国内外造船技术发展迅猛,造船精度管理是 现代造船的核心技术之一,在船舶建造过程中,如何缩短船舶建造周期、降低建造成本、提高产品质量显得意义重大。以管理科学化、现代化的要求,精度管理在造船企业管理中的地位和作用越来越显得重要。
精度管理要源于实践立足于实践,在实践中探索有关精度管理的理论和方法,使得精度管理得以丰富和深化。通过组织保证、数据积累、理论研究等手段建立起完善有效的精度管理体系。实施船体建造精度管理,实现无余量下料、加工、组装、搭载,缩短船体建造周期,最 终促进造船水平的提高。
一、生产与精度
船体生产制作主要为下料(板材下料、型材下料)、线型加工(坡口加工、板材、型材加工)、拼板划线、零部件组装(拼板装焊、部件组件)、分段制作、分段总组、搭载等几个阶段流程。精度则是 各个工序流程中产品的尺度。在生产中要通过科学的管理方法与先进的工艺技术手段,对船体建造全过程进行的尺寸精度分析与控制,保证各个产品尺度达到相应的标准或规范要求。各个阶段产品精度质量都是 环环相扣,相辅相成。
(1)船体建造中第 一道工序就是 号料/下料。采用手工或数控机对平板进行切割形成所需的零件,并进行自由边打磨;对型材号料、接长、断料、打磨。下料阶段是 精度控制的基础,在下料阶段需要进行重点精度监控有设备检测及切割精度,切割平台的水平度,零件切割尺寸跟 踪检测,零件补偿量及余量施放检验,基准线完整性、误差精度等。
(2)线型加工是 一个重要的环节。对板材、型材自由边进行加工,形成一定坡度的加工工序;对已号料的板材或型材进行冷弯、热弯、校对、开孔 、打磨等。在这个阶段,要求控制坡口的角 度、尺度、光洁;保证加工样台、模板的精确度;折边加工中各种折边宽度、折边角 度、折边方向直线度、腹板方向直线度;型板曲面与样板的间隙、样板检验线的直线度、拉线与样板上基线的偏差等等都需要进行控制,使之达到标准要求。
(3)拼板划线是 对多个零件板的拼装焊接、划线及切割过程,含部件、组件划线。拼板前、划线前板材要求进行尺寸复核,拼板时对接缝间隙、坡口方向、净料端直线度及整体尺寸检测,选择 划线平板,控制划线精度,做好结构线、对合线、肋检线、中心线的划线,并做冲印标记,拼板划线要清晰准确。
(4)零部件组装是 个重点工序,对多个零件或零件与部件或部件与部件的装焊。施工中要求对零件安装对位状况、安装尺寸、焊接方法、焊后变形等严格控制。重点检测装配对位、间隙、端头节点,焊接方法及参数,焊后变形校正和加强,基准划线完整性及准确度等。
(5)将零件、部件、组件组合装焊形成分段单元的分段建造,是 船体建造的重要节点,是 检验上几道工序的精度管理成果,同时也是 下一道工序精度控制的基础。分段精度是 显 示精度管理水平的重要体现。分段建造过程中要消化掉在料、加工、拼装时的精度误差,严格控制胎架制作强度、精度,零部件装配定位间隙及尺寸,装焊方法及流程,工装加强。确定合理完整的基准定位,在最 佳时期进行分段数据收集。
(6)总组/搭载阶段,对多个分段进行组装形成整体。船体总组搭载首 先要确定定位基准线及划线精度,明确分段、总段定位基准点及定位尺寸要求,根据具体分段确定相应的定位固定保型方案,重点控制主尺寸、分段四周合拢口线型数据、肋距及余量预修整精度,注重合拢的焊接方法及焊接变形控制。对每个分段、总段的定位数据定期收集,并进行定位数据跟 踪、反馈。
二、船舶精度管理的认识
精度管理的实质是 科学管理与先进制造技术的互相结合。随着造船理念和造船技术、检测手段的发展和进步,精度的控制水平也不断地达到新的高度。
船舶建造精度管理通过建立合理的船体建造精度标准,采用科学的管理方法,辅以改善设计与工艺,包括工装、设备改进,以及防止误差的各种对策,对造船进行全过程的尺寸精度分析与控制,以保证船体工件在各个工艺流程阶段内所规定的尺寸精度,最 大限度地减少现场修整工作量,提高工作效率。随着船体加工精度的不断提高,船体通过 铸铁平板实施的装配、焊接的精度也随之提高,船体的建造质量得到了可靠地保证。
船舶专用压载舱涂层标准(PSPC)的强制执行,现代造船规模的日益扩大,各种生产制造工艺的飞速发展,原材料及人力成本的迅速增长,对造船精度管理提出了更高度要求。
精度管理在生产实践中实施的难点:
(1)船体结构在加工和装配以及结构焊接变形和水火矫正作业过程中,由于施工方式、方法的多样性,结构变形尚不能用计算的方法精确地予以预报。(2)船体零部件、分段在转运和堆放过程中的变形无法得到有效的控制,无法预估变形情况,无法得到可靠的数据依据。(3)船体建造的过程中采用的测量工具精度普遍较低,人为误差较大。(4)造船生产过程较复杂,搜集、整理和统计制作误差的数据较困难,同时难以控制建造工艺过程的稳定性,即使是 通过数理统计的数据,也难以找到其中的规律。(5)船舶结构繁多,形式多样,无法完全实行统一固定的精度准则。(6)船体建造过程大部分依赖手工操作,产品的精度往往取决于工人的技术熟练程度。
三、精度管理基本条件
船体建造精度管理包含了丰富的工艺技术与管理内容,实施精度管理必须在以下几方面下工夫。
(1)具有稳定的技术精湛的精度管理人才;(2)深化生产设计,把精度管理的主旨融入生产设计中,从设计角 度推动精度管理;(3)全面推广数字放样,提高结构放样的精度;(4)根据各个工序及产品结构特点,制订合理的建造工艺;(5)数据反馈体系,数据积累及形成数据库;(6)制定出对特定产品的且合理的可实施的精度管理准则;(7)完善的精度管理组织保障。
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