李加钦-船舶建造全过程精度管理.docx

船舶建造全过程精度管理All-proceeding Accuracy Administration of Ship Building作者姓名： 李加钦 学科、专业： 船舶与海洋工程学 号： 31308011 指导教师： 张雪彪 完成H期： 2013年10月30日A it X ADalian University of Technology前言为什么要进行船体建造全过程梢度管理？因为船体建造周期长、工序多，累积误差比较大；船体建 造过程的变形情况复杂，要掌握在切割、冷热加工、悍接、矫正、吊运等各工序引起的弹塑性与热塑性变 形规律较因难；建造过程中大多为手工制作，手工误差难以控制；工件在制作过程中的环境影响远比机 械制作过程大得多，有相当一部分工件的制作过程是需要在室外、高空等条件下作业，冷热加工的相互 交叉，不同条件的工序相互交叉等形成的作业环境非常恶劣，工件完工后的误差难以控制以上特点导 致了船体建造必须进行全过程精度管理1 •全过程精度管理的概念全过程造船精度管理,即精度造船，就是以船体建造精度标准为基本原则，通过科学的管理办法和先 进的工艺技术手段，对船体零部件、分段和全船厕装件进行尺度精度控制，减少总组以及船坞修正虽， 并为捉高硒装率、降低涂装破坏率创造冇利条件，达到提高船舶建造质量、缩短船舶建造周期的冃的。

2•全过程精度管理的内容 2.1全过程精度管理的分类全过程精度管理分为主动管理和被动管理主动管理是指在切割、加工、焊接等分段组立的全部过 程中，事先进行一系列预防分段变形的措丿施，如改良设计、刚才厚度、分段切割、改善施工方法等被 动管理是指在组立、搭载过程中，利用全站仪进行精度管理，对已经发生变形的分段进行控制，如受力 变形、垂胃度、精度管理基准、焊接顺序等全过程楮度管理按阶段划分为：号料及加工、部件装配、分段装配和船台装配2. 2全过程粕度管理的内容2. 2. 1导致变形的因索以及变形的预防措施导致变形的因素主要有：外界环境因素导致的变形、焊接因素导致的变形、外力因索导致的变形以 及其他因素导致的变形若耍预防变形，应该正确选择焊接程序、合理预即收缩余量、积极采用反 变形措施、适当刚性固定2. 2. 2精度分析精度分析是为了对建造全过程的精度状况有一个数量上的了解，以便发现问题，并采取相应的补偿 和控制措施（包括加放余量与选择余量的切除吋机），以确保尺寸梢度能控制在允许的范围内精度分析 包括：精度标准的制定、补偿量的计算及分配、过程建造控制计料的甘 斯卜庁偿 収算工补—nr j计件的X 新省序偿 ift算工补零件部件*组立分段总段合拢输入精度控制系统預修整测呈算段序补肚 计分匸的偿圧输入桁度控制系统|输入精度控制系统懈麟预修整图1.全过程精度管理流程2. 2. 3粹度计划及编制要领通过实测、理论分析、试行、反馈、研究…（反复循环）一获得符合本金业的精度分析结果；依据 建造方法和工艺流程，划分精度控制各阶段；分析各阶段误差形成及累积过程，确定各阶段的允许误差; 按照允许误差值，决定施工要领和工艺技术方法，即：在精度分析的基础上，采取各种相应措施，其中 最重要的是加放系统补偿量、余量以及合理选择切除余量的时机等。

3. 精度造船的关键技术3. 1无余量造船无余量这个概念比较广，包含两层意思，一是分段有余量，通过切割余量示为无余量制造；另一是施 工过程木身就是无余量的，一般称为精度分段，即从内部构件到分段完成肓接就是无余最的后者相对询者來说，设计、工艺、施工难度要大多了，而关键的难点就在补偿量的加放补偿量取 代余量，是当今造船精度控制的核心内容补偿屋的加放的原则：1） 稳定工艺原则：指建造方法、装炸程序、焊接方法，以及人员、设备等工艺稳定不变，并以此作 为精度补偿的前提2） 严格管理原则：提高管理水平与精度控制直接相关.如果管理水平很高，各道工序能切实做到严格 控制，那么就有可能实行全过程的尺寸精度补偿.如果管理水平较高，则只能实行局部的尺寸精度补偿.如 果管理水平较差，只能进行非系统补偿，或以加放工艺余量为主，要开展尺寸精度的系统补偿是不可能的3） 对影响工件收缩变形因素考虑原则：在确定补偿量值时，应全血考虑船体建造过程中各种因素对 工件变形所起作用的人小，以及各种因素间的相互关系•但由于船体建造过程中影响因素实在人多，它们 Z间关系错综复杂，纵横交叉，因此，一般以考虑焊接收缩变形为主，并加以补偿。

3. 2总组工具和工装优化(a)使用坞墩 (b)使用手动油泵图2.优化前的工装(a) 使用可调节工装 (b) 使用电动液庄油泵图3.优化后的工装3. 3先进的测量技术以前所有的尺寸均是在一维空间上测量，结 合后也只有二维空间尺寸，若常规测量方法得出 三维尺寸则将消耗大量测量劳动力繁琐，实际 在快速生产中是不现实的.这样对于总组数据控 制上提供分析时就不能全面.在引进了先进的全 站仪后这样就可以优化所有的总组精度测虽农3. 4三维模拟搭载技术 图4.全站仪测量船首数据三维模拟搭载技术可用于船舶制造过程现场尺寸检杳、几何录检杳、三维精度控制、分段模拟搭载、 检查分段CUT/WELD值、预计分段吊装位置、形成梢度检查表等的专用系统它以系统软件为核心，集成 现代高精度全站仪及各种附件于一体，能够快速、精确、自动的对各种焊接件、船体分段、船体合拢进行 精度检查及控制iag w SkPM 00000000 0 9 • 4|・|載 10+0(( TM IT] 「妳■

冃前，LI、韩几乎都 达到了分段100%无余量上船台，除噩柱分段外，所有分段精度控制成功率为80%〜95%,人合拢I可隙基本控 制在53mm,最人为12mnio而我国在精度控制工作方面为国外先进的国家相比存在一定的差距国内部分船厂精度控制水平较高, 已经基本达到内部构件无余量下料，全船分段无余量上船台合拢，但大部分船厂述没达到这个水平据国 内专家评价：我国在梢度造船和综合管理水平方血要比H本船厂落后10~15年山此可见，我国现行的楮 度控制无论在技术内容上，还是在技术水平上均与国外先进造船国家有明显的差距，不适应建立以中间产 品为导向，以生产任务包形式组织生产的作业体系的要求5. 中国精度管理举例中国船体建造精度管理进入21世纪后得到有效发展，江苏荣盛垂工引进了 DACS (Dimensional & Accuracy Control System)尺寸与精度控制系统;广船国际自主研发了红帆HF CIMS 系统；大连船舶重工实施“大精度”理念；江南造船厂开发了 “JN3”计算机数控系统；上海工艺研究开 发了 Spnet系统TRIBON坪细设计 生产设计TRIBONttHMUPDMttifWWPOMIMtPOMWBCAD 權 口 mPDMPOM"POM"轩科POMttflPOM设计计划■& 设计任鸽怜" 设计AhfffV ifti+*wa 产•设计变更待理 时后处arrawtwirif设计变K<簣饶后处H设计2BWS凤管后处理产品!设计变ewa电乂后处理产 anmirif 设计变Ba产anffia设计变JE*&涂裟忘处乂产s^POMRt■发布■快分 i+Wffil HI度分析 MKtfftt 0合坪价丿■Tirrra切制疳今■& 林裝配关MTUHffa产品POFffl*加工批次taci at工警理 mxiinffa分段tt息共享数据层数字化制造平台SS8.炉tt号负厲分析.主计 划.生产计划.ffcnffi. m 放址地计划.先行中bis计- .加工中日w计划.后行中 日租计划、工作包.MX*. ■门计划.负“分WW■加中B9it.宾从工时反■it. •!■・・11砒0公自越化0A文控打印*3办公目动化W3展示、分析eaj资产 役•动力1W从采詡對徴计. 生产ttllJRS个 以I的St” a. fSMW分析划理理99分IV 计■■** 期罔书关 M合迂住财本灣生产管理平台n*理理IBWWWn实R图6. HF-C1MS系统技术架构5. 1HF——CIMS系统开发机构：广州红帆电脑科技有限公司应用船厂：广船国际，中船龙穴，厦船重工项bl 1=1标：1） 建立完整的船舶产站数据，并对船体、管路、风管、电装、铁厕和涂装数据管理，为下游各管理系统 提供信息源；2） 在设计管理方面：主要实现设计计划、设计任务、设计工时、设计质虽和设计流程管理，提高设计管 理效率，缩短设计周期；3） 在生产管理方面：主要实现制定生产主计划、分段（总段）搭载网络、先行小日程、后行小FI程、工 作包和派工单管理等，对整个生产过程管理，提高生产管理效率，缩短船舶建造周期。

应用效果：红帆造船CTMS系统已成为了广州广船国际股份行限公司设计、生产管理、物资管理、车间管理和成本管理等方而不可缺少的管理工具以现代造船管理模式的红帆造船C1MS系统的应用充分体现了 广船国际的精细化管理思想，降低了船舶设计、生产、物资、车间等悖理成本，提高了设计效率和生产效 率，敲终提升了企业综合竞争力5. 2I1F—— IMS在精度控制方面的具体应用1. 高效的精度作业管理系统把精度作业按照其执行流程划分为：未开始，己派工，进行中，待审阅，被退回，已完成，六个 阶段用户可通过查看作业的状态了解其进度同吋，系统也通过这些状态对作业进行总体的分析，为用 户提供一些需要的信息，例如未完成作业数，当前急需处理的作业等图7.梢度作业管理笑嵐信息一底■飞凶审阅任务：▲当前收多晤审核作业个；今日需芫成审换作业：个；已收到：0（已亩核O待市技0）.个人任务 当前收封凤新作业：2正在逬行中的作业：3个；0收到彼遇回的作业：I个；2. 准确的楮度分析能力系统利用分段实测数据与理论模型数据，在图形环境下，通过系统捉供的精度分析辅助工具，进行快速准 确的精度分析，形成三维偏差分析报告、线型偏差报告、余量切割表等各类精度报告，施工人员按照分析报告，3. 强大的模拟搭载分析能力系统利用精度分析的结果，对船体分段进行模拟搭载，并口动计算分段偏差及需耍切割的余量，形成余量 切割表等多种精度分析报告。

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