品工藝可靠性保證技術體系

結合我國現階段船舶產品建造過程中的工藝可靠性保證要求來看，其所涉及的工藝可靠性保證技術主要由管理技術、設計分析技術、控制評價技術以及可靠性保證要求等幾個模塊構成。具體來講，在船舶產品制造過程當中的工藝可靠性保證要求是其余相關可靠性保證技術的應用目標與依據。只有在明確有關船舶產品工藝的可靠性要求前提下，才能夠確保管理技術、設計分析技術、控制評價技術等切實有效開展。另外，其所涉及的技術主要是為了能夠滿足船舶產品制造過程當中的頂層工藝可靠性保證要求，因此，有關工藝可靠性保證要求與分支技術之間始終存在雙向影響關系。

工藝可靠性管理技術是貫穿船舶產品制造全程的主要技術，其能夠對船舶產品建造過程中的各階段有關項目內容以及工藝可靠性實施有效協(xié)調規(guī)劃，并提供良好的策劃性可靠保障。明確各項工藝的準確開展時間，呈現出較高可靠性，對工藝內容實施規(guī)定。船舶產品制造過程當中所涉及到的可靠性設計分析技術、控制評價技術等所產生的數據信息，同樣需要借助管理技術進行集中儲存、反饋后再次利用，進一步證明了這一技術與其他技術之間同樣存在雙向作用關系。

工藝可靠性設計分析技術主要是借助更加先進的數據分析技術以及信息系統(tǒng)，對當前船舶產品制造過程當中的羸弱環(huán)節(jié)以及關鍵性工藝過程進行分析，從而發(fā)現可靠性缺失之處。通過結果分析確定控制對象，加強可靠性處理，并對最終可靠性處理完成的結果進行及時反饋。隨后進行再次分析，確保最終的可靠性影響程度處于船舶產品工藝可靠性可接受范圍之內，進一步證明了工藝可靠性設計分析技術對工藝可靠性控制技術具有直接影響。

船舶產品工藝可靠性評價主要是對產品制造過程當中所涉及到的工藝以及最終結果進行綜合評判，通過對有關工藝經驗進行總結，確保做出結論反饋為船舶產品工藝可靠性的改進提供有效參考。工藝可靠性保證技術構成圖如圖1所示。

圖1 船舶產品制造過程中工藝可靠性保證技術構成

2 船舶產品制造過程可靠性保證要求

船舶產品制造過程當中的工藝可靠性保證要求在確立產品制造項目開始時設定，作為后續(xù)工藝可靠性保證設計分析以及控制評價的關鍵依據，同樣是整個工藝可靠性保證技術中的核心要求。有關調查研究顯示，船舶產品在制造過程當中，其可靠性會受到多種不同因素影響。因此，工藝可靠性保證技術要求是為了能夠確保船舶產品在制造全過程中始終具有良好可靠保證而產生的[1]。而工藝可靠性保證技術的應用以及最終能夠避免可靠性降低的程度，需要設定相應的參數進行衡量，衡量參數稱為工藝可靠性保證參數。有關船舶產品制造過程當中的工藝可靠性保證要求，則需要結合該參數體系中的具體內容進行研究分析。具體來講，包括在船舶產品制造過程當中影響可靠性的有關要素分析，在船舶產品制造過程當中有關工藝可靠性要素的敏感性分析，針對船舶產品制造工藝的可靠性保障要求以及工藝可靠性保證參數體系。

3 工藝可靠性管理技術

在船舶產品制造過程當中，涉及到的工藝可靠性管理技術主要是依靠管理方法為可靠性保證工作提供相應指導，確保工藝環(huán)節(jié)能夠順利展開，并呈現出基于管理狀態(tài)下的可靠性保證。因此，工藝可靠性管理技術包括船舶產品制造過程當中針對工藝可靠性所做出的工作策劃，關于工藝流程的fracas，船舶產品制造過程中工藝可靠性的評價審核，以及工藝可靠性數據信息的管理收集等。

4 工藝可靠性設計與分析技術

船舶產品工藝可靠性保證技術中所涉及的可靠性設計分析技術，主要是對影響工藝可靠性的相關因素進行設計分析。通過對當前船舶產品制造工藝以及系統(tǒng)流程可靠性實施設計并分析其中的影響要素，借助分析可能引入的相關缺陷，盡可能地避免在工藝流程中因缺陷引入導致的可靠性風險。工藝可靠性設計分析技術，其目的主要是為了能夠達到提前預防的效果，從而為工藝可靠性提供更加精準的保障。該技術包括PDM設計技術、工藝參數設計、故障模式工藝系統(tǒng)識別以及建立工藝可靠性預測系統(tǒng)等，均能夠對船舶產品制造過程當中的工藝進行精準分析后實施完善設計，從而確保工藝可靠性的提高。

4.1 PDM技術

PDM（Production Data Management），即產品數據管理技術，是船舶產品制造過程當中工藝可靠性保證技術環(huán)節(jié)常見的現代信息技術之一，主要是對產品生命周期中所涉及到的全部信息數據實施精準管理，包括對與船舶產品有關的任何零部件數據、產品配置、CAD文檔等相關信息實施全面化描述管理[2]。借助PDM技術，確保在船舶產品制造過程當中所涉及到的工藝數據信息在全過程的監(jiān)督控制之下，在更加精確的數據設計基礎之上提高工藝可靠性。PDM技術的應用是跟隨信息技術以及計算機系統(tǒng)發(fā)展而來的軟件科學，PDM技術的應用不僅能夠確保船舶產品制造工藝可靠性不斷提升，還能借助科學技術的先進應用擴大自身實用功能范圍?，F階段，能夠對船舶產品制造工藝流程實施管理，對產品結構配置以及設計等實施管理，包括工藝集成、零件分類等，都能夠借助PDM技術實現精準管理，從而確保各參數符合工藝設計需求。PDM技術的廣泛應用進一步證明其船舶制造中的先進工藝與技術發(fā)展方向。以澳大利亞潛艇公司以及美國Ingalls造船廠為例，其中所涉及到的某型號船舶產品主要應用PDM技術，全面提高了制造工藝的可靠性。

4.2 PDM的信息系統(tǒng)

1）船舶產品工藝可靠性需求的PDM信息系統(tǒng)結構

在船舶產品工藝可靠性保證當中，應用到PDM技術，首先需要構建信息系統(tǒng)平臺，確保各型號船舶產品制造過程當中能夠協(xié)同統(tǒng)籌各環(huán)節(jié)之間的工作環(huán)境。組合信息源異構數據，包括CAD系統(tǒng)以及非CAD系統(tǒng)，確保各工藝流程能夠在完整的信息數據下開展設計制造[3]。以船舶產品的開發(fā)流程作為工藝主線，實現有關產品信息的共享與傳遞，確保良好的保密性與安全性。要求在船舶產品的工藝周期內，嚴格限制訪問權限，提高生產信息使用安全性與可控性?；谶@樣的信息系統(tǒng)平臺，按照船舶產品的設計質量要求，完成工藝流程執(zhí)行計劃并控制當前工藝技術狀態(tài)。促使有關管理部門監(jiān)控當前工藝開發(fā)進度以及制造工藝執(zhí)行狀況，針對不同產品類型的開發(fā)定義等設定更加靈活的信息屬性。借助管理工具，結合CAD軟件對當前船舶產品數據進行動態(tài)化生成整合，協(xié)同適應工作環(huán)境，更好地適應當前工藝流程的變化速度。確保在正確時間內傳遞產品工藝信息，發(fā)現工藝流程內存在任何影響工藝可靠性的因素并能夠及時控制。PDM技術系統(tǒng)結構如圖2所示。

圖2 船舶產品工藝可靠性PDM系統(tǒng)

借助PDM技術，對當前船舶產品制造過程當中的工藝可靠性作出相應保證。例如，產品結構管理是對當前船舶產品的有關結構借助PDM系統(tǒng)作出描述，從而有效控制當前零部件，形成多視圖管理狀態(tài)。促使制造視圖與工程視圖二者之間相互轉換，結合定制需求，對產品規(guī)格、材料屬性等進行描述，從而確保在制造過程當中，各項工藝能夠按照PDM所描述的數據進行操作。例如，有關船舶發(fā)動機制造過程當中，為了避免發(fā)動機磨料磨損，則可以借助PDM技術全面分析當前船舶所需發(fā)動機類型，從而分析造成發(fā)動機磨料磨損的影響因素，進一步確保制造過程當中發(fā)動機的流程工藝能夠有效解決磨料磨損問題。結合實際來講，造成船舶發(fā)動機磨料磨損的主要因素是由于摩擦當中進入摩粒或是摩擦面耐磨性受損等，為解決這一問題，需要在制造工藝當中確保各零件具有較為良好的清潔度。從工藝上來講，促使發(fā)動機濾芯具有良好完整性，能夠緊密連接各銜接結構，完全密封船舶空氣系統(tǒng)，促使空氣濾清器始終處于灰塵量相對較少的密閉空間當中。盡可能密封船舶發(fā)動機所有存在灰塵的空間，并檢測其漏氣系數，如若當前漏氣系數不大于0.1%，則證明基于PDM技術分析下的有關制造工藝能夠有效解決發(fā)動機磨料磨損問題[4]。

2）船舶產品工藝可靠性需求的PDM技術構建流程

在船舶產品制造過程當中應用到的PDM技術系統(tǒng)流程包括組建隊伍、分析需求、軟件選型以及系統(tǒng)設計等。對當前船舶產品的設計類型進行分析識別，隨后根據設計要求，輸出工藝技術并做好二次開發(fā)處理，根據客戶需求，定制船舶產品。其目的是借助PDM技術系統(tǒng)構建基本船舶產品工藝處理環(huán)境，精準分析需求，對當前船舶產品所涉及到的工藝技術進行調試。在開發(fā)PDM技術系統(tǒng)時，要求以分析需求為主，完成有關船舶產品各項數據信息的集中統(tǒng)籌，才能夠構建基于工藝可靠性保證的PDM技術系統(tǒng)。需要明確船舶產品當前生產制造過程當中所涉及到的有關數據，并對相關數據特征做好明確規(guī)劃。對當前PDM技術系統(tǒng)用戶分組做好系統(tǒng)性規(guī)劃并分配不同權限，確保有關工藝數據訪問處于安全狀態(tài)。明確有關船舶產品數據項目儲存策略，避免涉及到船舶產品制造工藝的數據丟失，否則將無法優(yōu)化工藝可靠性。

5 工藝可靠性控制技術

工藝可靠性控制技術主要是針對船舶產品在生產制造過程當中的有關工藝進行試驗，并尋找在船舶產品保質期內影響可靠性的相關因素并實施控制，從而確保船舶產品制造工藝具有良好可靠性。相對來講，工藝可靠性控制技術包括對當前船舶產品制造工藝技術狀態(tài)可靠性實施控制，對制造過程中工藝可靠性的有關影響因素實施控制，對涉及到工藝可靠性的原材料外購產品進行控制，以及對后續(xù)建成產品調試工藝維護工藝等可靠性進行控制等。

6 工藝可靠性評價

船舶產品的工藝可靠性評價主要是針對在制造過程中涉及到的工藝流程實施全面性評價。其中評價指標主要是涉及船舶產品的質量效果以及流程的制造效率等。借助評價技術能夠對船舶產品制造過程當中的工藝不足進行總結，并做好相關經驗整理，進而為后續(xù)船舶產品制造工藝的優(yōu)化以及可靠性的提升提供借鑒參考，涉及到的技術包括對工藝技術以及工藝系統(tǒng)實施精準評價、船舶產品制造過程中的工藝可靠性評價法規(guī)、工藝可靠性技術特征分析以及工藝可靠性評價數學模型。

7 結語

通過全面分析當前船舶產品工藝可靠性保證技術，明確了有關工藝可靠性管理技術、工藝可靠性設計分析技術、工藝可靠性控制技術以及工藝可靠性評價的內容，對于船舶產品工藝可靠性的提升產生積極作用。借助完善的技術體系，有效完善當前船舶產品生產設計制造過程當中的工藝流程，從而保證最終船舶產品質量。