论船舶制造精度管理及过程控制技术

吴冬 曹旭

中船澄西船舶修造有限公司 江苏江阴 214433

1 精度管理的内涵

造船本身就是一项复杂而专业的工作，而且在运行过程中精度很难控制一个指标，不能保证船舶的运行精度，不能保证船舶的质量。精细化管理是指在运行过程中用补偿代替。通过增加补偿范围，可以实现船舶结构位置的精确控制。通过精细化管理，确保数据的准确性和严密性，加强补偿量的分配和计算，注重关键数据，避免可能出现的误差。通过测量得到的数据将对补偿量的分布和计算产生影响，并且数据将是准确的，在保证准确性之后，就可以保证整体的工作质量。数据采集只是最基本的工作。在数据基础之上，建立相关模型，利用该模型对数据进行分析，从而完成计算工作。然后，使用反推法将补偿量分配给不同的链路，并且在使用该方法时应该使用顺序。在精细化管理过程中，不仅要精细化管理，而且要重视补偿与分配技术，加强工艺研究与创新，严格有效地控制误差，同时提高精细化管理的效果，确保整体建设质量。

2 我国船舶制造发展现状

船舶属于技术水平的产品，因此其更新速度快，船舶制造技术的更新速度也非常快。改革开放之初，我国造船业才刚刚起步。由于造船技术相对薄弱，加上缺乏高技能的设计人员和完善的精确管理系统，中国只能生产一些简单的船舶、油轮、散货船和干货船。随着造船技术的改革，我国所有造船企业都投入了大量的资金，开始了造船技术的研究工作。当时因为我国社会经济发展相对缓慢，没有先进技术的支撑，缺乏优秀的造船设计人才和健全的精确管理体系，造船工作屡屡遇到技术瓶颈。近年来，我国造船企业在国际造船技术方面加强了与先进国家的技术合作，增加了对船体制造的投资，不断引进新技术和新理论，为造船业的进一步发展提供了重要保证。[2]目前，我国船舶已发展成为具有国际先进水平的高技术、高附加值的船舶，在逐步发展，在未来船舶会不断的发展到30万吨级的特大型船舶。

3 船舶制造精度管理

船舶制造精度管理是一项艰巨而复杂的任务，直接影响到船舶的质量。因此，对船舶制造精度的管理有着非常严格的要求。为了保证数据的准确性和严密性，在管理过程中应该注意的问题和困难，从而确保整体数据的准确度。

3.1 实现对标准偏差的测算

为了对造船的各个阶段进行精度分析，需要计算不同施工阶段的标准差，这是进行精度管理的前提。在标准差测量过程中，首先要采集大量的测量数据，然后运用数理统计理论和技术，实现对测量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。建立数据模型，采用直方图和BP神经网络，综合考虑切削、材料、装配等因素的影响，实现标准偏差的精确测量。具体地说，造船过程中标准偏差的测量包括机械加工和分段装配的偏差，如：数控切割的热变形偏差、板材焊接的收缩率、平面分段装配的施工偏差等。

3.2 补偿量的分配

为了补偿船舶制造尺寸的精度，补偿器具有几何和物理意义，可以弥补船舶制造过程中工件基本尺寸如变形、收缩等缺陷和不足。在补偿量的分配过程中，不进行二次打标和切割，并且与固定工件的反馈和补偿量的修正值相对应。具体而言，船舶制造中尺寸精度的补偿和分配有两种方法：1）这是对造船过程中工件尺寸特定变形的补偿，如：气割补偿、焊接补偿、船台装配反变形补偿等。其本质应归结为几何补偿，即在工件基本尺寸上增加附加值以满足精度要求，这个额外值是补偿金额。系统补偿可以包括以下内容：零件加工和装配补偿；零件装配补偿；分段装配补偿；装配总段补偿；船台(坞)合拢补偿等。

3.3 制造精度的管理内容

（1）建立精细化管理机构。为了实施造船精准管理，必须完善造船精准管理的组织体系。其根本在于从企业高层领导开始就充分重视，统一企业领导班子的思想，建立精准管理班子，明确具体的管理责任。全面推进企业内部施工精度管理工作。（2)建立精度标准。船舶建造精度是船舶精度管理的行为准则。标准必须以船级社的质量标准为前提，结合企业的实际建设水平制定。精度标准通常包括补偿标准、工艺标准和检验标准。主要通过研究典型船舶各工序阶段的精度管理控制点，为企业制定参考操作规程。（3)加强精度控制。精细化管理是一项系统工程，必须坚持全过程控制。在应用中必须严格控制每个制造过程的精度状态，直到船甲板关闭并加载。（4)改进了测量方法和工艺，从零件、组、大组、截面中间组的切割开始，直到船台关闭和加载，必须严格控制各制造工艺的精度状态。精度控制离不开测量技术，准确测量船体各部分的数据是船体测量的一项重要工作，可靠的测试工具和高水平的测量技术是提高船舶精度的重要保证。为避免对不合格品的误判，保证测量结果的准确性，必须放弃后向测量方法，选择先进的测量仪器，定期对测量仪器进行校准，以减少测量误差，从而能够采集前后工序的数据，并能够对前后工序的数据进行检测，从而确保整体效果。5)推广信息技术。数理统计在精度管理中得到了广泛的应用，需要不断地收集各种数据。目前，它已逐步从原来的个人测量和手动记录方法转移到使用PDA、全站仪等设备进行检测，并通过计算机进行手动分析。然而，随着社会的发展，对于精度管理要求也是越来越高，使用大量三维空间数据进行分析才能够保证整体效果，因此需要在应用中不断进行新技术的引入，更好的确保整个过程开展。

4 船舶制造过程控制技术

4.1 造船精度测量

为了确保较高的造船精度，必须应用可靠的监测数据，发挥最佳的检测水平。因为补偿量的原始数据为收缩量，而收缩量是通过测量获取，所以，测量是获取补偿量的主要方法。不仅如此，测量还是实现船舶制作过程质量管控切实可行的手段和方法。在船舶制作过程中，全站仪的应用较为重要，因为这种设备可以同时对角度、距离进行测量后对相关数据进行处理。因为全站仪的应用、船厂的测量技术水平得到的提升，推动造船管控工作顺利发展。[1]随着现代测量工具的发展以及测量水平的提高，当前造船精度测量技术已经较为成熟。

4.2 过程控制

船舶在制造的时候需要重点加强各个部位的测量，保证数据的准确度，从而更好的确保整体工作开展。但是就目前的情况来看，在进行测量技术应用的时候还存在很多问题，因此需要重点研究，针对测量技术进行，并采取措施进行优化。在进行船舶制造的时候测量精度直接影响船舶的质量，如果测量精度月底，其船舶的质量也就越差，如果测量精度越高，而船舶质量就越高。因此在应用中需要有效的确保船舶质量，通常情况下采用动态过程方法进行精度的测量，因为这种技术测量结果非常准确，更好的控制整体误差，因此很多造船企业都会选择使用这种技术。每个链路的数据是分布和控制的，测量完每个尺寸后，必须要重点进行精度比较，如果没有达到标准要求，就不能进行后续的操作，对此必须要重点加强测量控制，从而更好的满足实际精度要求标准，从而符合相关标准要求。在实际实施的过程中还存在很多不足，对此必须要重点进行数据的比较，做好优化控制，从而确保整体效果。[3]

4.3 主动和被动的精度控制

在整个精度控制中主要存在两种情况，一种是提前进行相应的主动控制，另一种就是后期进行被动控制。主动控制就是在各种影响船舶制造的因素出现之前通过提前对船舶精度管理与过程控制技术进行科学合理的应对措施。而被动控制则是在具体情况已经发生之后，并对生产制造造成了一定的影响，这种现象往往具有一定的不可抗性，需要时刻做好防患于未然的准备工作。[4]所以在进行具体的精度管理工作时必须要把主动控制和被动控制相互协调好，以便在任何情况发生时都能第一时间找到解决的办法。

总之，随着社会的发展，船舶制造行业得到进一步发展，但是就目前的情况来看，在船舶制造精度管理的时候还存在很多问题呢，因此需要采取有效的措施进行优化，从而才能够更好的保障整体精度。在未来发展过程中还需要不断加强船舶精度管理，对于存在的问题需要进行完善和优化，同时不断引进先进理论和技术，从而更好的满足发展需求，进一步促进肠行业发展。