精度造船管理系统的应用

杨文林, 程相茹, 高海航

(1.渤海船舶职业学院， 辽宁 兴城 125105; 2.渤海船舶重工有限责任公司， 辽宁 葫芦岛 125001)

精度造船管理系统的应用

杨文林1, 程相茹1, 高海航2

(1.渤海船舶职业学院， 辽宁 兴城 125105; 2.渤海船舶重工有限责任公司， 辽宁 葫芦岛 125001)

分析典型的精度造船软件在实际生产中的应用现状，结合北方某船厂215 000 t散货船的实际生产情况，比较2013年无精度管理系统和2014年建立精度管理系统后该散货船的建造情况。结果表明，实施精度管理系统后分段无余量制作比率提高26.6%，该船厂积极推进民品精度管理体系建设具有可行性。

精度造船管理系统；精度造船软件；散货船；无余量造船

0 引 言

精度造船成熟于日本20世纪70年代造船业，为日本造船鼎盛期打下了坚实的基础。在此之后，韩国对精度造船又提出了新的改进方向，开发出巨型总段的精度控制和激光三维定位测量技术，极大地缩短船坞周期，降低造船成本。1978年我国造船业开始推行精度造船，大连、沪东等国有大型造船厂成立了精度造船课题组，研究的重点是如何在全国推进精度造船。经过多年的建设发展，中国船舶工业总公司船体建造精度管理指导组于1984年10月成立，负责组织、推动、指导行业内各船厂开展船体建造精度管理工作。尽管我国一直致力于精度造船方面的研究，但是这一技术作为日、韩造船业的核心技术，较难学习其先进的精度管理方法和技术。本文的主要目的是通过对造船精度软件应用情况的对比分析，加速推进精度造船管理系统在我国船厂的应用。

本文详细地阐述精度造船管理系统及其内涵，对比分析典型精度造船软件在实际生产中的优缺点，采用案例分析法对某船厂215 000 t散货船进行精度管理数据分析。

1 精度造船管理概述

1.1精度造船管理

钢质船舶在建造过程中受切割、加工、焊接、吊运等因素影响，从零部件到分段、总段和船体主尺度都不可避免地会产生尺寸偏差和形状偏差。船舶精度管理就是以船体建造精度标准为基本准则，通过科学的管理办法和先进的工艺技术手段，对船体零部件、分段和全船舾装件进行尺寸精度控制，减少总组以及船坞修正量，并为提高舾装率、降低涂装破坏率创造有利条件，达到提高船舶建造质量、缩短船舶建造周期的目的。目前，我国船厂实行的精度造船就是以补偿量代替余量，逐步扩大补偿量的使用范围，控制船体结构的尺寸和位置精度，用最低成本控制船体建造的各种偏差在标准范围内，保证船舶建造质量。

造船精度管理是系统工程，包括：建立和健全精度管理体系及制度，完善精度检测手段与方法，提出精度控制目标，确定精度计划，指定精度标准，提前提出预防尺寸偏差的工艺技术措施和精度超差后的处理措施等。

1.2精度造船管理系统

国产精度造船管理系统是以相关精度造船管理指导文件精神为指导，结合国内船厂精度管理的现状和实际需求，为造船企业研发符合现代造船模式要求的精度管理支持软件系统。该系统基于网络化数据库平台，涵盖船舶建造全过程中测量、分析、统计等业务，以精度数据库为核心，整合分段检查、模拟搭载、数据管理模块，结合高精度全站仪及各种附件，能够快速准确检查分析分段精度，预先模拟计算总段搭载偏差，统计分析海量精度数据。该系统对船体分段检测、搭载定位进行精度控制，最大限度地减少船台、船坞搭载作业现场的修正工作量，提高无余量搭载率，从而达到提高建造质量、缩短建造周期、降低建造成本的目的。

2 典型精度造船软件对比分析

2.1精度造船软件系统模式

韩国SAMIN精度造船系统2008年进入我国造船业。其主要功能包括：现场数据测量、分(总)段精度分析、分(总)段模拟搭载。该系统可以结合全站仪及附件满足精度部门测量、分析、预测等需求，且新增“数据共享”功能(即：精度数据库)。SAMIN精度造船系统基于服务器进行综合管理，在服务器中可综合管理和共享设计数据、测量数据、分析数据，对精度作业和日程进行实时在线管理，进行跨厂区综合管理和监督精度管理现况。SAMIN系统采用全站仪+机载软件进行测量，将基于索佳Windows CE平台的嵌入式软件直接安装在全站仪上。图1是索佳全站仪机载测量系统模式，可在全站仪界面上操作测量程序。

图1 索佳全站仪机载测量系统模式

国产精度管理软件SP.net系统将分段测量模块、模拟搭载模块集成在统一的系统下，将分段检查、模拟搭载、数据库存储深度整合在一起，最大限度地方便用户的操作。该系统涵盖分段、总组、搭载等3个造船精度管理的重要环节，真正实现分段、总组、搭载在同一界面操作。SP.net系统采用全站仪+PDA+PDA软件进行测量。图2是PDA连全站仪数据线传输模式，将基于Windows CE/Mobile的操作系统安装在PDA上。为了测量和输出数据方便，SP.net系统开发掌上设备应用程序，使用数据线或蓝牙与全站仪进行数据通信，从而驱动全站仪进行测量。

图2 PDA连接全站仪数据线传输模式

两个系统均可实现相同的测量功能。SP.net系统优点是PDA软件可与低端非智能全站仪连接测量，兼容船厂已有全站仪，为船厂节省采购新型全站仪的成本；SP.net系统缺点是使用PDA与全站仪连接，需要多1名精度人员操作PDA，加重了人力成本；另外，与全站仪连接数据的通信线较易损坏。

2.2精度造船软件系统数据测量方式

图3是SAMIN精度造船管理系统数据测量，图4是SP.net系统数据测量。两种系统均可实现相同的分段偏差结果分析。国产精度管理软件SP.net系统的操作界面采用Office 2010界面，显示效果清晰，在使用过程中具有稳定性和流畅性。SP.net系统捕点快速，将多种捕点方式集成为少数几个捕点命令。多分段模拟过程中具有流畅性，模型的曲面消线效果显著。

导入三维分段模型及测量数据实测点一点移动与旋转艉部测量点偏差数据分析艏部测量点偏差数据分析

图3 SAMIN精度造船管理系统数据测量

图4SP.net系统数据测量

SP.net系统存在的问题主要涉及数据测量和数据存储方面。考虑数据准确性时，不能对实测点进行编辑。基于数据库存储的设计，分析数据无法保存到本地磁盘。此外，报表功能较简单，需要专门定制化开发。

2.3精度造船软件其他方面比较

(1) 数据共享。SP.net系统是基于关系型精度数据库和全厂网络化连接的，包含全过程的测量、分析、管理等功能，在全厂网络中实现精度管理数据的共享，方便对全船进行精度分析。该系统可以提供给多精度客户端同时访问，不同用户分配不同权限，提供对海量精度数据统计、分析，获得精度控制各阶段管理要点。SAMIN系统需要专门的精度服务器保存精度数据，占用大量硬件资源。

(2) 基于高性能三维图形引擎。SP.net系统基于高性能三维图形引擎，全面重构底层图形API，提供专业的图形交互界面，操作简单直观、功能强大，且符合CAD软件操作习惯。模型树状结构操作较方便，能准确定位操作零件、部件，功能操作时实时图形化提醒。SAMIN系统对电脑配置要求高，需要强大的硬件支持。

(3) 辅助功能强大。SP.net系统提供多种测量分析功能，如长度、角度、直线度、平面度、线形变化、同心度等测量项分析功能，以及切面、剖面、局部放大图、文字标注等实用的辅助功能，并可以根据操作者要求不断丰富，满足造船厂具体业务分析需要。SAMIN系统的功能相对较全面，但不能增加功能。

(4) 新增前道精度平台。为满足船厂造船精度数据的积累与管理的业务需求，SP.net系统结合造船精度管理过程中的实际需求，采用数据存储和数据分析等技术进行开发，完善造船精度检测数据统计、分析、管理、共享。SP.net系统的前道精度平台包括NC切割机下料统计、焊接收缩量统计、肋骨冷弯统计、拼版精度数据统计、弯板工序统计、型材平齐度统计等功能。SAMIN系统不具备前道精度管理平台。

此外，SP.net系统是国产自主开发软件，价格优势明显，开发及维护成本较SAMIN软件低，节约建造成本。SP.net系统实现了优质快捷的本地化服务，可根据用户需求在最短时间内做到客户化定制服务。SAMIN系统由于在国内只有代理销售公司，无技术研发力量，优质快捷的本地化服务难以保障。

3 215 000 t散货船精度造船管理

2014年，北方某船厂总结该船厂215 000 t散货船精度造船所取得的成绩，并将这一模式推广应用。表1是215 000 t散货船精度管理目标和指标完成数据对比。表2是民船精度管理目标和指标完成数据对比。由表2可知，针对该船厂预设的各项指标，2014年度完成情况优于2013年，其中主板修割率、角接开刀率、分段无余量制作率已达到目标要求。

表1 215 000 t散货船精度管理目标/指标完成与对比 %

表2 2014年民船精度管理目标/指标完成与对比 %

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215 000 t散货船的精度管理系统采用的是国产精度管理软件SP.net系统，在精度管理过程中，建立“分段报验后精度复测确认”制度和“典型分段测量表”审签制度，推行“分段精度超盖点”技术处理流程。从钢板下料开始，一直到分、总段坞内搭载成型的整个船舶建造过程中，主尺度控制的精度直接反映出造船工艺水平的高低，采用精度管理系统可以达到这一工艺要求。在215 000 t散货船建造过程中，积极推进民船精度管理体系建设，进一步降低民船修隔开刀率，提高船台搭载效率，缩短船台周期。

4 结 论

本文分析了精度造船管理系统，重点对比研究精度造船软件系统之间的差别，尤其是对于国产精度造船系统提出了改进的方向，从4个方面进行提升，加强精度系统的集成性和数据的共享性，提升精度系统的兼容性，逐步提高精度系统的使用体验。分析215 000 t散货船采用精度造船系统后的分段数据指标，结果表明，采用精度造船系统进行分段建造达到预期设定的目标值，极大地缩短造船周期，提高经济效益，满足船厂实际生产需求。

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ApplicationofShipbuildingAccuracyControlSystem

YANG Wenlin1, CHENG Xiangru1, GAO Haihang2

(1. Bohai Shipbuilding Vocational College, Xingcheng 125105, Liaoning, China; 2. Bohai Shipbuilding Heavy Industry Co., Ltd., Huludao 125001, Liaoning, China)

Analyzing the present application of precision shipbuilding software typical in the actual production, combined with the actual production situation of north shipyard 215 000 t bulk cargo, the construction of the bulk cargo ship without shipbuilding accuracy control system in 2013 is compared with the construction with the shipbuilding accuracy management system in 2014. The results show that the implementation of shipbuilding accurary control system after the zero allowance production rate increased by 26.6%, that actively promote its feasibility of the construction of civilian shipbuilding accurary control system.

shipbuilding accuracy control system; shipbuilding accuracy software; bulk carrier; zero allowance production

基金来源：2014年辽宁省教育厅科学技术研究课题“基于国产精度管理软件SP.net的船体建造精度控制关键技术研究”，编号： L2014560

杨文林(1967-)，男，教授，研究方向为船舶工程

1000-3878(2017)05-0012-04

U671

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