船體建造精度控制關鍵技術研究

張文杰

【摘 要】近年來，中國造船業有很大的進步，但與其他國家相比，造船技術水平卻有著明顯的差距，主要體現在精度管理方面。精度管理水平的高低直接影響船舶的建造質量以及船廠的經濟效益。因此，中國要想成為造船強國，跟上時代發展的步伐，就必須在船舶建造中推行精度管理體系，以此來保證船舶的建造質量，提高生產效率。本文對船體建造精度控制進行了概述，并且闡述了船體建造精度控制的關鍵技術。

【關鍵詞】船體建造；精度控制；關鍵技術

控制精度和質量是造船企業管理的一個重要組成部分。隨著科學技術的迅猛發展，以及管理科學化、現代化的要求，精度管理在造船企業管理中的地位和作用越來越顯得重要。有關精度管理的理論和方法的探索，也越來越豐富和深化，全面采用精度控制技術是實現現代化造船的“里程碑”。以精度控制為核心的船體建造精度管理，是以船體建造精度標準為基本準則，通過科學的管理方法與先進的工藝技術手段，對船體建造進行全過程的尺寸精度分析與控制，以達到最大限度減少現場修整工作量，提高工作效率，降低建造成本，保證產品質量的目的。對船體精度管理體系的研究，是船體建造過程中與其相關技術得以實施的基礎，也是整個中國造船業發展的瓶頸環節。因此船舶精度控制技術是提高船舶質量，降低生產成本的主要手段。

一、船體精度管理的內容

精度的控制技術是造船技術中的一門綜合性技術。船舶精度控制技術是實現造船模式轉換的基礎，該技術的合理實施也是其他相關技術得以應用和發展的關鍵所在。因此，船舶精度控制技術是縮短造船周期、降低造船成本、提高國際競爭力的重要手段之一，同時也是開拓船舶市場的重要輔助手段。

船體建造精度管理，實質上也是一個綜合性的過程管理。船體設計精度管理是保證產品質量的起點，而船體建造精度管理是精度管理的關鍵所在，輔助技術工作是精度管理的基礎，質量檢驗是精度管理工作得以成功實施的保證。積極開展精度管理技術的研究，收集各種數據，盡快形成標準化，形成完善的精度控制體系，是解決船舶精度及質量控制的當務之急。從某種意義上說，產品的精度取決于管理水平，要建立精度控制隊伍與質保體系，還要進一步抓緊基礎工作，形成并完善標準化，提高精度控制水平。

船體建造精度控制技術的核心內容是精度控制，這種技術是“精度”的定量表示，是一個量化的技術。也就是說，如果應用精度控制技術，那么從下料開始，直到船臺合攏的一系列加工過程中，只要按照正常的標準生產工藝，在每道工序完成后，其生產精度就能夠滿足下道工序的要求，而不用進行兩次修整，這種先進的造船技術，在國外的一些船廠中已經得到了廣泛的應用，能夠大大提高船廠的生產效率，提高國際競爭力。成功應用船體建造精度管理技術，使得原先定性地給下料板材、型材預留的余量，變為定量（精確計算出補償量）。所有這一切均需要投入大量的人力、物力，并且是一個漫長的過程，是一個循序漸進的過程。目前，已經有一部分船廠能夠在生產設計階段就將精度控制的信息反映在圖紙上，將精度控制值、補償值和各種各樣的信息反映在船舶放樣零件上，可實現所有零件、部件和分段的精度控制。如今，國內的精度控制水平已經能夠達到無余量下料、全船分段無余量上船臺合攏的階段。

二、船體建造精度控制關鍵技術

建造過程中的精度控制技術，是指從制造開始后，在加工、裝配、分段合攏和總段合攏等各工序中按著相應的技術規范實施精度控制技術，主要有兩方面的內容一是各工序中的精度檢測與評估。二是出現超差問題時的對策。具體有以下的內容：

1.加工工序的精度控制技術

切割切割技術己達到自動化加工水平。對各類機器的檢測和修整、補充機器用消耗品，定期抽樣檢查零件的切割精度等是這段工序的精度控制的主要內容。對策主要是調整機器的加工精度和培訓作業人員的技術水平等。曲面加工曲面成型技術基本屬于手工作業水平。對成品的成型尺寸和焰道熱加工的溫度控制檢驗等是這段工序的精度控制的主要內容。對策主要是使作業工人掌握水火彎板基本變形機理的知識和提高加工的技術水平。而研究實用的水火成型工藝參數預報系統，直至研制出可應用于生產的水火成型自動加工設備等是主要研究工作。

2.裝配工序的精度控制技術

小組立小組立中的精度控制技術主要有在橫向構件上安裝小骨材的尺寸精度檢測對前期工序是否出錯的檢驗等。對策是修整超差的變形，報告前面工序的錯誤并調整因此而出現的錯誤，直至返工到前面的工序從新加工。大組立大組立是分段合攏前的最后一項工程。一方面受前期小組立裝配精度的影響，另一方面還要滿足分段合攏的精度要求。大組立中的精度控制技術主要有檢驗縱骨定位精度檢驗橫向構件的裝配精度檢查焊接坡口的寬度等。對策是找出裝配中產生誤差的原因，并能分析累積誤差。分段重量、重心位置在分段前的作業過程中，每完成一道工序，需要檢測零件、部件、組立等的重量和重心位置能準確估算的，可以省略測試。特別是在海洋結構物的建造過程中，空船結構的重量和重心位置的檢測和修整是必須的。

3.合攏過程的精度控制技術

由于調運過程產生的結構變形等原因，使合攏中出現的最大問題是端部的錯位現象。對策是設置基準點和基準線，按著定位要領指導書進行作業調整局部變形。

三、在生產設計中精度控制技術的應用

1.補償量系統的應用

從零件的下料開始，用補償量代替余量是生產設計中精度控制的重要內容。補償量系統的研究主要包括有以造船生產中各種加工過程的尺寸測量為依據，建立船體零部件加工測量數據庫系統在此基礎上，開展量化分析，分別建立各類零部件的切割補償量預測的數學模型、焊接補償量預測的數學模型、曲面成型補償量預測的數學模型、合攏裝配補償量預測的數學模型等。

2.高精度曲面展開技術的應用

高精度曲面展開是完成曲面外板高質量加工成型和加工補償量建模的基礎。高精度曲面展開技術的研究內容主要有有限單元方法的應用研究單元板的拼接技術局部收縮量的計算等。

3.加工方法的確定

加工方法的確定是精度控制技術應用的前提和保證。相反，采用不同的加工工藝方法，相對應的尺寸補償也有所不同。例如，下料切割零件時，采用等離子制度切割機或氧乙炔自動火焰切割機或半自動火焰切割機等切割出的零件尺寸有所不同應用熱加工使曲面外板成型或冷加工曲面成型的尺寸補償也不一樣。所以，加工方法的確定也是尺寸補償的基準和依據。

4.分段的劃分技術的應用

分段的劃分技術是生產設計中的重要內容，直接影響產品質量、生產效率、生產成本等。分段的劃分因受船舶的特點和船廠生產條件等因素影響，而變成為復雜細致的技術。該項技術的研究內容主要有分段重量、重心位置和尺寸的選擇方法生產負荷的均衡性考慮方法船體結構強度的合理性確定方法施工工藝的合理性研究降低材料消耗的技術等。

四、結束語

以精度控制為核心的船體建造精度管理，是以船體建造精度標準為基本準則，通過科學的管理方法與先進的工藝技術手段，對船體建造進行全過程的尺寸精度分析與控制，以達到最大限度減少現場修整工作量，提高工作效率，降低建造成本，保證產品質量的目的。對船體精度管理體系的研究，是船體建造過程中與其相關技術得以實施的基礎，也是整個中國造船業發展的瓶頸環節。

【參考文獻】

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