船舶先进制造技术作业-课件(ppt·精选)

先进制造技术
随着信息技术、新材料等 领域的突破，船舶制造技 术不断升级，向数字化、 智能化方向发展。
现代船舶制造技术的特点
数字化
自动化
利用计算机技术实现船舶设计的数字化建 模、仿真和优化，提高设计效率和精度。
采用机器人、自动化设备进行切割、焊接 、装配等作业，减少人工干预，提高生产 效率。
智能化
绿色环保
通过物联网、大数据等技术实现船舶制造 过程的智能化监控、预测和优化，提高生 产管理水平和产品质量。
注重环保和可持续发展，采用环保材料和 清洁能源，降低能耗和排放，提高船舶能 效和环保性能。
船舶制造技术的应用领域
民用船舶
包括货船、客船、游艇等 ，满足国内外航运市场需 求。
军用船舶
包括军舰、潜艇等，用于 国防建设和军事行动。
定制化、个性化制造
随着消费者需求的多样化，船舶制造 将更加注重定制化和个性化，以满足 不同客户的需求。
数字化、信息化技术的应用
数字化、信息化技术将广泛应用于船 舶制造中，实现生产过程的可视化和 可控化。
船舶先进制造技术对未来船舶工业的影响
提高船舶制造效率和质量
先进制造技术的应用将大幅提高船舶制 造的效率和质量，缩短产品研发周期，
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市场竞争激烈
船舶制造业市场竞争激烈，需要不断提高 产品质量和技术水平，以获得更大的市场 份额。
船舶先进制造技术的发展前景
智能化制造
随着人工智能、大数据等技术的发展 ，船舶制造将逐渐实现智能化，提高 制造效率和质量。
绿色制造技术
环保法规的日益严格，绿色制造技术 将在船舶制造中得到广泛应用，实现 环保和经济效益的双赢。
通过智能船舶制造技术，可以实现船舶设计和制造过程的自动化和智舶制造技术

2、船体生产设计的基本要求
⑴ 船体生产设计应立足于造船企业的全部产品 和各个专业中的全面实施。
⑵ 船体生产设计应贯彻建造方针、施工要领等 文件所提出的要求。
⑶ 船体生产设计应根据工艺阶段和生产区域， 包括工位、车间生产活动的需要，绘制施工图、管理 表并提供有关施工信息。
船体建造一般划分为六个工艺阶段：零件加工、 部件装配、组合件装配、分段装配、总段装配、船台 （坞）合拢。
第三节 船 体 建 模
二、船体建模的主要任务
2、按分段进行建模
⑴ 根据详细设计图纸按分段进行船体构件的三 维模型制作。
⑵ 根据生产组装中的的生产信息以及装配顺序 在建模中加入相应的工艺信息。例如焊接坡口、焊道的
止水孔等。
⑶ 根据具体装配顺序，确定各零件的装配名 称，在模型中添加。
⑷ 加工、装配、检验所需的一些划线。
第四节 分段工作图的设绘
2、两种工作图出图模式的比较
第四节 分段工作图的设绘
二、按分段出图的工作图的内容
按分段出图的工作图的内容主要有分段 装配图、零件表、工艺表和胎架图表。
1、分段装配图
⑴ 分段平面布置图； ⑵ 各相关横剖面、纵剖面结构详图； ⑶ 各典型节点； ⑷ 结构切口详图，包括切角、流水孔、通焊孔 以及构件通过水密油密结构的截漏孔等。 ⑸ 结构端部形式；
⑾ 舾装开孔；
⑿ 分段完工后精度尺寸；
第四节 分段工作图的设绘
第四节 分段工作图的设绘
第四节 分段工作图的设绘
二、按分段出图的工作图的内容
1、分段装配图
⒀ 焊接细节；（如焊脚高度、有坡口的角焊缝、焊接
种类、方法、坡口形式板厚差过渡形式和是否要碳刨等）
⒁ 缓焊部位； ⒂ 安装理论线、装配基准线； ⒃ 各种余量、补偿量标志； ⒄ 预舾装件。如放水塞、直梯、踏步、栏杆、 扶手、人孔盖、通风孔等。

是一种新型的生产模式。其目标在于寻找一 CIMS是一种新型的生产模式。其目标在于寻找一 条使企业达到预定战略目标的有效途径。这就是， 从系统工程的整体优化观点出发，通盘考虑市场 需求，企业经营目标，技术支撑条件和人的因素， 利用现代信息技术，生产技术及两者的结合，对 生产过程涉及的各个局部系统进行有效的综合集 成以达到全局优化的目的。
造船企业CIMS的实施 造船企业CIMS的实施 造船C IMS 是运用先进的信息技术、网络技 术、智能技术建立船舶的数字化设计、制 造、管理环境,实现以设计为源头、信息流 为依据、物流控制为主线的 造船设计、制 造、管理一体化数字平台系统!, 对船舶的设 计、制造、管理等活动进行全过程、全系 统的最优控制, 使造船企业实现产品开发设 计、生产制造与过程控制以及管理与经营 决策数字化, 从而为现代造船模式的进一步 深化, 提高船舶企业综合素质和整体效率提 供技术支撑。
造船CIMS总体框架图 造船CIMS总体框架图
CIMS成功实施的主要因素 CIMS成功实施的主要因素
1）项目研制是企业发展自身的需求 2）领导必须直接参与项目的推进 3）正确处理整体和局部的关系 4）扎实的管理是项目推进的基础 5）抓好基础数据收集与分析 6）人员培训是项目实施的保证
造船CIMS的总体框架： 造船CIMS的总体框架： 的总体框架 主要由造船CAD / CAM 设计软件、基于 PDM(产品数据库管理系统)构架产品设计信 息集成系统、生产计划管理系统、劳动力 资源管理系统、船舶质量管理系统、人力 资源管理系统、造船物流管理系统、造船 财务管理系统、船舶成本管理系统、系统 集成和信息交换平台等10个功能部分组成, 参见图1。
先进制造技术是造船业发展的基础
类型和阶段分类，按”中间产品” 类型和阶段分类，按”中间产品”的概念组织造船 的流水和工位固定人员流动的虚拟流水生产。 4）80年代以来，电子计算机技术在造船中应用不 80年代以来， 断拓展，造船精度控制技术和船舶工程管理技术 日臻完善, 使造船业的社会技术的协同机制充分发 挥作用, 实现了以“ 空间分道、时间有序” 为特 征的“壳舾涂一体化” 。即造船的计算机集成制 造系统（CIMS）船厂成为信密集型企业, 是现代 造船的最高水平。

放样工作包括船体型线光顺，理论型值修正，结构件放样， 构件展开和样板制作，并为后续工序提供各种放样资料。
根据放样资料提供的数据可制造样板和样箱，同时对胎架 型值，各种构件的加工信息和后续工序的连续数据提供全部施 工信息。
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（2）钢材预处理
钢材表面一般带有氧化皮、铁钻、局部凹凸不平、翘 曲或扭曲等缺陷，需要对钢材进行矫平、除锈和涂防护底 漆等作业，这些作业统称为钢材预处理。
6.造船工艺的主要任务:一方面应根据现有技术条件为造
船生产制订优良的工艺方案和工艺方法以缩短周期、降低生产 成本、提高质量和改善生产条件；另一方面应大力研究开发新 工艺、新技术来断提高造船工艺水平，以适应社会经济不断发 展的需要。
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三、船舶建造的内容和工艺流程
1.船舶建造的内容 上世纪七十代前
上世纪七十代后
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1.2舾装工艺
将各种船用施备、仪器、装置、设施等安装
到船上的全过程，以确保舶舶的正常航行，满
足人们在船上的工作、生活、休息等一切活动
的需要。
舾装作业系统：
在使用材料上包括钢材铝、铜等许多有色金属及合
金、非金属方面包托木材、工程塑料、水泥、陶瓷、
橡胶和玻璃及装饰材料等繁多的种类；
涉及的工种有装配工、电工、木工、管工、钳工等
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船舶的其他装置和设备包括
锚设备与系泊设备； 舵设备与操舵装置； 救生设备； 消防设备； 船内外通信设备； 照明设备； 信号设备； 导航设备；
起货设备； 通风、空调和冷藏设备； 海水和生活用淡水系统； 压载水系统； 液体舱的测深系统和透气系统； 舱底水疏干系统； 船舶电气设备； 其他特殊设备(依船舶的特殊需 要而定)。
（3）号料
把按草图样板、样箱等放样资料进行放样展开后的各零件 图的图样及其加工、装配符号，画到平直的钢板或型钢上。

船舶纳米涂料技术的前景
纳米涂料技术的推广应用为船舶工业的 发展提供 ,而涂料质 量的好坏又直接影响到船舶制造业,政府各 主管部门、企业界应抓紧时间，加大相关 科技开发的力度，以全面提升我国涂料工 业的技术水平和其它产品在国际 市场上的 竞争力。
船舶先进的制造技术
• 一：数控水火弯板 • 二：夹层板的应用 • 三：船舶纳米涂料 • 四：激光焊接
数控水火弯板
水火弯板计算机应用技术原理 水火弯板是指沿预定的加热线用氧-乙炔烘炬
对板材进行局部线状加热,并用水进行跟踪冷却， 使板产生局部塑性变形，从而将板弯成所要求曲 面形状。
然后从理论上提出工艺参数的量化计算依据， 提出设计方法，开发出软件系统， 科学地给出 工艺参数及工艺过程，并在此基础上进一步研制 代替工人体力劳动 的弯板机。
目前，需要对水火弯曲进行更精确的热弹性 分析，并取得更多的实验数据，开发机器人水火 弯板工艺，从而实现水火弯板全自动加工。
夹层板的应用
夹层板的应用原理：
夹层板是合成板的一种,它 由三层性能不同、厚度 不一的 板件叠加而成。针对舰船特点， 由加拿大的IE公司和它在德国的 工业伙伴艾拉斯特格兰 公司合 作开发而成的基于复合材料的夹 层板，即面板 为复合材料层合 板，芯层为高阻尼粘弹性材料， 被称为 SPS(Sandwich plate system)夹层结构材料,其结构形 式如右图
水火弯板计算机应用技术发展概况和前景
虽然现在各项研究已取得一定成绩，但这些 研究成果仍是初步的，各种参数预报方法都还不 能准确地适应各种形状的船体板。由于水火弯板 的影响因素太复杂，板的形状又 千变万化，分 析中不得不作必要的简化，这就使理论 解出现 了误差；而基于实验数据处理的模拟分析又由 于数据的局限性，而导致应用范围有限。

展开的基本原理
• 当n→∞时，正n边形趋近于圆 • 将一个曲面分为若干小曲面，当小曲 面足够小时，小曲面可用小平面代替 • 所有小平面在同一平面内拼接，即可 得到近似的曲面展开图 • 双曲度外板的近似展开，将一张外板 划分为许多小块曲面，将这些小块曲 面当作平面或单向曲度面进行展开 • 展开方法有很多，但基本思想一样
#8 #9 #10
A' R’9 R’10 R'8 O R8 R9 R10 R11 肋骨型线图 （轴壳部位） R'8
#11
#12
R’11
R’9
R’10
A-A’斜剖面
A
R’11
O
轴中心线
O8 R8
O9 R9
O10
O11
O12 R11
O'
B
R10
肋距 L
A
#7 #8 #9 #10 #11 #12
修改前后的尾轴出口处肋骨型线比对图
• 船体型线放样与构件放样结束后，应 编制完工型值表，包括 理论型线型值表 肋骨型线型值表 结构线和板缝线型值
第三节 船体构件的展开
• 肋骨型线图，又称施工型线图 • 船体构件在肋骨型线图的表达形式分 为两类 构件的投影反映其真实形状 构件的投影不反映其真实形状
船体型线图的投影关系
构不 件投 在影 肋反 骨映 型其 线真 图实 上形 的状
• 绘制时根据设计绘出的实际肋骨间距 和横向构件沿船长分布的位置 • 在型线图做出一组理论横剖面平行的 剖切面，并将其与船体表面的交线投 到横剖线图上，即得肋骨型线图
肋骨线放样
• 肋骨型线放样涉及到尾轴出口处肋骨 型线修正问题，此处外板光顺性被破 坏，对强度、水动力性能及工艺性都 有影响

一 船体结构线放样概述
船体结构线放样定义
依据肋骨型线图、外板展开图和结构图提供的信息，绘 出全部船体结构的理论线
船体结构
船体外板
横缝（一般//肋骨剖面） 纵缝
甲板（同外板） 内部构件
横向—横梁、横舱壁、肋骨、肋板等 纵向—纵桁（骨）、纵舱壁等
横201向9/构8/1件1 在肋骨型线图上形状和位置船已舶建定造工艺
• 三者是矛盾的也是统一的
• 型线修正的目的就是要解决型线光顺 和型值吻合这一矛盾，使光顺性、协 调型和一致投影性的到统一，使型线 图能正确表达船体表面的真实形状
型线修正的原则(1)
• 归纳起来有这样几点
• 型线修改时，要保证原型线所围的体 积不变，以免影响舱室和排水体积。 特别是▽对各项性能有一定的影响
二、 绘制肋骨型线图
• 理论型线图放样只解决了船体外表面 光顺的问题，与指导施工有很大差距
• 每档肋位上构件依据肋骨剖面的形状 进行加工，因此须作出肋骨型线图， 也称为施工型线图
• 决定船体肋骨剖面形状、构件的布置 • 外板接缝线排列和展开的重要依据 • 样板，样箱的制作依据
1、肋骨线放样
• 肋骨型线的性质与理论站线一样
始凸（起2）处尾的轴原中肋心骨线线布置位置和布置形式 （（33） ）在 开横 始剖 凸线 起图 的上 肋， 骨斜 号剖线应贯穿整个轴壳
板 （4）出口处船尾舶建轴造半工艺径
圆弧型双尾鳍肋骨型线放样
• 保证轴壳纵向和横向与船体曲面光顺过渡 • 轴壳在相应肋骨处的圆弧半径、用轴心作圆 • 用反圆弧将其与肋骨线光顺连接
• 双尾鳍—圆弧形状，非圆弧形状(较多)
2．肋骨型线放样
2019/8/11
船舶建造工艺

统筹法是运用统筹兼顾的基本思想，对错综复杂、种类繁多的工作 进行统一筹划，合理安排的一种科学方法。它是运筹学的一个分支， 属于管理科学的一部分。1956年，美国首先开始研究统筹法。将其 称之为“计划评估”，其意思是用这种方法来评价和估计“计划的 好坏”。1962年，我国科学家钱学森首先将网络计划技术引进国内， 随后，经过我国数学家华罗庚对网络计划技术的大力推广，使这一 科学的管理技术在中国生根发芽，开花结果。
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2.2 现代造船方法
2.2.3.1 统筹优化理论 统筹法
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2.2 现代造船方法
2.2.3.1 统筹优化理论
最优化是应用数学的一个分支，主要指在一定条件限制下，选取某 种研究方案使目标达到最优的一种方法。最优化问题在当今的军事、 工程、管理等领域有着极其广泛的应用。
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2.2 现代造船方法
2.2.3.1 统筹优化理论
最优化举例：
旅行商问题(TravelingSalesmanProblem，TSP)是一个经典的组合优化 问题。经典的TSP可以描述为：一个商品推销员要去若干个城市推 销商品，该推销员从一个城市出发，需要经过所有城市后，回到出 发地。应如何选择行进路线，以使总的行程最短。
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2.2 现代造船方法
2.2.3 现代造船模式的内涵 两大理论
◦ 统筹优化理论：从整体、综合、动态、寻优观点、协调各系统关系 ◦ 成组技术原理：相似性原理
两大一体化
◦ 壳舾涂一体化 ◦ 设计、生产、管理一体化
总装造船：中间产品完整性
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2.2 现代造船方法
2.2.3.1 统筹优化理论
生产方式

CIMS的概念
CIMS是一种新型的生产模式。其目标在于寻找一 条使企业达到预定战略目标的有效途径。这就是， 从系统工程的整体优化观点出发，通盘考虑市场 需求，企业经营目标，技术支撑条件和人的因素， 利用现代信息技术，生产技术及两者的结合，对 生产过程涉及的各个局部系统进行有效的综合集 成以达到全局优化的目的。
造船CIMS总体框架图
CIMS成功实施的主要因素
1）项目研制是企业发展自身的需求 2）领导必须直接参与项目的推进 3）正确处理整体和局部的关系 4）扎实的管理是项目推进的基础 5）抓好基础数据收集与分析 6）人员培训是项目实施的保证
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船舶先进制造技术
CIMS在船舶制造中的应用
先进制造技术是造船业发展的基础
先进制造技术与造船业的发展
1）50年代前“铆接技术”在造船业中的应用，使 古老的木船建造发展为以钢船建造为主体的近代 造船。
2）60年代“焊接技术”的应用，使原来以功能分 类的“系统”导向的古代造船方法转变为以“区 域”导向。
3）70年代“成组技术”引入造船业，通过不同类 型船舶的建造过程相似性分析，以船舶区域，作 业
先进制造技术是造船业发展的基础
类型和阶段分类，按”中间产品”的概念组织造船 的流水和工位固定人员流动的虚拟流水生产。
4）80年代以来，电子计算机技术在造船中应用 不断拓展，造船精度控制技术和船舶工程管理技 术日臻完善, 使造船业的社会技术的协同机制充分 发挥作用, 实现了以“ 空间分道、时间有序” 为 特征的“壳舾涂一体化” 。即造船的计算机集成 制造系统（CIMS）船厂成为信密集型企业, 是现 代造船的最高水平。
造船企业CIMS的实施