船体建造精度控制技术分析肖继荣

船体建造精度控制技术分析肖继荣

肖继荣

舟山中远船务工程有限公司浙江舟山316131

摘要：随着我国改革开放的日渐深入和全球经济一体化进程的加快，国外的先进造船技术在很大程度上冲击着我国船舶制造工业的发展，我国的船舶工业在不断的进行产业结构的调整和产业结构的升级。船舶工业竞争压力的增大在很大程度上也促进了我国造船企业的技术改进，我国的造船企业纷纷采取新技术和新手段，来提高自己的造船技术，以赢得在市场竞争中的胜利。

关键词：船体建造；精度控制；技术

1国内外造船精度控制技术现状

我国从20世纪70年代初期开始就进行研究与实践船体建造精度控制技术，在国内各大中型船厂逐步地取得了一些成果和宝贵的经验，甚至有的船厂已做到了在生产设计阶段将精度控制信息反映到工作图上，来凸显精度管理与控制的目的。通过将船体建造精度控制的原则、补偿量以及其它各种信息反映到船体放样的零件上，实现所有零部件和分段的精度控制。随着造船企业模式的转型改革升级，即“壳舾涂一体化”造船新方法新理论的实践应用，船体建造精度控制技术在造船领域变得越来越重要。国外较先进的造船国家，如日本、韩国以及欧美国家等在船舶精度控制技术方面均已形成一整套基本模式，定期针对生产任务和产品特点，制定并完善精度控制技术和管理方案。以日本为典型代表的先进造船国家不断创新推动建造过程的机械化和自动化以及施工工艺的优化，以此提高精度控制技术来占取市场竞争力份额。尤其是日本造船企业在建造一些难度较高、技术要求苛刻的船舶过程中已经积累了丰富经验，他们已经在下料、加工、分段建造、分段总装等方面均实现了全方位无余量（均以补偿量的形式代替余量）。为了保证加工精度，几乎所有板材均由数控切割机进行下料，可以有效提高整体精度和加工速度，同时各种精度信息如板材装配理论线、板材对合线和各类检验线等都可以由数控机画线功能完成。为了能够更好地实施船舶建造精度控制技术，他们从船体生产设计阶段开始就准确标注余量信息，确保补偿量的合理分布，使船体建造整个过程处于精度控制技术的“监督”状态中。由此促进造船业的不断发展与变革。

2精度控制技术研究与应用的现实意义

（1）船舶精度控制技术保证船体建造主尺寸和其他参数的误差在允许范围内，从而保证了船舶的最初设计性能和安全，保护了船东的利益，提高了造船企业的知名度和竞争力。

（2）船舶精度控制技术最大限度地提高了钢材的利用率并减少了施工队伍在装配过程的修整量，从而降低了人力和材料成本同时提高了劳动效率。

（3）由于减少了修割和返修量，降低了能源消耗并减少了环境污染。

（4）船舶精度控制技术有利于造船企业拓宽船舶市场的开发，如大型或超大型船舶建造、海洋工程平台等项目。在这个船舶行业市场低迷激荡的时期，高附加值船舶的修理与建造可以使企业在市场的竞争中保有一席之地。

3全船余量以及补偿量的加放技术

对船体建造精度控制技术进行分析可知，其核心内容即为补偿量的确定，而对船体建造精度控制的最终目的也是以补偿量来取代船体的余量。因此，补偿量的加放是否恰当，将直接关系着船体精度控制的效果。以上海外高桥造船有限公司为例，其在所造船只的余量与补偿量方面的速度提升较快，从92500DWT散货船这一首制船开始便开展精度造船，且精度分段高达全部分段数量的49.5%，而自3号船开始，便与技术中心联合出工艺方案，使其精度分段数进一步提升至58.7%。值得注意的是，在补偿量的加放设置过程中，仍需注意，补偿量同板的长度和厚度相关，板越长，则加放补偿量则越大，而板越厚，加放的补偿量也随之增加。

4对胎架的精度进行控制

在船体的建造过程中，胎架是一个不可或缺的重要工艺设备，因为船体的体型较大，所以一般采用分段的方式分别制造各个部位，然后再将这些部位拼接在一起，形成最终的船体。在此过程中，就需要用到胎架来完成分段的装配与连接。而胎架本身的精度也会影响船体的整体精度。可以说，要保证船体的建造精度，首先就要确保胎架的精度。在实际的船体建造过程中，若胎架的精度有几毫米的误差，那么就可能使船体出现几十毫米的误差，这一现象在艏艉的建造过程中更为明显。因此必须要给予高度重视，保证胎架的精度和稳定性。这不但要求在设计中注意尺寸误差的控制和线型光顺度的控制，还要求胎架的连接刚性达到一定要求，胎架的四角都保持水平，控制水平面的误差和变形，必要时，可以采取一定的反变形措施。

5对合基准线精度控制技术

对合基准线的精度控制是船体建造精度控制的重要环节，从美国、日本、韩国等先进造船国家来看，在船体的各个装配阶段，如分段、总段和零部件的装配所依据的点、线、面，均是借助对合基准线的方法来实现装配精度的控制的，因此，对合基准线的应用对于船体建造的精度控制效果具有重要作用。当前，《建造工艺手册》对合基准线由设计在辅助船舶设计与建造的计算机软件集成系统Tribon建模后，经由切割版图所转换的数控切割机的指令予以实现，而对合基准线则在船体装配的各阶段予以建立，例如，在小组立、中组立阶段对拼缝对合线、基于线性肋骨拼接的校直线和装配定位线进行设定；而在大组立阶段和线性分段方面则分别以安装参考线和借助型值尺寸等方法实现控制。

6反变形技术

就现阶段而言，船只的船身大都是由钢板构成的，因此，在船体建造的过程中，钢板切割与焊接工作则至关重要。对船只制造进行分析可知，在此过程中钢板极易产生变形，故有必要也必须对钢板进行反变形控制，从而在确保钢板保持原有形状的基础上提高船只建造的精密性。首先，在切割钢板的过程中会产生大量的热，从而导致钢板变形，而所产生的热量也会使得切割机本身产生变形，除此之外，在钢板焊接时，因温度的影响也会增加钢板变形的可能。故从整体层面来看，钢板的切割、焊接、号料以及装配等各环节精度控制共同决定了船体的精度，若从平均值的角度分析，则钢板精度的控制水平则主要由焊接的精度水平决定。因此，各国的造船企业也均加大了对钢板反变形技术的研究力度，当前，已经能够从切割技术、焊接技术以及误差控制等层面对造船设计技术以及施工技术和相关机械设备进行完善和优化，从而有效提高了钢板反变形的技术水平，如借助扩大总组或是引入支撑技术等，均能够获得良好的反变形效果。

7精度控制的统计技术

对船体精度控制进行分析可知，其实质上是造船过程中的统计控制，而开展精度控制的主要目的则是确保船只的生产效率得以持续提高。而对精度控制反馈信息的分析结果加以分析和利用，能够有效地指导船只设计方法与工艺流程的调整，从而对各个分道生产线的工艺流程进行协调。需要说明的是，精度目标值的结果分析需要以大量的数据作为支撑，而数据检测则是确保船体建造施工精度的必要手段和精度得以控制的重要环节。仍然以上海外高桥造船有限公司为例，其通过对大量精度反馈信息和目标值结果进行搜集和整理，从而为船体余量与补偿量的加放提供了数据支撑。此外，在尺寸控制方面，外高桥造船公司也积极向韩国方面学习造船经验，从而建立起精度尺寸的控制制度，通过借助简单的直方图与X-R平均数管理图表来提高各个船体施工阶段的精度控制。

8结束语

现代市场的竞争对企业的发展提出了更高的要求，先进的技术正迅速改变着各行各业的生产方式。船舶行业作为技术化、体系化程度比较高的企业，要在船体建造的过程中创新自己的生产技术。目前我国的船舶建造技术虽然得到了大幅度的提升，但是在船体建造的精度控制技术上还与国外存在较大差距。我国船舶建设工业要在总结自身不足的基础上，结合国外的先进生产经验，来完善本企业的生产技术。只有这样，船舶建造企业才能在全球化的市场竞争中赢得一席之地，为我国船舶事业的发展贡献一份力量。

参考文献：

[1]许融明，杨港，赵任张.造船精度管理[J].船舶工程，2010，（S1）.

[2]郭荣奎，秦耀良，唐建琼.船体建造精度控制技术研究[J].江苏船舶，2008，（02）