船舶制造精度管理及过程控制技术探讨

洪伟

摘 要：船舶制造业随着国际贸易的频繁和快速发展，呈现出非常重要的作用。它以其运输成本低廉的优势进入到了国际贸易的视野，成为了一种极其普遍而有效的运输方式。为了促进船舶制造业的快速发展，要关注船舶制造过程中的精度管理和过程控制技术，在科学的管理理念和先进的技术引领下，最大程度地减少船舶制造现场的返修量，应用一定的精度控制技术，有效地提升船舶制造产品的生产质量和效率。

关键词：船舶制造 精度 管理 过程控制 技术

中图分类号：TQ637 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2017）06（b）-0111-02

随着现代科技的快速发展和推进，船舶制造业也获得了突飞猛进的发展，然而，由于船舶制造归属于技术范畴，它的更新换代的速度极快，这就需要人们高度关注船舶制造过程中的精度管理和过程控制技术，运用科学先进的船舶制造理念和技术方法，提升和优化我国船舶制造中不完善的地方，更好地推动我国船舶制造业的快速、高效发展。

1 我国船舶制造业发展现状分析

我国船舶制造业起步较晚，在船舶制造方面的理念和技术都还处于薄弱的阶段，缺乏高技能的船舶制造设计人才和管理人才，这就使我国的船舶制造更新较慢，无法跟上船舶制造业发展升级的脚步。之前，我国还只拥有制造简单船舶的技术，如：油轮、散货船、干货船等，由于船舶制造需要投入较多的资金、人力和物力，而我国在缺乏先进技术作为支撑和依托的条件下，船舶制造行业步履艰难。为此，我国近年来加强与国际船舶制造先进国家的合作，投入较大的财力和精力，加强了对船舶制造的精度控制和管理，制造出了高技术、高附加值的船舶，正在由造船大国向造船强国转变，造船的规模也在向巨型总段的建造模式发展，这就尤其突显出船舶制造的精度管理和过程控制技术的应用价值和意义，它可以有效地缩短造船周期，提升船舶制造的整体质量，增强我国船舶制造业在国际上的竞争实力。

2 船舶制造精度管理与过程控制技术

船舶制造精度管理主要是指对船舶制造的精度控制，要以数理统计理论和尺寸链理论为依据，实现对船舶制造全程的尺寸精度分析和控制，同时它也是一个综合性的过程管理，从船舶的下料直至船台合拢的制造全过程，都要依照标准的生产工艺进行制造，改变对下料板材、型材预留的余量，通过精准的计算得出补偿量，准确地对船舶制造过程中的零件、部件和分段，实施精度控制，达到无余量下料、全船分段无余量上船台合拢的效果。在我国的船舶制造精度管理过程中，重点要计算补偿量并分配实现，还要注重对船舶加工制造中的管理和控制，制定船舶加工制造的精度标准等内容。

过程控制技术在船舶制造的过程中，是非常重要而关键的内容，它需要精准地测量船舶制造全程的数据，然而，当前我国的船舶过程控制中的精准控制还有待进一步提升，由于船舶制造中的精度测量与造船质量密切相联，为此，要采用科学先进的动态过程控制的理念和技术，反复地测量船舶制造的尺寸，运用动态公差控制，最大程度上减少测量中的误差。

3 船舶制造精度管理探讨

在对船舶制造过程中的精度管理和过程控制之中，要依据数理统计理论和尺寸链理论，以补偿量替代余量为核心理念和方法，实现对补偿量的精准计算和控制。所谓补偿量的概念是指工件基本尺寸多加放的量值，通常在船舶制造工艺过程中采用系统补偿量的方式，防止船舶制造中的尺寸偏差。它与余量的优势区别在于：补偿量可以在船舶制造各工艺阶段中得以逐步的抵消；而余量则必须借助于预修整的方式也即切割的硬性方式，实现对尺寸的控制。由此可见，用补偿量替代余量可以极大地减少船舶制造过程中的成本，提升制造效能。

（1）实现对标准偏差的测算。对船舶制造各阶段的精度分析，需要测算不同施工阶段的标准偏差，这是实施精度管理的前提条件。在实施标准偏差的测算过程中，首先要采集大量的实测数据，然后再运行数理统计理论和技术，实现对实测数据的统计和回归分析，并利用计算机数据库系统和相关技术，建构数据模型，运用直方图、BP神经网络，并综合考虑切割、号料、加工装配等因素的影响，实现对标准偏差的准确测算。具体来说，在船舶制造过程中的标准偏差的测算内容包括加工与分段装配的偏差，如：数控切割热变形偏差；平面分段组装中板列拼焊收缩量与施工偏差等。

（2）补偿量的分配。补偿量要实現对船舶制造尺寸的精度补偿，具有几何和物理涵义，用以弥补船舶制造过程中所出现的变形、收缩等工件基本尺寸的不足和缺陷。在进行补偿量的分配过程中，不进行二次划线和切割，并与定型工件、补偿量修正值反馈相对应。具体来说，船舶制造中的尺寸精度补偿分配有两种方式：①非系统补偿量。这是针对船舶制造工艺过程中特定变形的工件尺寸的补偿，如：气割补偿、焊接补偿、船台装配反变形补偿、火工矫正补偿等。②系统补偿量。其本质应当归属于几何量补偿，它是在工件的基本尺寸上增添额外量值，以满足其对精度的要求，这个额外的量值即为补偿量。系统补偿可以包括有以下几种：零件加工及装配补偿；部件装配补偿；组件装配补偿；分段装配补偿；总段装配补偿；船台（坞）合拢补偿等。

（3）补偿量的计算。对于补偿量的计算是运用概率法和极限法，进行计算，通过对零件的补偿最终实现整体的补偿。在进行补偿量的计算时，要综合考虑对工件变形的影响因素，并重点考虑焊接收缩变形因素。对于补偿量的计算要与控制阶段相对应，进行不同阶段的分别计算，主要包括有：焊缝纵向焊接收缩计算；焊缝横向焊接收缩计算；采用直接经验估算法计算。

（4）补偿量的修正。在船舶制造的精度管理过程中，要分析不满足精度要求的补偿量，对其加以修正，修正后的量值成为系统补偿量的基准和依据，对其加以记录和及时的信息反馈。

4 船舶建造过程控制分析

4.1 船舶制造精度测量技术

在船舶制造的过程中，为了实现对其精度的管理，需要考虑测量水平、检测工具等因素，运用科学先进的精度测量技术，如：非接触测量技术，这种先进的测量技术，是通过远红外技术实现对船舶焊点的非接触测量，可以较好地实现对制造过程的精度控制。

4.2 船舶制造过程的控制

对于船舶制造过程中的控制，可以采用主动控制和被动控制这两种控制方法，实现对船舶制造精度的控制。主动控制应用的前提条件是将影响船舶制造精度的各种因素清除掉，以避免这些因素对船舶制造精度的损失影响。被动控制的应用主要是对付突发的状况，避免这些突发的状况会影响船舶制造的精度。另外，还要加强对动态公差控制理论的研究，要将动态公差控制理念和技术引入到船舶制造的精度控制之中，更好地增强我国船舶制造的精度，使我国向造船强国转变。

5 结语

综上所述，船舶制造业要求精度极高，它需要科学的管理和先进制造技术的完美融合，对于船舶制造的精度管理和过程控制，是要重视并深入研究的课题，在对船舶制造的精度管理和过程控制过程中，要注重对船舶制造细节的把握，明晰船舶制造精度管理的内容，不断提升船舶制造精度测量技术，促进我国船舶制造与国外造船业的交流，使我国的船舶制造符合规定的标准和要求。

参考文献

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