船舶制造精度管理及過程控制技術探究

郭云

【摘 要】隨著世界造船競爭日益加劇，造船模式將向巨型總段建造、平地造船法和造船總流水線方式發展，相應的船舶精度控制技術也將不斷發展、提高。船舶建造精度管理將以控制巨型總段的精度為主要內容，總段精度控制要求也將越來越高，相應的檢測方法、工裝工具、運輸方式和船舶下水方式也將有革命性的發展?；诖?，本文對當前我國船舶制造精度管理及過程控制技術試做探究，望予同行參考。

【關 鍵 詞】船舶制造；精度管理；過程控制

【中圖分類號】TG409【文獻標識碼】A【文章編號】1672-5158（2013）07-0229-01

1.現代造船精度管理的發展趨勢

造船精度管理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。目前世界的船舶建造精度管理技術發展很快，有以下幾個方面的發展趨勢：

首先，船舶零件制造設備向數控化、自動化趨勢發展，船舶零件的制造精度越來越高，對船舶精度管理和控制相應更加有利。如，數控卷板機、數控切割機和數控水火彎板機的出現，使零件的制造精度更加適應嚴格的精度造船要求。

其次，以往的船舶制造是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）的方向發展，如今伴隨著現代數字化的造船精度控制設備和軟件，無疑將成為造船業從余量造船到無余量造船過渡的一個重要手段。

然后，船舶建造精度檢測技術發展很快，如今全球造船企業基本已采用全站儀配合計算機數據處理軟件技術進行船舶建造過程中的精度檢測和數據處理。這種造船精度測量方法也是造船精度管理的發展方向。

第四，造船精度專用工裝和工具的研究發展也是船舶建造精度管理的發展趨勢，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。

最后是船舶建造精度管理技術包括舾裝件的制作和安裝精度控制技術，隨著PSPC的應用，為避免油漆的破壞，已經將工序前移。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管理的范圍。這對提高船舶分段預舾裝率有重大的意義 。

2.船舶制造精度管理

2.1 從戰略高度抓造船精度管理

隨著造船企業建模工作的進一步深化，精度造船正在成為實現造船總裝化、管理精細化、信息集成化的重要載體。骨干造船企業緊密跟蹤國外先進造船企業最新動態，把造船精度管理作為提升企業核心競爭力的重要手段。伴隨造船總量和規模的迅速擴大，中船集團公司把造船精度管理作為推進建立現代造船模式、實施精益造船的重要抓手和突破口，作為應對實施PSPC標準、提高鋼材利用率、和勞動生產率的重要基礎支撐來抓，并先后下發多個相關文件，指導和促進企業做好造船精度管理工作。國內骨干造船企業相繼將造船精度管理作為重要課題來抓，既是應對當前金融危機、化解船市風險的重要舉措，更是提升企業核心競爭力的長遠戰略行為。本公司加快推進造船精度管理的思路和辦法是：首先抓統一企業領導班子思想、強力推行；二是抓精度管理的體制、機制、隊伍建設；三是抓全員（含外包工）的宣貫、培訓；四是抓指導文件的編制；五是抓精度軟件的開發應用；六是抓評價指標體系建立與改進。并且明確由集團公司技術部及精度管理室牽頭組織，目前正在規范有序地實施。

2.2 從系統角度抓造船精度管理

造船精度管理是一個企業建造水平和管理水平的集中體現，是一項系統工程，是全面、全員、全過程的管理，涉及造船設計、制造、管理的多個環節；既需要有先進的理念和技術為基礎，又要有好的體制、機制和工作方法作為保證。越來越多的骨干造船企業從單純抓建造技術為主向建造、管理關鍵共性技術過渡，向系統層面發展。越來越重視精度管理體系建設和技術、管理等基礎建設，尋求真正意義上的突破。比如，外高橋造船公司為了加強造船精度管理，2008年成立了精度管理部統籌造船精度管理，加強了體制、機制、隊伍建設，初步形成了自己的一套精度管理體系、精度管理規定、精度管理流程、精度管理表格以及精度管理標準等，并在典型產品的精度管理方面取得了積極的成果，發揮了示范作用。

3.船舶參數化精度制造及過程規劃

船舶是由很多種不同類型的零件共同構成，零件彼此之間通過裝配與配合，最終使得彼此間的約束關系固定，所以說，針對的精度制造技術而言，其根本是使變型尺寸在產品構成零件的尺寸間得以持續傳遞，并保證某些零件的精度制造技術內容，這一系列過程包括以下幾種活動形式：傳遞變型尺寸、判定零件類型以及零件的參數取值等。為保證生產變型體的有效性與優化型，這就需要我們合理地對船舶產品的精度制造技術活動實施組織與規劃。在船舶產品精度制造技術階段，規劃和組織活動的本質內容就是對精度制造技術活動給予邏輯結構進行定義。

在船舶產品的精度制造技術規劃與組織框架階段，包括了以下3個層次內容：首先是描述層。描述層存在的基本意義在于對船舶產品精度制造技術規劃作出定義，比如說對精度制造技術活動和過程進行多樣化描述。所謂精度制造技術過程的多樣化就是對船舶產品中的不同的零件類型、不同定制條件下的精度制造技術規劃及組織框架進行定義；多樣化的精度制造技術活則是對精度制造技術活動進行定義，也就是針對產品組成零件的精度制造技術實施過程實施具體的研究與分析。 其次是模型層，我們知道，船舶產品精度制造技術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，我們根據精度制造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。最后是應用層。在基于船舶產品精度制造技術的配置原則、判斷標準以及數據處理方式依據，根據定制需求信息的作用，我們可以借助既定的次序對不同精度制造技術活動一一啟動，以確保能夠獲得船舶零件的精度制造技術的最優解。

4.船舶制造全過程精度管理

船舶建造的全過程精度管理是指從設計、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、精度管理數據庫系統、數據統計與分析、變形預測等影響船舶建造精度的各環節予以管理的技術。

由于船舶建造精度影響因素多，涉及范圍廣，因而，必須綜合利用先進的數據庫技術、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代技術與手段，來實現全過程精度管理。

在全過程精度管理方面，船舶工藝研究所數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據庫和CAD技術的船舶建造全流程精度管理系統，其主要功能包括與各設計軟件的數據接口、精度管理圖和精度管理表繪制 、精度數據統計分析、結構變形預測、通用精度管理等。

5.結束語

我國造船工業長遠發展來看，船舶精度管理與過程控制技術的研究應該列入到日程中，特別是取代人工經驗的補償量建模系統研究、建造過程中的檢測和調整技術研究，以及建造過程中影響變形因素的機理研究等工作都需要長期持之以恒地進行，才能有高水平的成果應用到實際中去。造船精度管理技術的發展和體系的有效運作需要致力于造船精度的人員不斷深入研究和努力實踐。只要下定決心，強力推進，就一定會結出造船精度管理的豐碩成果。

參考文獻

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