精度控制對于船舶建造質(zhì)量優(yōu)化措施

1、?？飘厴I(yè)設(shè)計（論文）設(shè)計題目：精度控制對于船舶建造質(zhì)量優(yōu)化的措施系 部： 船舶與港口工程系 專 業(yè)： 船舶工程（船體方向） 班 級： 船體 姓 名： 學 號： 指導教師： 職 稱 副教授 2009年6月 南京摘 要精度控制技術(shù)是船舶建造中十分重要的技術(shù)。船舶建造精度控制影響了船舶的建造效率、質(zhì)量和成本，合理的船舶建造精度更能在縮短造船周期的同時降低成本，從此獲得更大的利潤。此文，著重論證了精度控制對于船舶建造質(zhì)量優(yōu)化的措施。關(guān)鍵詞 無余量 尺寸精度控制 焊接變形 誤差 補償量 建造質(zhì)量abstractprecision control technology is a very importan

2、t shipbuilding technology. precision control of the impact of ship construction ship construction efficiency, quality and cost, reasonable accuracy of the ship construction cycle more to reduce the ship at the same time reduce costs, gain more profit from this. this article, focusing on precision co

3、ntrol demonstrates the quality of ship construction for the optimization measures.keywords no margin dimensional accuracy control welding deformation error compensation quality of construction目 錄1引言42國內(nèi)外尺寸精度控制的概況 43 尺寸精度控制與建造成本的關(guān)系54船體建造各階段的尺寸精度控制措施64.1 放樣階段 64.2 加工階段74.3 部裝階段84.4 分段裝配階段84.5 船臺搭載階段9結(jié)

4、論11致謝12參考文獻131 引言在船舶建造技術(shù)早期階段，為確保船舶整體尺寸，船舶分段建造師 一般采用留余量方式，在合攏階段根據(jù)變換情況，把合攏部位多余的部分進行割除，即采用留余量建造法。一般來說采用留余量建造法，其調(diào)整工作占據(jù)船體建造工作工時的很大比例。特別是在船臺合攏階段，僅調(diào)整工作即占總的船體工作量的40%50%。不僅如此，留余量建造法浪費材料，對分段質(zhì)量影響很大，增加了施工人員的工作強度。并且由于火焰加工，再生了結(jié)構(gòu)的變形。因此，留余量建造在保證船體整體尺寸的同時，在建造技術(shù)精益求精的今天，成為提高船臺乃至船舶建造效率的瓶頸。而企業(yè)是否采用無余量建造法，成為企業(yè)建造技術(shù)是否先進的重要標

5、志之一。而對于尺寸精度的控制則是這項技術(shù)的關(guān)鍵。分段能夠?qū)崿F(xiàn)無余量上船臺，一方而可以減少船臺修整工作，如劃線、余量切割、臨時搭載腳于架等，從而節(jié)省吊裝時數(shù)使分段快速準確、可靠定位，提高船體搭載速度和質(zhì)量，降低安全事故系數(shù)，減少生產(chǎn)成本；另一方面為預舾裝在分段上精確定位創(chuàng)造了條件，這樣可使舾裝件在船臺合攏尺寸準直度大大提高，也減少了舾裝件的修補工作，由此提高了舾裝件的安裝質(zhì)量。分段實現(xiàn)無余量上船臺有兩種途徑，一種是分段通過預修整達到無余量上船臺，另一種是通過分段無余量制造來達到船臺無余量裝配。兩種途徑均需要精度控制來實現(xiàn) 。因此，要進一步提高造船質(zhì)量，必須加強精度控制，使分段全部達到無余量上船臺

6、。對于現(xiàn)代造船的每一道工序，都必須進行有效的尺寸精度控制，否則難以保證正常的生產(chǎn)過程和效率及船舶的各項技術(shù)性能，就尺寸精度控制的意義來說，大型船舶、特種船舶和工作條件較惡劣的船舶對此要求更嚴格一些。2 國內(nèi)外尺寸精度控制的概況大致來說，采用無余量造船技術(shù)，即采用補償量代替余量的方法進行分段搭載前必須預修整，使分段在上船臺或船塢裝配前達到預定的尺寸要求。隨著計算機技術(shù)的發(fā)展及建造過程的仿真應用，早在20世紀70年代，前蘇聯(lián)、日本等一些造船業(yè)發(fā)達的國家開始對平直分段進行全過程的尺寸精度控制，現(xiàn)在發(fā)展為對包括曲面分段在內(nèi)的所有分段建造全過程的尺寸精度控制。結(jié)合多年的現(xiàn)場實測數(shù)據(jù)的積累與統(tǒng)計分析及理論

7、計算，掌握了船體建造過程的變形規(guī)律，掌握了無余量造船的最核心的技術(shù)。通過計算每個分段的補償量及船臺裝配的調(diào)整量，減少了調(diào)整工時，大大提高了船臺效率。在精度控制方面，日、韓已經(jīng)形成了一整套精度控制管理體制體系，將精度控制管理貫穿于造船的全過程，即每年制定一個精度管理計劃，確定基本方針、工作重點，各階段精度控制項目，控制的目標值、實際測量值，責任單位，工藝流程基準線系統(tǒng)等，并配有先進的三維坐標測量系統(tǒng)。目前，日、韓幾乎都達到了分段100%無余量上船臺，除艉柱分段外，所有分段精度控制成功率為80%95%，大合攏間隙基本控制在53mm，最大為12mm。而我國在精度控制工作方面與國外先進的國家相比存在一

8、定的差距。國內(nèi)部分船廠精度控制水平較高，已經(jīng)基本達到內(nèi)部構(gòu)件無余量下料，全船分段無余量上船臺合攏，但大部分船廠還沒達到這個水平。國內(nèi)主要船廠大部分也成立了精度造船管理領(lǐng)導小組或相應的管理體制，但是管理計劃的內(nèi)容和力度方面遠不如日本；國內(nèi)船廠應用軟件開發(fā)能力與國外有相當大的差距；國內(nèi)船廠內(nèi)場作業(yè)場地較小，數(shù)控切割機和數(shù)控等離子切割機數(shù)量較少，特別是缺乏型鋼數(shù)控切割設(shè)備和大型高精度刨邊機。據(jù)國內(nèi)專家評價：我國在精度造船和綜合管理水平方面要比日本船廠落后1015年。由此可見，我國現(xiàn)行的精度控制無論在技術(shù)內(nèi)容上，還是在技術(shù)水平上均與國外先進造船國家有明顯的差距，不適應建立以中間產(chǎn)品為導向，以生產(chǎn)任務(wù)包

9、形式組織生產(chǎn)的作業(yè)體系的要求。3 尺寸精度控制與建造成本的關(guān)系合理的精度要求不僅僅是保證產(chǎn)品質(zhì)量的需要，它還直接關(guān)系到降低船舶的建造成本，這點容易為人理解；然而，在船臺裝配精度要求不變的情況下，某一工序精度過低，則必然會影響下道工序，從而使整修工作量增加，其結(jié)果也會使生產(chǎn)成本增加，此點卻容易被人忽略。就船體構(gòu)件或分段尺寸精度與成本之間的關(guān)系，英國船舶研究協(xié)會（bsra）認為：“如果說要求的質(zhì)量標準不超過規(guī)定的各道工序的加工能力，則為控制質(zhì)量而增加的成本對于船舶總成本費來說，是微不足道?！眻D 1為船舶成本費用與尺寸精度要求關(guān)系的示意圖。圖中有一總成本最低點。當然，這要以質(zhì)量要求為前提。成本精度總

10、成本船體車間費用船臺費用圖1 建造成本與精度要求示意圖4 船體建造各階段尺寸精度控制的措施根據(jù)船舶制造的特點和生產(chǎn)流程，我們通常將精度控制分為5個階段，即放樣階段 、加工階段、部裝階段、分段裝配階段和船臺搭披階段，每個階段的控制內(nèi)容各有不同，要求也不一樣。41 放樣階段放樣階段是精度控制的始點、也是精度控制至關(guān)重要的階段。如果放樣發(fā)生差錯，這些差錯只有在裝配或船臺合攏時才發(fā)現(xiàn)，那時由此造成的返工量相當大，也相當急。這樣將不僅造成材料和工時的浪費而且也影響施工進度和施工人員的情緒，給生產(chǎn)周期和產(chǎn)品質(zhì)量帶來不良因素。因此。放樣階段必須使精發(fā)控制達到控制范圍之內(nèi)，保證每一個零件放樣正確。為了達到日的

11、，我們必須采取下列幾個措施：1)精度制定放樣余量加放量，使放樣值符臺生產(chǎn)要求 （放樣余量加放量=加工余量補償值+部裝余量補償值+分段余量補償值+船臺余量補償缸+放樣系統(tǒng)誤差)；2)建立自檢、互檢和復驗的制度，防止個人思想不集中和疲勞等人為因素而發(fā)生差錯：3 針對船舶特點和難點，對放樣工進行預先培訓，使其適應該船的放樣工作，保證放樣方法的正確性。4)在放樣前，一定要制定明晰的放樣作業(yè)要領(lǐng)和設(shè)繪施工圖的指導文件，保證放樣步驟清楚，使放樣思路清晰，不發(fā)生任何偏差；5)建立反饋信息系統(tǒng)，分析放樣差錯原因，總結(jié)放樣經(jīng)驗，力爭在下一次中改正，促進放樣水平的提高。例如，在1714teu船建造中我們發(fā)現(xiàn)eg3

12、1、eg32ps、hs24ps和iis27ps分段的內(nèi)法邊肋骨長度縮短100l50mm，造成一些肋骨報廢：ab02尾拄分段與胎架不相吻合，零件誤差相差60mm，這些均因為在放樣當中沒有充分考慮火工收縮余量而造成的。因此希望在5618箱船放樣中引起足夠重視。因為56l8箱船加工中有許多新工藝和新要求，特別是熱加工尤其多，熱加工方法也與以前不一樣，從而余量補償值可能與以前也不一樣。我們要對以前的錯誤吸取教訓，加以總結(jié)，同時要根據(jù)新船的工藝特點，制定合理的放樣方法以保證5618箱船不再犯類似的錯誤.4. 2 加工階段加工階段的精度控制直接關(guān)系到部件裝配、分段裝配和船臺搭載的生產(chǎn)效率和質(zhì)量，但是加工階

13、段的精度控制困補償難以確定而最難實施。因此，必須建立科學的方法和臺理的制度來完成該項任務(wù)，為放樣提供準確的補償量、同時保證零件加工精度控制在范圍之內(nèi)。具件措施如下：1）精確的統(tǒng)計氣割、線狀加熱和設(shè)備偏差等加工過程中產(chǎn)生的材料收縮量和油壓機、滾彎機的悶頭余量，確定合理的加工補償余量；2)制定零件號料、切割、刨邊和彎曲成形(包括熱彎和冷彎)精度標準和允許公差范圍作為加工精度控制的標準(理論值+部裝余量補償值十分段余量補償值+船臺余量補償值)；3)有針對性地對加工人員進行培訓。一是教育他們怎樣識圖；二是教育他們認識精度控制的重要性；三是教育他們按照圖紙的要求檢驗零件的加工精度是否達標；4)對設(shè)備進行

14、維護和保養(yǎng)，保證設(shè)備的正常運行；5)縱骨、縱桁在下料時應在距正作端50mm或100mm劃出裝配對臺線；對有線型的拼接型的肋板及強肋骨等零件下料時必須劃出裝配對臺線，以確保裝配的正確性和提高裝配效率；6)針對不同的材料采取不同的周轉(zhuǎn)方式，防止零件在搬運過程中產(chǎn)生塑性變形，致使不經(jīng)意間改變加工質(zhì)量；7)制定自檢和互檢制度，防止個人思想麻痹大意等人為因素而發(fā)生差錯；8)建立反饋信息系統(tǒng)，分析加工差錯原因，制定改進措施，提高加工水平，同時增強施工人員的責任心保證每一只零件的準確性。4. 3 部裝階段部裝階段的精發(fā)控制內(nèi)容一方面是對放樣和加工質(zhì)量的檢驗，令一方面是對部裝件進行精度控制。因為部裝件的質(zhì)量對

15、分段裝配和船臺搭載的生產(chǎn)效率和質(zhì)量影響很大如果部裝件不符合要求，必須迅速采取相應措施進行彌補，一定不讓不合格部裝件流下道工序。在部裝階段我們要采取如下措施：1)準確的統(tǒng)計焊接收縮余量，確定部裝件的補償余量；2)制定部件焊縫加放余量的部分反變形量，確定部裝件裝焊工藝和質(zhì)量標準以及允許公差范圍，作為部裝精度控制的標準(理論值+分段余量補償值+船臺余量補償值)；3)部裝件要有專門的部裝件施工圖、托盤管理表，使部裝件更加中間產(chǎn)品化；4)設(shè)立專用的部裝平臺，使部裝件納人托盤管理、量化管理和標準管理體系，實現(xiàn)文明生產(chǎn)，提高部裝件的制造質(zhì)量；5)制定自檢和互檢制度，防止個人思想開小差等人為因素而發(fā)生差錯，尤

16、其對某些關(guān)鍵部位、質(zhì)量要求特別高的部裝件，統(tǒng)一由精度管理小組作好最后把關(guān)工作；6)建立反饋信息系統(tǒng)，分析部裝差錯原因，制定改進措施，提高部裝水平和增強施工人員的責任心，保證每一只部裝件的準確性。4. 4 分段裝配階段分段裝配階段包括分段制造和分段總組兩個步驟，但其精度控制的內(nèi)容是一樣的；保證分段制造尺寸正確，進行完工測量和檢驗，通過部分預修整使其全部達到無余量上船臺狀態(tài)。具體內(nèi)容如下：1)準確統(tǒng)計分段焊接收縮余量，確定分段焊接加放余量；2)制定部件焊縫加放余量和部分反變形量，確定分段裝焊和程序、質(zhì)量控制要點和質(zhì)量標準(理論值+船臺余量補償值)以及允許公差范圍，形成相關(guān)工藝文件；3)建立自檢 互

17、檢制度，明確責任人，嚴格工藝紀律，增強施工人員的質(zhì)量意識和責任心；4)胎架是分段制造的基礎(chǔ)胎架的正確與否直接影響到分段的質(zhì)量。胎架制作結(jié)束要由檢驗科驗收。 是否尺寸正確 是否有足夠的鋼度，保證分段在上面制造不產(chǎn)生變形；5)制定完工尺寸標準的允許公差范圍，對每一只分段進行完工測量。對不合格的分段要進行修整，對余量要進行割除。最后的完工尺寸要保留，作為船臺搭載的依據(jù)；6)建立反饋信息系統(tǒng)，分析分段完工不達標的原因，制定改進措施，提高分段水平，確保每一只分段能夠?qū)崿F(xiàn)無余量上船臺；7)開展預舾裝準確定位和無余量的研究，提高預舾裝率和預舾裝的質(zhì)量，為分段實現(xiàn)設(shè)計、制造、管理一體化打下堅實的基礎(chǔ)。4. 5

18、 船臺搭載階段船臺搭載階段是精度控制的最后階段，也是檢驗前面精度控制是否成功的關(guān)口。如果前面的精度控制非常好，那么船臺在搭載時只需采取適當?shù)拇胧ＷC船的整體尺寸正確就可以了，能夠達到較理想的狀態(tài)。為了使精度控制形成一個系統(tǒng)，保證船臺搭載正確，保證整體完工尺寸符合設(shè)計要求，我們在船臺搭載階段必須采取相應的措施，使精度控制更加科學，更加規(guī)范，更加嚴密，精益求精。措施具體如下：1)科學分析與總結(jié)船臺大接縫的收縮余量和反變形部位及數(shù)值，制定船臺搭載余量加放量和船臺搭載工藝；2)針對船舶特點，確定合理的控制面。例如，5618箱船的控制面是內(nèi)底板、艙口圍面板、縱內(nèi)壁面、橫艙壁和主機軸線面。采取適當?shù)拇胧?/p>

19、使這些控制面達到精度要求以使定位準確，減少返工；3)針對分段所處的部位，確定準確到位的檢測方法，控制分段搭載精度；4)建立反饋信息系統(tǒng)，分析分段合擾不上的原因，確定改進措施，提高精度控制水平，從而使船體建造質(zhì)量得到進一步的提高。結(jié) 論精度控制是一項復雜的系統(tǒng)工程，它貫穿于船舶制造的整個過程中，而且每個階段相互牽連，相互影響。同時它涉及的面非常廣，既包括科學分析和總結(jié)補償量的分布，合理制訂反變形控制量，又要有系統(tǒng)的精變控制體制和合理的控制方法來檢測產(chǎn)品是否符臺要求，其目的是保證不讓次品流人下一道程序。精度控制的含義是控制過程中的控制。精度控制的最主要目的是持續(xù)的提高生產(chǎn)效率、降低成本、提高建造質(zhì)

20、量。精度控制反饋信息的分析結(jié)果可指導設(shè)計和工藝方法的調(diào)整，從而協(xié)調(diào)各分道生產(chǎn)線的工藝流程。近年來，國內(nèi)各大型船廠都在抓緊縮短造船周期，推廣兩個一體化，即殼、舾、涂一體化和設(shè)計、工藝、制造一體化，但真正實現(xiàn)取決于船廠的主體技術(shù)水平和生產(chǎn)管理水平，否則只能是形式上的盲從，一體化造船是由分道建造法等四大主體技術(shù)構(gòu)成，而精度控制則是分道建造法的支柱，因此具備二個一體化的前提條件是精度控制技術(shù)和精度管理水平的提高，從而保證產(chǎn)品質(zhì)量，縮短造船周期，降低成本，提高效率，以便企業(yè)獲得最大利潤。致 謝本論文是在導師 副教授悉心指導下完成的。導師淵博的專業(yè)知識，嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度，精益求精的工作作風，誨人不倦的高尚師

21、德，嚴以律己、寬以待人的崇高風范，樸實無華、平易近人的人格魅力對我影響深遠。不僅使我樹立了遠大的學術(shù)目標、掌握了基本的研究方法，還使我明白了許多待人接物與為人處世的道理。本論文從選題到完成，每一步都是在導師的指導下完成的，傾注了導師大量的心血。在此，謹向?qū)煴硎境绺叩木匆夂椭孕牡母兄x。本論文的順利完成，離不開各位老師、同學和朋友的關(guān)心和幫助。在此感謝劉桂香老師、潘小明老師、端木玉老師、楊耕新老師以及鄒國慶輔導員的指導和幫助。在三年的學習期間，對于幫助過我的其他老師和同學，在此也表示深深的感謝。沒有他們的幫助和支持是沒有辦法完成我的畢業(yè)論文的，同窗之間的友誼，師徒之間的情誼永遠長存。參 考 文 獻1 葉家瑋.船體建造技術(shù)及數(shù)據(jù)處理技術(shù). 廣州：華南理工大學出版社，2001.2 王鴻斌.船體修造工藝.北京：人民交