數字化造船精度控制技術現狀分析

孫程程

（渤海船舶職業學院 船舶工程系，遼寧葫蘆島 125105）

數字化造船精度控制技術現狀分析

孫程程

（渤海船舶職業學院 船舶工程系，遼寧葫蘆島 125105）

國際造船市場的競爭日趨激烈，現代造船技術急需創新改革。文章通過對國內外造船企業所面臨的大環境及其自身的條件進行分析，明確了數字化造船精度控制技術在造船過程中的地位。最后針對我國船舶企業面臨的現狀，提出了對中國未來造船業發展的期望。

現代造船模式；數字化造船；精度控制

0 引言

造船精度控制技術是指在船舶建造的整個流程中，對每個階段進行實際尺寸統計和控制的一種技術[1]。主要通過以系統補償量取代余量[2]，來增加各工序間產品的尺寸準確度，實現施工過程中調整量最少化，最終達到船體建造符合精度造船及無余量造船的要求[3]。

數字化造船精度控制技術主要是通過智能化、信息化的手段來組織、協調船舶建造的各個階段，使之按照相應的技術規范來實施，對造船精度進行控制，最終實現縮短建造和檢驗周期，從而提高企業自動化水平和生產效率的一種技術[4]。

1 國際造船行業形勢分析

在經濟已然全球化的今天，國際造船業也早已發展成為全球一體化市場。對于存在于這個“大市場”中的任何國家而言，市場商機存在，但是應該認識到存在并非意味著占有。除此之外，還應清楚地看到，在2015年，全球新船訂單量已經降至2012年以來的最低水平。訂單量不斷減少，促使競爭日趨激烈。同時，造船成本不斷提高，使未來造船市場的形勢更加嚴峻。要想在這種激烈競爭的大環境下生存下去，同時在全球船舶市場占有一席之地，就必須依靠船舶企業自身能力的不斷提升。

能夠高效率、高質量、低成本地造船，是造船企業競爭力的體現。而先進的造船技術，尤其是造船精度控制技術則是最主要的影響因素。

2 國內造船行業形勢分析

《中國制造2025》中，對船舶工業提出要求：加強海洋工程裝備的制造能力。由此可以看出，在未來很長的一段時間內，國家將會大力扶持海洋經濟發展，這必將為船舶企業帶來市場擴張的機遇。

有機遇的同時，也應看到我國造船企業的現狀：2015年，我國造船企業接獲新單僅為389艘，同比2014年減少了26%左右，同比2013年減少了52%左右。同時，也應該清楚地看到，排名全國前十的船舶企業造船完工量占到了全國造船總量的53.4%，比2014年提高2.8個百分點。由此可見，規模較大的、科技含量較高的企業承接了大部分的船舶訂單，大約占到了所有訂單的百分之七八十。這樣，這些大型船廠占據了我國船舶市場訂單量的大半江山。

“十三五”規劃中提出要推動船舶企業兼并重組，優勝劣汰。最終強化、優化我國造船市場，實現讓我國有高科技含量的船舶走出國門的目標。因此，我國船舶企業在這種大環境下的出路只有不斷提高自身的生產技術水平，以實現高效率、高質量、低成本地造出船舶產品，來面對日趨激烈的競爭環境。

3 國內外數字化造船精度控制技術現狀分析

3.1 國外數字化造船精度控制技術現狀分析

四十多年前，精度造船技術在日本造船企業的應用已經達到了較為成熟的程度。自2000年以后，韓國造船企業研究出新的造船模式，對精度造船提出了新的要求，這些要求促使他們開發出新的造船精度技術，來適應精度造船技術的進一步發展和完善[5]。

造船精度控制技術經過四十多年的發展完善，現在日韓已經實現了數字化精度控制船舶建造。盡管這些國家在精度控制技術方面的遠遠領先于我國，但面對當前造船市場的激烈競爭形勢，他們仍希望通過自身的不斷提升和完善，來提高產品質量，增加市場競爭力[6]。

3.2 國內數字化造船精度控制技術的現狀及存在問題分析

我國與日韓一樣，也是在70年代初期已經開始了船廠精度尺寸管理的理論研究，而數字化精度造船作為船廠的一個正式項目，則是從2008年上海外高橋與江南長興正式組成精度管理部開始的。精度造船雖然在我國也經歷了四十多年的發展過程，但是并未取得突破性的進展。最主要的原因是其中制約該項技術發展的精度設計思想的手段方式、精度檢測方法和工具、精度數據庫管理和應用軟件，特別是精度管理體制機制和隊伍建設等嚴重缺失和滯后。

4 國內現代數字化船體建造精度控制技術軟件探索

4.1 國內船舶精度管理軟件現狀

為了找到與現代造船技術相適應的數字化系統，我國造船精度軟件的發展也經歷了引進吸收、二次開發、自主研發三個階段。

目前國內的一些軟件公司也先后推出造船精度管理軟件，但是由于其對造船行業知識的掌握相對不足，使該類國內軟件產品在軟件功能、行業適用性、使用便利性等方面都存在著不足。

4.2 SP.NET軟件系統

造船精度管理系統是基于網絡化數據庫平臺，涵蓋造船精度管理全過程中測量、分析、管理等業務功能的專用系統。系統以精度數據庫為核心，將分段檢查、模擬搭載、數據管理功能整合在一起，結合高精度全站儀及各種附件，能夠快速準確地檢查分析分段精度，預先模擬計算總段搭載偏差，統計分析海量精度數據。該系統的應用能夠有效幫助造船企業精度工作的開展，提升船舶建造精度管理水平，提高建造質量，縮短船塢周期[7]。

1）數據庫：造船精度管理軟件支持工程項、船塢船臺、建造場地、施工隊等信息的添加、編輯和刪除，支持統計分析數據、焊接變形數據和數據庫的復制、備份、合并和拆分。同時通過數據庫的網絡化，使得共享數據變得輕松容易。

2）分段精度：造船精度管理軟件對于分段精度的功能有：屬性、幾何形狀定義；建造基面、測量點定義；測量數據讀取；測量數據自動；定義基準線；手動對齊；測量點誤差分析；直線度、長度、角度、平行度、垂直度、平面度定義；精度報表生成、編輯、打印。

3）總段/模擬搭載精度：造船精度管理軟件對于總段、模擬搭載精度的功能有：屬性、幾何形狀定義；建造基面、定位基準線；船塢格子線定義；搭載分段總段定義；測量點定義；測量數據讀入；測量數據自動、手動對齊；測量點誤差分析；報表生成、編輯、打印。

4）統計分析：造船精度管理軟件擁有強大的統計分析功能，包括平均值與方差分析、時間序列分析、相關性分析、各施工單位質量分析、各工位質量分析、報表輸出。

5 結論

日韓及歐美一些船舶建造技術較為精尖的國家，主要以承接建造過程復雜、工藝復雜、技術要求高的高附加值的船舶訂單為主，比如液化天然氣船等。他們通過運用先進的船舶建造技術，提高船舶整體的建造質量，從而增加了他們在國際市場上的競爭力。

國內造船行業要打破歐美、日韓等造船企業的這種壟斷局勢，跟上國際造船市場競爭的腳步，就必須重視數字化造船精度技術在船舶建造過程中的應用，從而切實增強中國船舶企業在國際市場上的競爭力，為我國實現成為世界造船強國的目標奠定基礎。

[1] 張起葆, 劉建峰, 孫建志, 等. 精度造船中數字化技術應用研究[J]. 造船技術, 2014(6): 51-55.

[2] 郭榮奎, 秦耀良, 唐建瓊. 船體建造精度控制技術研究[J]. 江蘇船舶, 2008, 25(2): 41.

[3] 唐漢帆. 國外造船精度控制技術[J]. 艦船標準化工程師, 2003(2): 17-22.

[4] 于昌利, 初冠南, 張喜秋. 船舶制造精度管理及過程控制技術探討[J]. 現代制造工程, 2011(4): 1-4.

[5] 唐漢帆. 區域造船精度控制標準體系研究[J]. 艦船標準化工程師, 2002(1): 24-28.

[6] 周秀琴, 馬曉平. 船體建造精度控制方法研究[J]. 造船技術, 2011(1): 33-36.

[7] 王孟孟, 朱琦, 安靈斌. 開發先進造船精度管理軟件系統——SP.NET軟件系統簡介[J]. 造船技術, 2010(3): 37-39.

Present Situation Analysis of Precision Control Technology in Digital Shipbuilding

Sun Chengcheng

(Bohai Shipbuilding Vocational College, Liaoning Huludao 125105, China)

The competition in the international shipbuilding market is becoming fiercer and fiercer, and the modern shipbuilding technology is badly in need of innovation and reform. Through the analysis of the environment and its own conditions of shipbuilding enterprises at home and abroad, the paper defines the status of the precision control technology in the digital shipbuilding in shipbuilding industry. At last, according to the present situation of the shipbuilding industry in China, the paper puts forward the expectation of the future development of the shipbuilding industry in China.

modern shipbuilding model; digital shipbuilding; precision control

U671

A

10.14141/j.31-1981.2017.02.007

2014年度遼寧省教育廳科學技術研究項目（L2014560）。

孫程程（1986—）女，講師，研究方向：船舶與海洋工程。