造船精度管理與控制講座

1、各位同仁，你們好！,造船精度管理與控制,概 述,船舶建造精度管理與控制的概念對于大家來講，應該不算陌生，幾年來，公司精度方面的文件、有關會議的宣貫、精控小組活動、無余量上船臺推行、全站儀使用等都是精度管理與控制方面的內(nèi)容。,但要是真正對精度管理與控制方面的認識，按照規(guī)定程序和策劃的方案進行運作，可能還需要進一步加強學習和在實踐中不斷加深理解，并在人的觀念上得到根本轉(zhuǎn)變。,因為，無論是從各級過程中對精度管理與控制的表現(xiàn)，還是實際生產(chǎn)中

2、船體分段建造精度、分段總組精度、分段大合攏的情況，都存在普遍性的問題。,本期精度管理與控制方面的講座，其實也沒有什么新鮮的內(nèi)容，只是與大家來共同復習過去的有關知識，回顧過去所發(fā)生事件，分析現(xiàn)狀，提出改進、提高的意見。,主要講三個方面的問題,（1）關于精度造船的發(fā)展趨勢；（2）本司精度方面存在主要問題；（3）下一步如何加強精度管理與控制。,一、關于精度造船的發(fā)展趨勢,一、關于精度造船的發(fā)展趨勢,造船精度管理不同于質(zhì)量管理。質(zhì)量管理，一

3、方面是企業(yè)內(nèi)部行為，但主要目的為了滿足船東要求。,船東他不管你生產(chǎn)進展的計劃拖不拖，不管你施工中開刀、換板多不多，不管你工作量大不大，不管你花了多少財力、物力，他只要你生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量越高越好。,在分段交驗中可以看到，船東注重的原材料是否滿足圖紙要求，結構安裝是否滿足規(guī)范要求，焊接質(zhì)量是否滿足焊接規(guī)格書要求，他只注重分段的中部，不關心分段外形尺寸準不準，合攏區(qū)結構位置對不對，分段整體變形大不大，他不愁你將來船不成型就下水。,,而精度管理，

4、與質(zhì)量管理不一樣，它完全是一種企業(yè)內(nèi)部行為，目的是為了獲得最大經(jīng)濟效益。,在設計和制造過程中，通過標準化管理和各階段的精度控制，減少各工序不必要的現(xiàn)場修整量，達到制造精度滿足標準要求，以減輕勞動強度和改善生產(chǎn)環(huán)境，避免重復勞動和降低生產(chǎn)成本、減少施工人數(shù)和設備、設施投入、縮短造船周期和提高經(jīng)濟效益。,,所以，精度管理主要目的是為了減少下道工作量和成本投入，獲取最大的經(jīng)濟效益。精度管理主要是依靠推進技術進步實行精度造船和推進管理進步強化過

5、程精度控制。,,所謂精度造船，簡單的講，就是充分考慮收縮補償量之后的無余量造船。,具體的講，就是從船舶建造的策劃到生產(chǎn)設計、從號料加工到分段預制、從分段總組到船臺大合攏，在這整個過程中運用數(shù)理統(tǒng)計和尺寸鏈理論，根據(jù)統(tǒng)計規(guī)律（實踐中跟蹤記錄）來計算加工的積累誤差和熱變形值（就是焊接受熱所產(chǎn)生的變形量）。,通過加放構件尺寸補償量來代替構件的加工余量；通過預熱變形線加熱技術來防止焊接熱變形。從而對建造全過程的尺寸精度進行控制，最大限度地減

6、少現(xiàn)場修整工作量，達到無余量裝配的目的。,,精度造船的目標是設計時軟件套料是無余量、零件號料加工是無余量、分段制作是無余量，就是外場（或者是船臺上）無切割即標準化造船、數(shù)字化造船，這就是目前世界上最先進的造船水平。,,船體建造精度管理的推行，不論在國內(nèi)還是在國外，都經(jīng)歷了一個漫長的發(fā)展過程。,,國外，上世紀四十年代就探索公差與配合在造船中的應用。,,五十年代末成功應用了船體建造預修整技術（我國是在六十年代中期引進船體建造精度管理的概念）

7、。,,七十年代開展最佳公差、合理化尺寸管理，通過加放補償余量來控制產(chǎn)品的建造精度。,,八十年代，日本成功地應用計算機技術開發(fā)了船體建造補償系統(tǒng)。,,九十年代日韓等發(fā)達國家已經(jīng)全面推行精度造船。,,進入二十一世紀以來，我國精度造船的推行發(fā)展飛快，特別是一些骨干企業(yè)，領先進一步，已全面實行無余量造船，分段建造過程精度得到控制，達到分段預搭載和合攏區(qū)預修整的程度。,精度造船從工藝技術方面，歸結起來可分為三個發(fā)展階段：,不用冷水服膠囊，睡前半

8、小時服藥忌立刻躺下。,（一）分段上船臺前進行預修整，以適應船臺裝配的尺寸精度要求（俗稱分段無余量上船臺）；,（二）平直分段進行建造全過程的尺寸精度控制，與曲面分段預修整上船臺相結合；,（三）對全船所有分段進行建造過程的尺寸精度控制。,作為本公司的精度造船水平在什么階段，一句話較難描述。,要說處在第三階段（全船所有分段進行建造過程的尺寸精度控制），也可以這樣講（現(xiàn)絕大部分分段無余量下料）。但是，事實上現(xiàn)在大合攏仍然需要切割和二次定位，并偏

9、差較大，開刀、換板也較多。,要說處在第二階段（平直分段進行建造全過程的尺寸精度控制，與曲面分段預修整上船臺相結合）.我們的機艙首尾段也大多數(shù)不放余量，比第二階段好像要先進一些，但是線型分段還沒有達到正式開始預修整工作，實際上還未達到第二階段的要求。,那就是處在第一階段的水平， （分段上船臺前進行預修整，以適應船臺裝配的尺寸精度要求）. 但實際情況是我們的較多平直分段上船臺仍需要進行二次定位。,綜合以上情況,只能模糊描述我們的水準：

10、設計上已經(jīng)接近第三階段,管理上基本接近第二階段,生產(chǎn)上可能接近第一階段.,就是說: 我們設計上還存在不夠細化，策劃和管理上還缺乏科學的有效措施，實際施工作業(yè)方面還處于較低水平，與國內(nèi)先進企業(yè)相比差距較大。因此----,我們必須奮起直追!,,二、本司精度方面存在主要問題,現(xiàn)場的問題確實較多，在此只講幾個典型性的問題。 1、結構焊接后“背燒”問題； 2、機艙曲面分段偏差的問題。,（一）結構焊接后“背燒”方面問題,1、不“

11、背燒”，有人認為未發(fā)現(xiàn)變形。事實上只要焊接受熱就會存在內(nèi)應力，就很有可能產(chǎn)生變形，只是有時候該部位物件的自重大于內(nèi)應力，暫時沒有出現(xiàn)明顯變形，但如果結構較多或?qū)⑽锛D(zhuǎn)過方向，讓其呈自由狀態(tài)，這時它的變形就會暴露出來。,部件結構焊接后的角變形,因板材自由邊重量，大于結構焊接后內(nèi)應力，所以看不出變形。,,,,,,,,,,,,,,板材結構焊接后的正常變形情況,,,,,,,,板材重力,板材重力,自由狀態(tài),,,,,,,2、不全部“背燒”，只對有結

12、構或焊接的部位“背燒”。這樣將會導致沒有“背燒”的區(qū)域出現(xiàn)波浪變形（有的是在后續(xù)結構安裝、焊接后出現(xiàn)變形）。我們要理解，“背燒”既是消除角變形，又是消除內(nèi)應力，也是預先反變形，所以，“背燒”要連續(xù)到結構靠近邊緣的位置。,不全部“背燒”,“背燒”僅在結構位置,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,●“背 燒”到端部,反變形,,3、“背燒”方法不對，有的加熱線不在結構對應位置而效果不好，有的不是根據(jù)板厚選擇合適寬度的加熱

13、線而適得其反，有的部件端部空檔位置不采取墊塊因重力因素而出現(xiàn)更大變形，有的結構加熱線一直板邊（與板邊應留10～20mm不加熱）而出現(xiàn)小木耳邊 。,“背燒”方法不對,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,a變形情況,b用木板墊,C效果不同,,4、“背燒”時機不對，有的部件裝到分段上后才“背燒”，有的分段移到外場才“背燒”，有的等到交驗時才“背燒”，這些都太晚

14、了，不但增加了操作難度和時間，而且效果不顯著，如果校正方法不對就可能出現(xiàn)更大的變形或者換板。因此，最合適的“背燒”時機應該是在地面上進行。,5、對于較大的平、曲面分段，在預制翻身后可能難以擱置的，可以采取先進行向分段上安裝，然后進行“背燒”，但“背燒”必須及時進行并在裝配中和焊接之前施工結束。,6、對于分段建造外板與甲板、平臺等交接的啟口和貼裝外板的焊縫兩側及合攏端等處，在分段預制過程中，要推行焊前“背燒”預先反變形，焊后檢查“背燒”完

15、善，這樣可節(jié)省50%的工作量。,“背燒”預先反變形,（二 ）機艙曲面分段建造中經(jīng)常出現(xiàn)的問題,案例：在某散貨船塢內(nèi)大合攏過程中，機艙主甲板段（E51-52S）下口與下面的二甲板段（E41-42S）的接縫嚴重錯位，其中外板80%錯位，均為E51S-52S外板、結構偏右，錯位最大是外板，大多數(shù)錯位,達到50～60mm之間，在E51S的小號端約3米和E52S的大號端約1.5米的上下外板與外板是吻合的；內(nèi)部艙壁等結構錯位最多的是30mm，多數(shù)在

16、15-20mm。這里要注意的是，為什么外板錯位比內(nèi)部結構錯位大？為什么大小號端外板吻合，而中部包括總組接縫處錯,位較大？同時，E52S與D11S的甲板邊線錯位約40mm，經(jīng)過測量，其中 ① E52S大號端甲板半寬偏小-20mm；② D11S小號端甲板半寬大+20mm；③E51與52S總組縫處甲板半寬-17mm；④E51-52S外板下口半寬，大號端+44mm，總組縫+28mm，小號端-9mm，,又是為什么？⑤ E41-42S上口甲板的

17、半寬，小號端-18mm，總組接縫處 -22mm，大號端-18mm,有一道強肋位處-25mm；⑥E41-42S下口外板半寬，小號端-7mm，總組接縫處-12mm，大號端+3mm,這些偏差又是為什么？經(jīng)過反復測量、分析，得出結論：,（1）最主要原因是分段建造時問題，E51S、E52S、E41S、E42S的舷側外板安裝下口的半寬尺寸不對；（2）重要原因是分段總組時，不測量分段外形尺寸，糊里糊涂總組，只考慮甲板中線對應將兩個段接起來

18、，其它的都不管；（3）更重要的是分段搭載時不及,時將問題暴露，而是依湊，自說自話盲目調(diào)節(jié)，使問題越來越大。這個教訓，在過去和現(xiàn)在的事例還很多，造成大量的物力、人力、精力、時間浪費，必須引起我們的高度重視，精度要從前道、道道把關、加以嚴格控制。,1、舷側曲面外板小分段預制：（1）活絡胎架存在偏差問題，水平高度相差不大，但升高支撐桿不垂直，有的局部傾斜，有的一順倒，支撐桿越高偏差越大，導致外板實際線型不準，尤其是分段邊緣和四個角更為重

19、要，胎架就是模子，如果都模子不準，所生產(chǎn)的物件怎么能夠準確呢？,,,（2）地面基準線不全問題，胎架中心線、基準肋位線、外板的外形輪廓線、板縫線、有關方線等是否提前全部勘劃正確。（3）外板與胎架定位問題，外板是否與地面投影線吻合，是否與胎架全部貼合，是否固定牢固（特別是四角、周邊），空檔較大的板縫處臨時間隔設置胎模予以加強。,比較正確的方法,（4）結構安裝的問題，結構的角度、合攏區(qū)結構的長度、結構的焊接程序、焊接前和過程中是否檢查四周板

20、與胎架國定變化情況，焊接出現(xiàn)變形是否采取正確的方法消除、移胎前是否對結構較弱的需要采取臨時加強措施。,以上一些不良現(xiàn)象如果不到位，都有可能導致舷側曲面分段的線型不準，將對后續(xù)分段精度產(chǎn)生較大影響。因此，必須道道檢查確認，嚴格把關。,2、曲面舷側在分段上安裝,（1）胎架寬度不夠。胎架邊緣距分段甲板邊距離太多，使甲板結構的平整度不能控制，加上舷側段重力集中，可能會使舷側下垂變形。,胎架寬度不夠,（2）胎架強度不夠。胎架不能承受分段重量，就難

21、以控制分段變形，特別是四周支點較稀、型鋼規(guī)格小，如果又沒有牽條，將會到時支點傾斜、彎曲等現(xiàn)象,胎架四周邊應設置胎膜,1000,寬大于150或型鋼,,（3）胎架剛性不夠。胎架四周或者四角某處沒有地龍，胎架結構又不形成框架式，就不能有效控制分段因焊接應力而出現(xiàn)上翹的變形。,（4）舷側定位尺寸不準。舷側小分段吊裝時定位，有的只看上口與甲板結構的對應貼合，不檢查下開口的半寬尺寸；有的只測量兩端，中部不測量任其自由；有的測量但方法不對，導致實際半

22、寬不準。,舷側外板定位測量,（5）舷側定位后加強或固定不可靠。舷側定位雖然數(shù)據(jù)準確，但因為胎架等原因，沒有檢查采取可靠的支撐、斜撐等措施，有的吊車松鉤后或焊接過程中就慢慢產(chǎn)生變形。,舷側安裝后支撐,（6）焊接程序不合理。甲板結構和舷側與甲板的焊接順序不合理而導致舷側精度不準，甲板結構焊接必須堅持從中部分別向左右、向兩頭方向的順序，并由雙數(shù)焊工對稱進行焊接的原則。,焊接程序,（7）分段移胎后擱墩不合理。分段移到外場后的擱墩，有的擱墩數(shù)量不

23、夠，有的墩不設在強結構位置，有的擱墩不平整使分段扭曲。 機艙平臺段移胎后需預舾，嚴格的講分段應擱置水平并測量準確，如扭曲時在預舾后剛性相對增加就難以恢復分段平整。,三、下一步如何加強精度管理與控制,（一）加強分段建造過程重要環(huán)節(jié)控制,1、分段建造方面,（1）所有小組件、中組件100%推行在地面上“背燒”，提前消除角變形、內(nèi)應力、預先反變形，100%完整性檢查，分段車間要作為必檢項目確認。（2）平、曲面分段劃線精度檢查確認，基準線、外形

24、尺寸、合攏區(qū)結構線情況精控員100%確認。,拼板自動焊要測量對角線檢驗，板片劃線也要勘劃測量對角線，并如圖所以：,,板片勘劃對角線檢驗，安裝結構要測量端部長度和結構角度，如圖所示：,,（3）胎架基準線完善和精度檢查確認，胎架基準線、分段輪廓線和板縫線（指非正切胎架）及時設置和上口精度、四周強度等精控員100%確認。,（4）分段對合線勘劃、復測修正精度檢查確認，分段地面方線和基準作業(yè)面合攏區(qū)對合線劃線時勘劃、移胎前以地面方線檢測分段精度并

25、修正對合線、三維線精控員100%確認。,5）假框架設置和精度檢查確認，按核準的分段（視情況可以擴大范圍）、部位、形式在基準作業(yè)面結構安裝時假框架準確設置到位，分段完工交驗前拆除。精控員100%確認。,（6）分段裝配后焊前對精度測量提交確認，分段在胎架上建造裝配結束，精控員100%精度測量交工藝科分析，按意見調(diào)整，再次測量提交確認后才能焊接。部門生產(chǎn)主管和分管領導對所有分段進行確認。,,,,（7）舵葉、掛舵臂等重要段按過程項目控制表確認，

26、胎架、基準線、鑄件、焊前、封板前、移胎前、完工前等過程按“流程控制表”各項目自檢和提交精控員確認。,（8）分段移胎前測量和完工前預修整提交確認，未經(jīng)焊前測量確認的段應在移胎前測量交分析、調(diào)整、確認后才能移胎；所有段都要在完工前再次測量、提交分析、對合攏區(qū)缺陷預修整、測量交確認后轉(zhuǎn)下道。,2、分段總組方面,（1）分段總組基面切取的正確性進行確認，按設計方案確定分段總組基準面測量符合要求，精控員100%確認。（2）總組定位分段地面方線勘劃

27、到位確認，總組第一個分段定位后，精控員按照分段上基準線為依據(jù)，在地面上勘劃出總段基準線和外圍方線做好記號，并相互檢查確認。,（3）總組段焊前對外圍精度測量提交分析和確認，分段總組把好外圍尺寸精度關，在總組縫焊接前，必須將總段外形測量數(shù)據(jù)提交工藝科分析，并按意見調(diào)整，再測量得到確認后才能進入焊接。,（4）總組完工前三維線、對合線復測和完善的確認，焊接結束按地面方線進行整體測量，提交工藝科分析，并檢測總段三維線、對合線并修正完善，提交精控主

28、管復查確認。,（5）合攏端余量100%自動割。（6）總段大合攏區(qū)缺陷預修整工作的確認，根據(jù)測量和工藝科分析所提出的意見，對總段外圍合攏區(qū)缺陷進行切割、補焊、坡口、打磨等預修整，完工后復測提交工藝科確認。,3、分段大合攏方面,（1）塢內(nèi)各基準線勘劃提交確認，上臺前塢底船臺中心線、大接縫截面線、船體半寬或假定中心線和塢墻上高度線，要統(tǒng)計測量更新，做好永久明顯標記，精控主管確認。,（2）船臺墩設置和定位段準確性，塢內(nèi)船上臺前，塢墩必須按布墩

29、圖一次性布置到位，木方捆扎規(guī)范牢固，上口測量刨平和四周圓弧倒角提交精控員確認。,（3）塢內(nèi)分段搭載最終定位后，精控員必須隨即利用全站儀PDA “掌中寶”并采用X1-2座標的方法進行測量該分段（總段）末端面的各主要節(jié)點位置的精度，然后將該測量“MES”數(shù)據(jù)立即提交工藝科，作為分段預搭載分析策劃的可靠依據(jù)。,注意：,（4）分段搭載“一吊一表”填報，每吊分段搭載定位后，精控員100%填寫“一吊一表”，對表格中需要填寫的都要填滿，然后經(jīng)QC復核

30、后最遲第二天就要提交建造師審核和生管部長審閱，接著轉(zhuǎn)工藝科登記簽字，每周六上午匯總后送交總師辦。,（5）分段搭載中各基準線駁移和標桿記號，隨著搭載的進展，要及時、提前將船臺中心線、高度基準線、大接縫截面線駁移到艙內(nèi)或甲板等處，為后續(xù)段搭載測量和水下系統(tǒng)工程及有關舾裝項目安裝提供依據(jù)，必要時要設置臨時標桿做記號。,（6）機艙和尾部大合攏精度控制，軸殼段定位控制與基座中線、船臺中線及尾軸出口距基座凹槽間距的數(shù)據(jù)，平臺段控制半寬、平整度及主要

31、構件層高，掛舵臂定位與基線、船體中心、舵孔中心線、尾軸中心線等數(shù)據(jù)偏差，精控主管確認。,（7）艙口圍焊前測量提交確認和精度控制，安裝前檢查艙圍精度，對面板平面度、側向直線度超差的應校正后才能劃余量線，必須進行精度測量交工藝科確認后才能焊接，完工前再次測量并與甲裝部交接。,（8）推行大接縫余量100%自動切割。（9）向上道部門反饋信息，大合攏中，如出現(xiàn)偏差較大現(xiàn)象，應召集建造師、QC、精管員、上道人員到場勘查、分析，拿出解決措施，并按方

32、案實施，提供測量和調(diào)查情況報表。,（二）工程項目結算的控制,1 、分段建造（包括外擴分段），凡是未經(jīng)過車間精控員和工藝科精管員測量、分析、預修整、完工確認的不得進行結算。,2、分段總組，凡是未經(jīng)過車間精控員和工藝科精管員外圍尺寸測量、分析、預修整、完工確認的不得進行結算。,3、分段大合攏，凡是對定位后分段末端的精度未測量提交工藝科和“一吊一表”未經(jīng)車間精控員、建造室、工藝科精管員確認的，該分段不予結算。,（三）各生產(chǎn)作業(yè)部門自主控制,1

33、、全面推行各工序精度控制流程卡，并進行過程跟蹤確認。2、將精度控制列入生產(chǎn)作業(yè)計劃。3、加強過程檢查和考核。,同志們，造船精度管理與控制，是一個新興的、科學的、復雜的系統(tǒng)工程，首要的是上層大力支持，重要的中層科學管理和認真抓落實，更重要的是基層要嚴格、自覺執(zhí)行，全員參與，過程預控。,市場經(jīng)濟的競爭，說到底就是科學技術的競爭，競爭的根本目的，就是創(chuàng)造最大的經(jīng)濟效益，時間是金錢，按時出塢、交船就是效益，精度管理與控制是保計劃的前提。,讓