鄭智敏

?

船體結(jié)構(gòu)安裝完整性智能監(jiān)測系統(tǒng)

鄭智敏

（海軍駐武漢四三八廠軍事代表室，武漢 430062）

本文分析了目前船體結(jié)構(gòu)完整性檢驗現(xiàn)狀，闡述了智能識別技術(shù)的應(yīng)用，提出了船體結(jié)構(gòu)安裝完整性智能監(jiān)測系統(tǒng)的工作原理，并分析了智能監(jiān)測系統(tǒng)的應(yīng)用前景。

船體結(jié)構(gòu) 完整性 智能監(jiān)測

0 引言

對艦艇建造質(zhì)量而言，船體結(jié)構(gòu)是否漏裝、漏焊不僅直接影響艦艇聲隱蔽性還關(guān)系艦艇的結(jié)構(gòu)強度，是影響艦艇安全性的重要因素。

為解決船體結(jié)構(gòu)部件安裝完整性、避免漏焊的問題，各船廠一般從管理的角度制定一系列管理文件，但由于艦艇分段結(jié)構(gòu)散裝件數(shù)量眾多、安裝工序多，造成檢驗周期長、工作量大，由于人為疏忽造成的疏漏仍有發(fā)生。艦艇在系泊試驗、航行試驗及使用過程中曾發(fā)生過因為船體結(jié)構(gòu)的漏裝、漏焊等原因造成局部結(jié)構(gòu)振動過大、噪聲異常的事件，這些事件影響了艦艇的建造周期、交船時間和部隊的正常使用，給軍地雙方都造成了損失。因此，船體結(jié)構(gòu)部件安裝的完整性始終是潛艇船體建造的重要內(nèi)容。

隨著海軍新造艦艇數(shù)量的增加，傳統(tǒng)的人工清點的方法達到船體結(jié)構(gòu)部件安裝完整性將來越來越難，如何運用現(xiàn)有的先進技術(shù)提升承制單位的結(jié)構(gòu)安裝檢驗效率，是目前急需解決的重點問題。質(zhì)量檢驗部門有必要開發(fā)一套智能檢測系統(tǒng)，動態(tài)監(jiān)控船體結(jié)構(gòu)部件安裝情況，有效杜絕結(jié)構(gòu)部件漏裝、錯裝等現(xiàn)象的發(fā)生，用先進的管理技術(shù)保證船體結(jié)構(gòu)安裝完整性100%，確保船體結(jié)構(gòu)建造安全。

1 船體結(jié)構(gòu)安裝管理現(xiàn)狀

根據(jù)對工廠船體結(jié)構(gòu)安裝情況的調(diào)研，為保證船體結(jié)構(gòu)部件安裝完整、正確，根據(jù)建造工藝流程，需要車間施工人員在分段完工后填寫“分段《結(jié)構(gòu)裝焊完整性狀態(tài)表》（以下簡稱狀態(tài)表）”一式三份，船臺車間施工人員在總段完工后填寫“總段《狀態(tài)表》”一式三份、在全船形成后填寫“下水前《狀態(tài)表》”一式兩份。同時，根據(jù)“三檢制”的要求，檢驗人員在分段完工后、總段完工后、全船形成后等幾個階段又需要對船體結(jié)構(gòu)部件、散裝件進行逐一清點，重復(fù)勞動，人為疏漏仍難避免。

目前，國內(nèi)尚沒有開發(fā)出結(jié)構(gòu)智能檢測系統(tǒng)，有船廠開發(fā)出在線質(zhì)量監(jiān)控系統(tǒng)，能夠監(jiān)控產(chǎn)品的過程情況，實現(xiàn)信息共享，但是由于艦船建造工序多、技術(shù)狀態(tài)控制面廣、牽涉面繁雜的特點，實現(xiàn)全面的在線質(zhì)量監(jiān)控還有局限性，需要設(shè)計所、工廠協(xié)同配合逐步推進。

2 智能監(jiān)測系統(tǒng)的核心技術(shù)

智能監(jiān)測系統(tǒng)的核心是自動識別技術(shù)。自動識別技術(shù)近幾十年來在全球范圍內(nèi)得到了迅猛發(fā)展，形成了包括條碼技術(shù)、射頻識別、生物識別、語音識別、圖像識別、磁識別、和光學(xué)字符識別等集計算機、光電、通信技術(shù)為一體的高技術(shù)學(xué)科。

條碼技術(shù)由于具有制作容易、掃描操作簡單、信息采集速度快、可靠性高、誤碼率低、成本低等特點，在許多行業(yè)得到廣泛應(yīng)用。

射頻識別技術(shù)，具有非接觸識別、可識別高速運動物體、抗惡劣環(huán)境、空間方向性識別無限制、可同時識別多個對象等突出特點，廣泛應(yīng)用于物料跟蹤、車輛識別、生產(chǎn)過程控制等，缺點是成本較高，而且進貨渠道窄，需要從國外采購。

可以預(yù)見，船廠的自動化水平達到一定程度采用射頻識別技術(shù)效率更高，但是對本題要解決的實際問題需求和從目前國內(nèi)船廠的自動化管理水平來看，采用條碼技術(shù)更為適宜。通過擬合條碼技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)能夠開發(fā)出監(jiān)測船體結(jié)構(gòu)部件安裝完整性的智能監(jiān)測系統(tǒng)。

3 智能監(jiān)測系統(tǒng)工作原理

通過使用條碼技術(shù)，零部件信息在生產(chǎn)準備階段通過電子輸入完成，建立結(jié)構(gòu)件編碼子系統(tǒng)，按照不同階段形成零部件托盤；各車間根據(jù)條碼終端采集子系統(tǒng)生成條碼標識；檢驗員采集裝、焊信息傳入數(shù)據(jù)分析子系統(tǒng)；數(shù)據(jù)分析子系統(tǒng)結(jié)果傳入動態(tài)監(jiān)控子系統(tǒng)匯總各產(chǎn)品動態(tài)數(shù)據(jù)；報表生成子系統(tǒng)提取動態(tài)監(jiān)控子系統(tǒng)數(shù)據(jù)進行判定后生成報表并存檔；當技術(shù)狀態(tài)發(fā)生改變時，由工藝部門按照審批權(quán)限通過數(shù)據(jù)維護子系統(tǒng)對數(shù)據(jù)庫進行修改。

圖1 智能監(jiān)測系統(tǒng)工作原理框圖

4 智能監(jiān)測系統(tǒng)的應(yīng)用前景

目前的智能監(jiān)測系統(tǒng)可以實現(xiàn)船體結(jié)構(gòu)件的在線監(jiān)控，也可以實現(xiàn)對其它設(shè)備安裝、試驗的管理，但是由于條碼技術(shù)信息量的局限性，在工廠技術(shù)力量進步的前提下，可以運用射頻技術(shù)、三維虛擬技術(shù)對其進行升級，使智能監(jiān)測系統(tǒng)可以監(jiān)控艦艇建造全過程質(zhì)量狀態(tài)，使系統(tǒng)不僅能監(jiān)測結(jié)構(gòu)件的裝、焊完整性，還能監(jiān)測結(jié)構(gòu)、設(shè)備安裝的正確性與合理性。

智能監(jiān)測系統(tǒng)能夠完成艦艇建造符合性的在線監(jiān)控，但是還不能輸出真正的“智能化”建議，因此，總裝廠還應(yīng)大力發(fā)展精度造船技術(shù)，通過網(wǎng)絡(luò)平臺將實時精度數(shù)據(jù)輸入三維生產(chǎn)設(shè)計，開發(fā)專門軟件將精度管理和智能監(jiān)測融合起來，才能實現(xiàn)真正意義上的數(shù)字造船。

[1] 騰紹勝等. 智能檢測系統(tǒng)與融合[M]. 北京：機械工業(yè)出版社，2000.

[2] 李麗娜. 航海自動化[M]. 人民交通出版社，2000，（1）：55-76.

[3] Petersen K Y, Nijmeijer H. Under actuated ship tracking control: Theory and Experiments [J]. Int. J. Control, 2001, 74(14): 1435-1446.

Intelligent System of Monitoring of the Integrality for Hull Structure

Zheng Zhimin

(Naval Representatives Office in 438 Factory, Wuhan 430062, China)

U661.4

A

1003-4862（2013）10-0040-02

2013-04-23

鄭智敏（1969-）男，工程師。研究方向:艦船制造。