船體結構安裝完整性智能監測系統

鄭智敏

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船體結構安裝完整性智能監測系統

鄭智敏

（海軍駐武漢四三八廠軍事代表室，武漢 430062）

本文分析了目前船體結構完整性檢驗現狀，闡述了智能識別技術的應用，提出了船體結構安裝完整性智能監測系統的工作原理，并分析了智能監測系統的應用前景。

船體結構 完整性 智能監測

0 引言

對艦艇建造質量而言，船體結構是否漏裝、漏焊不僅直接影響艦艇聲隱蔽性還關系艦艇的結構強度，是影響艦艇安全性的重要因素。

為解決船體結構部件安裝完整性、避免漏焊的問題，各船廠一般從管理的角度制定一系列管理文件，但由于艦艇分段結構散裝件數量眾多、安裝工序多，造成檢驗周期長、工作量大，由于人為疏忽造成的疏漏仍有發生。艦艇在系泊試驗、航行試驗及使用過程中曾發生過因為船體結構的漏裝、漏焊等原因造成局部結構振動過大、噪聲異常的事件，這些事件影響了艦艇的建造周期、交船時間和部隊的正常使用，給軍地雙方都造成了損失。因此，船體結構部件安裝的完整性始終是潛艇船體建造的重要內容。

隨著海軍新造艦艇數量的增加，傳統的人工清點的方法達到船體結構部件安裝完整性將來越來越難，如何運用現有的先進技術提升承制單位的結構安裝檢驗效率，是目前急需解決的重點問題。質量檢驗部門有必要開發一套智能檢測系統，動態監控船體結構部件安裝情況，有效杜絕結構部件漏裝、錯裝等現象的發生，用先進的管理技術保證船體結構安裝完整性100%，確保船體結構建造安全。

1 船體結構安裝管理現狀

根據對工廠船體結構安裝情況的調研，為保證船體結構部件安裝完整、正確，根據建造工藝流程，需要車間施工人員在分段完工后填寫“分段《結構裝焊完整性狀態表》（以下簡稱狀態表）”一式三份，船臺車間施工人員在總段完工后填寫“總段《狀態表》”一式三份、在全船形成后填寫“下水前《狀態表》”一式兩份。同時，根據“三檢制”的要求，檢驗人員在分段完工后、總段完工后、全船形成后等幾個階段又需要對船體結構部件、散裝件進行逐一清點，重復勞動，人為疏漏仍難避免。

目前，國內尚沒有開發出結構智能檢測系統，有船廠開發出在線質量監控系統，能夠監控產品的過程情況，實現信息共享，但是由于艦船建造工序多、技術狀態控制面廣、牽涉面繁雜的特點，實現全面的在線質量監控還有局限性，需要設計所、工廠協同配合逐步推進。

2 智能監測系統的核心技術

智能監測系統的核心是自動識別技術。自動識別技術近幾十年來在全球范圍內得到了迅猛發展，形成了包括條碼技術、射頻識別、生物識別、語音識別、圖像識別、磁識別、和光學字符識別等集計算機、光電、通信技術為一體的高技術學科。

條碼技術由于具有制作容易、掃描操作簡單、信息采集速度快、可靠性高、誤碼率低、成本低等特點，在許多行業得到廣泛應用。

射頻識別技術，具有非接觸識別、可識別高速運動物體、抗惡劣環境、空間方向性識別無限制、可同時識別多個對象等突出特點，廣泛應用于物料跟蹤、車輛識別、生產過程控制等，缺點是成本較高，而且進貨渠道窄，需要從國外采購。

可以預見，船廠的自動化水平達到一定程度采用射頻識別技術效率更高，但是對本題要解決的實際問題需求和從目前國內船廠的自動化管理水平來看，采用條碼技術更為適宜。通過擬合條碼技術、網絡技術能夠開發出監測船體結構部件安裝完整性的智能監測系統。

3 智能監測系統工作原理

通過使用條碼技術，零部件信息在生產準備階段通過電子輸入完成，建立結構件編碼子系統，按照不同階段形成零部件托盤；各車間根據條碼終端采集子系統生成條碼標識；檢驗員采集裝、焊信息傳入數據分析子系統；數據分析子系統結果傳入動態監控子系統匯總各產品動態數據；報表生成子系統提取動態監控子系統數據進行判定后生成報表并存檔；當技術狀態發生改變時，由工藝部門按照審批權限通過數據維護子系統對數據庫進行修改。

圖1 智能監測系統工作原理框圖

4 智能監測系統的應用前景

目前的智能監測系統可以實現船體結構件的在線監控，也可以實現對其它設備安裝、試驗的管理，但是由于條碼技術信息量的局限性，在工廠技術力量進步的前提下，可以運用射頻技術、三維虛擬技術對其進行升級，使智能監測系統可以監控艦艇建造全過程質量狀態，使系統不僅能監測結構件的裝、焊完整性，還能監測結構、設備安裝的正確性與合理性。

智能監測系統能夠完成艦艇建造符合性的在線監控，但是還不能輸出真正的“智能化”建議，因此，總裝廠還應大力發展精度造船技術，通過網絡平臺將實時精度數據輸入三維生產設計，開發專門軟件將精度管理和智能監測融合起來，才能實現真正意義上的數字造船。

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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

鄭智敏（1969-）男，工程師。研究方向:艦船制造。