精度控制在船舶分段建造中的应用

精度控制在船舶分段建造中的应用目录1引言................................................................................................................................................................... - 1 -2船舶分段建造精度测量仪器与操作 ............................................................................................................ - 2 -2.1船舶分段建造精度测量仪器 (2)2.2全站仪操作和使用要点 (2)3船舶分段建造精度标准 ................................................................................................................................. - 4 -4船舶分段精度控制和管理............................................................................................................................. - 5 -4.1船舶分段建造的精度控制 (5)4.1.1双层底分段结构及建造程序..................................................................................................................... - 6 -4.1.2双层底分段的测量控制.............................................................................................................................. - 6 -4.2船舶分段建造的精度管理 (8)结论.............................................................................................................................................................. - 10 -1引言船舶建造有很长的历史，传统造船方式无法对船舶制造过程中因焊接受热变形造成的尺寸不足和其他一些不利因素进行有效控制。

造船周期长、造船质量差、造船成本高是传统造船方式的最大问题。

为了最大化的减少这些因素对造船的影响，人们通过探索和研究，通过对一些建造过程的控制，从而达到缩短造船周期和减少成本的目的。

在船舶建造中，精度管理是造船技术的重要组成部分。

它主要是在分段建造的过程中以补偿量替代余量，通过合理的数据加放，对船体零件、部件和主尺度进行精度控制，提高了造船的质量，缩短了工期，从而达到减少成本的目的。

从上世纪60年代中期，我国开始从国外引入先进造船技术和精度管理的概念，但是我国因起步晚对船舶建造各方面缺少系统的认识，忽视了船舶建造精度管理各个方面的技术，只着重于工艺方面。

一直以来我国在船舶精度管理方面还没有形成一个完善的船体建造精度数据库和一整套船舶建造精度管理系统，国内许多船厂都只是尺寸方面的控制，精度管理基本还是处在事前加放余量的阶段，事后测量切割的状态，而且缺少对船舶建造精度管理的分析钻研能力。

传统分段测量和统计数据各个方面欠缺都体现在：（1）船舶分段建造过程精度控制问题，并不是数字化的精度测量,所测量的数据都是手动记录，而非数字化的记录，无益于问题的分系和研究，缺乏船舶建造过程当中数据的对比；所用测量工具的精度误差（钢尺等），而且非常不方便，对于一些较大，有线性的分段不能进行精确的测量；而且测量人员较多，耗费时间较长，非常不方便。

（2）在船舶建造中对于分段和总段精度控制问题，分段须得按照便于测量的方式放置，否则不好进行测量；数据的每一项统计和计算都需要人工来计算，无益于实际数据与设计数据的对比；耗费时间长，而且容易出现问题，极大的影响了工程周期；目前我国由于对分段的测量手段的落后和对分段建造的经验不足，目前还无法形成比较完善的的精度管理机制和精度数据利用循环。

（3）船台、船坞合拢的精度控制问题，之前传统的测量方法效力较低，占用吊车时候较长；在分段上船台后需要根据现场实际情况对余量进行切割，需要对分段进行重新定位作业；很多分段需要进行二次定位，极大的影响船台搭载周期；传统的测量和记录方式很难对船舶分段建造中的数据进行精度管理，难以对分段的无余量搭载模式提供可靠的数据统计与汇总。

在船舶建造精度管理方面，国外很多学者已经研究出大量成果，并且大多都被应用到实际建造中，但都因商业秘密考虑，所研究的成果很少被公开分享。

因此，具体船舶建造精度管理水平到什么程度只能从一个国家的船舶生产总量上大致看出。

目前，在我国先进的船舶建造精度管理技术在大型船厂已得到了较为广泛地运用，但在中小型造船企业中还未得到广泛地运用，还停留在运用余量加放来控制船舶精度的阶段。

对于立体分段的常规测量方法是首先将分段调整到方便分段测量的状态，然后利用各种非数字化的工具进行测量，这种方法的弊端是数据测量的速度比较慢，而且由于测量工具的准确性不高，无益于数据的系统分析和数据的整理。

为了使船舶建造精度管理技术在中小型造船企业得到广泛应用，在现代造船模式下，这种非数字化的测量方式已经不能为船舶分段建造提供方便。

最合适的方法是充分利用计算机技术生产设计出三维分段立体模型，通过三维分段立体测量仪器和测量软件，通过对分段主要点的测量和控制，然后通过专用船舶建造精度管理软件对实测点与设计点进行对比分析，最后对比实造分段各项数据进行修改。

这类方式有效的避免了传统使用方式的弊端，为进一步船舶建造精度管理水平奠定了可靠的基石。

2船舶分段建造精度测量仪器与操作2.1船舶分段建造精度测量仪器船舶建造精度控制中常用到的仪器主要有三种，分别是水准仪、经纬仪、全站仪，但因前两种仪器无论在使用还是测量精度上面都没有全站仪容易和精准，全站仪三维测量在人员、安全性、精度等方面优于传统测量方式。

所以，一些大型的船厂已逐渐使全站仪代替了前两种仪器。

2.2全站仪操作和使用要点全站型电子速测仪简称全站仪，如图1所示。

它是一种可以同时进行角度（水平角、竖直角）丈量、间隔（斜距、平距、高差）丈量和数据处理的周全仪器。

由于只需选好位置放置，就可以完成所有需要测量的工作，故被称为“全站仪”。

图1 全站仪全站仪的操作步骤和注意要点如下：不同型号的全站仪，其具体操作方法会有较大的差异。

以下简单介绍其操作方法和应注意的事项：（1）水平角的测量1）打开仪器后，按角度测量键，这时全站仪会处于角度测量模式，照准第一个目标A。

2）然后设置A方向的水平度盘读数为0°00′00〃。

3）照准第二个目标B，这时显示器上显示的便是两个点之间的角度。

（2）距离的测量架设好一起后，使目镜照准所测目标中心，按测距键，距离测量开始，测距完成时显示斜距、平距、高差。

（3）坐标测量1）进行坐标测量前，应先选择好比较有利的测量地点，尽量在不迁站的情况下把索要测量的点都测量完。

一般坐标测量都会有专门的软件，打开软件，设置文件编码，找到比较有利的测量点（注意仪器架设地面要比较稳定，不易晃动）。

2）建立三维空间坐标测量，既所测的第一个点，通常是原点即（0，0，0），然后依次测量别的点，点的测量没有先后顺序，可根据现场的情况选择优先测的点。

3）迁站，对于一些较大分段，而无法测量到的点，要进行迁站，有专用的迁站靶标，分段测量一般都是两点靶标迁站，具体情况按实际现场情况而言，注意两个迁站的靶标与仪器之间的夹角在90°最佳，角度不宜过大或太小，影响测量结果，迁站靶标的放置一般在1-1.5 倍的分段最大长度，大一些或小一些都可以，具体按照现场情况摆继续进行测量，所需要测的点测完为止。

（4）测量完以后仪器工具的收放，保证所有工具都已收集起来，不能漏掉。

全站仪在整个造船工程中占据的很重要的使用价值。

全站仪在造船中的应用很广泛，前期分段的制造，以及后期船台的搭载，船舶水线的绘制等等，尤其是船台中心线的确定，为后期船台搭载做出了基准。

全站仪的使用使得造船的精度，质量有了一个很大的提高。

3船舶分段建造精度标准船舶分段建造精度标准是整个船舶精度标准体系的一部分，既要反映本企业船体分段制作精度的质量水平，又要满足行业。

精度标准包括补偿量标准、精度检验标准、精度控制基准、精度测量表、基准线设计基准等。

精度补偿量包括切割补偿量、加工补偿量、装置补偿量和焊接补偿量等方面，要对以前分段建造的数据总结，反应在船体分段建造上，然后经由建造好的分段的现实数据和计划数据对比，确定所放补偿量的正确性，再形确定补偿量标准。

精度检验标准是根据精度目标细化到船体制作各工序阶段的精度要求。

精度工艺标准是对于一些精度容易出现问题的工序阶段制定专门的装焊工艺。

（1）精度标准按适用范围一般可分为，行业标准、企业标准和作业标准三类。

（2）行业标准是指同行业内通过讨论共同制定的标准。

（3）企业标准是企业根据自身各方面的情况所制定的标准。

（4）作业标准是船厂为控制误差在企业标准内而制定的各种标准。

分段建造精度标准按《中国造船质量标准》分为：（1）平面与曲面分段精度标准。

（2）立体分段装精度标准。

（3）含艉柱的立体分段精度标准。

（4）含主机座的分段精度标准。

船体精度标准的制定并不是一成不变的，根据船厂自身硬件和软件水平的提高和国际标准各的提高，以及船东对船舶建造提出的要求而改变。

船体建造精度的行业标准大多会两年进行一次改变，企业标准则是根据各个船厂的发展来进行制定。

为了正确表述船体精度标准，应对下列名词进行定义：（1）船体分段：为便利船体布局制作合理划分的布局单元，为大组立而构成的中心产物。

（2）余量：对船体零件、工件和中心产物经由过程加工、装焊、火工改正等多道工序，而发生的变形及缩短举行定性和定量分析后，加放的比现实变形及缩短略大的工艺量值，一样平常要在装置后割除。

（3）补偿量：对船体零件、工件和中心产物经由过程加工、装焊、火工改正等多道工序，而发生的变形及缩短举行定量分析后，加放相称现实变形和缩短的工艺量值，一样平常不需再切割。