船舶制造精度管理及過(guò)程控制技術(shù)探究

郭云

【摘 要】隨著世界造船競(jìng)爭(zhēng)日益加劇，造船模式將向巨型總段建造、平地造船法和造船總流水線方式發(fā)展，相應(yīng)的船舶精度控制技術(shù)也將不斷發(fā)展、提高。船舶建造精度管理將以控制巨型總段的精度為主要內(nèi)容，總段精度控制要求也將越來(lái)越高，相應(yīng)的檢測(cè)方法、工裝工具、運(yùn)輸方式和船舶下水方式也將有革命性的發(fā)展。基于此，本文對(duì)當(dāng)前我國(guó)船舶制造精度管理及過(guò)程控制技術(shù)試做探究，望予同行參考。

【關(guān) 鍵 詞】船舶制造；精度管理；過(guò)程控制

【中圖分類(lèi)號(hào)】TG409【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A【文章編號(hào)】1672-5158（2013）07-0229-01

1.現(xiàn)代造船精度管理的發(fā)展趨勢(shì)

造船精度管理是精益造船的主要技術(shù)，在縮短造船周期、降低造船成本、提高造船質(zhì)量、應(yīng)對(duì)PSPC標(biāo)準(zhǔn)、提高鋼材利用率和勞動(dòng)生產(chǎn)效率等方面具有重大意義。目前世界的船舶建造精度管理技術(shù)發(fā)展很快，有以下幾個(gè)方面的發(fā)展趨勢(shì)：

首先，船舶零件制造設(shè)備向數(shù)控化、自動(dòng)化趨勢(shì)發(fā)展，船舶零件的制造精度越來(lái)越高，對(duì)船舶精度管理和控制相應(yīng)更加有利。如，數(shù)控卷板機(jī)、數(shù)控切割機(jī)和數(shù)控水火彎板機(jī)的出現(xiàn)，使零件的制造精度更加適應(yīng)嚴(yán)格的精度造船要求。

其次，以往的船舶制造是從部分加放精度補(bǔ)償量向全船全部用精度補(bǔ)償量取代余量（零件冷熱制造的余量不算）的方向發(fā)展，如今伴隨著現(xiàn)代數(shù)字化的造船精度控制設(shè)備和軟件，無(wú)疑將成為造船業(yè)從余量造船到無(wú)余量造船過(guò)渡的一個(gè)重要手段。

然后，船舶建造精度檢測(cè)技術(shù)發(fā)展很快，如今全球造船企業(yè)基本已采用全站儀配合計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理軟件技術(shù)進(jìn)行船舶建造過(guò)程中的精度檢測(cè)和數(shù)據(jù)處理。這種造船精度測(cè)量方法也是造船精度管理的發(fā)展方向。

第四，造船精度專(zhuān)用工裝和工具的研究發(fā)展也是船舶建造精度管理的發(fā)展趨勢(shì)，如分段總段胎架工裝、搭載支撐定位工裝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術(shù)包括舾裝件的制作和安裝精度控制技術(shù)，隨著PSPC的應(yīng)用，為避免油漆的破壞，已經(jīng)將工序前移。如鐵舾件的安裝位置精度、管子的制作安裝精度和設(shè)備的安裝精度等方面都將納入造船精度管理的范圍。這對(duì)提高船舶分段預(yù)舾裝率有重大的意義 。

2.船舶制造精度管理

2.1 從戰(zhàn)略高度抓造船精度管理

隨著造船企業(yè)建模工作的進(jìn)一步深化，精度造船正在成為實(shí)現(xiàn)造船總裝化、管理精細(xì)化、信息集成化的重要載體。骨干造船企業(yè)緊密跟蹤國(guó)外先進(jìn)造船企業(yè)最新動(dòng)態(tài)，把造船精度管理作為提升企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力的重要手段。伴隨造船總量和規(guī)模的迅速擴(kuò)大，中船集團(tuán)公司把造船精度管理作為推進(jìn)建立現(xiàn)代造船模式、實(shí)施精益造船的重要抓手和突破口，作為應(yīng)對(duì)實(shí)施PSPC標(biāo)準(zhǔn)、提高鋼材利用率、和勞動(dòng)生產(chǎn)率的重要基礎(chǔ)支撐來(lái)抓，并先后下發(fā)多個(gè)相關(guān)文件，指導(dǎo)和促進(jìn)企業(yè)做好造船精度管理工作。國(guó)內(nèi)骨干造船企業(yè)相繼將造船精度管理作為重要課題來(lái)抓，既是應(yīng)對(duì)當(dāng)前金融危機(jī)、化解船市風(fēng)險(xiǎn)的重要舉措，更是提升企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力的長(zhǎng)遠(yuǎn)戰(zhàn)略行為。本公司加快推進(jìn)造船精度管理的思路和辦法是：首先抓統(tǒng)一企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)班子思想、強(qiáng)力推行；二是抓精度管理的體制、機(jī)制、隊(duì)伍建設(shè)；三是抓全員（含外包工）的宣貫、培訓(xùn)；四是抓指導(dǎo)文件的編制；五是抓精度軟件的開(kāi)發(fā)應(yīng)用；六是抓評(píng)價(jià)指標(biāo)體系建立與改進(jìn)。并且明確由集團(tuán)公司技術(shù)部及精度管理室牽頭組織，目前正在規(guī)范有序地實(shí)施。

2.2 從系統(tǒng)角度抓造船精度管理

造船精度管理是一個(gè)企業(yè)建造水平和管理水平的集中體現(xiàn)，是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，是全面、全員、全過(guò)程的管理，涉及造船設(shè)計(jì)、制造、管理的多個(gè)環(huán)節(jié)；既需要有先進(jìn)的理念和技術(shù)為基礎(chǔ)，又要有好的體制、機(jī)制和工作方法作為保證。越來(lái)越多的骨干造船企業(yè)從單純抓建造技術(shù)為主向建造、管理關(guān)鍵共性技術(shù)過(guò)渡，向系統(tǒng)層面發(fā)展。越來(lái)越重視精度管理體系建設(shè)和技術(shù)、管理等基礎(chǔ)建設(shè)，尋求真正意義上的突破。比如，外高橋造船公司為了加強(qiáng)造船精度管理，2008年成立了精度管理部統(tǒng)籌造船精度管理，加強(qiáng)了體制、機(jī)制、隊(duì)伍建設(shè)，初步形成了自己的一套精度管理體系、精度管理規(guī)定、精度管理流程、精度管理表格以及精度管理標(biāo)準(zhǔn)等，并在典型產(chǎn)品的精度管理方面取得了積極的成果，發(fā)揮了示范作用。

3.船舶參數(shù)化精度制造及過(guò)程規(guī)劃

船舶是由很多種不同類(lèi)型的零件共同構(gòu)成，零件彼此之間通過(guò)裝配與配合，最終使得彼此間的約束關(guān)系固定，所以說(shuō)，針對(duì)的精度制造技術(shù)而言，其根本是使變型尺寸在產(chǎn)品構(gòu)成零件的尺寸間得以持續(xù)傳遞，并保證某些零件的精度制造技術(shù)內(nèi)容，這一系列過(guò)程包括以下幾種活動(dòng)形式：傳遞變型尺寸、判定零件類(lèi)型以及零件的參數(shù)取值等。為保證生產(chǎn)變型體的有效性與優(yōu)化型，這就需要我們合理地對(duì)船舶產(chǎn)品的精度制造技術(shù)活動(dòng)實(shí)施組織與規(guī)劃。在船舶產(chǎn)品精度制造技術(shù)階段，規(guī)劃和組織活動(dòng)的本質(zhì)內(nèi)容就是對(duì)精度制造技術(shù)活動(dòng)給予邏輯結(jié)構(gòu)進(jìn)行定義。

在船舶產(chǎn)品的精度制造技術(shù)規(guī)劃與組織框架階段，包括了以下3個(gè)層次內(nèi)容：首先是描述層。描述層存在的基本意義在于對(duì)船舶產(chǎn)品精度制造技術(shù)規(guī)劃作出定義，比如說(shuō)對(duì)精度制造技術(shù)活動(dòng)和過(guò)程進(jìn)行多樣化描述。所謂精度制造技術(shù)過(guò)程的多樣化就是對(duì)船舶產(chǎn)品中的不同的零件類(lèi)型、不同定制條件下的精度制造技術(shù)規(guī)劃及組織框架進(jìn)行定義；多樣化的精度制造技術(shù)活則是對(duì)精度制造技術(shù)活動(dòng)進(jìn)行定義，也就是針對(duì)產(chǎn)品組成零件的精度制造技術(shù)實(shí)施過(guò)程實(shí)施具體的研究與分析。 其次是模型層，我們知道，船舶產(chǎn)品精度制造技術(shù)活動(dòng)的中心內(nèi)容就是在精度制造技術(shù)階段的組成元素，在這一階段，我們根據(jù)精度制造技術(shù)活動(dòng)間的各種邏輯關(guān)系，最終構(gòu)架出船舶產(chǎn)品精度制造技術(shù)活動(dòng)的組織結(jié)構(gòu)模型，在廣義上來(lái)說(shuō)，邏輯結(jié)構(gòu)模型可以是一種可配置層次。最后是應(yīng)用層。在基于船舶產(chǎn)品精度制造技術(shù)的配置原則、判斷標(biāo)準(zhǔn)以及數(shù)據(jù)處理方式依據(jù)，根據(jù)定制需求信息的作用，我們可以借助既定的次序?qū)Σ煌戎圃旒夹g(shù)活動(dòng)一一啟動(dòng)，以確保能夠獲得船舶零件的精度制造技術(shù)的最優(yōu)解。

4.船舶制造全過(guò)程精度管理

船舶建造的全過(guò)程精度管理是指從設(shè)計(jì)、原材料板的切割、制造、部件裝配、分段制造，吊運(yùn)、總組、搭載、切割機(jī)精度、胎架精度、余量補(bǔ)償量加放、反變形加放、精度管理數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析、變形預(yù)測(cè)等影響船舶建造精度的各環(huán)節(jié)予以管理的技術(shù)。

由于船舶建造精度影響因素多，涉及范圍廣，因而，必須綜合利用先進(jìn)的數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、CAD技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、各種船舶設(shè)計(jì)軟件的接口技術(shù)、有限元計(jì)算技術(shù)等各種現(xiàn)代技術(shù)與手段，來(lái)實(shí)現(xiàn)全過(guò)程精度管理。

在全過(guò)程精度管理方面，船舶工藝研究所數(shù)字化造船國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室已與上海船廠、上海交通大學(xué)、江蘇科技大學(xué)等單位合作，即將完成一套基于數(shù)據(jù)庫(kù)和CAD技術(shù)的船舶建造全流程精度管理系統(tǒng)，其主要功能包括與各設(shè)計(jì)軟件的數(shù)據(jù)接口、精度管理圖和精度管理表繪制 、精度數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析、結(jié)構(gòu)變形預(yù)測(cè)、通用精度管理等。

5.結(jié)束語(yǔ)

我國(guó)造船工業(yè)長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展來(lái)看，船舶精度管理與過(guò)程控制技術(shù)的研究應(yīng)該列入到日程中，特別是取代人工經(jīng)驗(yàn)的補(bǔ)償量建模系統(tǒng)研究、建造過(guò)程中的檢測(cè)和調(diào)整技術(shù)研究，以及建造過(guò)程中影響變形因素的機(jī)理研究等工作都需要長(zhǎng)期持之以恒地進(jìn)行，才能有高水平的成果應(yīng)用到實(shí)際中去。造船精度管理技術(shù)的發(fā)展和體系的有效運(yùn)作需要致力于造船精度的人員不斷深入研究和努力實(shí)踐。只要下定決心，強(qiáng)力推進(jìn)，就一定會(huì)結(jié)出造船精度管理的豐碩成果。

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