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基于精益生产的船舶精度控制研究 邵志杰 吉李祥 张威 胡克伟 (沪东中华造船(集团)有限公司生产管理部，上海200129) 摘要：精益生产模式是目前世界上最先进的生产模式之一，它的成功在世界上掀起了精 益管理的热潮。本文从精益生产的模式出发，对现代造船的主流程进行初步分析，并以此为 着力点，探讨船舶精度信息化技术、三维测量分析、精度控制理论和方法在当代精度控制中 的应用。 关键词：精度控制信息化三维测量精度控制理论和方法 0．前言 随着世界造船竞争的日益加剧，后金融危机时代所带来的人民币升值、原材料价格上涨、 劳动力成本攀升等内外因素，对国内造船企业的生存状况造成了巨大的冲击。同时新船订单 量的萎缩和过度膨胀的造船产能之间的矛盾也日显突出，新船价格竞争战一触即发，国内造 船企业的微利润时代已经到来。 而追求利润最大化一直是企业的生存本能，要实现这一目标，就需要船企能够坚持转换 现代造船模式，在造船成本和效率方面不断缩短与世界先进造船企业的差距。因此，“精益造 船”已成为国内各大主流造船企业争相研究的对象。 1．现代造船的作业主流程 随着造船工艺技术的不断创新发展，现代造船模式已经向巨型总段建造、平地造船和造 船总流水线等模式发展。按照现代造船模式原理，其作业主流程反映的是以中间产品为导向 的作业分解原理。该原理是把最终的产品，按其形成的制造级，对生产的中间过程进行分解 与组合。并且对产品各阶段的任务分解提出相应的特性要求，其中包括明确的技术要求和制 作工艺；严格的中间产品质量、精度指标；以及作业任务所需的相关生产资料等等。从而在 船舶建造过程中提高生产效率，减少无效劳动时间，实现真正意义上的精益化生产。 在现代造船模式中通过精益生产原理的引入，按照船舶总装化建造方向，运用准时制生 产(JIT)技术，研究和实施作业流程和资源配置的优化分析，根据船企船坞(船台)等核 心资源的配置特点，优化建立柔性准生产线，实现船舶均衡、有序的总装建造，提高建造效 率和资源有效利用率，缩短造船周期，提升船舶整体建造水平。 2．精度控制——现代造船模式的支撑性技术 作为现代总装造船模式的支撑性技术——精度控制，无一例外的在所有国内外先进船企 的成功经验中被广泛推广。造船精度控制是现代造船的重大技术之一，也是船企实现精益造 船的一项重要特征。其原理就是运用数理统计的方法，通过对造船生产过程中加工误差和焊 接变形及其它过程的精度控制，用补偿值代替余量加放，减少船体加工、装配和焊接当中的 中国造船_[程学会工艺学术委员会 造船企业精益生产学术研讨会论文集 129 无效劳动。 现阶段的国内外先进造船企业，大都建立了完善的精度管理组织体系，明确各部门精度 职责，并在精度设计、精度控制标准、精度测量分析方法、精度信息化集成、造船精度工装 研发等各方面取得了一系列的成果。 2．1船体精度测量和分析技术革新 随着造船工艺技术的不断发展，总段建造巨型化、舾装完整性、壳舾涂一体化等技术指 标的要求逐步提高，相应的船体精度控制技术也将不断发展。船体建造精度管理目标以控制 中间产品如分段、巨型总段的精度为主要抓手，船体精度控制要求随之越来越高，相应的检 测方法、工装工具、分析技术等也带来了革命性的发展。 其中精度测量方法关系到部件测量精度和数据使用的延续性。目前企业常用的测量工具 是卷尺、水平仪、经纬仪和模板测量等，常用的传统测量方法为直接测量法和水平投影法。 该方法测量过程快速，但受外界影响因素较多，测量精度不高，后道工序使用延续性较差。 相比较传统的二维测量分析方式，高精度三维测量工具以及相关三维分析软件的引进， 给船舶建造行业的精度控制带来了一场革命。 新型测量方法是通过全站仪等高精度设备，测得空间点的三维坐标数据，可以对空间测 量点的相对位置进行精确定位。收集到的三维测量数据，利用专业分析和模拟搭载软件导入 模型进行对比分析，获得每一点相对理论空间坐标的偏差，作为分段搭载和修割的依据。计 算机三维模拟分析方法还可以将分／总段进行三维精度数据分析和模拟搭载，实现匹配和模拟 移动，清晰展现总组、搭载过程中分段的微调对整体耦合数据的变化，从而预判分／总段的定 位数据和状态，为现场搭载提供数据支持。同时通过对所测数据的对比分析和数据积累，可 找出分段的制造工艺缺陷和变形规律，对后续的类似制造工艺和方法进行优化。