論船舶制造精度管理及過程控制技術(shù)

時全 田寧

摘要：船舶制造行業(yè)要想更好地實現(xiàn)收益的最大化就必須要堅持以船舶制造精度控制技術(shù)作為船體建造精度標(biāo)準(zhǔn)的原則，并且在此基礎(chǔ)上以科學(xué)合理的管理方法以及采用較為先進(jìn)的工藝手段來更好地對船體建造進(jìn)行全過程的尺寸精度分析和控制制造，只有在船舶制造過程中和投入使用時嚴(yán)格要求才能夠最大限度地減少現(xiàn)場修整的工作量，并在很大程度上提高船舶制造的生產(chǎn)效率。隨著時代的發(fā)展進(jìn)步，現(xiàn)在所引用的船舶精度控制技術(shù)應(yīng)用于造船過程中是時代發(fā)展的一種必然趨勢，同時也可實現(xiàn)精益造船的發(fā)展目標(biāo)。雖然我國的造船技術(shù)現(xiàn)今的發(fā)展也相當(dāng)不錯，但是在精度管理水平上卻是遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于一些發(fā)達(dá)國家。究其原因，目前中國造船企業(yè)的主要精力都集中在了大力推廣產(chǎn)品而往往忽略了在建造之外的其他管理方面的問題。所以為了未來可以擁有一流的制造技術(shù)，在后期的造船過程中應(yīng)該對船舶建造的尺度等精度進(jìn)行分析控制從而保證我國的造船企業(yè)擁有較強的市場競爭能力。基于這樣的原因進(jìn)行造船精度管理研究工作就變得非常迫切。

關(guān)鍵詞：船舶制造；精度管理；過程控制技術(shù)

1對我國的船舶制造業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀分析

我國船舶制造業(yè)受到設(shè)計能力和配套產(chǎn)業(yè)的制約，遇到發(fā)展瓶頸。在船舶制造理念和技術(shù)方面還急需提升，培養(yǎng)高技能的管理人才和設(shè)計人才十分關(guān)鍵，為了緊跟船舶制造業(yè)發(fā)展的腳步，需要各方面的不斷努力和相互配合。船舶制造需要的周轉(zhuǎn)資金、人力和財力較多，目前我國缺乏先進(jìn)技術(shù)支撐，使船舶制造行業(yè)整體水平提升受到阻礙。對于企業(yè)并購境外知名企業(yè)、科研機(jī)構(gòu)和營銷網(wǎng)絡(luò)也給予了一定的支持，致力于打造大型跨國企業(yè)，不斷開拓國際市場。

2船舶制造精度管理的內(nèi)容以及實施步驟

2.1精度管理的主要內(nèi)容

在現(xiàn)場的實施過程中，造船精度管理可分為三項內(nèi)容，即計算分析補償量、管理控制建造過程和落實造船具體精度標(biāo)準(zhǔn)。其中，收縮量統(tǒng)計是補償量計算和分配中的原始數(shù)據(jù)，它可以對收縮量的整體數(shù)據(jù)進(jìn)行收集處理，進(jìn)而產(chǎn)生出不同的補償數(shù)值，最后將切實有效的補償量分配到制造過程中，讓補償量代替生產(chǎn)過程中的余量。在測得變形量之后，首先要進(jìn)行補償量計算和分配，也就是通過收集收縮量的數(shù)據(jù)來獲得補償量，然后對補償量進(jìn)行分配和計算。完成一部分工作后，就到了建設(shè)過程中的控制階段。這期間要利用精度標(biāo)準(zhǔn)來整修零部件，制定控制目標(biāo)和精度計劃，采取防止工藝技術(shù)尺寸偏差的有效措施。此外，由于補償量數(shù)據(jù)由收縮量產(chǎn)生，又可能受環(huán)境因素的影響，所以在船舶制造精度的管理中，要充分的掌握環(huán)境數(shù)據(jù)，認(rèn)真地測量每一道工序的制造結(jié)果，處理好所有可能存在的變形量，并在數(shù)據(jù)庫中準(zhǔn)確無誤地輸入變形量的數(shù)值，從而確保數(shù)據(jù)的精確性。事實證明，要想實現(xiàn)高質(zhì)量、高精度的船舶制造目標(biāo)，就要對船舶制造精度進(jìn)行嚴(yán)格、有效地控制，把握制造細(xì)節(jié)，提高造船質(zhì)量，其中最有效的一個方法就是運用合理的精度標(biāo)準(zhǔn)和控制目標(biāo)，避免因尺寸偏差而造成工藝技術(shù)的不過關(guān)。

2.2補償量的具體計算與分配方法

對于整個船舶制造企業(yè)來說，精度管理雖然是整個企業(yè)的發(fā)展關(guān)鍵，但是更為重要的還是在這個過程中對于補償量的計算與分配工作，在船舶制造精度管理工作上決定管理工作是否精準(zhǔn)的主要依據(jù)還是補償量的計算與分配的合理。因為補償量是設(shè)計重要的參照依據(jù)和標(biāo)準(zhǔn)，同時在具體的船舶制造工作中，船舶制造的補償量計算與其分配的操作方法，是通過在計算中余量的替代作為指導(dǎo)的核心，從而通過這種手段實現(xiàn)利用補償量的運用來進(jìn)行船舶制造。但是，從目前的現(xiàn)狀來看，從大量研究所得結(jié)果來看，在補償量計算方面出現(xiàn)的一些不完整性，主要的來源還是所考慮因素的不完整以及在船舶制造企業(yè)技術(shù)層面的不穩(wěn)定性，所以需要制定出一個相對比較穩(wěn)定可靠的技術(shù)規(guī)則的規(guī)范，才能一定程度上彌補目前所存在的一些不足，同時實現(xiàn)在補償量的統(tǒng)計之前，將所產(chǎn)生的漏洞補齊。

3船舶制造過程中的精度管理

3.1對標(biāo)準(zhǔn)偏差進(jìn)行測算

造船業(yè)的精度管理離不開尺寸鏈理論和數(shù)理統(tǒng)計。補償控制是技術(shù)的核心，完善了精度保證體系和管理體系，改進(jìn)了精度檢測方法和手段。在各階段的精度分析中，有必要對不同施工階段的標(biāo)準(zhǔn)偏差進(jìn)行測量，作為后期精度管理的參考。在計算標(biāo)準(zhǔn)差的過程中，我們盡量收集原始測量數(shù)據(jù)，然后進(jìn)行數(shù)理統(tǒng)計，實現(xiàn)對測量數(shù)據(jù)的分析。利用計算機(jī)數(shù)據(jù)系統(tǒng)及相關(guān)技術(shù)，建立了數(shù)據(jù)模型，采用直方圖或BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，綜合考慮材料、切割、加工、裝配等因素的影響，準(zhǔn)確計算標(biāo)準(zhǔn)差。準(zhǔn)確地說，創(chuàng)博制造過程中測量的標(biāo)準(zhǔn)偏差包括分段裝配和加工的偏差，如平面分段裝配中拼焊板的收縮和施工偏差、數(shù)控切割中的熱變形偏差等。

3.2補償分配

補償是對船舶制造尺寸和精度的補償。它用于補償制造過程中基本尺寸的缺陷和缺點，如變形和收縮。它不僅具有幾何意義，而且具有物理意義。分配補償量時，不進(jìn)行二次切削，對應(yīng)于定性工件的反饋和補償修正值。在船舶制造中，有兩種補償尺寸精度的方法。一是制度補償。這種補償方法的本質(zhì)是幾何補償。增加工件基本尺寸附加值以滿足精度要求，即補償量。另一種是非系統(tǒng)補償，是對船舶制造過程中變形工件的具體尺寸進(jìn)行補償。常見補償包括焊接補償、氣割補償、火災(zāi)修正補償、窗臺設(shè)備反變形補償?shù)取?/p>

3.3補償量計算

極限法和概率法是計算補償金額最常用的方法。通過計算，對零件進(jìn)行補償，實現(xiàn)整體補償。在計算補償量時，需要綜合考慮引起工件變形的因素，重點考慮焊接引起的收縮變形。在控制階段，計算補償量，并在不同階段進(jìn)行不同的計算，如橫向和縱向焊縫收縮量的計算、經(jīng)驗估計等。

4船舶制造中的具體控制的流程與方法

4.1造船精度的測量技術(shù)

對于船舶行業(yè)而言，在船舶制造的整個過程當(dāng)中過程控制的關(guān)鍵技術(shù)主要是船舶制造精度測量和船舶制造過程管理兩個主要方面。所以要想保證在整個制造過程中實現(xiàn)對船舶制造質(zhì)量控制的有效保障，就應(yīng)該在制造的過程中通過采取積極有效的保障措施，把一些潛在的不良因素進(jìn)行相應(yīng)的化解和避免。伴隨著我國市場經(jīng)的高速發(fā)展，雖然我國在制造船舶上取得了較大的進(jìn)步，但是與一些傳統(tǒng)的船舶制造強國相比，還存在著一定的差距，主要的問題還是在船舶制造精度管理方面。

4.2主動和被動的精度控制

整個精密控制主要有兩種情況，一種是提前進(jìn)行相應(yīng)的主動控制，另一種是后進(jìn)行被動控制。主動控制是在影響船舶制造的各種因素出現(xiàn)之前，預(yù)先處理船舶精密管理和過程控制技術(shù)的科學(xué)合理的措施。被動控制是在特定的情況下發(fā)生的，并對生產(chǎn)制造產(chǎn)生了一定的影響，這種現(xiàn)象往往具有一定程度的不可抗拒性，需要時刻做好應(yīng)對突發(fā)事件的準(zhǔn)備。因此，在具體的精度管理中，主動控制和被動控制必須協(xié)調(diào)好，以便在任何情況下都能第一時間找到解決方案。

5結(jié)論

就現(xiàn)階段的情況來看，想要提高船舶制造業(yè)的綜合競爭力，增加企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，提升船舶制造的質(zhì)量，必須加強精度管理力度，提高過程控制的技術(shù)水平。通過科學(xué)的技術(shù)手段和先進(jìn)的制造工藝，夯實船舶制造業(yè)的基礎(chǔ)，增強國際市場競爭力。

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（作者單位：1.上海外高橋造船有限公司組立部；2.上海外高橋造船有限公司船裝部）