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船体建造精度控制关键技术研究
作者：张文杰
来源：《智富时代》2018年第07期
【摘 要】近年来，中国造船业有很大的进步，但与其他国家相比，造船技术水平却有着明显的差距，主要体现在精度管理方面。精度管理水平的高低直接影响船舶的建造质量以及船厂的经济效益。因此，中国要想成为造船强国，跟上时代发展的步伐，就必须在船舶建造中推行精度管理体系，以此来保证船舶的建造质量，提高生产效率。本文对船体建造精度控制进行了概述，并且阐述了船体建造精度控制的关键技术。 【关键词】船体建造；精度控制；关键技术
控制精度和质量是造船企业管理的一个重要组成部分。随着科学技术的迅猛发展，以及管理科学化、现代化的要求，精度管理在造船企业管理中的地位和作用越来越显得重要。有关精度管理的理论和方法的探索，也越来越丰富和深化，全面采用精度控制技术是实现现代化造船的“里程碑”。以精度控制为核心的船体建造精度管理，是以船体建造精度标准为基本准则，通过科学的管理方法与先进的工艺技术手段，对船体建造进行全过程的尺寸精度分析与控制，以达到最大限度减少现场修整工作量，提高工作效率，降低建造成本，保证产品质量的目的。对船体精度管理体系的研究，是船体建造过程中与其相关技术得以实施的基础，也是整个中国造船业发展的瓶颈环节。因此船舶精度控制技术是提高船舶质量，降低生产成本的主要手段。 一、船体精度管理的内容
精度的控制技术是造船技术中的一门综合性技术。船舶精度控制技术是实现造船模式转换的基础，该技术的合理实施也是其他相关技术得以应用和发展的关键所在。因此，船舶精度控制技术是缩短造船周期、降低造船成本、提高国际竞争力的重要手段之一，同时也是开拓船舶市场的重要辅助手段。
船体建造精度管理，实质上也是一个综合性的过程管理。船体设计精度管理是保证产品质量的起点，而船体建造精度管理是精度管理的关键所在，辅助技术工作是精度管理的基础，质量检验是精度管理工作得以成功实施的保证。积极开展精度管理技术的研究，收集各种数据，尽快形成标准化，形成完善的精度控制体系，是解决船舶精度及质量控制的当务之急。从某种意义上说，产品的精度取决于管理水平，要建立精度控制队伍与质保体系，还要进一步抓紧基础工作，形成并完善标准化，提高精度控制水平。
船体建造精度控制技术的核心内容是精度控制，这种技术是“精度”的定量表示，是一个量化的技术。也就是说，如果应用精度控制技术，那么从下料开始，直到船台合拢的一系列加工过程中，只要按照正常的标准生产工艺，在每道工序完成后，其生产精度就能够满足下道工序的要求，而不用进行两次修整，这种先进的造船技术，在国外的一些船厂中已经得到了广泛的
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应用，能够大大提高船厂的生产效率，提高国际竞争力。成功应用船体建造精度管理技术，使得原先定性地给下料板材、型材预留的余量，变为定量（精确计算出补偿量）。所有这一切均需要投入大量的人力、物力，并且是一个漫长的过程，是一个循序渐进的过程。目前，已经有一部分船厂能够在生产设计阶段就将精度控制的信息反映在图纸上，将精度控制值、补偿值和各种各样的信息反映在船舶放样零件上，可实现所有零件、部件和分段的精度控制。如今，国内的精度控制水平已经能够达到无余量下料、全船分段无余量上船台合拢的阶段。 二、船体建造精度控制关键技术
建造过程中的精度控制技术，是指从制造开始后，在加工、装配、分段合拢和总段合拢等各工序中按着相应的技术规范实施精度控制技术，主要有两方面的内容一是各工序中的精度检测与评估。二是出现超差问题时的对策。具体有以下的内容： 1.加工工序的精度控制技术
切割切割技术己达到自动化加工水平。对各类机器的检测和修整、补充机器用消耗品，定期抽样检查零件的切割精度等是这段工序的精度控制的主要内容。对策主要是调整机器的加工精度和培训作业人员的技术水平等。曲面加工曲面成型技术基本属于手工作业水平。对成品的成型尺寸和焰道热加工的温度控制检验等是这段工序的精度控制的主要内容。对策主要是使作业工人掌握水火弯板基本变形机理的知识和提高加工的技术水平。而研究实用的水火成型工艺参数预报系统，直至研制出可应用于生产的水火成型自动加工设备等是主要研究工作。 2.装配工序的精度控制技术
小组立小组立中的精度控制技术主要有在横向构件上安装小骨材的尺寸精度检测对前期工序是否出错的检验等。对策是修整超差的变形，报告前面工序的错误并调整因此而出现的错误，直至返工到前面的工序从新加工。大组立大组立是分段合拢前的最后一项工程。一方面受前期小组立装配精度的影响，另一方面还要满足分段合拢的精度要求。大组立中的精度控制技术主要有检验纵骨定位精度检验横向构件的装配精度检查焊接坡口的宽度等。对策是找出装配中产生误差的原因，并能分析累积误差。分段重量、重心位置在分段前的作业过程中，每完成一道工序，需要检测零件、部件、组立等的重量和重心位置能准确估算的，可以省略测试。特别是在海洋结构物的建造过程中，空船结构的重量和重心位置的检测和修整是必须的。 3.合拢过程的精度控制技术
由于调运过程产生的结构变形等原因，使合拢中出现的最大问题是端部的错位现象。对策是设置基准点和基准线，按着定位要领指导书进行作业调整局部变形。 三、在生产设计中精度控制技术的应用 1.补偿量系统的应用
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从零件的下料开始，用补偿量代替余量是生产设计中精度控制的重要内容。补偿量系统的研究主要包括有以造船生产中各种加工过程的尺寸测量为依据，建立船体零部件加工测量数据库系统在此基础上，开展量化分析，分别建立各类零部件的切割补偿量预测的数学模型、焊接补偿量预测的数学模型、曲面成型补偿量预测的数学模型、合拢装配补偿量预测的数学模型等。
2.高精度曲面展开技术的应用
高精度曲面展开是完成曲面外板高质量加工成型和加工补偿量建模的基础。高精度曲面展开技术的研究内容主要有有限单元方法的应用研究单元板的拼接技术局部收缩量的计算等。 3.加工方法的确定
加工方法的确定是精度控制技术应用的前提和保证。相反，采用不同的加工工艺方法，相对应的尺寸补偿也有所不同。例如，下料切割零件时，采用等离子制度切割机或氧乙炔自动火焰切割机或半自动火焰切割机等切割出的零件尺寸有所不同应用热加工使曲面外板成型或冷加工曲面成型的尺寸补偿也不一样。所以，加工方法的确定也是尺寸补偿的基准和依据。 4.分段的划分技术的应用
分段的划分技术是生产设计中的重要内容，直接影响产品质量、生产效率、生产成本等。分段的划分因受船舶的特点和船厂生产条件等因素影响，而变成为复杂细致的技术。该项技术的研究内容主要有分段重量、重心位置和尺寸的选择方法生产负荷的均衡性考虑方法船体结构强度的合理性确定方法施工工艺的合理性研究降低材料消耗的技术等。 四、结束语
以精度控制为核心的船体建造精度管理，是以船体建造精度标准为基本准则，通过科学的管理方法与先进的工艺技术手段，对船体建造进行全过程的尺寸精度分析与控制，以达到最大限度减少现场修整工作量，提高工作效率，降低建造成本，保证产品质量的目的。对船体精度管理体系的研究，是船体建造过程中与其相关技术得以实施的基础，也是整个中国造船业发展的瓶颈环节。 【参考文献】
[1] 王滔，刘增荣.关于船体建造精度管理及精度拼板工艺[J].造船技术，2013 年第2期. [2] 董翠珠，薛萍.全数字摄影测量工作站的精度控制方法及处理技巧[J].现代测绘，2017，3（2）：108-112.