船舶制造精度管理及过程控制技术探究

发表时间:2020/9/8   来源:《基层建设》2020年第13期   作者:李静龙 闵新磊
[导读] 摘要:船舶制造的精度管理非常重要,给造船的效率与质量带来直接的影响。
        黄海造船有限公司  264309
        摘要:船舶制造的精度管理非常重要,给造船的效率与质量带来直接的影响。同时,控制船舶制造的技术也很关键,只有控制好制造船舶的每个环节,使其达到规定要求,才能保证制造船舶的质量,以推动船舶行业的可持续发展,提高国家的整体实力。因此文章重点就船舶制造精度管理及过程控制技术探究。
        关键词:船舶制造;精度管理;过程控制
        随着我国制造业整体水平的提高,船舶制造业也取得了一定的发展,不管是从船舶制造规模来说,还是从船舶制造水平和能力方面来说,我国的船舶制造业都取得了很大的进步。但是,发展的成绩是明显的,但是我国船舶制造业在船舶精度管理和过程控制方面还存在的不足,我们也不能忽视。因此,船舶制造企业要积极转变发展观念,树立起创新意识,加强对新技术研发力度,并使之快速应用到实践中,发挥出强大的技术优势,提升我国船舶制造水平,推动我国船舶制造行业的高速发展。
        1船舶制造精度管理要点分析
        在船舶的制造过程中,要想提升船舶制造的精度,需要运用合理设置补偿量的方式来积极应对制造过程中出现的尺寸偏差,以此达到降低制造成本、提升船舶的制造质量的重要目的。
        1.1标准偏差预算
        一般来讲,在船舶的制造过程中实施精度管理,最重要的是在船舶制造的各个阶段实施标准偏差预算。在标准偏差预算的过程中,需要采集大量数据信息,在计算机软件的辅助下,对这些数据进行系统的、科学的分析并建立起相关的数据模型,同时,也要对标准偏差进行合理的预算。从整个船舶的生产制造过程来看,标准偏差预算存在于很多个制造环节,例如,板列拼焊加工偏差、数控加工热变形偏差等,每个工序环节中允许的偏差标准存在一定的差异,需要在实践中作出精准的预算并在实际加工中进行有效把控,确保加工的偏差值在预算的偏差范围内,保障船舶生产加工制造的质量是过硬的。
        1.2科学、合理的分配补偿量
        对补偿量进行合理、科学的分配,其目的是对船舶生产加工制造过程中存在的不足和缺陷进行有效弥补,使得补偿之后的零配件能够符合实际的制造所需,从而降低零件的不合格率,降低船舶制造的成本投入,有效提升船舶的制造质量。从实践来看,在实际的船舶制造过程中,对补偿量的分配常常用到两种方式,即系统补偿方式和非系统补偿方式。系统补偿方式,亦被称为几何量补偿,主要是指在原有加工零件基础上额外增加部分数值,从而使得加工精度与期望值达到完美统一,其中这个额外增加的数值实质就是实际补偿量。而所谓的非系统补偿,主要是指在船舶的生产制造过程中会经常出现特定变形的情况发生,对此可以做出适当的补偿,例如,火工矫正补偿、焊接补偿等,这些补偿方式都属于非系统补偿的范畴内。
        1.3补偿量的计算
        在船舶的制造过程中,补偿量计算带有一定的综合性,需要结合实际的加工制造情况来确定局部零件的补偿方法,促进局部的零件精度符合整体制造精度的设计要求,进而满足精度管理的标准要求。在具体的制造过程中,常常需要分阶段来计算实际的补偿量,同时也需要借助概率法或者极限法对补偿量进行准确的预估。当然,在具体的操作过程中,还要考虑焊接时产生的收缩变形情况,对需要实施焊接的部位进行提前预估,合理作出补偿的数值。
        1.4修正补偿量
        船舶的制造过程中实施精度管理,对各环节的预估补偿量并不是完全准确和科学的,能够保证船舶制造的顺利进行,在实际的装配过程中,也会常常遇到精度预估不达标的情况,需要重新展开原因的调查,并在补偿量上重新作出调整和优化,优化后的补偿量能够真正的满足船舶制造的实际需求。调整后的补偿数值应该被及时收录到计算机系统当中,为日后的船舶生产制造补偿量的运用提供依据,同时也可以提高船舶制造的精度管理的水平和质量。
        2精度控制技术
        2.1补偿量的加放技术
        补偿数据是否合理决定了建造船舶的质量。

控制补偿量的方法是由后一道工序向前一道工序提出精度需求。船舶的结构相对复杂,不同的施工方法产生了相应的零件、子结构,故而要把握装配精度与技术之问的尺寸联系。
        2.2对合线基准技术
        对精度控制来讲,应用合基准线的技术至关重要,利用三维软件建模设计合基准线,以数控切割机完成喷粉划线操作。一般情况下合基准线包括直剖线、中心线、水线、拼版对合线等,大规模应用这些数据有利于提高精度的控制水平。
        2.3数理统计技术
        数理统计包含两方面的内涵:1)怎样取得被随机影响的数据;2)怎样通过这部分数据保证结论的准确性。建造船舶中,精确控制测量产生了很多数据,经搜集与整理这部分数据建立精确度数据库。采取先进的数学方法和统计技术分析数据,得到一系列的反馈数据。这项操作支持了精密控制标准、补偿裕量。
        2.4模拟搭载技术
        传统的船舶结构是一个二次定位,即先通过一个节段向船坞吊装定位,现场工人按基线分段和切割边缘线,完成彻底修复,之后再次定位分段。模拟承载技术是PDA与船舶分段连接,从而获取了三维数据,在三维软件引入测量数据,软件处理实测的数据后,利用电脑系统分析分段焊接产生的变形、错位情况,最终确定了子边缘余量,完成定位吊装。
        3船舶建造过程控制
        3.1造船精度的测量技术
        首先,要提高造船精度,需具备一定的检测工具和较高的测试水平。一方面,对补偿量计算,获取原始数据的直接方法即测量,另一方面,在船舶制造中测量是监管和检查的基础。现代测量技术在发展应用中,现代化的测量工具提高了造船精度的测量水平。当测量大型工件尺寸如船体分段时,需在测量大型工件的系统加入线结构。全站仪不只可以测量角度,还可以测算距离,利用全新的测量工具处理数据,一定程度提高了船厂的测量效率。
        3.2造船过程控制
        采取科学手段预测精度损失,控制造船精度;被动控制因建造突发状况形成的额外精度损失,通过应急方法确保造船精度。事实上,造船精度管理正在不断优化,有必要结合造船过程控制与动态公差理论。若造船厂不具备成熟的精度控制技术,可以采取分段预修整工艺保证造船工序达到精度要求。在造船工序的精度偏低和无法明确余量补偿的前提下应用该种方法比较有效。比如,某一精度处理正起步的造船公司,全部工序在分段制作前允许存在建造余量,全部工序在分段制作结束后引用预修整措施,确保合拢工序的零余量。系统计算制造货船的成本,该造船企业在造船所有工序应用尺寸预修整工艺,构建造船动态精度控制系统,提高了企业的生产水平。
        3.3主动和被动的精度控制
        事实上精度控制通常分为主动与被动控制两种方式,不同的方式,特点也不相同。主动控制,即各种影响因素在未发挥作用的情况下,系统分析船舶精度管理与过程控制,采取行之有效的应对手段。被动控制,在发生事实的前提下产生了显著的影响,形成无法预料的精度问题,类似事故体现出不可抗性,应及时预防,并且动态控制造船精度,准确测量工序产品的尺寸。在某一工序中,要保证测量的尺寸结果符合精度的尺寸要求,与使用标准相符,统计与整理本工序的补偿量结果,存储至系统数据库内,测算整理的数据,测算的数据结果均达到规定要求,这也是开展下一项工作的前提。
        总之,人们利用先进的技术创造了丰富多彩的世界,促进了各个行业的可持续发展。我国发展船舶行业,也要引入先进的技术,特别注意应用过程控制技术,其合理应用一定程度影响了船舶制造精度管理。因此,相关人员必须增加研究力度,科学应用这项技术,优化管理系统,进一步推动船舶制造业的健康发展。
        参考文献:
        [1]沈伟奇.船舶制造精度管理及过程控制技术探讨[J].现代制造技术与装备,2019(01):154+156.
        [2]黄坚.精度管理及过程控制技术在船舶制造中的应用[J].珠江水运,2018(19):48-49.
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