船舶制造精度管理过程控制技术探究

【摘 要】随着世界造船竞争日益加剧,造船模式将向巨型总段建造、平地造船法和造船总流水线方式发展,相应的船舶精度控制技术也将不断发展、提高.船舶建造精度管理将以控制巨型总段的精度为主要内容,总段精度控制要求也将越来越高,相应的检测方法、工装工具、运输方式和船舶下水方式也将有革命性的发展.基于此,本文对当前我国船舶制造精度管理及过程控制技术试做探究,望予同行参考.

【关 键 词】船舶制造；精度管理；过程控制

【中图分类号】TG409【文献标识码】A【文章编号】1672-5158（2013）07-0229-01

1.现代造船精度管理的发展趋势

造船精度管理是精益造船的主要技术,在缩短造船周期、降低造船成本、提高造船质量、应对PSPC标准、提高钢材利用率和劳动生产效率等方面具有重大意义.目前世界的船舶建造精度管理技术发展很快,有以下几个方面的发展趋势：

首先,船舶零件制造设备向数控化、自动化趋势发展,船舶零件的制造精度越来越高,对船舶精度管理和控制相应更加有利.如,数控卷板机、数控切割机和数控水火弯板机的出现,使零件的制造精度更加适应严格的精度造船要求.

其次,以往的船舶制造是从部分加放精度补偿量向全船全部用精度补偿量取代余量（零件冷热制造的余量不算）的方向发展,如今伴随着现代数字化的造船精度控制设备和软件,无疑将成为造船业从余量造船到无余量造船过渡的一个重要手段.

然后,船舶建造精度检测技术发展很快,如今全球造船企业基本已采用全站仪配合计算机数据处理软件技术进行船舶建造过程中的精度检测和数据处理.这种造船精度测量方法也是造船精度管理的发展方向.

第四,造船精度专用工装和工具的研究发展也是船舶建造精度管理的发展趋势,如分段总段胎架工装、搭载支撑定位工装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术包括舾装件的制作和安装精度控制技术,随着PSPC的应用,为避免油漆的破坏,已经将工序前移.如铁舾件的安装位置精度、管子的制作安装精度和设备的安装精度等方面都将纳入造船精度管理的范围.这对提高船舶分段预舾装率有重大的意义.

2.船舶制造精度管理

2.1从战略高度抓造船精度管理

随着造船企业建模工作的进一步深化,精度造船正在成为实现造船总装化、管理精细化、信息集成化的重要载体.骨干造船企业紧密跟踪国外先进造船企业最新动态,把造船精度管理作为提升企业核心竞争力的重要手段.伴随造船总量和规模的迅速扩大,中船集团公司把造船精度管理作为推进建立现代造船模式、实施精益造船的重要抓手和突破口,作为应对实施PSPC标准、提高钢材利用率、和劳动生产率的重要基础支撑来抓,并先后下发多个相关文件,指导和促进企业做好造船精度管理工作.国内骨干造船企业相继将造船精度管理作为重要课题来抓,既是应对当前金融危机、化解船市风险的重要举措,更是提升企业核心竞争力的长远战略行为.本公司加快推进造船精度管理的思路和办法是：首先抓统一企业领导班子思想、强力推行；二是抓精度管理的体制、机制、队伍建设；三是抓全员（含外包工）的宣贯、培训；四是抓指导文件的编制；五是抓精度软件的开发应用；六是抓评价指标体系建立与改进.并且明确由集团公司技术部及精度管理室牵头组织,目前正在规范有序地实施.

2.2从系统角度抓造船精度管理

造船精度管理是一个企业建造水平和管理水平的集中体现,是一项系统工程,是全面、全员、全过程的管理,涉及造船设计、制造、管理的多个环节；既需要有先进的理念和技术为基础,又要有好的体制、机制和工作方法作为保证.越来越多的骨干造船企业从单纯抓建造技术为主向建造、管理关键共性技术过渡,向系统层面发展.越来越重视精度管理体系建设和技术、管理等基础建设,寻求真正意义上的突破.比如,外高桥造船公司为了加强造船精度管理,2008年成立了精度管理部统筹造船精度管理,加强了体制、机制、队伍建设,初步形成了自己的一套精度管理体系、精度管理规定、精度管理流程、精度管理表格以及精度管理标准等,并在典型产品的精度管理方面取得了积极的成果,发挥了示范作用.

3.船舶参数化精度制造及过程规划

船舶是由很多种不同类型的零件共同构成,零件彼此之间通过装配与配合,最终使得彼此间的约束关系固定,所以说,针对的精度制造技术而言,其根本是使变型尺寸在产品构成零件的尺寸间得以持续传递,并保证某些零件的精度制造技术内容,这一系列过程包括以下几种活动形式：传递变型尺寸、判定零件类型以及零件的参数取值等.为保证生产变型体的有效性与优化型,这就需要我们合理地对船舶产品的精度制造技术活动实施组织与规划.在船舶产品精度制造技术阶段,规划和组织活动的本质内容就是对精度制造技术活动给予逻辑结构进行定义.

在船舶产品的精度制造技术规划与组织框架阶段,包括了以下3个层次内容：首先是描述层.描述层存在的基本意义在于对船舶产品精度制造技术规划作出定义,比如说对精度制造技术活动和过程进行多样化描述.所谓精度制造技术过程的多样化就是对船舶产品中的不同的零件类型、不同写作条件下的精度制造技术规划及组织框架进行定义；多样化的精度制造技术活则是对精度制造技术活动进行定义,也就是针对产品组成零件的精度制造技术实施过程实施具体的研究与分析.其次是模型层,我们知道,船舶产品精度制造技术活动的中心内容就是在精度制造技术阶段的组成元素,在这一阶段,我们根据精度制造技术活动间的各种逻辑关系,最终构架出船舶产品精度制造技术活动的组织结构模型,在广义上来说,逻辑结构模型可以是一种可配置层次.最后是应用层.在基于船舶产品精度制造技术的配置原则、判断标准以及数据处理方式依据,根据写作需求信息的作用,我们可以借助既定的次序对不同精度制造技术活动一一启动,以确保能够获得船舶零件的精度制造技术的最优解.

4.船舶制造全过程精度管理

船舶建造的全过程精度管理是指从设计、原材料板的切割、制造、部件装配、分段制造,吊运、总组、搭载、切割机精度、胎架精度、余量补偿量加放、反变形加放、精度管理数据库系统、数据统计与分析、变形预测等影响船舶建造精度的各环节予以管理的技术.

由于船舶建造精度影响因素多,涉及范围广,因而,必须综合利用先进的数据库技术、CAD技术、网络技术、各种船舶设计软件的接口技术、有限元计算技术等各种现代技术与手段,来实现全过程精度管理.

在全过程精度管理方面,船舶工艺研究所数字化造船国家工程实验室已与上海船厂、上海交通大学、江苏科技大学等单位合作,即将完成一套基于数据库和CAD技术的船舶建造全流程精度管理系统,其主要功能包括与各设计软件的数据接口、精度管理图和精度管理表绘制、精度数据统计分析、结构变形预测、通用精度管理等.

5.结束语

我国造船工业长远发展来看,船舶精度管理与过程控制技术的研究应该列入到日程中,特别是取代人工经验的补偿量建模系统研究、建造过程中的检测和调整技术研究,以及建造过程中影响变形因素的机理研究等工作都需要长期持之以恒地进行,才能有高水平的成果应用到实际中去.造船精度管理技术的发展和体系的有效运作需要致力于造船精度的人员不断深入研究和努力实践.只要下定决心,强力推进,就一定会结出造船精度管理的丰硕成果.