梅晓寒
江南长兴造船有限公司 上海市 201913
摘要：造船精度控制技术是指通过科学的管理方法和先进的工艺手段对造船全过程进行尺寸精度控制和管理。主要介绍了我公司精度造船中关键数字化技术及其在造船工程中的应用，推动了公司造船精度与质量的提升。
关键词：数字化；造船精度；控制技术
前言
数字化造船精度控制技术主要是通过智能化、信息化的手段来组织、协调船舶建造的各个阶段，使之按照相应的技术规范来实施，对造船精度进行控制，最终实现缩短建造和检验周期，从而提高企业自动化水平和生产效率的一种技术。
1国内外数字化造船精度控制技术现状分析
1.1国内数字化造船精度控制技术的现状及存在问题分析
我国与日韩一样，也是在70年代初期已经开始了船厂精度尺寸管理的理论研究，而数字化精度造船作为船厂的一个正式项目，则是从2008年上海外高桥与江南长兴正式组成精度管理部开始的。精度造船虽然在我国也经历了四十多年的发展过程，但是并未取得突破性的进展。最主要的原因是其中制约该项技术发展的精度设计思想的手段方式、精度检测方法和工具、精度数据库管理和应用软件，特别是精度管理体制机制和队伍建设等严重缺失和滞后[1]。此外，为了找到与现代造船技术相适应的数字化系统，我国造船精度软件的发展也经历了引进吸收、二次开发、自主研发三个阶段。目前国内的一些软件公司也先后推出造船精度管理软件，但是由于其对造船行业知识的掌握相对不足，使该类国内软件产品在软件功能、行业适用性、使用便利性等方面都存在着不足。
1.2国外数字化造船精度控制技术现状分析
几十年前，精度造船技术在日本造船企业的应用已经达到了较为成熟的程度。自2000年以后，韩国造船企业研究出新的造船模式，对精度造船提出了新的要求，这些要求促使他们开发出新的造船精度技术，来适应精度造船技术的进一步发展和完善[2]。造船精度控制技术经过四十多年的发展完善，现在日韩已经实现了数字化精度控制船舶建造。尽管这些国家在精度控制技术方面的远远领先于我国，但面对当前造船市场的激烈竞争形势，他们仍希望通过自身的不断提升和完善，来提高产品质量，增加市场竞争力。
2数字化造船精度控制技术
2.1基于数据共享的精度管理系统
精度管理的依据在于精度测量数据和理论数据的对比分析。理论数据一般是从设计模型中抽取的，数据抽取需利用到生产设计软件的接口。国内用到的生产设计CAD/CAM软件有很多款，一般都提供了数据接口。精度管理所使用的软件系统首先应按照数据需求开发对应的接口，并从管理角度和技术层面保证数据的准确性。而对于产品的精度结果，其过程中的工艺数据也应从生产管理系统中输入精度管理系统，以保证精度管理数据的完整性[3]。
数据接轨并不是单向的，为改善设计和生产工艺，产品的最终状态还应反馈到设计和生产中用于分析精度原因。从信息化技术层面分析，数据在不同的独立系统中流动较易造成失真，数据的准确性取决于整个系统的集成度。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆基于数据共享的的精度管理主要有以下特点：（１）精度服务器直接读取设计服务器（TRI-BON）上的数据，无需手动转换模型格式，并且模型数据可随设计服务器上的数据实现自动更新；（２）精度部门制作好精度表格后上传精度服务器，现场直接从服务器上下载测量分段所对应的精度表格，完全实现无纸化数据传输；（３）现场采集并分析的测量数据重新上传精度服务器，精度部门可直接从服务器上下载结果数据，现场也可查看分析后的结果，完全实现无纸化数据传输；（４）分析和统计结果自动保存在精度服务器中，实时做到数据累积统计；（５）相关单位可实时查看结果和统计数据，真正实现前后生产工序相互沟通。
精度管理信息化平台所要解决的问题不仅仅是数据共享本身，而是要发挥平台与平台之间的数据关联能力，实现精度数据的生产指导作用，保证数据的完整性和时效性。因此，亟需解决的关键技术基本有以下两方面。一方面，解决与生产设计软件（TRIBON）之间的数据同步问题。很多精度分析软件与生产设计软件之间是弱链接，不能保持版本的同步。并且其与TRIBON之间是单向数据通道，精度分析后发现的设计问题只能用手工的方式反馈设计，再由设计作出回应。在进行3D精度分析的同时，对于产品的水平度、直线度、垂直度、重合度测量还需要大量的平面精度设计。这就造成精度分析数据的存储媒介和利用方式不统一，需要人工处理大量数据。另一方面，精度管理的业务流程与实际生产作业相对脱节，只能依靠大量人工进行管理。精度测量、评分、考核的管理数据不能与生产管理系统相关联，致使精度管理部门与生产部门经常存在分歧，没有统一的作业标准，执行力也会相对下降。在特殊情况下由于不能明确精度问题发生的原因，针对精度所作的改进只能依靠个人经验，因此很大程度上公司还在进行精度结果管理，没有实现完整的过程控制。要解决上述问题，除了软件技术的提升以外，还需要从精度管理体系的角度，打通精度管理与制造ERP之间的数据通道，形成数字化精度管理体系。精度管理软件有利于积累经验，提升自主精度管理水平，降本增效。国内船企精度管理还处于起步阶段，相关的信息化应用更是处于初级阶段，精度管理信息化实施是一个随着企业软硬件实力不断提升而不断改善的过程[4]。
2.2数字化基准线技术
传统基准线的设置，是以船体中心线、肋位线开角尺，在平台或船坞上作好样冲基准点，并设置水平基准点作为以后的高度基准。分段组立或搭载时严格按照地样线进行。然而传统的基准线设置要求所有基准点必须在可视范围内，否则需根据基准线重新划出可视的基准。二次划线时若存在误差，则影响后续测量工作精度。数字化基准线开设首先需要采集旋转标靶三维相对坐标，设置虚拟三维坐标控制网作为搭载定位的基准线。数字化基准线技术是在数字化船坞的基础上发展而来的新型地样线技术，其通过在船坞四周树立旋转标靶，在船坞区域形成控制网，船舶进坞后即按照首制分段在该控制网内的位置进行定位和坐标确认，完成旋转标靶坐标与船体坐标的统一，后续搭载分段定位作业即根据坞壁四周的旋转标靶所形成的控制网进行，形成数字化船坞的“数字化地样线”，有效确保了搭载定位精度和效率。数字化地样线系统由于基准和坞墩的固定，通过在电脑上模拟总段搭载定位状态，从而实现总段在总组平台上进行切割修整，提高了龙门吊使用效率，节省了船坞周期。此外，数字化地样线系统由于基准点设置在船坞周边，在搭载定位的时候至少有两个基准点处于可视位置，因此适用于所有总段的搭载定位。不会出现由于基准线不可视，重新设置基准的问题。另外数字化地样线系统适用于任何船型，不会因为船坞内船型的变化重新设置船坞基准线。现在国内外各大船厂广泛使用串联造船法，在半船起浮定位时，使用数字化地样线系统更加方便、高效[5]。此外，随着海工产品的大量建造，码头舾装、测量作业越来越多，传统的定位测量技术远无法满足不稳定环境下的测量精度要求。针对于不稳定环境下的动态测量问题，我们摒弃了传统的绝对定位基准，采用相对坐标系统即在海工产品系统中建立测量坐标系，在海工产品上选取三个点构成参考点，并以此建立测量基准，解决了动态环境下的测量定位问题。
总结
国内造船行业要打破欧美、日韩等造船企业的这种垄断局势，跟上国际造船市场竞争的脚步，就必须重视数字化造船精度技术在船舶建造过程中的应用，从而切实增强中国船舶企业在国际市场上的竞争力，为我国实现成为世界造船强国的目标奠定基础。
参考文献:
[1]孙程程.数字化造船精度控制技术现状分析[J].船舶标准化工程师,2017,50(02):29-31.
[2]王登怡.数字化造船一体化数据平台关键技术研究[J].电子技术与软件工程,2015(17):208.
[3]邸立强,杨剑征,赵川.国外数字化造船技术发展趋势研究[J].舰船科学技术,2015,37(07):1-4.
[4]张起葆,刘建峰,孙建志,张峰.精度造船中数字化技术应用研究[J].造船技术,2014(06):51-55.
[5]徐逸舟.船舶数字化生产线整体构架及关键技术研究[D].江苏科技大学,2014.
论文作者:梅晓寒
论文发表刊物:《防护工程》2018年第24期
论文发表时间:2018/12/3
标签：精度论文; 数据论文; 技术论文; 基准线论文; 船坞论文; 测量论文; 基准点论文; 《防护工程》2018年第24期论文;