научная статья по теме ЭЛЕКТРОННЫЕ МОДЕЛИ КОРПУСОСТРОИТЕЛЬНОГО ПРОИЗВОДСТВА Машиностроение

Текст научной статьи на тему «ЭЛЕКТРОННЫЕ МОДЕЛИ КОРПУСОСТРОИТЕЛЬНОГО ПРОИЗВОДСТВА»

ние, гибка и сварка), технология сварки токами высокой частоты.

3. Важнейшим направлением повышения эффективности судокор-пусостроения в начале XXI века станет широкое применение сотовых стальных панелей, изготовленных с использованием лазерной сварки, и точных сварных алюминиевых панелей, полученных с применением предварительного упругого растяжения и поперечного выгиба.

4. Комплексное внедрение новейших роботизированных и автоматизированных групповых техноло-

Результаты маркетинговых исследований показывают, что существенным недостатком отечественного судостроения по сравнению с ведущими зарубежными верфями является значительная трудоемкость постройки судов, что негативно влияет на конкурентоспособность судов на мировом рынке.

Снижение трудоемкости на предприятиях-строителях — сложная проблема, требующая решения совокупности взаимосвязанных задач комплексной подготовки производства. Значительную долю трудовых затрат при постройке судов составляет трудоемкость корпусострои-тельного производства (табл. 1).

Аналогичное положение характерно и для зарубежного судостроения, например, доля трудовых затрат корпусостроительного производства (КСП) при постройке танкеров дедвейтом 40 и 95 тыс. т

гий на верфях различных классов обеспечит: снижение удельной трудоемкости постройки корпусов судов в 4—5 раз по сравнению с существующей в настоящее время на отечественных верфях и в 1,1 — 1,6 раза по сравнению с ведущими зарубежными верфями; увеличение выпуска продукции с 1 м2 общей площади цеха в 2—3 раза по сравнению с сегодняшним состоянием отечественных верфей и в 1,2—1,4 раза по сравнению с ведущими верфями мира. Литература

1. Проспекты Института электросварки имени

на верфях Японии достигает 45—48%.

В КСП, наряду со значительной трудоемкостью, определяющее значение в расширении фронта и организации монтажных и достроечных работ имеет планирование контрагентских работ и поставок судового комплектующего оборудования. В этих условиях повышение эффективности производства верфи в первую очередь связано с совершенствованием КСП на основе компьютеризации его организационной и технологической подготовки.

Одним из путей решения этой проблемы, следуя концепции CALS-технологий, является создание электронных моделей корпусостроительного производства (ЭМКСП) двух видов — виртуальной и рабочей для заданного проекта судна, что осуществлено творческой группой работников ОАО СЗ «Северная верфь» и

И. Е. Патона, фирм ESAB, Messer Griesheim, USF Gutmann, IMG.

2. Опыт использования лазерных технологий в судостроении/8. Д. Горбач, О. Г. Соколов, 8. М. Левшаков, 8. Л. Чабан, А. А. Васильев, А. Г. Игнатов//Судостроение. 2000. № 1.

3. Filippo G. D, Manzon L, Maschio P. An Integrated Steel Workshop for Shipbuilding:

A Real Application//Journal of Ship Production. 1998. November.

4. Roland Frank. Laserschweissen-Chancen, Probleme, Beispiele//Schiff & Hafen. 1999. No. 2.

5. Изготовление сварных крупногабаритных тонкостенных панелей из высокопрочных алюминиевых сплавов/Б. Е. Патон, Л. М. Лобанов, В. И. Павловский и др.//Автоматичес-кая сварка. 1989. № 10.

Академии судостроения под руководством автора.

Разработанные модели КСП соответствуют положениям CALS-технологий в части интеграции конструкторской информации о корпу-сосборочных единицах, технологических процессах формирования корпусов судов и о производственной среде предприятий-строителей на втором этапе жизненного цикла судов. Виртуальная и рабочие модели КСП являются реляционными базами данных.

Виртуальная модель включает типовые данные о производственной среде, изделиях (корпусах судов) и типовые технологические процессы формирования корпусов судов на построечных местах (рис. 1).

Данные о производственной среде являются исходными для определения поправочных коэффициентов к нормативам времени выполнения технологических операций КСП. Рабочая модель для каждого предприятия-строителя соответствует параметрам его производственной среды, а данные о технологических процессах — нормативным документам технического нормирования и отраслевому стандарту ОСТ 5Р.9914—94 [1].

Таблица 1 Удельные значения трудоемкости (Дт) корпусостроительного производства в общей трудоемкости постройки судов

Транспортные, вспомогательные морские (группа 361100) Дт, % Транспортные речные и смешанного плавания (группа 361200) Дт, % Промысловые (группа 361300) Дт, %

Сухогрузные самоходные Наливные самоходные Пассажирские на подводных крыльях Пассажирские на воздушной подушке Буксирные портовые Буксирные спасательные Научно-исследовательские 14-19 13-20 8-31 15-31 10-13 13-17 12-21 Сухогрузные самоходные Наливные самоходные Пассажирские на подводных крыльях Пассажирские на воздушной подушке Буксиры-толкачи 17-22 16-17 10-20 15-31 7-27 Траулеры большие Траулеры средние Траулеры малые Сейнеры и тунцеловы Рефрижераторы 6-14 11-15 9-17 10-14 17-25

ЭЛЕКТРОННЫЕ МОДЕЛИ КОРПУСОСТРОИТЕЛЬНОГО ПРОИЗВОДСТВА

В. В. Венков (ОАО СЗ «Северная верфь») удк 681.322:658.512:629.5

ТЕХНОЛОГИЯ СУДОСТРОЕНИЯ И МАШИНОСТРОЕНИЯ

СУДОСТРОЕНИЕ 5'2001

Рис. 1. Структура виртуальной электронной модели корпусостроительного производства

Нормативные документы, включающие нормативы времени выполнения технологических операций КСП, следующие:

Проверочно-разметочные работы при формировании объемных секций, блоков и корпусов судов. Укрупненные нормативы времени ЛГКИ-3401-175—80;

Обработка кромок корпусных конструкций. Укрупненные нормативы времени ЛГКИ-3401-176—89;

Стапельная сборка корпусов надводных судов. Укрупненные нормативы времени 74-0303-208—85;

Ручная дуговая сварка конструкций из углеродистых и низколегированных сталей электродами УОНИИ-13. Укрупненные нормативы времени 74-0303-123—82;

Сварка автоматическая и механизированная дуговая под флюсом конструкций из углеродистых и низколегированных сталей. Ук-

рупненные нормативы времени ГКЛИ-0303-304—89;

Сварка механизированная дуговая в углекислом газе конструкций из углеродистых и низколегированных сталей. Укрупненные нормативы времени ГКЛИ-0303-290—89.

Табличные задания нормативов времени в указанных нормативных документах программно преобразованы методом наименьших квадратов в функции регрессий.

В целях повышения точности преобразования нормативов времени технологических операций сварки толщины металла подразделены на диапазоны, для каждого из которых установлена своя функция регрессии.

Количество функций регрессий для операций сварки следующее: ручная — 568 (табл. 2); автоматическая — 230; механизированная — 600 (табл. 3).

Исходная информация для компьютерного формирования типовых технологических процессов изготовления корпусов судов на стапеле установлена стандартом ОСТ 5Р.9914— 94, в котором определены и типовые конструкции корпуса (секции и блоки секции), типовые работы и операции по каждой корпусосборочной

Таблица 2

Пример функций регрессий нормативов времени _ручной дуговой сварки по карте 39_

Тип Шов Толщина, мм Х2 Х1 Х0

Сторона Положение

Н1 Осн. Вертикальное 1—5 -0,3714 3,8686 0,26

Н1 Осн. Вертикальное 6—20 0,2271 1,3757 -0,5555

Н1 Осн. Горизонтальное 1—5 -0,3857 4,0343 0,2

Н1 Осн. Горизонтальное 6—20 0,2399 1,4619 -0,6609

Н1 Осн. Нижнее 1—5 -0,3143 2,6457 1,28

Н1 Осн. Нижнее 6—20 0,1582 0,8755 0,3788

Н1 Осн. Потолочное 1—5 -0,3786 4,2614 0,14

Н1 Осн. Потолочное 6—20 0,3472 2,0509 -4,0366

Н2 Доп. Вертикаль 1—5 -0,3714 3,8686 0,26

Н2 Доп. Вертикальное 6—20 0,2271 1,3757 -0,5555

Н2 Доп. Горизонтальное 1—5 -0,3857 4,0343 0,2

Н2 Доп. Горизонтальное 6—20 0,2399 1,4619 -0,6609

Н2 Доп. Нижнее 1—5 -0,3143 2,6457 1,28

Таблица 3

Пример функций регрессий нормативов времени сварки механизированной дуговой в углекислом газе

Тип Шов Х2 Х1 Х0 Номер карты

Сторона Положение

С14 Осн. Вертикальное 0,0009 0,0478 -0,3 14

С14 Осн. Горизонтальное 0,0011 0,0558 -0,37 14ное

С14 Осн. Нижнее 0,0004 0,0158 0,07 14

С14 Осн. Потолочное 0,0014 0,0617 -0,42 14

С15 Осн. Вертикальное 0,0007 0,014 -0,01 15

С15 Осн. Горизонтальное 0,0008 0,0161 -0,027 15

С15 Осн. Нижнее 0,0003 0,0052 0,0047 15

единице и последовательность их монтажа, а также имеются ссылки на нормативные документы (53 документа) с указаниями по выполнению операций. Каждая типовая секция модели подразделена на типовые подсекции (34 вида). Наряду с этими данными в структуру модели включены макеты данных о группе однотипных секций проекта с общими конструктивными и технологическими признаками и о каждой секции проекта. В макете данных о секции проекта установлены поля для указания: конструкторского кода секции, расположения секции в корпусе, основных характеристик ^х В х Н, масса), порядкового номера ее монтажа.

На основе всех этих данных сформированы виртуальные марш-рутно-операционные описания технологических процессов монтажа каждой типовой подсекции (34 типовых технологических процесса).

Для каждой операции в виртуальном описании технологического процесса предусмотрены следующие дополнительные данные: поправочный коэффициент норматива времени, код профессии, минимальное и максимальное количество рабочих, обозначение нормативного документа технического нормирования, номер карты нормативов времени.

В табл. 4 приведена часть виртуального маршрутно-операцион-ного описания технологического процесса монтажа типовой днищевой секции от борта до борта с двойным дном.

Создание рабочей электронной модели КСП осуществляется преобразованием виртуальной модели на основе следующих документов проекта судна: разбивка корпуса судна на секции и блоки; таблица сварки корпуса судна; конструктивный мидель-шпангоут; конструктивный продольный разрез.

Данные этих документов являются частью рабочей модели и интегрируются в виртуальную модель из сле-

дующих источников: бумажной документации технического проекта судна с последующим уточнением по рабочему проекту; систем ТпЬоп, Forаn.

Формирование рабочей модели КСП осуществляется в следующей последовательности:

запись данных в макеты групп однотипных секций;

запись данных в макеты каждой секции проекта, которая наследует информацию своей группы;

установк

Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.

Показать целиком