船体结构安装完整性智能监测系统

郑智敏



船体结构安装完整性智能监测系统

郑智敏

（海军驻武汉四三八厂军事代表室，武汉 430062）

本文分析了目前船体结构完整性检验现状，阐述了智能识别技术的应用，提出了船体结构安装完整性智能监测系统的工作原理，并分析了智能监测系统的应用前景。

船体结构 完整性 智能监测

0 引言

对舰艇建造质量而言，船体结构是否漏装、漏焊不仅直接影响舰艇声隐蔽性还关系舰艇的结构强度，是影响舰艇安全性的重要因素。

为解决船体结构部件安装完整性、避免漏焊的问题，各船厂一般从管理的角度制定一系列管理文件，但由于舰艇分段结构散装件数量众多、安装工序多，造成检验周期长、工作量大，由于人为疏忽造成的疏漏仍有发生。舰艇在系泊试验、航行试验及使用过程中曾发生过因为船体结构的漏装、漏焊等原因造成局部结构振动过大、噪声异常的事件，这些事件影响了舰艇的建造周期、交船时间和部队的正常使用，给军地双方都造成了损失。因此，船体结构部件安装的完整性始终是潜艇船体建造的重要内容。

随着海军新造舰艇数量的增加，传统的人工清点的方法达到船体结构部件安装完整性将来越来越难，如何运用现有的先进技术提升承制单位的结构安装检验效率，是目前急需解决的重点问题。质量检验部门有必要开发一套智能检测系统，动态监控船体结构部件安装情况，有效杜绝结构部件漏装、错装等现象的发生，用先进的管理技术保证船体结构安装完整性100%，确保船体结构建造安全。

1 船体结构安装管理现状

根据对工厂船体结构安装情况的调研，为保证船体结构部件安装完整、正确，根据建造工艺流程，需要车间施工人员在分段完工后填写“分段《结构装焊完整性状态表》（以下简称状态表）”一式三份，船台车间施工人员在总段完工后填写“总段《状态表》”一式三份、在全船形成后填写“下水前《状态表》”一式两份。同时，根据“三检制”的要求，检验人员在分段完工后、总段完工后、全船形成后等几个阶段又需要对船体结构部件、散装件进行逐一清点，重复劳动，人为疏漏仍难避免。

目前，国内尚没有开发出结构智能检测系统，有船厂开发出在线质量监控系统，能够监控产品的过程情况，实现信息共享，但是由于舰船建造工序多、技术状态控制面广、牵涉面繁杂的特点，实现全面的在线质量监控还有局限性，需要设计所、工厂协同配合逐步推进。

2 智能监测系统的核心技术

智能监测系统的核心是自动识别技术。自动识别技术近几十年来在全球范围内得到了迅猛发展，形成了包括条码技术、射频识别、生物识别、语音识别、图像识别、磁识别、和光学字符识别等集计算机、光电、通信技术为一体的高技术学科。

条码技术由于具有制作容易、扫描操作简单、信息采集速度快、可靠性高、误码率低、成本低等特点，在许多行业得到广泛应用。

射频识别技术，具有非接触识别、可识别高速运动物体、抗恶劣环境、空间方向性识别无限制、可同时识别多个对象等突出特点，广泛应用于物料跟踪、车辆识别、生产过程控制等，缺点是成本较高，而且进货渠道窄，需要从国外采购。

可以预见，船厂的自动化水平达到一定程度采用射频识别技术效率更高，但是对本题要解决的实际问题需求和从目前国内船厂的自动化管理水平来看，采用条码技术更为适宜。通过拟合条码技术、网络技术能够开发出监测船体结构部件安装完整性的智能监测系统。

3 智能监测系统工作原理

通过使用条码技术，零部件信息在生产准备阶段通过电子输入完成，建立结构件编码子系统，按照不同阶段形成零部件托盘；各车间根据条码终端采集子系统生成条码标识；检验员采集装、焊信息传入数据分析子系统；数据分析子系统结果传入动态监控子系统汇总各产品动态数据；报表生成子系统提取动态监控子系统数据进行判定后生成报表并存档；当技术状态发生改变时，由工艺部门按照审批权限通过数据维护子系统对数据库进行修改。

图1 智能监测系统工作原理框图

4 智能监测系统的应用前景

目前的智能监测系统可以实现船体结构件的在线监控，也可以实现对其它设备安装、试验的管理，但是由于条码技术信息量的局限性，在工厂技术力量进步的前提下，可以运用射频技术、三维虚拟技术对其进行升级，使智能监测系统可以监控舰艇建造全过程质量状态，使系统不仅能监测结构件的装、焊完整性，还能监测结构、设备安装的正确性与合理性。

智能监测系统能够完成舰艇建造符合性的在线监控，但是还不能输出真正的“智能化”建议，因此，总装厂还应大力发展精度造船技术，通过网络平台将实时精度数据输入三维生产设计，开发专门软件将精度管理和智能监测融合起来，才能实现真正意义上的数字造船。

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Intelligent System of Monitoring of the Integrality for Hull Structure

Zheng Zhimin

(Naval Representatives Office in 438 Factory, Wuhan 430062, China)

U661.4

A

1003-4862（2013）10-0040-02

2013-04-23

郑智敏（1969-）男，工程师。研究方向:舰船制造。