精度管理在船舶建造中的應用

姜福海

(中國長江航運集團金陵船廠， 江蘇 南京 210015)

精度管理在船舶建造中的應用

姜福海

(中國長江航運集團金陵船廠， 江蘇 南京 210015)

面對接單難、競爭大、船價低、重量要求高等情況，造船企業在船舶建造中應該強化精度管理制度，提高船舶建造質量。以金陵船廠精度控制為研究對象，在分析影響精度因素的基礎上，確定通過改變精度管理理念，推動精度控制工作前移，不斷加強內場的精度管理來開展精度管理工作。在船舶建造中，精度工作的有效控制使得各車間合格率不斷提高，實船順利交付。

精度管理；船舶建造；企業管理

1 精度管理的含義

船舶建造的精度管理是指為使實物模型與設計模型的尺寸盡可能一致，從而對實物模型進行管理的一切行為。精度管理從廣義上可分為主動管理與被動管理。主動管理就是在切割、加工、裝配、焊接等分段建造的過程中，事先進行一系列預防分段變形的措施。被動管理是指在組立/搭載過程中，利用儀器進行精度管理，對已發生變形、完工的分段進行檢測、控制。

2 影響精度的因素

(1)切割機的精度不良，主板、構件切割后精度不良。

切割機精度不良主要由切割機機械精度和割縫補償量加放原因引起的。切割機軌道直線度與水平度、切割平臺水平度、割嘴損耗等因素都會影響切割精度，需要日常管理中進行監控調整。切縫補償的加放由現場操作人員根據切割機狀態進行加放，操作人員通過對試件測量、下料精度抽查來了解切割機狀態，調整割縫補償量。

(2)曲加工精度不良，裝配時精度不良發生。

曲加工包括曲外板、折壓板、曲型材等。曲加工精度的不良，對后面組立裝配時的精度產生較大影響。尤其現在現場采用大量的曲面上胎建造的方式，曲外板作為建造基面，是其他構件的裝配基準，曲外板精度很重要。

(3)劃線精度不良引起的部材裝配誤差。

劃線精度不僅包括主板劃線，也包括小組立拼裝時的劃線。劃線是裝配的基礎，劃線的準確決定了構件裝配位置的精度。劃線時要考慮放線基準正確、焊接收縮量加放、坡口間隙等。

(4)組立中的裝配位置、尺寸、角度等精度不良。

組立裝配要嚴格按照圖紙施工，參照二維檢測單進行過程控制，保證尺寸、水平、垂直度、角度等，特別要注意段差控制、坡口正確性等。裝配過程中的自主控制是決定分段最終精度的重要因素，所以提高施工人員的過程控制意識非常重要。

(5)構件裝配、焊接、背燒、矯正等火工作業引起的熱收縮尺寸不良及變形。

構件裝配、焊接、背燒等工序都會產生由熱收縮引起的尺寸不良和變形，解決這個問題需要通過加放適量的焊接收縮量和反變形，而這些量值的準確需要長期積累數據分析得到，也需要工序施工的標準化作業。

(6)焊接順序的錯亂而發生的變形及尺寸不良。

焊接順序合理可以有效的減少焊接變形，此項措施的實施需要有合理、詳細的工藝要求為基礎，規范現場操作流程；對現場實施人員進行培訓，灌輸正確焊接順序的重要性及不同類型組立、分段的正確焊接順序；對現場焊接順序實施情況進行監控與考核，不斷強化實施。

(7)溫度變化、測量儀精度不良引起的測量誤差。

精度控制是通過尺寸測量、水平測量控制的，測量工具的不良也會造成精度問題。對測量儀器定期良好的養護是保證測量精度基礎，因此對現場測量工具的管理也是精度管理的內容之一，包括尺子的統一、水平儀檢查等。

(8)小組立及分段在擺放、運輸發生的變形。

小組立、分段的不合理擺放造成變形，導致精度不良。曲外板、預制件在現場任意擺放堆壓，使加工精度良好的產品后期變形，在分段建造時發現精度不良。部分分段由于自身強度、吊碼位置不合理造成吊裝、翻身、轉運后分段產生變形。

(9)搭載階段定位時的精度不良。

合攏定位就是要保證分段階段的精度管理成果得到最大體現，通過定位水平提高實現一次性定位、無余量合攏。如果在合攏時無法準確定位的話，分段階段所做的精度管理的努力也會白費。分段時發生的變形或當時無法完整修復的精度問題，在此階段對這些問題要進行縮小、分散、消化，以最好的狀態來定位。合攏定位時調整設備、保型工裝等，是影響合攏定位是否能夠調整到位的重要因素。

3 精度管理工作開展

3.1 加強內場精度管理

內場加工精度管理內容包括切割精度、曲加工精度和小組立精度三部分，加強內場精度控制。應加大人員投入，將精控人員劃分不同的責任區域，對所負責的區域通過報檢或抽檢控制產品精度，在現場與施工人員溝通糾正錯誤的施工方式，不斷提高所負責區域產品的精度。內場精度管理項目見表1。

3.2 規范檢測單

在原來檢測單的基礎上，通過總結，規范了檢測單的出圖形式與內容，使其內容更加明晰。二維檢測單封面上明確指出此分段控制涉及到的精度檢測表的目錄和分段的控制要點，讓檢測單使用人員能把握分段的控制重點。檢查單中所標注數據均為考慮焊接收縮量、坡口間隙、余量補償量等信息的數據，減少了現場操作人員通過理論數值計算的麻煩。

表1 內場精度管理項目一覽表

3.3 基準線實施

基準線設定的目的是對分段的外形尺寸控制確立統一的基準，分段內部的劃線統一以基準線進行施工作業，裝配的時候以線對線進行施工確立統一的基準。

3.4 人員培訓

人員培訓分為精控管理人員的培訓和施工人員的培訓。新船開工，精控部門會對現場施工人員進行精度交底，針對船型特點指出精度控制注意要點。對新進廠的施工隊進行精度自主管理方面的培訓，樹立施工人員精度自主管理意識。精控部門人員定期進行培訓，并對培訓內容進行考核，不斷提高精控人員的技術水平與管理能力。

3.5 中組協助定位與分段焊前報檢

強化過程控制，精控人員對所負責區域進行過程控制與跟蹤，與施工人員溝通施工過程中的精度問題。對中組定位進行協助定位，精控人員用全站儀進行三維定位，保證定位準確性，減少后期修正。強調焊前報檢，通過焊前修正減少焊后測量。

3.6 合攏階段的三維定位與模擬搭載

3.6.1 轉變放樣人員的合攏定位方式與理念

(1)定位方式轉變。為解決定位所要控制的分段基準點(即測量點)所在的位置不便于去測量的問題，中合攏、大合攏時使用全站儀測量定位。全站儀在合攏階段的應用是將傳統的二維檢測方式轉變為三維方式，讓定位檢測更加便捷、準確、安全，也為模擬搭載工作提供條件，有利于無余量合攏的實現。

(2)定位精度意識與理念的轉變。改變原先對分段狀態在不做了解的情況下進行定位的工作方式，現在合攏前要分析分段三維檢測數據，掌握分段狀態，最后再去定位合攏。

3.6.2 明確自主管理流程與考核制度

通過不斷的培訓與交流，加強放樣人員的精度控制意識與提高控制方法，明確自主管理流程。放樣人員按照要求自主進行控制，如果遇到問題及時與現場精度管理人員溝通，共同商討方案，提高一次性定位的準確性。精度部門每月會對放樣人員進行考核，以誰定位誰負責為原則，以一個月的合格率為考核依據，提高放樣人員的自主控制意識。

3.6.3 數據收集與問題反饋

在合攏階段需要一些數據的收集、分析，如合攏焊接收縮量、切割量、龍骨基線反變形等數據的收集，這些數據的收集為余量補償量加放方案的準確制定提供依據，讓方案得到優化。定位結束后由于分段問題或設計問題引發較大合攏問題時，應分析原因，并向相關部門反饋。合攏精度控制組會將分段問題反饋到組立測量組，組立測量組會采取相應措施避免類似問題的產生。

3.6.4 定位方法的探索與工裝改善

結合生產實際，應對新合攏方式、環境限制、檢驗要求等問題，要有相應的定位檢測方法，如插入式合攏方式的定位方法、船體外殼線形測量方法等。合攏階段的精度管理內容不僅僅是合攏定位的準確，還包括影響定位準確的因素，其中工裝就是一個很重要的因素。通過定位數據的測量與問題積累，現場精度控制人員會對工裝提出相應的改善要求，以保證合攏精度。

3.6.5 模擬搭載

通過模擬搭載可以做到在合攏前對分段合攏時有可能產生的問題進行有效的分析，提前制定方案，以保證合攏定位最優化。通過模擬搭載提前對分段進行切割和無余量合攏，可提高效率，節約成本。

3.6.6 不斷完善信息管理系統

我廠精控信息管理系統包含報檢系統、檢測單管理系統、問題反饋系統、電子郵箱系統、加工子系統、報表輸出系統等，整個信息管理系統包含了精度管理過程中各種信息分類、管理、統計與分析，實現了部門之間、部門內各組別之間的信息交互。信息的流通與共享提高了部門的工作效率和問題分析的可追溯性，形成信息反饋鏈。

4 進一步做好精度管理工作的建議

4.1 進一步推進過程控制的實施

不斷推進精度控制工作前移，加強內場精度控制和分段過程控制，減少對完工三維測量的依賴。

4.2 不斷降低分段2次切割率

精度控制工作開展2年來，合攏階段的修正量得到很大減少，合攏效率提高，但分段上船臺再修割率還是較高。造成切割率較高的原因主要是合攏口端面不齊、分段段差、合攏定位水平等因素。精控部門將降低2次切割率作為工作開展的重要目標，通過改善余量補償量設計方案，加強現場過程控制，提高合攏定位水平等方式保證目標實現。

4.3 大舾裝轉模

大舾裝轉模生產設計，無論是對管系加工、單元制作精度，還是對分段制造的精度控制、精度基準均提出了更高的要求。舾裝轉模后，機艙分段平臺板、艙壁板的開孔全部為數切開孔，分段預裝管安裝定位全部改為按相鄰船體結構確定，如果船體的施工精度控制不好，必將會帶來大量的現場返工。

5 結語

在精度管理工作開展中，精度管理的理念得到進一步轉變，推動精度控制工作前移，不斷加強內場的精度管理；工作要點由推行三維測量逐漸向強化過程控制與自主管理轉變，各車間合格率呈上升趨勢，帶意見率呈下降趨勢。

金融危機后，船舶市場由賣方市場轉為買方市場，造船企業面臨接單難，競爭大，船價低，船東質量要求高等問題。在這樣的背景下，船廠必須以較高的品質要求迎接挑戰，強化精度管理，打造精品船舶，提高企業核心競爭力，才能把企業做大、做強。

2013-10-12

姜福海(1965-)，男，工程師，主要研究方向為現代造船技術、造船生產管理及精度管理。

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