船体建造精度测量DACS系统探析(中海工业(江苏)有限公)

摘要：文章分析了国内外精度测量和研究水平的进展和现状，阐述了船舶测量技术的概念和内容，探讨了制约测量控制技术的因素，介绍了DACS 精度控制系统的特点和操作过程，并通过实际生产中的应用情况，说明了该系统应用的意义。

关键词：船体建造；精度测量；船舶

中图分类号：U671文献标识码：A 文章编号：1671-9891（2010）03-0032-03

收稿日期：2010－04－22

作者简介：王勇（1985—），男，江苏泗阳人，中海工业（江苏）有限公司生产二车间助理工程师。

船体建造精度测量DACS 系统探析

王勇

（中海工业（江苏）有限公司生产二车间，江苏江都225211）

南通航运职业技术学院学报JOURNAL OF NANTONG VOCATIONAL ＆TECHNICAL SHIPPING COLLEGE 第9卷第3期2010年9月Vol.9No.3Sep.20100引言

造船业作为特殊的制造业有其自身的特点。造船业是资金密集、信息密集、技术密集和劳动力密集型行业，且需要临近江海湖泊的岸线，按照订单进行单件或小批量生产。受上游原材料供应商企业影响大，设施、设备和工具工装专用性强，进入和退出壁垒都很高，是竞争非常激烈的行业。

传统造船业采用的技术手段比较落后，明显不适应现代造船对时间、精度的要求。目前造船业比较发达的日本和韩国，已经进入了精度造船的时代，我们国家的造船业正从余量造船向无余量造船的时代过渡，要全面进入精度造船，还需要一个相当长的时间。采用现代数字化的造船精度控制设备和软件，是造船业从余量造船到无余量造船过渡的一个重要手段。青岛海徕天创科技有限公司是在国内首家涉足研究造船精度控制系统的专业高科技公司，在研究国外先进精度控制系统的基础上，开发出了国内第一套造船精度控制系统DACS （Dimensional &Accuracy Control System ，尺寸与精度控制系统）。目前，该系统是造船行业最佳的精度控制解决方案。本文介绍了DACS 精度控制系统的特点和操作过程，并进行了实际应用举例，以期对提高船厂在船体建造方面的水平能有所帮助。

1船舶测量技术发展历程

我国船舶测量技术的发展历程以测量船台中心线为例，最早采用吊线锤法划出船台中心线，即在船台中心线槽钢的两端分别焊上拉线角铁架，利用角铁架拉根钢丝，在钢丝两端处悬吊线锤，并调整钢丝使线锤位于槽钢中心位置，然后每隔若干距离悬吊线锤，便可在中心线槽钢上得出若干点，将这些点连成一条直线，并打上铳凿记号，即得船台中心线。用这种方法定位划线工艺复杂、劳动强度大、效率太低、误差太大，而且测量过程中要求其它工种停工，以避免震动太大及防止电焊、气割火花烧断钢丝。

上世纪60年代，不少船厂采用光学经纬仪作船台中心线。光学经纬仪比吊线锤法简便，且能保证足够的精度(误差不超过0.5mm)。上世纪70年代中期，在国内造船系统普遍应用的一种激光经纬仪是J2-JD 可正倒镜2秒级激光经纬仪。这种激光经纬仪方向性好、亮度高、直径小的红色激光点，以激光点的中心为基准，进行测量和划线。可正倒镜激光经纬仪与2秒级光学经纬仪相比，它既保持了2秒级光学经纬仪的原有性能和精度，能读数、能照准，又具有工作方便，避免差错、大大提高工作效率等优点。该激光经纬仪在上世纪70年代中期江南、沪东、中华、上船、大连等造船厂开展“无余量分段上船台一次定位合拢”的新工艺应用中发挥了巨大作用。例如沪东造船厂在25000t “泸州”号货船的建造过程中，应用激光经纬仪成功地实现了doi:10.3969/j.issn.1671—9891.2010.03.009

l1只底部分段和12只平行舯体舷部分段无余量上船台一次定位合拢，不仅提高工作效率3倍左右，缩短了船台周期10天，而且为在船台上推广二氧化碳气体保护垂直自动焊、铜衬垫焊等焊接新工艺新技术创造了良好的工作条件。[1]

国外船舶建造测量与精度控制技术大致经历了下列发展历程：早在1940年，人们把公差概念引入造船业，探索各个工序合理的公差；50年代起根据公差要求在工件装配边加放余量，装配时修割用激光经纬仪进行分段预修割后上船台，日本运用统计技术控制船体零件的尺寸公差；60年代起造船界运用数理统计技术和尺寸链技术探索船体建造公差和合理分布问题；精度造船成熟于日本70年代，用经验数值或公式解决热变形的补偿量问题，货舱平直分段已做到无余量，曲型分段放余量；80年代日本石川岛船厂应用电子计算机开发出补偿系统，可做到所有分段无余量制作；从2001年起，韩国三星巨济船厂开展巨型总段建造模式的研究，这对精度造船提出新的要求，韩国大宇造船厂已逐步开发出巨型总段的精度控制和激光三维定位测量技术。[2]

2目前在精度测量技术方面存在的问题

我国在测量与精度控制方面相比国外还比较薄弱，基本还是处于事前加余量建造，事后测量切割的状态，并且缺乏对精度控制的分析研究能力。对船体分段精度控制体系的研究方面基本是空白，也没有可操作的控制方法。具体而言，目前在精度测量技术方面还存在以下三个方面的问题：

2.1分段建造精度控制的问题

非数字化的测量，其结果要手工记录，不便于与现代的造船设计软件及现代的数据处理分析方法结合，不利于形成有效的数据库；钢尺量距的准确性不稳定，而且非常不方便，对于大型船只的结构件，钢尺无法完成准确的测量；数据采集需要的人员较多，工作效率低下。

2.2分段及总段精度检查控制存在的问题

分段体必须按照特定要求摆放，否则不好进行测量；数据报表需要人工计算，不方便与设计数据进行直接对比；效率比较低，容易出现错误，造成工期延误；由于测量手段及数据处理方式的落后目前还无法形成有效的精度管理机制及精度数据循环。[3]

2.3船体合拢精度检查控制存在的问题

传统测量方法效率低下，占用吊机时间较长；需要在现场对余量进行切割，需要对分段进行复位作业；很多分段需要进行二次定位，影响船台周期；传统的测量手段很难对船体分段在船体成型过程中的变化进行有效统计，为反变形的施放及无余量生产提供数据支持。

3

船舶测量DACS 系统3.1DACS 精度控制系统应用特点

（1）可以同时测量角度和距离，且精度较高。造船用的全站仪测角精度最高能到0.5秒，测距精度最高达到1mm ＋1ppm ，是目前世界上精度最高的全站仪，并全部自动显示和记录，无需人工读数和记录；

（2）非接触式测量，想测哪里就测哪里，令测量人员更轻松、更安全。全站仪的激光测距技术，可以测量200-500m 的物体表面，且专利的pinpoint 技术可以精确测量船体的边缘、角落以及一些难以触及的地方；

（3）造船用的专业测量软件，数据测量非常简单快捷。专业测量软件配合全站仪，在现场只需将仪器整平、瞄准等简单操作，其余操作都在软件上完成，软件操作符合造船业操作习惯，非常简单；

（4）三维分段精度管理软件可以自动进行分段的精度控制和分析。数据采集回来后，可以将数据导入计算机进行分段模拟搭载、检查分段CUT/WELD 值、形成精度检查表等，严格控制各分段的精度，与设计数据进行准确直观的对比，并按要求输出报表；

（5）船体三维模拟搭载软件可以将各分段在电脑里进行模拟合拢和搭载。在船体上坞台之前，可以先在计算机里进行模拟合拢和搭载，确保船体能够一次合拢，避免在坞期时间过长以及返工；

（6）整套系统全中文化操作，只要会简单电脑的人都可以操作。现场测量的仪器设备、测量软件以及室内的后处理软件，全部采用中文操作，使用简单，自动化程度高，非常容易上手。

3.2测量系统DACS 解决目前实际问题方案

王勇：船体建造精度测量DACS 系统探析第3期33