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精度管理与过程控制技术在船舶制造中的应用

摘要：在船舶制造生产过程中,船舶制造的精度管理对船舶制造的效率和质量均有较大的影响,因此,做好船舶的精度管理工作至关重要.文章首先对船舶精度管理的基本内涵进行了介绍,然后对船舶精度管理的实施方法进行了分析,最后对船舶制造过程中精度管理措施进行了探讨.

关键词：精度管理船舶制造尺寸链组成环

1.精度管理介绍

造船精度管理通常分为3方面内容：对补偿量进行仔细的分析和计算、严格合理的管控制作过程以及实现相关精度标准.在这3方面内容中,补偿计算最为原始的数据为收缩量统计.具体的过程是收集并处理收缩量的整体数据,随之会产生大量不同的补偿数值,然后在实际生产过程中,将相关补偿量落实准确,旨在代替生产过程中产生的余量.

完成变形量的测量后,需要精准对补偿量进行计算,最后做到精确分配,其实就是通过收缩量确定补偿量的过程.完成这部分相关工作后,就进入管控阶段.

在管控阶段需要对零部件进行整修,整修的依据为相关精度标准,然后制定标准的计划和切实可行的目的,注意及时采用有效的方式方法避免技术尺寸产生偏差.另外,补偿量数据的依据为收缩量,很容易受到外界环境的影响,因此在实际的船舶制作管理中,为了保证所有数据都是精确的,必须对环境数据进行充分的了解,熟知环境条件对每一道工序的影响结果,处理好可能发生的变形量,同时将变形量数值精准的录入数据库中.

2.造船精度管理的内容及实施步骤

根据精度实施过程以及其推行的深度,可将造船精度管理的内容分为3个部分：计算和分布相关补偿量、实际建造过程的管控以及制定相关精度标准,其内容如图1所示.在实际建造过程中,通过收缩量的统计结果计算和分配补偿量.因为不同的制作因素会产生不同的补偿量数值,通过收缩量的统计和计算,可将这些不同的补偿量数值计算出来,方便后续逐一分配到相应的工序中,实现补偿量代替余量的目标,从而实现零余量造船.在实际造船过程中,需仔细测量每一道工序的制造结构,及时采取有效的控制办法,确保下道工序开始前,超出精度的变形量会消失,同时将实际测得的变形值输入数据库.船舶制作企业要将精度标准的制定和实施作为本企业的目标,只有合理的造船精度才能保证科学的管理计划和合理的精度目标,防止因为尺寸偏差影响具体工艺技术的实施.

在所有造船技术中,进度的管控涉及到的领域较多,属于综合技术.其中,其理论基础为复杂的数据统计和尺寸理论,管理内容是完善精度、确保相关系统制度合理地建立,核心技术为尺寸补偿量的加放.

3.船舶建造过程控制

3.1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.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.

3.2造船过程控制

船舶制作精度的管控通常分为两类工作：主动控制和被动控制.其中,主动控制就是在造船过程中,对所有影响造船精度的因素进行仔细研究,为了确保造船精度,在发生精度损失前就采取了科学的办法控制造船精度.被动控制就是在船舶制作过程中,因为某些因素造成了预料之外的精度损失后,及时采取相应的应急办法确保造船精度的行为.造船精度管理其实是一个相对的概念,并不是确立后就一成不变,必须不断进行完善,所以,在造船过程中引入了柔性生产模式中的动态公差.在造船精度的控制过程中,每完成一道造船后续,需立即对相应工序的产品尺寸进行仔细的测量,同时参照相关工序精度标准进行比对,通过比对结果对控制系统进行修整和完善.直到某一道工序相关产品尺寸测量结果≤精度要求的尺寸时,即表示其制作结果符合精度要求,可以计算下一道工序的补偿量,同时将计算结果输入的数据控中.如果某一到工序相关产品的尺寸的测量结果＞精度要求的尺寸,即表示制作结果不合符精度要求,必须对尺寸偏差进行合理的调整,完成调整后重新计算该工序的补偿量,直到测量结果达到精度要求后方可开展下一道工序的工作.

如果船厂精度管控技术不够成熟,可采用分段预修整工艺,首先确保所有工序的精度满足要求,进而保证整个制作过程满足相关病毒要求,其实就是为了解决封闭环精度问题,应用减少尺寸链组成环数目的措施,尺寸链组成环如图2所示,其中,A1、A 2、A3表示不同的工序的尺寸链组成环,A0代表基本尺寸,△A1、△A 2表示不同工序需要处理的尺寸链组成环.每一道工序完成后,采取有效的方法降低尺寸链中的△A1、△ A 2,旨在解决船舶制作过程中的精度问题.

在造船过程中该方法适用于精度不高以及补偿量不经精准确定的环境中.比如,某省新船重工公司精度管理技术的发展处于初始阶段,在应用分段制作前,所有工序还是有建造余量的产生,完成分段制作工序后,立即采用相关措施进行整修,具体方法为：凭借全站仪设备对完工分段的总尺寸、垂直度以及水平度进行仔细测量,将测量结果和模型值相互比对,为了保证船只工序零余量,偏差＞精度标准&plun;5mm的尺寸需进行预修整.通过对造船成本数据进行统计发现,对比比较初级的精度管理技术,应用了该技术的船厂有以下变化：（1）钢材利用率提高了0.3%；（2）缩短了船台的使用周期；（3）船台校正时间缩减20% .因为以上优势,该造船企业预备在每一道造船工序中都应用尺寸预修整工艺,同时要求工人严格按要求操作,严格禁止任何偏差的出现,同时建立了造船动态精度控制系统,具体如图2所示,旨在提高企业生产效率的同时,进一步节约生产成本,使该企业在众多造船企业中,具有较好的竞争力.

4.结束语

综上所述,在进行船舶制造管理时,要将精度管理列入到日常管理过程中,尤其是要利用现代化检测技术和补偿量建模系统对精度进行控制.此外,还需搞清楚船舶制造过程中精度管理的的主要内容,并对精度管理的实施步骤进行明确,然后使用先进的制造工艺和测量手段进行管理和控制,提高船舶制造过程中的管理工作,对精度管理标准进行完善,只有这样才能提升精度管理水平,实现船舶制造行业的持续化发展.

参考文献：

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[2]唐建波,闻亮,杨爱根,等.船舶制造精度管理及过程控制技术探讨[J].科技创新导报,2014(16):171.

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