精度控制技術(shù)在造船業(yè)的應(yīng)用畢業(yè)設(shè)計

1、畢 業(yè) 設(shè) 計 用 紙畢 業(yè) 設(shè) 計（論文）精度控制技術(shù)在造船業(yè)的應(yīng)用學(xué)生姓名： 指導(dǎo)老師： 專業(yè)名稱：船舶工程技術(shù)渤海船舶職業(yè)學(xué)院2014年6月摘 要近幾年國內(nèi)船廠大規(guī)模的擴充國內(nèi)造船能力不斷增強，中國的造船已經(jīng)成為了世界第三造船大國，但我們的核心競爭力和日韓先進造船企業(yè)相比有著相當(dāng)大的差距。從船體建造而言，我們的精度管理差距更加明顯。船體建造精度管理（precison controls for hull construction），從國外引進至今，目前已在國內(nèi)造船上得到較快的應(yīng)用和發(fā)展。我們研究日、韓及其他先進造船國家之所以在造船技術(shù)上得以快速發(fā)展，根本一點就是推行精度管理的結(jié)果。造船精度

2、管理是最符合精益造船思想的，是精益造船的重要特征。造船精度管理就是用數(shù)理統(tǒng)計的方法，通過對造船生產(chǎn)過程中的加工精度管理和焊接熱變形的誤差控制，用補償量代替余量的辦法，減少造船加工、裝配和焊接當(dāng)中的無效勞動。日本船廠一般都專設(shè)精度管理組織，負(fù)責(zé)組織和推進全廠的造船精度管理。關(guān)鍵詞： 精度管理 精益造船 補償量abstractin recent years the domestic shipyard large scale expansion of domestic shipbuilding ability increases ceaselessly, chinese shipbuilding h

3、as become the worlds third shipbuilding big country, but our core competitiveness and japan and south korea advanced shipbuilding enterprises have a considerable gap. from the construction of the hull, the precision of our management gap more evident. shipbuilding precision management ( precison con

4、trols for hull construction ), introduced from abroad so far, currently in the domestic shipbuilding gets rapidder development and application.we study japanese, korean and other advanced shipbuilding countries that in shipbuilding technology to the rapid development, fundamental point is carried ou

5、t the results of precision management.shipbuiding precision management is most consistent with the lean shipbuilding thought, is the important characteristic of lean shipbuilding. shipbuiding precision management is by using the method of mathematical statistics, through the process of shipbuilding

6、production management and processing precision of welding heat deformation error control, use of compensation in lieu of allowance way, reduce shipbuilding processing, assembling and welding of the invalid labor. japanese shipyards are generally designed for precision management organization, respon

7、sible for the organization and advance the shipbuiding precision management.key words: precision management ; lean shipbuilding ; compensation翻譯結(jié)果重試抱歉，系統(tǒng)響應(yīng)超時，請稍后再試 支持中英、中日在線互譯 支持網(wǎng)頁翻譯，在輸入框輸入網(wǎng)頁地址即可 提供一鍵清空、復(fù)制功能、支持雙語對照查看，使您體驗更加流暢目 錄第1章 前言5第2章 為何要推行精度管理.52.1推進精度管理的論述.52.2國內(nèi)外研究開發(fā)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 7第3章 船舶總組精度控制案例3.1

8、總組工具和工裝優(yōu)化前后分析103.2總組定位精度數(shù)據(jù)表優(yōu)化前后分析.133.3總組精度控制基準(zhǔn)優(yōu)化分析.18第4章 船舶搭載精度控制案例4.1 搭載精度測量數(shù)據(jù)表的優(yōu)化244.2 推進精度管理的作用和意義.254.3 推進精度管理的條件26第5章 如何推行精度管理5.1 推行精度管理計劃285.2 推行精度管理的體制和方法.285.3 精度管理如何控制，需要具體解決控制技術(shù)和控制手段問題.305.3.1船體建造精度管理中的對合基準(zhǔn)線控制.305.3.2 要研究完善全船余量和補償量設(shè)置325.3.3 全船理論線和全船結(jié)構(gòu)理論線.365.3.4 精度管理如何解決施工控制措施.365.3.5 要對變

9、形和反變形進行研究.39第6章 精度管理與國外的差距.49結(jié)論.52參考文獻.53答謝語54第1章 前言船體建造精度管理（precison controls for hull construction），從國外引進至今，目前已在國內(nèi)造船上得到較快的應(yīng)用和發(fā)展。我們研究日、韓及其他先進造船國家之所以在造船技術(shù)上得以快速發(fā)展，根本一點就是推行精度管理的結(jié)果。造船精度管理是最符合精益造船思想的，是精益造船的重要特征。造船精度管理就是用數(shù)理統(tǒng)計的方法，通過對造船生產(chǎn)過程中的加工精度管理和焊接熱變形的誤差控制，用補償量代替余量的辦法，減少造船加工、裝配和焊接當(dāng)中的無效勞動。日本船廠一般都專設(shè)精度管理組織

10、，負(fù)責(zé)組織和推進全廠的造船精度管理。第2章 為何要推行精度管理2.1推進精度管理的論述精度控制的含義是制造過程的統(tǒng)計控制。精度控制的最主要的目的是持續(xù)地提高生產(chǎn)效率。精度控制反饋信息的分析結(jié)果可指導(dǎo)詳細(xì)設(shè)計、公差和工藝方法的調(diào)整，從而協(xié)調(diào)各分道生產(chǎn)線的工藝流程。當(dāng)一個流程處于統(tǒng)計控制范圍之內(nèi)時，它所制造的中間產(chǎn)品的精度正好滿足下道裝配作業(yè)的要求，而不會出現(xiàn)使生產(chǎn)中斷的返工。這樣，精度控制是一種以最低的工時成本維持均衡的作業(yè)流的生產(chǎn)機制。協(xié)調(diào)造船過程作業(yè)流所需要的精度水平幾乎總是在船東和船級社所規(guī)定的公差范圍內(nèi)，因此，實際精度高于業(yè)主所期望的精度是統(tǒng)計方法用于生產(chǎn)控制的一種副產(chǎn)品。隨著科學(xué)技術(shù)的

11、發(fā)展，以及在生產(chǎn)實踐中不斷認(rèn)識尺寸偏差發(fā)生的規(guī)律，船體建造精度管理的水平將隨之提高。圖1是船體建造精度管理的評價指標(biāo)與精度管理水平等級的關(guān)系：圖1 精度管理水平等級的關(guān)系圖中：1）全船余量的加放率y，船體工件的裝配接頭邊緣留余量和不留余量的比率。呈反比曲線關(guān)系，xy=k（k0），隨船體建造精度管理水平等級x的提高而降低。2）全船補償量加放率y 船體工件的裝配接頭邊緣加放補償量和不加放補償量的比率。呈拋物線關(guān)系，y2 =2kx（k0），隨船體建造精度管理水平等級x的提高而增加。3）全船預(yù)修整率y 船體船體工件的裝配接頭邊緣留余量中能作預(yù)修整處理的比率。在精度管理的初級狀態(tài)，它將隨船體建造精度管理

12、水平等級的提高而增加，但到一定程度后，又隨全船余量的加放率的降低而減少。4）現(xiàn)場修整率y也呈反比曲線關(guān)系，xy=k（k0），隨船體建造精度管理水平等級x的提高而減少。船體建造精度管理水平等級的提高在很大程度上受船廠的生產(chǎn)技術(shù)、管理水平、設(shè)備能力、工人的技術(shù)素質(zhì)、建造船舶的類型與等級、經(jīng)濟合理性等一系列因素的制約。因此，盲目追求過高水平的船體建造精度管理是不現(xiàn)實的。2.2 國內(nèi)外研究開發(fā)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 中國造船業(yè)近幾年發(fā)展迅速，造船產(chǎn)量連續(xù)11年居世界第三位，船舶工業(yè)將成為我國的支柱性產(chǎn)業(yè)。在世界船舶行業(yè)中所占份額有2000年的6提高到2005年的20，2008年上半年中國手持訂單達(dá)到35%以上

13、。達(dá)到世界第二，到2015年我國的船舶產(chǎn)量將達(dá)到2400萬載重噸，爭取達(dá)到“世界第一”。在全球的經(jīng)濟的快訴發(fā)展和wto的推進下,造船業(yè)處于繁榮周期。造船業(yè)正經(jīng)歷向中國轉(zhuǎn)移的產(chǎn)業(yè),呈現(xiàn)由歐洲日本韓國中國的路徑。首先：勞動力成本優(yōu)勢是中國造船業(yè)崛起的根本因素之一,造船業(yè)是勞動,技術(shù),資金三要素密集的行業(yè),勞動力成本很重要.日本,韓國都出現(xiàn)勞動力不足的問題,造船工人高齡化的現(xiàn)象.造船工人的工資也是跟日韓竟?fàn)幍膬?yōu)勢.其次，中國擁有很長的海岸線，可以比較容易擴建造船基地。中國造船企業(yè)的勞動力優(yōu)勢,產(chǎn)能優(yōu)勢集中體現(xiàn)在散貨船油船等常規(guī)船舶建造上，其造船周期已接近國際先進水平。國內(nèi)的造船企業(yè)與日韓的差距雖然正

14、在逐漸縮小，但仍不容忽視，尤其是高技術(shù)船型，與先進的造船強國日本、韓國相比，我們在設(shè)備、技術(shù)和管理都存在差距。在設(shè)備使用上，全站儀國內(nèi)造船企業(yè)使用的還比較少，作為數(shù)字化精度管理控制，我們數(shù)據(jù)的測量方式因精度測量設(shè)備全站儀使用頻率的不同與韓國相差很大。韓國、日本、中國造船產(chǎn)業(yè)技術(shù)競爭對比表：韓國日本中國設(shè)計水平基礎(chǔ)設(shè)計10010085細(xì)節(jié)設(shè)計1009575生產(chǎn)設(shè)計1009565生產(chǎn)技術(shù)切割10010080焊接10010080外觀10010070搭載10010070管理水平價格管理10010060材料管理10010060生產(chǎn)管理10010060人力管理10010065參照國外先進管理模式，結(jié)合我們

15、當(dāng)前實際測量和控制盲點，我們必須以全站儀和精度軟件為依托，優(yōu)化我們數(shù)據(jù)測量和分析方法，優(yōu)化我們的作業(yè)流程，建立一套以數(shù)字化精度控制為導(dǎo)向的精度數(shù)據(jù)收集、整理、分析的科學(xué)管理體系來提高船舶總組、搭載的精度控制水平。韓國國內(nèi)主要船廠精度管理設(shè)備保留現(xiàn)狀如下表：船廠精度儀器主要事項現(xiàn)代重工sokkia 2130rsokkia monmos精度管理人力：約150人全站儀，monmos裝備約70臺（不包括勞務(wù)隊）三星重工sokkia 2130rsokkia monmos精度管理人力：約100人（造船80人，海工20人）全站儀約100臺，勞務(wù)隊80余臺大宇造船海洋pentaxtopcontrimbl（ni

16、kon）精度管理人力約100人（不包括搭載管理）使用大量的pentax全站儀全站儀約120臺（不包括勞務(wù)隊）現(xiàn)代尾浦造船sokkia 2130r精度管理人力約40人全站儀約30臺（不包括勞務(wù)隊）現(xiàn)代三湖重工pentax r322全站儀60余臺（不包括勞務(wù)隊）stx造船pentax r322全站儀約40臺（不包括勞務(wù)隊）韓進重工sokkia 2130rsokkia 4130r全站儀約40臺（不包括勞務(wù)隊）成東造船海洋sokkia 2130r精度管理人力約20人全站儀約10臺，勞務(wù)隊約20臺第3章 船舶總組精度控制案例船舶總組精度控制的核心在整體精度管理中是連接分段精度和搭載精度的橋梁，在控制總組

17、精度時不單純要考慮分段精度局部偏差的修正還要考慮對后續(xù)搭載的影響，其是船塢搭載精度控制的前提和保障。在精度控制的嚴(yán)肅性和控制等級上相對于船塢來講是要高出一個等級的。為此平臺精度控制是整個船體建造精度管理中相當(dāng)重要的一個部分。本文對此問題是基于某造船公司的生產(chǎn)現(xiàn)場的實際情況來分析總組精度控制。3.1 總組工具和工裝優(yōu)化前后分析按照當(dāng)前某造船公司的總組平臺規(guī)劃和所接船型，決定了現(xiàn)場總組的平臺只能實現(xiàn)胎位的固化而不能實現(xiàn)總組胎架水平度的固化，為此當(dāng)前情況下只能是分段吊裝前預(yù)先調(diào)節(jié)所用工裝的水平度。常規(guī)使用的工裝工具是水泥塢墩上面墊木板的組合實際上因木板材質(zhì)不可能相同，分段吊裝后因木板材質(zhì)不同區(qū)域的下

18、沉量就不同導(dǎo)致水平發(fā)生偏差就必須進行用手動油泵進行調(diào)整，尤其是總組分段有時涉及四只分段，即每吊裝一次則重力增加水平度一直是一種動態(tài)的變化過程，直到全部分段吊裝結(jié)束才是靜態(tài)過程，這樣消耗大量勞動力還不能很好確?？偨M水平4mm的要求。而水平度是總組精度控制的基礎(chǔ)，必須嚴(yán)格控制。55 渤海船舶職業(yè)學(xué)院總組使用塢墩總組使用手動油泵為此提出了我們的優(yōu)化方案既更改了平臺總組使用工裝和工具（具體見下圖）總組使用電動液壓油泵總組改進后使用可調(diào)節(jié)工裝因為水泥塢墩變?yōu)槁菪絼傂云脚_，很好的避免了總組定位結(jié)束后水平度不受重力增加而發(fā)生的動態(tài)變化。即使有局部的下沉變化也是在12毫米這樣始終能保證水平的靜態(tài)管理。若局部

19、水平度偏差結(jié)合電動油泵來進行調(diào)整，而螺旋式支撐旋轉(zhuǎn)圈數(shù)和其高度變化是一個固定值，方便于調(diào)整。3.2總組定位精度數(shù)據(jù)表優(yōu)化前后分析因為受測量工具的限制和現(xiàn)場測量安全上考慮我們所使用的數(shù)據(jù)表嚴(yán)格意義上講只是兩維的精度數(shù)據(jù)表，而分段本來也就要求三維的精度保證。之前使用的精度數(shù)據(jù)表如下：某型船艏部總組精度數(shù)據(jù)表從上面數(shù)據(jù)表可以很明顯看出所有的尺寸均是在一維空間上測量，結(jié)合后也只有二維空間尺寸，若常規(guī)測量方法得出三維尺寸則將消耗大量測量勞動力且繁瑣，實際在快速生產(chǎn)中是不現(xiàn)實的。這樣對于總組數(shù)據(jù)控制上提供分析時就不能全面。在引進了先進的全站儀后這樣就可以優(yōu)化所有的總組精度測量表下面兩張數(shù)據(jù)表是上面同類型總

20、組分段優(yōu)化后的數(shù)據(jù)表，具體如下：某型船總組精度數(shù)據(jù)表 優(yōu)化后某船型艏部總組三維精度測量表上圖可以看出，所有總組精度控制點的位置和理論三維尺寸全部在數(shù)據(jù)表上體現(xiàn)，實際測量的偏差值直接填入括號中，這樣細(xì)化了測量人員對測量點的概念，也明顯降低了測量人員的技能要求，對后續(xù)數(shù)據(jù)分析提供了完善的數(shù)據(jù)保障，有了全方位的數(shù)據(jù)總組精度控制就可以明顯上升一個臺階。3.3總組精度控制基準(zhǔn)優(yōu)化分析總組精度控制基準(zhǔn)是精度控制過程中的指導(dǎo)性文件，要提升總組精度控制水平，在制定總組精度控制基準(zhǔn)時焊接變形和焊接收縮是必須要考慮的。因外高橋所建造船型為超大型船舶國內(nèi)老廠的焊接收縮和焊接變形在總組階段可借用的相對較少，為此在多年

21、的對相關(guān)船型數(shù)據(jù)積累上我們不斷優(yōu)化了我們總組的精度控制基準(zhǔn)。即在控制水平度，長度和拋勢等尺寸方面我們重點優(yōu)化了相關(guān)定位控制基準(zhǔn)。下面是某型船艉部總組按吊裝順序優(yōu)化的精度控制基準(zhǔn)（這里面包括了吊裝順序、焊接反變形、焊接收縮加放和總體焊接順序）總組精度控制基準(zhǔn)：l 101分段落墩后，做好肋骨檢驗線。l 劃出fr25fr40肋骨理論線尺寸為12000mm加（+3-+5mm）l 劃出中心搭載基準(zhǔn)線，100mk檢驗線。l 調(diào)整四周水平，復(fù)查中心線。l 機座水平2mm以內(nèi)管理。l 整體水平在尾端加放5mm反變形總組精度控制基準(zhǔn)： 旁板定位 fr46半寬加（+34mm)，7000a/b。 fr47橫隔艙中心

22、線，半寬確認(rèn)。 旁邊上部水平4mm管理。 先進行內(nèi)外底板對接焊，其次進行縱桁、縱骨的對接焊，然后進行構(gòu)架與內(nèi)、外底板間的角焊接。施工時必須偶數(shù)焊工對稱施圖6水平4mm管理總組精度控制基準(zhǔn)： 旁板定位 fr46半寬加（+34mm)，7000a/b。 fr47橫隔艙中心線，半寬確認(rèn)。 旁邊上部水平4mm管理。 先進行內(nèi)外底板對接焊，其次進行縱桁、縱骨的對接焊，然后進行構(gòu)架與內(nèi)、外底板間的角焊接。 施工時必須偶數(shù)焊工對稱施焊，盡量消除焊接變形上面是總段總組過程中相關(guān)精度控制基準(zhǔn)，我們在總組時水平局部加放5mm，焊接收縮局部加放了3mm。通過在焊前加放后續(xù)船的焊后跟蹤測量能很好的保證總組控制的精度要求

23、。第4章 船舶搭載精度控制案例塢內(nèi)搭載是船體建造過程中的最后一道精度控制程序，其精度控制水平和主要受分段和總組的影響，從控制上難點來講相對總組則較為簡單，因總段吊裝重量較大多數(shù)為200噸到600噸左右，導(dǎo)致調(diào)整難度相對較大。下面從數(shù)據(jù)表和搭載精度控制基準(zhǔn)上來分析。4.1 搭載精度測量數(shù)據(jù)表的優(yōu)化。下圖是原先的使用的數(shù)據(jù)表，某型船上邊艙總段搭載數(shù)據(jù)測量表 下圖是優(yōu)化后的總段數(shù)據(jù)表 以上兩張搭載精度定位數(shù)據(jù)表，最大的差別是直觀，數(shù)據(jù)全部由兩維的變?yōu)槿S的數(shù)據(jù)、所有需要測量點數(shù)據(jù)的明確，優(yōu)化后便于數(shù)據(jù)的分析。提高了定位的精確度和測量的深度和廣度。4.2 推進精度管理的作用和意義精度管理的目的是推行無

24、余量造船，加快船體建造速度，降低成本，從而提高企業(yè)總體技術(shù)和管理水平。其優(yōu)點十分明顯：1) 減少了無效勞動。不實行造船精度管理，分段在裝配過程中會產(chǎn)生大量的間隙或錯位，需要去修補，對留有余量的結(jié)構(gòu)部分還需要進行切割，這些工作大大延緩了工程進度。通過造船精度管理，提高分段的制作精度，可以大大減少不必要的作業(yè)時間，提高作業(yè)效率。2) 降低了作業(yè)難度。造船精度較差的船體裝配，一般都需要水平較高的有經(jīng)驗的高級技工來進行安裝的調(diào)整和定位。實施精度造船后，各種部件、結(jié)構(gòu)件和分段的尺寸精度提高了，船體裝配成為簡單的要素作業(yè)，這就大大降低了工人的熟練化程度，從而減少了作業(yè)時間，縮短了生產(chǎn)周期。3) 有利于高效

25、焊接。由于船體的焊縫精度得到了控制與提高，這使得高效焊接設(shè)備的使用成為可能。同時，高效焊接設(shè)備的使用使生產(chǎn)效率得到了明顯的提高，焊接的質(zhì)量也得到了進一步的穩(wěn)定和提高。4) 提高了產(chǎn)品質(zhì)量。裂紋或變形之類的船體結(jié)構(gòu)的缺陷，主要是由于初始的不完善或不精確的結(jié)構(gòu)零件的強制連接引起的殘余應(yīng)力產(chǎn)生的，實現(xiàn)造船精度管理后，各種間隙、余量和錯位大大減少，船體結(jié)構(gòu)內(nèi)的應(yīng)力分布趨于均勻，船體強度得到了強有力的保證。5） 加快了建造節(jié)奏。分段精度的提高，同時提高了搭載速度，成為快速搭載的基礎(chǔ)，也是公司提升物量的基礎(chǔ)。4.3 推進精度管理的條件推行精度管理與造船科技水平密切相關(guān)，主要表現(xiàn)在：1）設(shè)計軟件版本的提高造

26、船專用集成軟件kcstribon系統(tǒng)的版本不斷提高，可以根據(jù)全船余量和補償量布置圖的內(nèi)容，通過生產(chǎn)設(shè)計解決板和結(jié)構(gòu)的邊緣補償量、錐型補償量和內(nèi)部收縮補償量等；通過系統(tǒng)建模，可以解決樣板、樣箱、胎架及各類輔助線的設(shè)置，通過建模所體現(xiàn)出的精度內(nèi)容，細(xì)化到作業(yè)圖紙上，從而對提高裝配精度創(chuàng)造了可行的條件，同時也方便了精度數(shù)據(jù)統(tǒng)計。2）工藝裝備改進和創(chuàng)新，科技手段的提高，工作站之類的計算機開發(fā)，為推行精度管理創(chuàng)造了硬件條件平面分段流水線是精度管理的成果；t型材流水線，數(shù)控等離子切割機、高精度門式切割機、型鋼和光電切割機等，都與精度管理有關(guān)；大型加工設(shè)備如400噸肋骨冷彎機、22米2000噸三星輥等設(shè)備的

27、使用，提高了加工精度；600噸大型龍門吊，為總組分段后的無余量搭載創(chuàng)造了硬件條件。co2焊接設(shè)備和fcb三絲焊、多頭角焊機、垂直氣電焊等自動焊接設(shè)備大量推廣，減少了變形和收縮。20mm大間隙通過，有利于船塢搭載時合攏間隙的控制；自動劃線功能可設(shè)置100mm對合線和直剖線、中心線、肋骨檢驗線、水線等設(shè)置，有利于控制分段變形和扭曲等。測量、定位工具如激光經(jīng)緯儀的開發(fā)，為造船船體分段無余量制造和船臺（船塢）無余量搭載定位奠定了可行的基礎(chǔ)；api第三代激光自動跟蹤儀，能比照設(shè)計cuvre建模線型的符合程度，可以確保外板線型施工與設(shè)計原型進行實地控制，并能對分段、總段、搭載在任何狀態(tài)下進行測量和準(zhǔn)確定位

28、。生產(chǎn)布局合理，生產(chǎn)車間、場地大，有利于作業(yè)環(huán)境和安全施工的改善。3）工藝方法和設(shè)施的改進，降低了船體分段尤其是幾何分段制造的難度，減少施工工作量。如雙層底延伸、肋板拉入法的實施等。工藝設(shè)施的改進。如擱凳及其移動架、分段定位支撐和保證尺寸支撐、搭載用保距橋型梁的應(yīng)用等。4）體制體系的建立是精度管理有效推進的保證。第5章 如何推行精度管理5.1推行精度管理計劃主要解決參考線、收縮因素、計劃余量、精度目標(biāo)和實際結(jié)果分析等。為了實施精度控制計劃，必須建立下列制度：1）尺寸控制制度：最大限度減少中間產(chǎn)品尺寸變化的方法；按船體分段的類型，對尺寸變化的限值進行分級；確定上述分級所需的相應(yīng)的工藝過程。2）內(nèi)

29、部信息交流制度：將加工和裝配中遇到的問題反饋給負(fù)責(zé)精度控制的具體項目人員，由負(fù)責(zé)精度控制的項目人員分析解決，向車間提供其所遇到問題的解決辦法，并反饋給施工圖設(shè)計部門，以避免今后出現(xiàn)類似問題。5.2推行精度管理的體制和方法精度管理要形成一套體制體系，貫穿造船全過程。如制定年度精度管理計劃，確定基本方針、工作重點，各階段精度控制項目、控制的目標(biāo)值和實際測量值，責(zé)任單位，工藝流程基準(zhǔn)系統(tǒng)等。1）目前管理的組織體制。某公司專設(shè)精度管理組織體制，由總經(jīng)理親任領(lǐng)導(dǎo)小組組長，下設(shè)精度管理工作組，與各廠不同的是公司專門設(shè)立精度管理室，負(fù)責(zé)推進全廠的精度管理工作，推進設(shè)計、生產(chǎn)的精度控制方法的研究和實施。生產(chǎn)部

30、門有精度測量小組或拉劃線小組等三級機制?，F(xiàn)場問題要形成反饋精度管理室匯總、分析設(shè)計現(xiàn)場的循環(huán)反饋渠道；同時，cims管理集成系統(tǒng)已引進到實際應(yīng)用階段，通過cims和oa網(wǎng)傳遞管理信息，對提高sws綜合管理水平將會起到十分明顯的作用。2）管理方法探討近年來，國內(nèi)各大型船廠都在抓縮短造船周期，推廣二個一體化，即殼、舾、涂一體化和設(shè)計、工藝、制造一體化。但能否真正做到，取決于船廠的主體技術(shù)水平和生產(chǎn)管理水平，否則只能是形式上的盲從。一體化造船是由分道建造法等四大主體技術(shù)構(gòu)成，而精度控制則是分道建造法的支柱，因此具備二個一體化的前提條件是精度管理水平的提高。應(yīng)當(dāng)說，船體建造的可控因素多，但目前的問題主

31、要是未固化；要特別重視方法和具體量化指標(biāo)問題；對專業(yè)與總成、設(shè)備與系統(tǒng)、分成與歸總應(yīng)作一分析。我認(rèn)為，sws在推行精度管理上尚需做好下列工作：a重視基礎(chǔ)管理工作。關(guān)鍵要解決流程固化、工位固化、人員固化。公司施工人員的流動性太大，有穩(wěn)定的作業(yè)人員，才有穩(wěn)定的產(chǎn)品精度和質(zhì)量。同時，考核指標(biāo)要符合實際需要，質(zhì)量可采用分級評判，如一級品率達(dá)到的百分比等。b要重視工法研究。制定控制的工藝措施、精度標(biāo)準(zhǔn)的量化要求；尤其要完成測量項目設(shè)置、測量方法、測量工具和各階段控制手段及管理職責(zé)等方面的內(nèi)容，并對數(shù)據(jù)采集和匯總分析提出要求，開發(fā)數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析軟件。建議制定精度管理程序，解決精度管理的職責(zé)、范圍、流程等方面

32、的內(nèi)容；設(shè)計部目前在編制精度管理手冊、品質(zhì)部正在翻譯和編制韓國精度管理基準(zhǔn)，各施工部門編制的作業(yè)指導(dǎo)書等，由于這些都與管理、工藝、標(biāo)準(zhǔn)有關(guān)，下一步要研究如何予以完善。c要重視設(shè)計精度。精度的源頭是設(shè)計，設(shè)計精度要研究對合基準(zhǔn)線設(shè)定的范圍和應(yīng)用的可行性；研究補償量和余量加放的范圍（尤其是結(jié)構(gòu)件）；研究擴大中組立和總組分段范圍等。同時，要加強對管理人員尤其是施工人員的培訓(xùn)，提高生產(chǎn)人員的精度控制意識，強調(diào)質(zhì)量是制造出來而并非檢查出來的，使自主質(zhì)量管理具有人員素質(zhì)基礎(chǔ)。d做好信息轉(zhuǎn)遞和發(fā)布工作，通過oa網(wǎng)或會議制度，使領(lǐng)導(dǎo)掌握信息；通過流程、測量數(shù)據(jù)等形式，使前后道了解分段質(zhì)量狀態(tài)。通過焊縫收縮、加

33、工誤差、余量切割、尺寸檢查、分段變形等數(shù)據(jù)積累和統(tǒng)計分析，提高設(shè)計水平和改進工藝。5.3 精度管理如何控制，需要具體解決控制技術(shù)和控制手段問題5.3.1船體建造精度管理中的對合基準(zhǔn)線控制對合線（日本稱參考線）控制是精度控制的關(guān)鍵內(nèi)容之一，目前國內(nèi)外都比較重視。從日、韓等先進造船國家看，在各個裝配階段，如零部件、分段、總段及型位尺寸所依據(jù)的點、線、面，都用對合線基準(zhǔn)方法來控制裝配精度。見圖2圖2 日本對合線的設(shè)置1）對合基準(zhǔn)線在每個分段控制中的作用可以作為劃線依據(jù)，如以中心線或直剖線為依據(jù)，向左右劃線；以肋骨檢驗線為依據(jù)，向前后劃線； 可以作為分段定位依據(jù)，如以中心線或直剖線與肋骨檢驗線為依據(jù)，

34、可以判定分段的正方度，與高度方向的水線為依據(jù)，可以判定分段的扭曲度。在分段完工測量中同樣可以此方法測量。同樣，在拼板階段、小合攏階段、中組立階段等都可用事先設(shè)定的對合基準(zhǔn)線來定位，可以避免積累誤差的形成。5.3.2 要研究完善全船余量和補償量設(shè)置補償量的確定是船體精度控制中的核心內(nèi)容。補償量的加放恰當(dāng)與否，將直接關(guān)系到船體精度控制的成敗。1）公司在制船的余量和補償量的設(shè)置情況設(shè)置依據(jù)，根據(jù)分段劃分圖制定精度布置圖。公司從17.5萬噸散貨船首制船開始即推行了精度造船，精度分段占全部分段數(shù)量的49.48%；從5#船開始與韓方聯(lián)合設(shè)計，精度分段數(shù)提高到58.69%；fpso船精度分段占全部分段數(shù)量的

35、80%以上；10.5萬噸油輪精度分段數(shù)為56.69%。2004年開始，根據(jù)公司設(shè)計精度的實際情況來制定無余量指標(biāo)，統(tǒng)計后的無余量分段制造為60%；無余量下塢為78%。2）補償量和余量的加放符號表示（見表1）：表1：圖紙中對余量和補償量的符號表示序 號精度代號含 義1x 放樣、下料尺寸切割正足代號，x為留補償值2放樣、下料尺寸有20或30余量值，加工結(jié)束后，尺寸切割正足代號，x為留補償值3x放樣、下料尺寸有20或30余量值，分段裝配時，尺寸切割正足代號，x為留補償值4x放樣、下料尺寸有20或30余量值，分段完工后，尺寸切割正足代號，x為留補償值5x放樣、下料尺寸有20或30余量值，總段完工后，尺

36、寸切割正足代號，x為留補償值6放樣、下料尺寸有20或30余量值，船塢搭載劃線后，尺寸切割正足代號，x為留補償值精度管理的目的最終是用補償量來代替余量。在目前階段，分段、總段、搭載應(yīng)嚴(yán)格按切割階段規(guī)定實施；對線型復(fù)雜，涉及冷熱加工的零件，加工時必需放余量的，結(jié)束后應(yīng)為無余量，以方便分段施工；總組余量要在平臺上切割，從而保證搭載時盡量少割余量，避免二次定位，減少塢內(nèi)修割。3）補償量和余量是根據(jù)分段劃分圖來確定的，目前分段劃分后主要考慮的是排板，切割套料，一旦確定采購板的型號、規(guī)格，再要改動補償量和余量比較困難，甚至無法改動。因此，全船余量及補償量的研究，就應(yīng)在先期做好，便于套料定尺板時考慮這方面的

37、因素。如在船體結(jié)構(gòu)生產(chǎn)時，因焊接或矯正過程中加熱造成鋼板的收縮要進行補償，在切割階段要將各個過程中可能產(chǎn)生的收縮量加到設(shè)計尺寸上。見圖7圖7收縮量的表示圖7收縮量的表示目前比較成熟的有板架縱橫向平均加放值和縱骨平均每米加放值等。但對結(jié)構(gòu)的補償量和余量還缺少加放研究，因此要制定補償量加放的工藝措施。如：一是準(zhǔn)備階段。對下料切割等零件可作算術(shù)平均值，確定補償對象，時機和方法，制定標(biāo)準(zhǔn)；二是實施階段。重視精度控制技術(shù)，管理上采用完整體制，方法和手段，設(shè)計圖紙的深度，專用工藝和各項精度標(biāo)準(zhǔn)；三是數(shù)據(jù)反饋階段。檢測是確保施工精度的必要手段，也是精度控制的重要環(huán)節(jié)，從韓國造船經(jīng)驗看，精度尺寸控制主要通過施

38、工各階段的過程檢查來加強控制，由后道檢查前道尺寸，發(fā)現(xiàn)問題及時反饋，求得解決。4）余量和補償量加放缺少系統(tǒng)加放的原因是數(shù)據(jù)積累不夠，目前已經(jīng)積累的數(shù)據(jù)在總裝階段就不能連續(xù)。因此需要從數(shù)據(jù)類型、數(shù)據(jù)收集渠道、數(shù)據(jù)格式、測量數(shù)據(jù)的動作要領(lǐng)等方面進行研究，要有專門人員記錄收集數(shù)據(jù)，隨后才能進行匯總和統(tǒng)計，逐步建立完整的加放系統(tǒng)。5.3.3 全船理論線和全船結(jié)構(gòu)理論線目前圖紙上對全船理論線和全船結(jié)構(gòu)理論線設(shè)置作了原則規(guī)定。對構(gòu)件定位和搭載定位也是非常重要的。應(yīng)對設(shè)計、裝配、劃線人員進行必要的培訓(xùn)，避免設(shè)計標(biāo)錯或施工定位出錯。5.3.4 精度管理如何解決施工控制措施施工工藝內(nèi)容會直接影響精度，因此，對工

39、藝應(yīng)當(dāng)予以研究，保證工藝在施工中可實施。研究先進造船國家的做法，對用何種裝配方法就比較重視。1）裝配方法的比較裝配方法有格柵裝配方法、縱向插入法、橫向插入法和肋板拉入法等，裝配方法研究目的是要最終確定符合自己基本要求，保證精度要保證裝配工用同一裝配方法或動作要領(lǐng)來完成產(chǎn)品制造任務(wù)，使裝配方法簡單化，便于施工，也便于培訓(xùn)。2）設(shè)計要提供有特別需要的尺寸和支撐要求，使控制便于掌握頂邊水艙開口肋板要提供開口尺寸，框架拼板階段對開口尺寸的控制，是過程控制的一個重要內(nèi)容，涉及48個分段，24個總組分段。以前一直存在問題，從5#船后，精度管理室與設(shè)計聯(lián)系，專門為此做出全船甲板分段的數(shù)據(jù)表，用以控制前道尺寸

40、。見圖8圖8 大開口肋板形式和支撐通過施工后的實踐證明，由于控制措施得當(dāng)，此問題在后續(xù)船中得到解決。甲板梁拱及艏甲板有昂勢的，原來圖紙上只表示每檔結(jié)構(gòu)高度和角度，實際施工中要先做胎架，而胎架是按每米高度來計算，為方便施工，圖紙應(yīng)符合生產(chǎn)實際。表3是精度室為適應(yīng)實際施工需要而做的簡表表3：甲板胎架計算簡表17.5萬噸散貨船甲板胎架制作10.5萬噸油輪甲板胎架制作每米梁拱55.93mm每米梁拱42.85mm每米艏昂51.63mm每米艏昂每米艏拋49.34mm每米艏拋其他尺寸17.5萬噸散貨船10.5萬噸油輪122/132分段46#隔艙傾斜甲板水平縱隔艙傾斜高度為4800mm415mm高度為6800

41、mm278mm3）活絡(luò)胎架的整改胎架制造是分段施工的基礎(chǔ)，也是確定施工中鋪板定位和分段施工以何種裝配方法的工藝措施。由于過去未規(guī)范，胎架損壞情況嚴(yán)重。精度管理室發(fā)現(xiàn)問題后，在2004年4月5日專門為此對制造部發(fā)整改通知，提出對曲面胎架的整改要求，并決定對曲面胎架實行報驗制度。在制造部領(lǐng)導(dǎo)的重視下，活絡(luò)胎架整改效果十分明顯，重復(fù)利用率大大提高，降低了制造成本。4）分段施工的整改 拼板對角線是分段正方度的基礎(chǔ)，根據(jù)統(tǒng)計，每一階段拼板對角線會有8.6% 的誤差，分析誤差原因主要是單板切割的對角線誤差。為此，精度室與工務(wù)保障部、切割中心聯(lián)合開會研究對策，對切割設(shè)備進行調(diào)整，并要求從單板切割開始就重視對

42、角線的偏差，目前單板對角線誤差在4.91%左右，需要在拼板階段糾正。 縱骨收縮值的確定是在大量基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的支持下才確定，目前從設(shè)計上已考慮直接加放補償量?？v骨直線度與縱骨焊接后造成變形有關(guān)，統(tǒng)計表明，有相當(dāng)數(shù)量的分段產(chǎn)生上翹與縱骨彎曲有關(guān)。因此發(fā)現(xiàn)縱骨產(chǎn)生彎曲后，要通過火工加以矯正（日本船廠的做法也如此）。 機艙線型分段的關(guān)鍵尺寸是控制型值及重視變形。如通過垂線來判定上下半寬尺寸，同時也判定端面平整度；甲板在焊接后會產(chǎn)生變形，如呈波浪型等，解決此類問題需要采用加排固定或火工等措施。根據(jù)統(tǒng)計：對機艙各層平臺板，尤其是機艙和艏部的格艙板寬度，一般為13mm以下薄板，構(gòu)件在設(shè)計中是根據(jù)構(gòu)件焊腳高度來定

43、補償量的，如焊腳在4.5mm的，每檔加放0.1mm，顯然不夠，加上火工，在實際施工中收縮往往大于原設(shè)定補償量，因此建議13mm以下薄板每擋構(gòu)件應(yīng)加放為0.3mm。 分段的水平度、垂直度，端面對齊等，都是分段控制的主要點?？傊咕确e累誤差減少到最小，并對劃線偏差和定位偏差作出規(guī)定。5.3.5 要對變形和反變形進行研究分段變形在實際上存在較多，一般在艉軸管分段、掛舵壁分段或機艙甲板分段上會存在，尤其是外板分段。在分段脫離胎架后，發(fā)生上翹或收攏或變形現(xiàn)象比較明顯。根據(jù)實際存在的變形情況，需要重視反變形工藝的研究。1）目前已有的措施。機艙、艏艉、掛舵臂分段、軸管分段及個別線型外板分段反變形加放，正

44、在試行和進行收集數(shù)據(jù)積累階段。見表4表4：由精度室在現(xiàn)場制定的反變形實施后的狀況 （單位：mm）分段名稱與項目反變形誤差工藝制定加放反變形備注機艙、艏艉外板最小-20 最大-40至少20基本成熟掛舵臂分段舵桿最小-8，最大-10舵桿放810，14#艙壁下口放5已成熟軸管分段14#平臺板上口最小12，最大1814#平臺板上口向后放10已成熟線型外板最小15，最大45至少放20建議研究試行貨艙bs外板最小15，最大40放15建議研究試行其他分段建議暫按1加放建議試行2）對變形和反變形的實踐研究通過日本船廠的做法看，精度誤差往往從切割始。切割變形產(chǎn)生的主要問題，一是與熱量傳遞不均勻有關(guān)；二是與切割方

45、向有關(guān)；三是與切割補償量有關(guān)。板材幾何形狀分散的標(biāo)準(zhǔn)偏差主要取決于切割，切割偏差有三個因素：切割機的機械因素；火焰切割的物理因素；熱變形。通過切割實例可以看到變形的形成。外板的寬度和橫向構(gòu)件腹板上切口的位置和寬度取決于切割精度，主要由以下因素決定： 切割機機械傳動裝置的精度； 火焰或等離子切割縫寬度的穩(wěn)定性； 切割時鋼材的熱變形。外板火焰切割精度需要測量各個機械軸線的平直度的定位精度，以分配日常檢查和維護的必要精度（注意：對日常設(shè)備的檢查和維護在日、韓都十分重視，這是公司目前做得欠缺的）。如果日常檢查維護正常進行，數(shù)控火焰切割機的定位精度可以保持在0.3mm。由熔化所產(chǎn)生的割縫寬度的測量，假設(shè)

46、割縫寬度與板厚、切割速度無關(guān)，則穩(wěn)定的割縫寬度精度應(yīng)為0.1mm。見表5表5 割嘴使用范圍和切割縫補償量的確定割嘴號碼板材厚度（mm）氣體壓力切割速度(mm/min)流量(l/h)切割縫寬度（mm）氧氣乙炔切割氧預(yù)熱氧乙炔0460.10.20.0250.17006606904103700.5116100.20.250.0250.166055012004103700.51210150.250.30.030.155049021004804301.52315300.250.30.030.1490400340048043022.5430400.250.30.030.140035043004804302

47、.53540500.30.350.030.1350320650035050033.56501000.350.40.0350.13203001100069063044.571001500.40.450.0350.1200150150007707004.55采用數(shù)控火焰切割機的外板邊緣的平直度大約為0.3mm。因此，采用數(shù)控火焰切割機切割外板，正常情況下以0.4mm偏差切割是可行的。橫向構(gòu)件等離子切割切口精度橫向構(gòu)件腹板最厚達(dá)20mm，主要采用等離子切割。所需的機械精度類似于數(shù)控火焰切割機。為了修正割縫表面的傾斜，要加上割炬的傾斜和旋轉(zhuǎn)角。切割精度：等離子切割在割縫表面造成傾角，熔化割縫的寬度較大

48、，而且斜角和寬度隨切割規(guī)范和電極頂端的磨損而變化（電流、切割速度、割炬高度等），割縫控制較為困難。通過切割試驗，得表6所列數(shù)據(jù)。表6 腹板上切割的試驗結(jié)果（mm）標(biāo)記尺寸798.517.0783.017.0784.5平均值798.5716.49783.6316.39786.46標(biāo)準(zhǔn)偏差0.180.090.140.150.12對應(yīng)于切割規(guī)范配制好割縫寬度并正確地保持割炬軸的傾斜/旋轉(zhuǎn)軸，可望達(dá)到0.5mm的偏差。采用數(shù)控等離子切割機沿橫向構(gòu)件腹板切割時，熱變形量大致為火焰切割的1/3，大約有0.5mm的偏差。小合攏時橫向構(gòu)件腹板的變形。從表7顯示從切割切口到焊接腹板扶強材的過程中偏差量是小的。而

49、偏差發(fā)生在采用線加熱的矯直過程，表明如果穩(wěn)定熱矯直的規(guī)范，可以較大地提高總的切口精度。表7 橫向構(gòu)件小合攏時精度的變化 （mm）階段切口寬度腹板切割腹板扶強材的裝配扶強材的焊接矯直平均值-0.770.77-1.14-1.46標(biāo)準(zhǔn)偏差0.560.560.621.11因此，在一定條件下，采用數(shù)控等離子切割機可以獲得0.7mm到0.8mm的分配精度標(biāo)準(zhǔn)。圖12為日、韓的切口節(jié)點形式。切口的間隙和各切口間的間距控制，會影響肋板拉入法工藝實施。圖12 切口形式3）焊接變形焊接變形的因素較多，尤其是舷側(cè)分段外板變形較為明顯。與火焰切割模擬相比，由于高溫、冶金學(xué)，以及在高溫區(qū)機械性能的溫度屬性等因素，焊接變

50、形更為復(fù)雜。首先，計算外板板列對接焊產(chǎn)生的變形，對單面自動埋弧焊進行模擬計算。圖13為沿焊縫線對稱條件相當(dāng)?shù)囊粋€有限元模型。圖14為焊接后平面變形的計算結(jié)果，計算時已考慮到裝在兩端的引弧板和在兩塊板之間的定位焊影響，計算值和測量值相當(dāng)一致。因此，從理論上已可估算更復(fù)雜的條件及結(jié)構(gòu)的焊接變化。圖13 分析板材變形的有限元模型圖14 由對焊接造成的板材橫向收縮采用有限元法的熱分析圖，在第一階段，通過熱輸入，同時考慮由溫度所決定的物理性能，采用不穩(wěn)定的熱傳導(dǎo)分析計算在每一時間步驟上各個構(gòu)件的溫度分布。在第二階段通過輸入第一階段的結(jié)果，同時考慮由溫度所決定的機械性能，采用熱彈塑性分析計算在每一時間步驟

51、上結(jié)構(gòu)的應(yīng)力和變形。4）幾何誤差的積累正確值的尺寸分散由許多因素組成，累積誤差的統(tǒng)計值可表達(dá)如下:平均值 標(biāo)準(zhǔn)偏差式中 各因素的平均值；i各因素的標(biāo)準(zhǔn)偏差。船體分段的幾何誤差是由早期加工和裝配階段的誤差累積起來的。目前采用焊接實驗方法估算的統(tǒng)計平均值，并以此作為“余量長度”，是不精確的。然而又沒有適當(dāng)?shù)姆椒軌蚩刂撇?biāo)準(zhǔn)偏差降到最低程度，所以必須開發(fā)新的技術(shù)以估算由加工和裝配作業(yè)所造成的變形。參考日本船廠做法，通過消除無效的作業(yè)和實行有效的機械化來研究這一問題，得出的結(jié)論是提高船體結(jié)構(gòu)在制造全過程中的精度是取得成效的最有效的途徑。目前在船體建造方面，提高精度控制雖有益于提高船舶質(zhì)量，但精度水

52、平尚不足以有效地實施機械化和自動化。為了達(dá)到更先進的精度控制，需要有個以新的標(biāo)準(zhǔn)和手段為基礎(chǔ)的新系統(tǒng)。日本推薦新的基本概念，對于新概念來說，尺寸分布是按照板厚、材料、幾何形狀和熱輸入之類的各種因素逐個處理的，而現(xiàn)行的統(tǒng)計方法在包括許多參數(shù)時是把所有因素綜合處理的。因此，由加工和裝配引起的各船體結(jié)構(gòu)的變形可以直接確定，其估算更為嚴(yán)格。5）理想的精度模式以上述原則為基礎(chǔ)，可以描述圖16中的理想的精度模式：x軸和y軸分別為數(shù)字模擬和機械化的程度，z軸為工作標(biāo)準(zhǔn)、維護和監(jiān)督之類的日常精度管理?，F(xiàn)行的精度控制方法僅強調(diào)z軸。因此，與x、y、z軸相結(jié)合的矢量a為總的精度水平。如果a是當(dāng)前的水平，b是為了改進而采取的對策，最終的精度水平由矢量c表示： 式中 數(shù)字模擬的程度 機械化程度 管理程度對于精度控制，保持三個軸的平衡是極為重要的。 圖16 理想化的精度模式第6章 精度管理與國外的差距在推行精度管理上由于認(rèn)識及技術(shù)等方面的原因，目前國內(nèi)的精度管理工作取得了一些成績，但與國外先