船体分段装配序列规划系统设计
船体曲面分段装配中心(流水线)方案提纲
船体曲面分段装配中心（流水线）研究1.装配中心（流水线）总布置方案图2.装配中心（流水线）主要技术参数（参考附件1：平面分段主要参数设置）3.船体曲面分段装配中心（流水线）装配工艺流程图（参考附件1：平面分段主要参数设置），各工序技术特点说明，物流方式。
4.主要设备清单5.各工序的微流程（PPR）撰写视频脚本6.附件1：平面分段主要参数确定参考1.主要参数1.2 STIFFENER SPACING/纵骨间距For fillet welding of stiffeners the following table describes the max. and min. distances between stiffeners.下面表格是描述了角焊时纵骨（加强材）最大及最小值间距。
列出的最大最小的焊接间距为两个对焊枪间的距离。
Stiffener type 纵骨类型Stiffener dim.(Height/width)纵骨尺寸(高度/宽度)Stiffener min.Spacing纵骨间距最小值Max. Stiffenerspacing焊接间距最大值Bulb球扁钢All types 600 mm 950mmT-pro型材到850/150到850/300mm600 mm750mm950mmL-profile 角钢到600/150mm到600/200mm600 mm700mm950mmFor T-profiles and L profiles: 150mm flange width is maximum for the minimum stiffener spacing 600.对于T型材及角钢来说，最大盖板宽度150mm的型材，最小的纵骨间距600。
For T-profiles: 300mm flange width the minimum stiffener spacing is 750mm. 对T型材来讲：300mm盖板宽度型材，最小纵骨间距为750mm.For L profiles: 200mm flange width the minimum stiffener spacing is 700mm. If, in some cases, 2 L-profiles are mounted with flanges towards each other, then spacing must be increased accordingly.对角钢来讲，200mm宽度盖板的型材，最小间距为700mm.如果某些情况下，两角钢盖板相对安装，间距须相应增加。
第八章-分段装配-货舱区环型各分段制造
货舱区环型各分段制造货油舱区的环型分段包括底部分段、下边舱分段、舷侧分段、上边舱分段、甲板分段、横舱壁分段和纵舱壁分段，各类分段的结构形式不一样，所以制造方式和安装方法有所差别（见示图8—20），而共同点是分段首尾端的构架与壳板“一刀齐”。
示图8—20一、底部分段制造大型船舶底部一般分为平底线区的“方箱”底部，及其二侧舭部的底边水舱组成。
1、制造方式：大型船舶“方箱”底部均分为不对称的左右（P.S）二个片段分别制造，搭载前才总组合拢成整体。
制造方式是在“平面分段装焊流水线”上的内底板为基面反造，然后贴盖外板拼板。
而特殊船舶LNG则以内底板为基面反造，而外板纵骨则安装在另一外板胎架的铺板上。
将反造的内底片段翻身反扣至正态外板片段中成形分段。
1、安装方法我厂曾用过三种。
（1）七、八十年代曾用框架式装配法（见示图8—21）示图8—21（1）九十年代之后用放射式装配法（见示图8—22）示图8—22（3）LNG船用顺序式装配法（见示图8—23）示图8—232、操作控制要领（1）纵骨、纵桁及横向肋板间距尺寸按“LNG分段建造精度控制表”标准。
（2）纵骨、纵桁及横向肋板的垂直度按“LNG分段建造精度控制表”标准。
（3）纵骨、纵桁、内底板及外板首、尾端应在同一横断面内，检测办法用线锤或激光经纬仪。
4、构架装配顺序内底板拼板划线及切割→纵骨安装→16极焊接→安装肋板→插入纵桁板→架设外板纵骨材→构架焊接→预舾装→贴盖外板拼板→定位加强焊。
（1）内底纵骨安装。
将纵骨按零件号吊到分段内底板相对应的位置。
根据图纸尺寸确定纵骨轮廓与外板端缝的相对位置，然后用点焊固定。
点焊时应从纵骨中间向二端固定，定位焊结束后，要用角尺或水平尺检测盘直度，在关键部位肋骨与内底板的垂直度须用钢板条临时加强以防止纵材焊接变形。
（2）肋板安装。
吊装肋板按相应的肋位线插入纵材之间。
在吊装肋板时会遇到肋板上的纵骨切口不易插入纵骨，这时须修正肋板上的切口。
船体分段部件装配图
分段部件/组件装配图 Parts/Sub assembly Drawing1 分段部件、组件装配图是根据装配计划制作的，所以先要编制好装配计划，然后才能制作装配图。
最后整理成两份图纸：部件装配图[A1工位]和组件（包括板架）装配图[A2工位]2 图纸规格⑴ 封面选用A3横式。
部件装配图封面FORM名： HDASS_PART31组件装配图封面FORM名： HDASS_SUB31板架装配图封面FORM名： HDASS_PANEL31⑵ 其他图纸选用A3横式图纸。
FORM名：HDASS32⑶ 图纸在计算机的内部名① 封面： <A分段名> - 01COVER② 装配图纸名： <A分段名>－<部件/组件名>③ 打开图纸时的类型选择： Assembly drawing⑷ 每页图纸应填有图号、页码和总页数。
可用“图纸自动编页”程序生成。
3 页面安排3.1 封面内容：⑴ 工程面、工程号、图号、分段名。
⑵ 图纸页码和总页数。
⑶ 设计、校对签名、日期。
⑷ 必要的说明。
3.2 部件装配图：⑴ 以部件为单元，分页出图。
⑵ 大拼板部件属于拼板划线图。
⑶ 如果部件需两面装焊构件，要绘制正反两个立体视图。
自动出图只出一个视图，另一个视图要手工复制后翻身。
3.3 部件装配图的图面布置：⑴ 最下面布置零件表。
⑵ 左上角布置3D立体图。
⑶ 右边布置部件的平面图。
4 自动生成部件、组件装配图4.1 装配图是按装配计划出图的，所以装配树一定要根据工艺要求创建正确。
4.2 批处理出图选用程序”装配图自动生成“4.3 如只要修改一张装配图，选用程序”单个装配图自动出图“5 各种标注5.1采用自动出图后，对每一张装配图要核查它的模型准确性。
5.2检查图纸下面的表格内信息是否完善，如有差异应及时修正或者修改模型。
如果是共性的问题要通知开发者修改程序。
5.3标注信息之前，如果图面布置太拥挤可适当调整位置。
5.4尺寸标注：⑴ 型材间距的理论尺寸。
船体分段装配图设绘要领
Q/SWS 52-003-2005船体分段装配图设绘要领1 范围本标准规定了船体分段装配图的设计依据、内容要点、图面要求和校审要点。
本标准适用于各类船舶的船体生产设计。
2 规范性引用文件Q/SWS 12-001-2001 船体制图Q/SWS 41-003-2004 船舶结构焊接与坡口型式选用规定Q/SWS 52-012-2003 船体结构流水孔、透气孔和通焊孔形式3 设计依据3.1 船舶建造方针3.2 分段划分图3.3 肋骨型线图3.4 船舶结构焊接与坡口型式选用规定3.5 船体结构理论线图3.6 结构详细设计退审图（包括船东退审图、船检退审图）3.7 焊接规格表3.8 金属船体制图3.9 船体余量布置图3.10 船体临时通道及临时工艺孔图3.11 船体节点详图3.12 船体结构流水孔、透气孔和通焊孔形式3.13 船体强力构件开孔及补强4 内容要点4.1 设计要点4.1.1 分段装配图应准确反映分段所有的结构及精度、焊接等工艺信息，还应当包括标准舾1Q/SWS 52-003-2005装件、其它专业提出的结构加强和预开孔等内容。
其内容通过封面、组立树、分段重量重心、组立顺序图、安装材料及预舾装品目录、支柱胎架图、胎架二次划线图、外板展开图、甲板平面图、纵剖面图、横剖面图、局部剖面图和节点详图等方式进行表明。
4.1.2 船体分段装配图总体设计要领4.1.2.1 内容要求a） 船体分段装配图中除特记外，必须包括图号、页数、比例；b） 船体分段装配图中必须完整反映船体各类构件的组立名、零件号、板厚、材质等信息，必要时须标注几何尺寸；c） 组立内主要型材大小、板厚及材质等信息应标注在组立名下，剖面内可不需再次标注；d） 船体分段装配图中应标明在施工过程中的临时工艺孔；e） 对于可以做成永久性吊环的结构,应在装配图中反映出来；f） 装配图必须标明分段余量及余量切割阶段符号，焊接补偿量符号；g） 装配图需反映与其它专业的协调问题，其中包括：其它专业提供的通过结构的管子、风管、电缆、放水塞及人孔盖的预开孔和孔加强；参照舾装图纸确认与舾装有关联的基座垫板，确认甲板（平台）上面有没有安装柱子和垫板，并确认这些垫板与甲板（平台）下型材的通气孔、流水孔是否有干涉；垫板参照舾装图纸标明有舾装用途的管子支柱的安装精度要求；h） 结构图必须标明倾斜构件的安装角度。
船舶分段装配工艺设计应用
船舶分段装配工艺设计应用发布时间：2022-03-06T06:37:58.394Z 来源：《探索科学》2021年11月上21期作者：范周杰[导读] 分段装配是船舶制造过程的重要环节，是造船周期的关键性影响因素。
在传统造船业模式中，一线工人按照设计师提供的二维图纸进行装配时，稍有疏忽就会出错，造成人力物力的浪费；同时，由于制图的抽象性，设计人员与船东的沟通往往因没有具体的模型对象而出现偏差。
船用工艺复杂，是一个大的、综合的工业生产过程，涉及电子、机械、动力学、流体力学等多学科。
大船结构复杂，船型众多，很难实现一体成型，因此必须将大船分成若干分段进行制造和装配，然后再对分段后的船体进行焊接和装配。
江南造船（集团）有限责任公司范周杰摘要：分段装配是船舶制造过程的重要环节，是造船周期的关键性影响因素。
在传统造船业模式中，一线工人按照设计师提供的二维图纸进行装配时，稍有疏忽就会出错，造成人力物力的浪费；同时，由于制图的抽象性，设计人员与船东的沟通往往因没有具体的模型对象而出现偏差。
船用工艺复杂，是一个大的、综合的工业生产过程，涉及电子、机械、动力学、流体力学等多学科。
大船结构复杂，船型众多，很难实现一体成型，因此必须将大船分成若干分段进行制造和装配，然后再对分段后的船体进行焊接和装配。
船体分块装配在船舶制造过程中占有很大的工作时间，同时也消耗了大量的成本，因此，提高船体分块装配的工艺水平非常重要。
关键词：船舶；分段装配；工艺设计；应用；引言通过实际调查发现，大型船舶在建造过程中整体的工程质量与焊接变形之间有着紧密的联系，然而大型船舶在改建过程中出现的焊接变形与大型船舶新建之间有着较大的差异，前者主要会受到施工周期、参考资料等方面问题带来的影响，这样就会导致大范围焊接变形的现象出现。
因此，大型船舶建造单位要对分段建造的方法予以足够重视，在此基础上采取有效措施对焊接变形问题进行处理，这样才可以提高大型船舶的整体质量。
船体分段结构图
分段结构图 Block Assembly Drawing1 总则1.1 封面选用A3横式。
FORM名：HDBLO11.2 其他图纸选用A3横式无标题栏图纸。
FORM名：HDBLO21.3 结构图的计算机内部命名分类与页号排序规则⑴ 统一命名是为了在校对、交流及资源共享中便于检索。
⑵ 建模工作图 ：<分段名>－000 或 <分段名>－MODEL 例如：305-000或305-MODEL⑶ 施工图按内容分类命名：分段名- A<类型号><分类名>(1) 封面 A01COVER(2) 焊接坡口类型标识图 A02WDET(3) 典型节点详图 A03BDET(4) 工艺流程图 A04LC1、A04LC2 ┅┅(5) 典型角焊焊脚规格图 A05WH(6) 胎架布置图 A06JIG(7) 外板划线图 A07SHD(8) 外板展开图 A08SHE(9) 主平面图 A09DECK 例如内底板、甲板、主舱壁等(10)纵剖面图 A10LBO、A10LB3、A10LB6 ┅┅(11)横剖面图 A11FR49、A11FR51 ┅┅(12)其他结构剖面图 A12(13)吊马布置及分段重量、重心图 A13LHR1、A13LHR2、┅┅(14)分段完工测量测量位置图 A14CL1测量表格 A14CL22 封面内容⑴ 零件代码和流程码等的说明已在FORM中列出。
余量符号可根据工厂惯例调正。
⑵ 分段的重量、重心。
⑶ 分段流向的总段名或者船台。
⑷ 分段工位进行的焊接长度。
⑸ 需要声明的内容。
例如：焊接收缩补偿系数、结构的对称性、缺省的材质级别、缺省的角焊缝焊脚尺寸、零件边界的打磨圆角要求、本分段工位制作过程中的CO2衬垫焊的已扣除6mm间隙等等。
⑹ 工程名、工程号、图号、分段名及其肋位区间 、比例、页码。
⑺ 设计、校对签名、日期。
3 常用焊接坡口类型及其标识符图。
应根据生产工厂提交的“焊接基本规程”修正。
船体平面分段自动装配生产线研究_欧阳北京
相似，各国的造船技术人员都在设法对平行 舯体分段的建造工艺进行改进，以提高生产 效率，但大多是从工艺流程上为适应焊接自 动化着手，没有对零部件的装配手段进行改 造。
" 国际国内现状
日本堪称目前世界第一造船大国，其造 船技术基本代表了当今世界的最高水平。平 面分段生产流水线在日本可算是一项比较成 熟的技术，日本的平面分段生产流水线主要 是以能最大限度利用自动焊接技术的工艺流 程为目标进行流水线作业的，其自动化的着 眼点是焊接，而对装配手段没作根本性的改 进。这也是目前平面分段生产流水线的显著 特点。
船体平面分段自动装配生产线研究
欧阳ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ京 李维嘉
# 华中科技大学 $
提 要：本文从船体分段装配的角度介 绍了自动化平面分段生产流水线的设计方 案 ，方 案 中 应 用 了 计 算 机 精 确 控 制 行 车 技 术。
关键词：船体平面分段 装配流水线
! 问题的提出
造船是一种典型的单件生产行业，它无 法象汽车生产一样按严格的标准进行完全 的自动化流水线生产。
&
片体生产工位
零件配套工位
&
组件部件生产工位
&
零 件 、组 件 、部 件 装入进料框工位
&
’
框架自动定位安
装焊接工位
&
船体分段装配序列规划技术研究
%几种装配序列求解方法 )&$ 基于装配优先约束关系的装配序列生成方法 装配序列规划方面调研究从 J% 年代初开始装配序列优 先关系也是在这一时期被提出所谓装配优先关系是指在装配 体重不同零部件装配顺序之间的关系获取这种优先约束关 系并进行显示表达是最为直观的装配顺序生成方法 这种方 法在实际应用中具有自动实现对规划者依赖性较小等特点 基于这种方法直接求解其最大困难在于获取装配优先关系利 用人工交互关系的工作量较大同时对操作人员提出了较高要 求所以装配连接图自动产生装配序列开始成为这方面研究的 重点 )&) 基于组件识别的装配序列求解方法 按照现在的理论研究水平组件可以通过三个条件进行判 别第一组件中任何一个零件应与组件中另外的零件接触第 二组件一定要有稳定性第三装配之后组件不能干涉其他零 件的装配 工艺规划人员会结合装配车间具体情况通过人机 交互之后确定装配组件组件确定之后会分层次生成组件装配 顺序最后得到产品装配顺序 利用这种方式可以减小生成装 配序列的复杂性同时删掉装配操作工艺差的装配序列 )&( 基于遗传算法的装配序列规划方法 应用遗传算法可以很好的在计算复杂性与全局优化之间 获得平衡同时不需要精确的数学描述与装配顺序规划的特 性比较符合因此比较有前途 但是遗传算法在实际应用中还 有很多问题需要解决例如初始种群产生的问题编码的问题 及全局优化的收敛等问题 应用遗传算法进行装配序列规划 初始种群生成过程中可以将专家知识可行装配序列输入其 中并对种群成分进行改善
#装配序列规划概述 装配序列规划又被称为装配顺序规划在智能装配规划中 是非常重要的一个环节同时也为装配过程仿真的实现提供了 前提和基础它主要是利用计算机自动规划处待装配的零部件 装配工艺然后生成装配序列 实际上装配序列规划是一种约 束优化问题也就是说其意义在意如何从大量装配序列中选出 最优的装配序列这其中必然会涉及到计算机存储计算效率 等相关问题 或者说装配序列规划为虚拟装配方面的研究提 供了前提为产品装配工艺信息提供了有效载体为装配工艺
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船体分段装配序列规划系统设计
以智能化和数字化技术为设计基础，设计一个船体装配工艺辅助决策系统，通过系统开发将装配序列的推理和评价技术等进行合理封装，来帮助设计人员更好地进行装配工艺制定。
【Abstract】Based on intelligent and digital technology，an auxiliary decision system of hull assembly process is designed. Through system development，the reasoning and evaluation techniques of assembly sequence are properly encapsulated in order to help designers to make better assembly process.
标签：造船；模拟装配；辅助决策；智能化
1 引言
为解决目前我国造船企业，工艺制定自动化水准低、难度大的问题，我们设计开发了一个针对船舶装配工艺的计算机辅助决策系统，旨在通过系统开发将装配序列的推理和评价技术等进行合理封装，帮助设计人员更好地进行装配工艺制定。
2 装配工艺辅助决策系统设计思想
2.1 系统的设计目标
船体建造涉及的结构件众多，装配工艺制定过程复杂，标准化与规范化程度不高，难以系统地实现相关知识的积累和继承。
基于此背景，我们研究设计的船体装配工艺辅助决策系统，可以利用推理模块，实现高效快捷地给出船体分段装配序列的建议，并为装配工艺知识的收集、继承和管理提供良好的解决方案。
具体目标包括：①实现造船企业装配设计工艺的集成，便于企业对已有工艺和知识进行高效的收集、保存和管理；②加强装配工艺设计的规范性和准确性，提高船舶建造效率；③通过系统应用，降低建造过程返工率，缩短建造周期，降低船舶制造的生产成本。
2.2 系统的设计原则
本系統设计遵循如下原则：①操作简便。
软件使用方便快捷，界面设计简洁且便于操作。
②系统升级维护保障简易。
该系统系自主研发，具有较好的技术支持能力，能够及时地对软件进行更新升级。
③具有良好的整体性。
预留出专用接口，便于将该系统与其他软件进行整合。
④较强的专业性。
⑤具备数据收集功能。
便于相关知识、资源和数据的积累、分析和进一步优化。
2.3 开发环境及运行环境
开发平台：MS Visual Studio 2012。
该开发平台具有操作简单，可视化程度高，界面友好等特点。
数据库平台：本系统开发采用SQL Server 2012数据库。
SQL Server 2012是新一代大型关系数据库管理系统（DBMS），功能强大，数据安全性高，可以提供高效可靠的数据管理方案。
软件运行环境：Windows7/windows10操作系统。
硬件运行环境：Intel（R）Core？2i3-2410M及以上，内存不小于1G。
3 装配序列辅助决策系统设计
3.1 系统的总体结构
根据装配序列辅助规划决策系统的目标和船体装配工艺设计的特点，计算机辅助决策系统功能结构如下所示。
支撑层：提供外部程序的链接；资源层：实现装配资源、知识推理、模型仿真等资源的存储；功能层：主要包括装备资源管理、装配序列规划、仿真、评价、辅助决策等五个模块；用户层：方便用户从人机交互的界面进入船舶分段装配序列辅助决策系统。
3.2 系统主要功能模块
3.2.1 系统登录
该模块包括船体装配工艺辅助决策系统的登录和退出。
3.2.2 船体装配工艺辅助决策系统
船体装配工艺辅助决策系统，含装配资源管理、装配模拟、装配序列规划、装配序列评价等四大模块，其主要功能描述如下：①装配资源管理。
对常见制造物理资源和基本数据进行管理和维护。
主要功能包括产品信息管理、装配规则管理和部件连接信息管理。
其中产品信息管理主要实现对产品的属性记录和编辑功能，装配规则管理和部件连接信息管理则提供对装配工艺所需资源的增加和修改工作。
②装配模拟。
该模块主要包括装配模型管理和装配过程模拟两个子模块。
装配模型管理子模块，主要管理造船所需的装配结构件模型；装配过程模拟子模块，则主要对装配相关知识资料进行管理，对装配工艺进行虚拟仿真，还可以作为直观的装配过程演示与分析途径。
③装配序列规划。
该模块主要用于装配序列的工艺制定。
在完成装配对象的确定和初始条件设置的基础上，将研究对象和装配规则进行匹配，通过内部推理机制给出切实可行的装配序列决策建议。
这一模块是该系统的核心，主要功能包括对象管理、工艺辅助决策和结果管理。
④装配序列评价。
通过人机交互的方式确定评价指标，并选定待评价的装配序列，通过
内部运算机制对装配序列做出评价，以便于用户根据实际需求做出相应决策。
3.3 系统的数据结构设计
3.3.1 逻辑结构设计
表1截取了一部分数据表，用以说明本系统数据结构逻辑的设计。
3.3.2 物理结构设计
表2描述了数据结构的物理设计。
4 系统应用分析
以某双底层分段装焊工艺的制定过程为例，其结构模型如下图所示。
目前船厂的装焊工艺主要采取人工编制的方法，工艺编制过程涉及船体模型建立、装焊工艺编制及实验认证，对于新产品和新工艺编制的合理性和可靠性的认证审定周期较长。
与传统的装配序列的制定过程相比，船舶装配工艺辅助决策系统，能够在提高装配工艺制定效率、提升装配工艺的合理性和可行性方面取得良好效果。
在装配工艺方面，该系统主要通过以下三个步骤提高装配序列的制定效率。
①装配序列的智能推理。
目前船厂现有的装配工艺主要依赖设计人员和施工人员的经验和技术积累，标准化和规范化程度不足。
船舶装配工艺辅助决策系统，则通过将传统的装配知识进行整理分析，结合智能细算系统，形成标准化的推理规则，并将其固化为装配工艺的标准化流程，以对装配工作进行建议和指导。
②装配序列的仿真。
通过三维软件对推理生成的装配工艺进行仿真模拟，验证其可行性和有效性，从而对其进行初步筛选。
③装配序列的评价。
通过系统的装配序列评价模块，由资深的装焊工艺人员制定评价指标和相应指标的权重，结合模拟的结果对装配序列进行评价、分析和优劣排序，从给出的装配序列建议中选出最切实可行的装配序列。
经过船体装配工艺辅助决策系统的优化，采用模块化造船思想，以组立（纵舱壁+肋板）为单元，将部件数量由64个下降为43个，总工时由93个下降为76个，在很大程度上缩短了船体分段的建造工时。
有利于降低全船的建造周期，在市场低迷的情况下最大限度地节约造船企业的生产成本，从而提高经济效益。
【参考文献】
【1】黄洁，等.基于配合约束的装配序列规划的遗传算法研究[J].计算机集
成制造系统，2007（04）：34-35.
【2】王东云，等.基于知识PETRI网的自动装配规划[J].南京航空航天大学学报，1997（01）：45-46.。