摘 要：近年來，中國造船行業(yè)產(chǎn)量已達(dá)到世界前列，但整體建造技術(shù)水平卻十分落后，尤其體現(xiàn)在精度管理和控制方面。該作者結(jié)合近幾年的工藝主管經(jīng)驗，于2016年在本文中剖析了船舶建造精度管理及其控制技術(shù)，旨在為企業(yè)縮短建造周期、降低成本、提高質(zhì)量，增強(qiáng)自身的核心競爭力提供參考。

關(guān)鍵詞：船舶制造；精度管理；控制技術(shù)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.07.178

1 船舶制造精度管理

（1）精度管理的發(fā)展現(xiàn)狀。從上世紀(jì)40年代起，國外已經(jīng)將公差與配合的概念引入造船行業(yè)，逐步探索各工序間的公差要求；70年代中期，通過生產(chǎn)實踐積累的原始數(shù)據(jù)，編制出經(jīng)驗公式來解決焊接熱變形的補(bǔ)償量問題；到了 80年代，隨著電子計算機(jī)的出現(xiàn)，又開發(fā)出智能數(shù)據(jù)補(bǔ)償系統(tǒng)，真正做到了船舶的無余量建造。我國從70年代開始接觸精度管理，雖然在國家相關(guān)部門的推動下取得了一定的進(jìn)展，但并沒有學(xué)到精度管理的精髓。我國造船精度管理仍屬于初期的船體建造精度管理階段，尚未延伸到后續(xù)舾裝件的制作安裝，精度控制技術(shù)也僅限于平直分段以補(bǔ)償量代替余量，艏部、艉部等曲面分段仍然通過在合攏口加放余量的方式進(jìn)行建造，至今尚沒有形成一個完善的補(bǔ)償量數(shù)據(jù)庫和一整套管理技術(shù)體系。

（2）精度管理的工作內(nèi)容。精度管理不僅是一種品質(zhì)管理，而且是企業(yè)管理體系的重要組成部分。結(jié)合國內(nèi)外精度管理的發(fā)展歷程，歸納出精度管理的內(nèi)容大致包含了如下五個方面。

1）組建精度管理組織。為了實施造船精度管理，必須完善精度管理的組織體系。其根本在于從高層領(lǐng)導(dǎo)開始就給予足夠的重視，統(tǒng)一企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)班子思想，成立精度管理小組，明確具體的管理職責(zé)，全面推動企業(yè)內(nèi)部的建造精度管理工作。

2）制定精度標(biāo)準(zhǔn)。船舶建造精度是精度管理的行為準(zhǔn)則，其標(biāo)準(zhǔn)必須在各船級社規(guī)范的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求前提下，結(jié)合企業(yè)內(nèi)自身的實際建造水平而制定。精度標(biāo)準(zhǔn)通常包含了補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)、工藝標(biāo)準(zhǔn)和檢驗標(biāo)準(zhǔn)。主要通過研究典型船舶的各工序階段的精度管理控制點，制定出適用于本企業(yè)的基準(zhǔn)作業(yè)指導(dǎo)書。

3）加強(qiáng)精度控制。精度管理是一項系統(tǒng)工程，必須堅持全過程控制。從零件的下料開始，小組立、中組立、大組立、分段中組，直到船臺的合攏搭載，每個制作過程的精度狀態(tài)都必須得到嚴(yán)格的控制。

4）改進(jìn)測量方法及工器具。精度控制離不開測量技術(shù)，準(zhǔn)確地測量船舶各個部位的數(shù)據(jù)是船舶建造的一項重要工作?？煽康臋z測工具和較高的測量技術(shù)水平是提高船舶精度的重要保障。為避免出現(xiàn)不合格品的誤判，確保測量結(jié)果的準(zhǔn)確性，必須摒棄落后的測量方法，選擇先進(jìn)的測量工器具，定期校準(zhǔn)測量工器具來減小測量誤差，使得前后道工序間的數(shù)據(jù)能夠得以搜集和采納。

5）推廣信息技術(shù)。精度管理廣泛采用數(shù)理統(tǒng)計技術(shù)，需要不斷的采集各種數(shù)據(jù)。目前，已經(jīng)從原始的個人測量，手工記錄方式逐漸過渡到利用PDA、全站儀等設(shè)備進(jìn)行檢測，并通過計算機(jī)整理后進(jìn)行人工分析。但隨著精度管理的深入研究，大量三維空間數(shù)據(jù)無法得以分析，必須積極引進(jìn)先進(jìn)的配套軟件，采用數(shù)據(jù)庫技術(shù)進(jìn)行管理。

2 精度控制技術(shù)研究

（1）補(bǔ)償量的加放技術(shù)。補(bǔ)償量是指相對于船舶零件理論尺寸而多加放的量值，補(bǔ)償量的加放是否合理恰當(dāng)，直接影響著船舶的建造質(zhì)量。目前，船舶建造過程中補(bǔ)償量加放的計算最常采用的方法是《幾何量公差》中尺寸鏈的計算方法。

求解補(bǔ)償量的具體實施方法是由后一道工序向前一道工序提出具體的精度要求。這些要求包含了零件下料、余量的切割范圍、初始余量的設(shè)計值、余量的切割時機(jī)、具體補(bǔ)償值的大小等。

由于船舶結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，不同的建造方法形成了不同的部件、分段結(jié)構(gòu)形式，這就要求我們從錯綜復(fù)雜的尺寸關(guān)系中，找出對裝配精度和技術(shù)要求有影響的那些尺寸，形成不同建造階段及不同結(jié)構(gòu)部分的尺寸，進(jìn)而求解尺寸鏈。

（2）對合線基準(zhǔn)技術(shù)。對合基準(zhǔn)線的應(yīng)用是精度控制的關(guān)鍵技術(shù)之一，在船體的各個裝配階段，如零部件、分段、總段以及型尺寸所依據(jù)的點、線、面，均是借助對合基準(zhǔn)線的方法。

對合基準(zhǔn)線是由設(shè)計在三維TRIBON軟件建模，轉(zhuǎn)換生成零件套料版圖，再通過數(shù)控切割機(jī)的噴粉劃線功能實現(xiàn)。

對合基準(zhǔn)線一般包含了中心線、直剖線、肋骨檢驗線、水線、拼板對合線、肋骨校直線、合攏端100mmMark線等，其大量的應(yīng)用有助于提高精度控制手段。

（3）數(shù)理統(tǒng)計技術(shù)。數(shù)理統(tǒng)計屬于統(tǒng)計學(xué)范疇，其內(nèi)涵包含兩個方面：1）如何合理有效地獲得資料數(shù)據(jù)；2）如何利用獲得的資料數(shù)據(jù)得出盡可能精確的可靠結(jié)論。

船舶建造過程中通過精度控制測量手段產(chǎn)生了大量的數(shù)據(jù)，必須經(jīng)過搜集、整理形成一個完整的精度數(shù)據(jù)庫，然后用先進(jìn)的數(shù)理方法和統(tǒng)計技術(shù)對此類數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，形成有效的反饋信息，借此來為精控標(biāo)準(zhǔn)的修正、余量與補(bǔ)償量的加放提供科學(xué)的數(shù)據(jù)支撐。

（4）模擬搭載技術(shù)。傳統(tǒng)的船舶建造搭載方式是采用二次定位方法，即先將一個分段（總段）吊裝至船塢（船臺）進(jìn)行定位，現(xiàn)場施工人員依據(jù)相關(guān)基準(zhǔn)線對搭載分段（總段）進(jìn)行余量線的勘劃并進(jìn)行余量切割，待余量修割完畢后再重新進(jìn)行分段的吊裝定位（二次定位）。

模擬搭載技術(shù)，簡稱OTS（一次定位）。其方法是使用PDA連接全站儀進(jìn)行船舶分段（總段）三維數(shù)據(jù)的采集，把測得的分段數(shù)據(jù)導(dǎo)入到三維精度分析軟件ECO-Block中，并進(jìn)行實測數(shù)據(jù)與設(shè)計數(shù)據(jù)的自動套合，然后對將搭載的分段與已經(jīng)搭載的分段在電腦上用ECO-OTS軟件進(jìn)行電腦模擬搭載，預(yù)先了解分段焊接后的變形、錯位情況，同時分析搭載后的分段離空、錯位等狀態(tài)，確定搭載分段余量修割值，在分段吊裝搭載前將余量進(jìn)行割除，從而達(dá)到一次吊裝、直接定位。

通過模擬搭載技術(shù)來取代傳統(tǒng)的船舶總組，將設(shè)計的三維坐標(biāo)模型運(yùn)用到實際的生產(chǎn)過程中，為無余量建造打下堅實的基礎(chǔ)。

3 結(jié)論

盡管我國精控管理技術(shù)已取得了一部分進(jìn)展，但始終未形成一個完整的管理技術(shù)體系和完善的補(bǔ)償量數(shù)據(jù)庫，尚局限于船體建造尺寸精度。因此，為了縮小與國外先進(jìn)船舶企業(yè)的差距，我國企業(yè)必須熟知精度管理的工作內(nèi)容，明確精度管理的方針、目標(biāo)，采用先進(jìn)的測量方法，完善精度管理的標(biāo)準(zhǔn)，加強(qiáng)過程控制技術(shù)的應(yīng)用，只有這樣才能不斷地提升建造的整體技術(shù)水平，增強(qiáng)自身的國際市場競爭力。

參考文獻(xiàn)：

[1]孔祥華.船舶制造精度管理及過程控制技術(shù)簡析[J].建材與裝飾，2016（31）.

[2]彭公武.船舶制造精度管理及過程控制技術(shù)分析[J].科技展望，2016（04）.

作者簡介：孫云（1985-），男，江蘇靖江人，本科，工藝主管，主要研究方向：機(jī)械設(shè)計制造及其自動化。