造船精度控制及管理相关技术工艺探讨

瞿成钢

摘 要 造船精度管理技术直接影响造船质量及效率，对船舶行业发展具有极其重要的意义。通过介绍补偿量计算分配的理论基础及方法、船舶建造的过程控制和精度标准的制定等方面的内容，概括出造船精度管理的内容及实施的步骤。总结了建造工艺热应力变形的机理等造船精度管理难点问题的研究情况，提出了船舶建造动态控制这一先进的造船过程控制技术，并从尺寸链的角度来解释预修整工艺中提高工序精度的原理。事实表明，此技术将对造船企业的生产起到积极的推进作用。

关键词 造船；精度控制；管理；技术工艺

前言

由于船舶制造的精度是整个船舶在制造过程中的基本要求，因此这期间不但要采取科学有效的管理办法，使用先进的施工技术，还要制定較高的作业标准，为管理者和员工的工作提供行为规范，增强其责任意识。近些年，随着科技水平的提高，船舶制造企业不再满足于以往的工作效率和制造质量，而是追求更快更好的生产方式，这也对船舶建造的尺度以及精度有了更高的要求，为此，只有对其进行严格的分析控制，才能让船舶制造的精度符合现代化船舶制造发展的标准。

1 造船精度控制及管理的主要内容

在现场的实施过程中，造船精度管理可分为三项内容，即计算分析补偿量、管理控制建造过程和落实造船具体精度标准。其中，收缩量统计是补偿量计算和分配中的原始数据，它可以对收缩量的整体数据进行收集处理，进而产生出不同的补偿数值，最后将切实有效的补偿量分配到制造过程中，让补偿量代替生产过程中的余量。在测得变形量之后，首先要进行补偿量计算和分配，也就是通过收集收缩量的数据来获得补偿量，然后对补偿量进行分配和计算。完成一部分工作后，就到了建设过程中的控制阶段[1]。这期间要利用精度标准来整修零部件，制定控制目标和精度计划，采取防止工艺技术尺寸偏差的有效措施。

此外，由于补偿量数据由收缩量产生，又可能受环境因素的影响，所以在船舶制造精度的管理中，要充分的掌握环境数据，认真地测量每一道工序的制造结果，处理好所有可能存在的变形量，并在数据库中准确无误地输入变形量的数值，从而确保数据的精确性[2]。事实证明，要想实现高质量、高精度的船舶制造目标，就要对船舶制造精度进行严格、有效地控制，把握制造细节，提高造船质量，其中最有效的一个方法就是运用合理的精度标准和控制目标，避免因尺寸偏差而造成工艺技术的不过关。

2 造船精度控制及管理相关技术工艺

2.1 精度检测技术

检测工具可靠性与测量水平直接关系到造船精度提升，测量是获得补偿计算工作需要数据的主要手段，同时也是质量管理工作开展，监督与控制工作实施的基本手段。随着测量及相关技术发展，测量方式从传统接触式发展到非接触式，如可以利用远距离照相技术对制造过程中焊接工作收缩量进行测量，从而获得应力相关数据。现代化技术及测量工具的应用推动了测量技术的发展，比如研究人员提出利用激光经纬仪进行勘测，或者是利用全站仪进行测量。受益于相关技术的发展，测量技术已经发展比较的成熟。

2.2 主动控制和被动控制

精度控制通常分为主动控制和被动控制这两种情况。所谓主动控制，就是分析研究船舶精度管理和过程控制技术，采取有效的应对问题的措施，不过前提条件是必须在各种影响因素出现并没造成具体影响的情况下。被动控制是指在具体影响已经发生的情况下，对不可抗性的事故进行防范工作，做到防微杜渐，未雨绸缪。造船精度动态控制过程中的基本工序包括测量工序产品的尺寸、比较本工序的参考精度这两种。如果某一工序中测量的尺寸结果达到了规定的精度标准，符合了使用的要求，那么就可以进行下一道工序，进行补偿量计算。这期间可以使用电子检测的方法，整理并输入本工序的补偿量结果，在输入时，要确保数据的准确性。现如今的船舶制造企业仍存在对精度控制和管理流程不熟悉的情况，对此，企业可以采取减少尺寸链接组成的方法，建立健全船舶制造的基本管理机制，控制制造成本，提高企业经济效益和竞争实力。

2.3 精度标准制定

精度管理的实质是科学管理与先进制造技术的互相结合，制定有效的精度标准需要有成熟的工艺技术、先进的生产设备及科学的管理团队作为保障。张明华全面阐述了船舶建造精度管理计划、标准和实施方法，以及评估体系等问题，为国内造船企业不断提高市场竞争力指明了发展方向。精度管理系统的研发是一切精度管理研究的最终落脚点。SHOJITAKECHI等建立了基于焊接收缩量评估的精度管理系统，该系统包括精度计划实施、精度评估等精度管理的各个方面，实现了一体化制造系统。

G.W.Johnson等开发的SMAS（Structure Measurement and A-nalysis）法，利用普通消费级数码相机实现了测量、分析、图像显示及虚拟建造的一体化，在船舶分段建造的测量和精度控制方面起到了巨大的推进作用。此外，造船精度标准必须考虑造船经济性因素。当船舶建造的某工序精度降低时，本工序的加工成本是减少的，但同时，也带来了下道工序修整成本的增加。选择合适的精度等级，就是要找到总成本最低的那个平衡点。

3 结束语

由于船舶这一产品的特殊性，精度控制一直是较难解决的问题，精度控制作为“瓶颈”，一直制约船舶建造的整体质量。从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。只有认清造船精度管理的内容，明确精度管理的实施步骤，采用先进的测量手段及制造工艺，加强造船过程管理，完善精度管理标准，才能不断提高精度管理水平，适应现代造船模式的需要。

参考文献

[1] 咸屹. 基于造船精度控制技术的基准线优化设计[C].第七届长三角地区船舶工业发展论坛.第七届长三角地区船舶工业发展论坛论文集.上海：市造船工程学会、江苏省造船工程学会、浙江省造船工程学会，2013：196-199.

[2] 王永明，李明峰，朱振宇，等.基于全站仪的造船精度控制测量算法研究[J].矿山测量，2010，（02）：72-75.