数字化造船精度控制技术现状分析

2021-11-23张君刘小庆

商品与质量 2021年39期

张君刘小庆

中船澄西扬州船舶有限公司江苏扬州 225200

造船精度控制技术就是对在建造船舶的各个环节的实际尺寸进行有效的统计和控制，并且能够在造船过程中采用先进的技术手段取代造船余量，使船舶建造各工序的尺寸准确度能够得到显著的提高，使船舶在建造过程中的调整量能够有效地减少，实现无余量造船的要求，满足船舶精度控制。数字化造船精度控制技术就是在船舶建造过程中利用智能化、信息化的先进技术控制造船精度，有效的缩短造船工期，使船舶数据的精度控制能够得到有效的提高。

1 国内外造船精度控制技术现状

1.1 国外造船精度控制技术现状

目前为止，精度控制技术比较先进的国家韩国、日本、德国等国家，其中韩国和日本的精度控制技术在全世界都处于领先地位。精度控制技术先进的国家主要经历了三个发展阶段：首先，对船体分段的尺寸进行精度控制；其次，对船体的平直分段建造尺寸精度进行有效的控制；最后，精度控制船体分段建造中的各项尺寸。到目前为止，在国外的先进造船厂都已经到达了第二个发展阶段，甚至有部分造船厂已经到达了第三个发展阶段，这让国外造船厂的精度控制技术发展较快，但是各国仍在不断完善管理制度，采用新工艺、更新设备来促进造船精度控制技术的发展[1]。

1.2 我国造船精度控制技术现状及存在的问题

我国对船体精度控制技术的研究和实际是从20世纪70年代开始，研究成果显著。并且为了能够深入研究精度造船技术，我国在1987年也成立了专门的研究小组，并且取得了一定的进步，但是依旧没有形成完整的精度造船技术的数据体系，也没有先进的精度控制技术支持，而且对于精度控制技术的研究还处于尺寸精度研究的初级阶段，与日本、韩国等造船强国相比还有存在一定的差距。

精度造船控制技术是提高造船质量的核心，但是造船技术先进的国家封锁中国造船企业学习技术的渠道，导致我国不能引进国外先进的精度控制技术来对船舶进行建造。到目前为止，我国在对船体分段数据进行精度控制时，依然存在着一定的不足，需要进一步的研究和完善精度控制技术[2]。

（1）数据测量精度低。船舶建造过程中需要采集大量的数据来支持船舶建造，但是在采集相关数据时，由于工作人员多，导致很难展开大型船只的结构件测量，而且不能准确的测量船体数据。除此之外，在对船体数据进行非数字化测量时，工作人员不能与现代的测量方式进行结合，采用传统的手工记录法，使测量结果出现误差。

（2）船体合拢时精度测量时间长。在对船体进行大合拢时，工作人员采用传统的合拢技术，导致工作效率低下，而且工作人员还需要切割船体余量，导致需要对船台进行长时间的占用，并且工作人员依旧采用传统的数据测量方法来测量船体分段的变化，不能作为无余量生产的数据基础。

2 国内数字化船体建造精度控制技术的探索

2.1 SP.NET软件系统

在对船舶的整体建造过程进行管理时，以网络数据库作为基础所形成的专用系统，叫做造船精度管理系统。精度数据库使造船精度控制系统的核心，有效的结合全站仪对船体的建造进行管理，并且快速检查和分析船体的分段精度，模拟预算船体总段的搭载偏差，对测量出的船体数据进行准确的统计和分析，推动造船业的顺利开展，使造船精度管理技术能够得到显著的提高[3]。

（1）生成数据库。工作人员利用造船精度控制软件可以准确的编辑和删除船坞船台、施工队和的造船场地相关信息，进行准确的管理，并且将生成的数据通过网络进行实时的共享，实现数据的复制和传递。

（2）分段精度控制。在分段精度的控制方面使用精度控制软件可以定义船舶的属性，船体的几何形状，并且能够准确的分析测量数据存在的误差，最后可以形成准确的数据报表，并且对生成的报表进行编辑和打印。

2.2 DACS系统进行精度控制

（1）利用DACS系统提前模拟使分段对接。工作人员可以利用计算机技术，结合DACS系统提前模拟船体的分段对接，可以对拼装尺寸进行精准的控制，同时，工作人员也可以准确的掌握拼接分段的错位和间隙情况，能够使分段拼接的准确度得到显著的提高。除此之外，工作人员可以通过模拟搭载预算提前得知在拼接完成之后的尺寸精度，并且可以通过已经得知的尺寸精度来调整船体分段的位置，确保能够有效的提高整体的拼接精度。

（2）DACS系统全方位现场测量，快速处理数据。数据测量的速度在自由转换坐标的模式下得到了显著的提高，与传统制造业中的尺寸控制模式有所不同，新的数据测量方法摆脱了传统的定点画线的尺寸控制方式，使全站仪的作用能够充分的发挥出来。工作人员在测量船体数据时，可以通过各个角度进行准确测量。除此之外，利用DACS系统对数据测量，也可以使数据处理的速度得到显著的提高，工作人员只需要简单的操作计算机，就可以快速处理测量的数据，并且能快速生成测量表格。与国外的其他同类软件相比，国产DACS系统更加适合国人操作，而且数据测量速度快，但是要想真正的实现系统化，使精度控制技术与生产紧密结合起来，还需要很长的一段时间的探索[4]。