1、船舶建造的特點(diǎn)
眾所周知,，船體的建造是 按照設(shè)計(jì)的船體圖紙,，經(jīng)過(guò)鋼材預(yù)處理、切割加工,、彎曲加工,、裝配和焊接等一系列的工序生產(chǎn)過(guò)程。鋼材預(yù)處理后被加工成零件,，然后組裝成部件,、分段，再在鑄鐵平臺(tái)總組成總段,，最 后在船塢搭載合攏成主船體,。船舶建造具有以下施工特點(diǎn)：①船體建造的周期長(zhǎng)、工序多,，累計(jì)誤差比較大,；②船體結(jié)構(gòu)大，其形狀尺寸允許的誤差,，相對(duì)機(jī)加工較大,，但相對(duì)本身尺寸的誤差很小,；③船體建造過(guò)程中的變形情況復(fù)雜,，要掌握在切割、冷熱加工,、焊接,、矯正,、吊運(yùn)和沖砂過(guò)程中的彈塑性與熱塑性變形規(guī)律比較困難；④建造過(guò)程中大多是 手工制作,，手工誤差難以控制,。但可以提高基準(zhǔn)工具(如檢驗(yàn)平臺(tái)等)的精度，來(lái)降低誤差,。
2,、船體建造精度管理船體建造精度管理是 當(dāng)代造船的重大新技術(shù)之一，也是 船廠現(xiàn)代化科學(xué)管理的重要內(nèi)容,。它是 以船體建造精度標(biāo)準(zhǔn)為基本準(zhǔn)則,，通過(guò)科學(xué)管理方法與先進(jìn)的工藝技術(shù)手段，對(duì)船體建造進(jìn)行全過(guò)程的尺寸精度分析與控制的一門(mén)技術(shù),。船體建造精度管理主要研究在船體建造過(guò)程中如何加放尺寸精度補(bǔ)償量取代余量,，通過(guò)合理的建造公差，有效的工藝技術(shù)與管理技術(shù),，對(duì)船體零部件結(jié)構(gòu)進(jìn)行尺寸精度控制，以提高建造質(zhì)量,。精度管理分事先精度管理和事后精度管理,。
二、船舶建造中精度的控制
1,、船舶建造精度控制的涵義
造船精度控制是 現(xiàn)代造船的一項(xiàng)關(guān)鍵的技術(shù),，精度控制技術(shù)即是 在各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)中采取先進(jìn)的工藝技術(shù)、精 準(zhǔn)的檢測(cè)手段,，以船舶建造精度標(biāo)準(zhǔn)為基本準(zhǔn)則,，以數(shù)量統(tǒng)計(jì)為理論基礎(chǔ)，以補(bǔ)償量取代余量為核心,，并且采取一系列的技術(shù)管理措施,，對(duì)船舶的建造進(jìn)行全過(guò)程的尺寸精度分析和控制。船體制造精度控制技術(shù)的源頭是 生產(chǎn)設(shè)計(jì),。從生產(chǎn)設(shè)計(jì)開(kāi)始,，對(duì)船體零部件的尺寸精度進(jìn)行控制，從而最 大限度的減少分段制造,、分段總組及塢內(nèi)搭載裝配工作量,，實(shí)施外場(chǎng)無(wú)修割、少修割,，一次定位,，快速裝配、快速搭載,，縮短船舶建造的周期,，從而取得降低船舶建造成本的綜合性效果,。
2、船舶建造精度控制的發(fā)展過(guò)程
國(guó)外造船精度控制經(jīng)歷了一個(gè)不斷發(fā)展,、完善與提高的過(guò)程,。其工藝技術(shù)，歸結(jié)為以下3個(gè)發(fā)展階段,。
(1)分段上船臺(tái)(船塢)前進(jìn)行預(yù)修整,，以適應(yīng)船臺(tái)或船塢裝配的尺寸精度要求。上世紀(jì)五十年代末,，前蘇聯(lián)船廠應(yīng)用經(jīng)緯儀檢測(cè)技術(shù)對(duì)萬(wàn)噸級(jí)油船船體分段采取預(yù)修整措施,，使其按凈尺寸上船臺(tái)裝配，實(shí)現(xiàn)了船臺(tái)裝配的精度控制,，從而有效地減少了船臺(tái)裝配的現(xiàn)場(chǎng)修整作業(yè),。
(2)對(duì)平直分段進(jìn)行建造全過(guò)程的尺寸精度控制，與曲面分段預(yù)修整尺寸精度控制相結(jié)合,。上世紀(jì)七十年代,，國(guó)外一些造船發(fā)達(dá)國(guó)家的造船業(yè)，開(kāi)展了廣泛的尺寸鏈與公差研究,、零部件加工中熱彈塑性變形研究等,，通過(guò)大量的數(shù)據(jù)積累與分析，用經(jīng)驗(yàn)數(shù)值或公式來(lái)確定加工變形的補(bǔ)償量問(wèn)題,，并對(duì)船體平行腫體的平直分段按精度計(jì)劃從分段制造到船臺(tái)裝配進(jìn)行有效的精度控制,。
(3)對(duì)全船所有分段進(jìn)行建造全過(guò)程的尺寸精度控制。造船精度控制技術(shù)發(fā)展到上世紀(jì)-十年代,，日本,、韓國(guó)等國(guó)的船廠，通過(guò)多年的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的積累與統(tǒng)計(jì)分析及理論計(jì)算,，掌握了船體建造過(guò)程所有加工過(guò)程的變形規(guī)律,，因而能給出大部分零部件、分段一個(gè)可靠的補(bǔ)償量及船臺(tái)裝配的調(diào)整量,，并開(kāi)發(fā)了計(jì)算機(jī)輔助補(bǔ)償量確定系統(tǒng),。
這3個(gè)發(fā)展階段反映了國(guó)外造船精度控制技術(shù)所采用的3種工藝方法。目前,，國(guó)外先進(jìn)船廠大都已達(dá)到了第二階段水平,，有些船廠已達(dá)到第三階段水平，有些國(guó)外船廠基本實(shí)現(xiàn)精度控制的自動(dòng)化,，這是 造船精度管理的新的發(fā)展方向,。
國(guó)內(nèi)從上世紀(jì)六十年代中期開(kāi)始引入船體建造精度控制概念，通過(guò)廠校聯(lián)合共同努力,，目前精度控制技術(shù)在國(guó)內(nèi)船業(yè)得到了廣泛研究和應(yīng)用,。許多船廠都己做到對(duì)平行腫體分段加放補(bǔ)償量,，曲面分段預(yù)修整上船臺(tái)，并建立了精度管理工作組,。
3,、船舶精度控制在船舶建造中的意義
船舶精度控制在船舶建造中的意義主要為：
第 一，能確保船體的主尺寸和線形誤差在允許范圍內(nèi),，保證船舶的載重量及航速,，從而保護(hù)船東的利益；第二,，能夠控制船體結(jié)構(gòu)錯(cuò)位在允許范圍之內(nèi),，保證船舶的強(qiáng)度和安全；第三,，最 大限度減少裝焊作業(yè)的現(xiàn)場(chǎng)修整工作量,，提高勞動(dòng)效率，降低人力成本,；第四,，提高船體分段下船塢的定位效率，縮短造船的周期,；第五,，提高鋼材的利用率，降低材料成本,；第六，能夠減少結(jié)構(gòu)修割,，高空作業(yè)平地做,，改善工作的環(huán)境，保證生產(chǎn)工人的安全和健康,；第七,，能夠減少修割和返修，降低能源消耗,，能夠節(jié)約能源,，減少環(huán)境污染；第八,，能夠控制接縫間隙在合理范圍之內(nèi),，有利于保證船舶焊接質(zhì)量，從而保證船舶航行的安全,。
三,、船體分段精度控制
1、船體分段精度控制的發(fā)展趨勢(shì)
通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外資料的分析,，可以認(rèn)為當(dāng)前精度控制技術(shù)有如下幾個(gè)發(fā)展趨勢(shì),。
(1)變形分析理論化,。這主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面：一方面是 幾種新的簡(jiǎn)化熱彈塑性變形理論的提出和在焊接變形、線加熱成形,、激光成形等領(lǐng)域的驗(yàn)證與應(yīng)用,，使船體建造過(guò)程中的熱變形有可能從理論分析和計(jì)算得到；另一方面是 計(jì)算機(jī)技術(shù)和數(shù)值模擬技術(shù)的發(fā)展,，使船體建造過(guò)程中熱變形的數(shù)值計(jì)算已成為可能,，目前日本、韓國(guó)都已在此方面開(kāi)展了大量研究,。由于理論計(jì)算與數(shù)值計(jì)算的快速度與低成本,，使船廠可以不必經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的、大量的數(shù)據(jù)積累工作即可建立自己的補(bǔ)償量確定標(biāo)準(zhǔn),。
(2)精度控制系統(tǒng)集成化,。由于精度控制涉及船廠的組織體系、生產(chǎn)流程,、生產(chǎn)設(shè)計(jì),、質(zhì)量保證等各方面，因而目前另一個(gè)趨勢(shì)是 精度控制系統(tǒng)被集成到船廠CIMS系統(tǒng)中,，是 造船CIMS的子系統(tǒng),。因此，在精度控制的研究中,，應(yīng)當(dāng)注意和整體系統(tǒng)及其子系統(tǒng)間的聯(lián)系,，如數(shù)據(jù)格式、數(shù)據(jù)庫(kù)類(lèi)型,、數(shù)據(jù)采集傳輸,、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)共享,，其子系統(tǒng)對(duì)精度控制系統(tǒng)的約束與需求等,。
系統(tǒng)的研究、數(shù)據(jù)積累與分析的成果,，可開(kāi)發(fā)出相應(yīng)的軟件,，如補(bǔ)償量的計(jì)算機(jī)輔助確定軟件、數(shù)據(jù)采集分析軟件,、精度監(jiān)控軟件,、船廠精度控制系統(tǒng)等。除了因?qū)嵤┚瓤刂贫a(chǎn)生效益外,，這些成果及軟件可以作為商品為船廠創(chuàng)造額外的效益,。
2、船體分段精度控制的可行性分析
從生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)來(lái)看,，船體分段精度控制要求分段建造流程,、設(shè)備和工藝有一定的穩(wěn)定性,，這樣才能穩(wěn)定余量和補(bǔ)償量標(biāo)準(zhǔn)。目前已成功建造交付多條商品船,，生產(chǎn)工藝,、流程和設(shè)備已穩(wěn)定，基本具備控制分段精度的生產(chǎn)條件,。從軟件來(lái)看,，應(yīng)用先進(jìn)的TRIBON船舶設(shè)計(jì)軟件，能夠進(jìn)行余量,、補(bǔ)償量加放,，計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)三維建模和干涉檢驗(yàn)。這樣能夠在計(jì)算機(jī)模型中提前發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)間隙偏大或構(gòu)件相碰等情況,，能夠提前修改,。從裝焊技術(shù)的發(fā)展來(lái)看，目前船體分段裝配采用擴(kuò)大中組和重型分段建造等方法,，使分段裝配精度得以提高,，分段建造變形減少。國(guó)內(nèi)造船業(yè)大量采用焊接變形小的自動(dòng)焊和半自動(dòng)焊,，減少分段焊接變形,；大間隙焊接技術(shù)已經(jīng)發(fā)展成熟(最 大間隙可達(dá)25mm且不超過(guò)板厚)，這樣可以彌補(bǔ)分段精度的控制偏差,，保證分段能順利進(jìn)行搭載焊接,，分段精度控制比以前容易進(jìn)行實(shí)施。
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