船體精度控制實訓教學設計研究

楊文林，高遠航（.渤海船舶職業學院，遼寧興城505；.渤海船舶重工有限責任公司，遼寧葫蘆島500）

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船體精度控制實訓教學設計研究

楊文林1，高遠航2
（1.渤海船舶職業學院，遼寧興城125105；2.渤海船舶重工有限責任公司，遼寧葫蘆島125001）

摘要：在船體建造過程中，加強精度控制是非常必要的。精度控制不僅是保證船體建造質量的重要手段，也是降低船舶制造成本的主要措施。同時，船體精度控制也是船舶工程技術專業學生必須掌握的一項技能。因此，從教學分析、教學策略、教學實施和教學反思4個環節進行船體精度控制實訓教學進行設計，是符合高職教育理念的，值得推廣與應用。

關鍵詞：船體精度；教學設計；教學策略

高遠航（1978-），男，遼寧葫蘆島人，助理工程師，研究方向：船舶精度管理。

船舶建造是一項綜合性工程，生產周期長，工程復雜程度高，工作量巨大。以15.9萬噸原油船為例，船舶大約需要生產110個分段。因此，船舶分段的建造精度控制，對于整艘船舶的建造質量，是至關重要的。同時，船體精度控制也是船舶工程技術專業學生必須掌握的一項技能。本文以15.9萬噸原油船邊底分段教學模型為例，從教學分析、教學策略、教學實施和教學反思4個環節，進行船體精度控制實訓教學設計。實踐證明，該實訓教學設計是一項比較成功的研究成果，值得其他同類院校借鑒。

1　教學分析

船體精度控制常用的測量儀器是全站儀。船體精度控制實訓以圖1所示的邊底分段為教學模型，以全站儀和反射片標靶為教學工具，以船體建造綜合實訓車間為教學場地，進行教學實施。教學的重點是船體分段測量控制點的選取、全站儀的安置調平、熟練操作全站儀、轉站以及準確分析測量結果。教學的難點是船體分段測量控制點的選取、轉站以及分析測量結果。教學采用示范的方式，即教師先給學生講解并操作整個實訓步驟，然后讓學生親自動手操作。教學實施過程中，教師要反復強調儀器的保護以及實訓安全，確保實訓教學的正常進行。

圖1　測量分段

2　教學策略

在進行船體精度控制實訓之前，教師首先要對參加實訓的學生進行分組，建議3～5人為1組，這樣便于精度測量作業。另外，教師還應反復檢查儀器，確保儀器的各項功能正常。

由于船體精度控制在實訓車間教學，教學環境比較復雜，學生稍不注意，就有可能帶來危險。因此，在整個教學實施過程中，教師要反復強度實訓紀律，并將學生的實訓紀律表現計入評定成績。

船體精度控制實訓內容包括前期準備工作，測定方式的選取、轉站、測量、數據分析等多項作業內容。因此，教師應該記錄學生在上述作業時的各項成績，并按照一定的比例折合成總評定成績。

3　教學實施

3.1實訓準備工作

在進行船體精度控制實訓之前，要架設全站儀，圖2為全站儀簡圖。參加實訓學生需將全站儀固定在三角支架上，支架最好安裝在粗糙的地面上，防止滑動。同時通過調節腳螺旋使其水平。全站儀水平調好后，需將PDA與其連接。打開全站儀，運行測量軟件，開始測量。

圖2　全站儀簡圖

在運用全站儀進行精度測量作業時，需要提前在分段的各個控制點放置反射片標靶。反射片標靶可以直接粘貼在測量點上，應用其進行測量，且該標靶可以反復利用，測量精度也可以達到相關的技術要求。

測量作業時，激光投射到反射片標靶上，再反射到全站儀上，形成測量點的三維坐標。船舶分段建造的場地環境復雜多變，其測量的難度也較大。如果想要精確測量，需要標靶的種類也很多。分段精度控制實訓采用的反射片形狀如圖3所示。

圖3　分段測量應用的反射片標靶

根據船體精度控制實訓小組制作的精度測量單，確定分段精度控制點。然后，將反射片標靶放置在適當的位置。反射片標靶的安置需要注意以下幾點：一是需要將標靶仔細檢查，達到精度要求；二是要認真識讀設計圖紙，確定好反射片標靶的位置，最好將其安置在交叉點處；三是反射片標靶放置時應查明理論線，板厚方向，以免發生不允許的誤差。反射片標靶放置最重要的一個原則是，放置在儀器可見之處。該分段反射片標靶放置如圖4所示。

圖4　放射片標靶放置示意圖

3.2選擇測定方式

實訓小組把全站儀架設好、反射片標靶放置好、連接好PDA后，就可以進行測量作業了。測量一般選擇原點+X軸的測定方式，如圖5所示。具體操作過程如下：將所測定的第一點默認為原點，第二點與第一點所在的直線為X軸，Z軸垂直向上。這樣形成的坐標系就是測量坐標系，需要測量的所有控制點都在該坐標系內。

圖5　測定方式示意圖

3.3轉站

在全站儀的架設處，往往有一部分測量結構是看不見的。這就需要實訓小組將儀器挪到被測結構的另一側，完成其余的測量作業。我們把這個操作過程，稱之為轉站。轉站可以通過PDA測量系統的兩點移動功能來實現，如圖6所示。實訓小組轉站是否成功，取決于全站儀在移動前后，其后測點與前側點是否在同一個三維坐標系內。

圖6　兩點式移動過程示意圖

轉站作業時需要注意以下幾點：一是牢記測量的先后順序，確保全站儀在移動前按照預先設計的順序進行測量，否則無法進行轉站測量；二是在移動全站儀之后，一定要再次調整水平，確保其測量精度；三是全站儀移動前后，轉折標靶測量得到的三維坐標誤差要控制在0.5 mm之內，如果超出此范圍，前期的測量數據作廢，重新測量；四是兩點式移動操作成功后，才可進行后續的測量作業。

3.4測量結果分析

船體精度控制實訓小組在進行分段控制點測量之前，需要預先將設計點在設計坐標系下的坐標，輸入PDA系統中。同時，將測定點與設計點進行連接，具體操作過程界面如圖7所示。測量作業完成后，就可以直接導出數據偏差值，提高分段精度測量的作業效率。

圖7　測量點與設計點連接示意

該分段的測量結果如表1所示。通過偏差分析，得知該分段符合建造質量要求。

表1　分段測量結果（單位：m）

4　教學反思

傳統的船體精度控制實訓是在一體化教室實施，通過給學生播放教學視頻、教學動畫等形式進行教學，學生雖能掌握一些精度控制的學習內容，但是由于場地的限制，學生對船體精度控制的技能達不到課程標準的要求。經過重新設計并實施后，船體精度控制實訓的教學設計與當前高職教育的理念是相符的，實訓教學設計值得推廣與應用。

現代造船企業對船體精度越來越重視，船體精度水平也在上升。船體建造從放樣、零部件加工、分段制作到裝配，都離不開全站儀的測量。因此，教師應認真研究最前沿的船舶精度控制技術并傳授給學生，全方位提高學生的綜合素質，為船舶行業培養所需人才。

參考文獻：

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［責任編輯：劉月］

The Research on Hull Accuracy Control Practical Training Design

YANG Wenlin1, GAO Yuanhang2
（1. Bohai Shipbuilding Vocational College, Xingcheng 125105, China; 2. Bohai Shipbuilding Heavy Industry Co., Ltd. Huludao 125001, China）

Abstract:In the process of hull construction, it is very necessary to strengthen accuracy control. Accuracy control is not only an important means to ensure hull construction quality, but also the main measure to reduce ship construction cost. At the same time, hull accuracy control is also a skill that the students majoring in ship engineering technology must master. Therefore, hull accuracy control practical training design from the four aspects of teaching analysis, teaching strategy, teaching practice and teaching reflection, serves higher vocational education concept, and is worth popularizing and applying.

Key words:hull accuracy; training design; teaching strategy

中圖分類號：G712

文獻標識碼：A

文章編號：2095-5928（2016）02-30-04

DOI:10.16850/j.cnki.21-1590/g4.2016.02.009

收稿日期：2015-12-15

基金項目：2014年遼寧省教育廳科學技術研究課題（L2014560）

作者簡介：楊文林（1967-），男，遼寧沈陽人，教授，碩士，研究方向：船舶工程。