基于APNS的船体板材套料优化设计【文献综述】

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1、毕业设计文献综述船舶与海洋工程基于APNS的船体板材套料优化设计【前言】从世界银行的统计资料了解到，中国、印度等发展中国家，由于缺乏钢材套料技术和切割焊接经验，企业在钢材切割焊接过程中比美国、日本等发达国家的企业多浪费了10%的钢材。中国去年生产和消费了2亿多t钢材，其中需要套料切割的板材消费了1亿t，也就是说我们国家在钢材切割焊接过程中比西方国家多浪费了至少1千万t钢材。现如今造船技术已经得到长足的发展，计算机技术在其中扮演了极其重要的角色.而套料质量的好坏对于船厂来说又极其的重要，直接关系到船厂的利润及整个造船计划.做好排样

2、工作，可以提高材料利用率，节约生产成本，提高企业的经济效益，从而提高企业的竞争力。【正文】1.船体套料现状分析目前很多船厂套料应用还存在着一些问题，参考文献[12]知主要集中在套料技巧和出图上.这其中有一些是由于设计人员的技术要领没掌握到位，有一些是因为设计人员的粗心导致.常见问题有：1）起割点位置选择不合理，导致薄板在切割过程中约束力不足变形较大；2）套料时过于循规蹈矩导致空车行走过长；3）粗心错误，在套料时使用的零件图内有小点没有清除干净导致切割时数控切割机在板上无故打点，导致板材报废；4）孔内起割点添加位置不合理，导致孔割

3、坏甚至孔内零件割坏；5）起割点的顺序和过桥添加不合理，最后导致零件割完后，小零件掉入切割胎架里，分段装配时缺少零件；6）翻身套的零件没有翻身标记并且有划线，导致现场装配时，零件装反；7）板厚材质代用错误，用小板厚或者低强度钢代替大板厚或高强度钢，导致现场返工；8）坡口标注错误，导致现场出现平行坡口，需要返工；9）套料时零件重叠，导致零件割坏；标注错误，特别是板条切割时，板条宽度标注错误，有的直接标注在角隅的位置，导致切割下来的板条变窄等等。这些问题在实际工作中屡有发生，造成钢板的利用率低，有的甚至会导致严重的返工。2套料重要性现

4、在很多从事生产设计工作的员工都很年轻，学历都比较高。由于他们对船舶设计缺少一定的直观认识和相应的经验，所以刚开始会安排套料工作。因为套料的起步比较低，套料的操作相对比较简单，一开始也不需要太强的专业知识，大部分人很容易就能掌握。但很多人没做多久就会感觉套料技术含量低，开始变得浮躁。之所以出现这种情况，原因是他们只是简单的掌握了套料软件的操作方法，而对于套料中大量的信息并不了解，并不知道这些信息的含义以及他们的作用。以致让他们自己独立完成分段套料时，出现了五花八门的错误。在现有软件的条件限制下，还没有非常完美的算法能让套料自动完成

5、而不需人的干预，因此人的因素就显得更加重要.套料看似简单，但不同的人做同一个分段的套料，其结果也会不一样，有的人完成的速度快，有的人完成的质量好，有的人完成的利用率高。正因为如此，每个套料的人都应该更好的理解和掌握套料要领，更好的理解套料的重要性。首先，套料的过程中应追求精益求精，在满足计划的前提下最大限度的追求材料利用率，因为利用率每增加一个百分点，就能给公司提高很多利润。参考文献[12]例如：假设船厂每年交船按20条计算，每条船的平均用钢量为12000吨，钢材平均价格为5000元/吨.钢材利用率提高1%，则可以节省钢材120

6、00×1%×5000×20=1200（万元）。如果利用率提高两个或者三个百分点呢，那数据就更可观了.况且这些数据都是保守计算的，随着公司产能的增加，交船数量也随着增多，再加上船厂以后向高附加值船及海洋工程市场进军，所用高强度钢以及特种钢也会增多，这样算下来船厂每年就可以节省很多资金，从而也就增加了船厂的利润。其次，套料过程中要避免人为错误。因为一旦出错，就会给船厂造成直接经济损失，少则损失几个零件，多则浪费好几张钢板，更重要的是耽误公司造船进度，时间的损失是不可估量的。再次，为设计人员自身考虑，在套料时应该举一反三，多问些为什么

7、，理解套料版图上的信息。这个过程不但能检查出别人建模过程中出现的问题，也为将来自己建模时少犯和不犯同样的错误。最后，通过套料能够提高自己对整个后处理流程的认识以及对整个船舶设计有一个充分的了解，同时在脑海中建立一个完整的空间立体概念，这样对后面的设计以及工艺的处理都有极大的好处。3套料要领就现实中容易出现的问题提出以下一些建议：1）套料时先套大零件，后套小零件；2）套料时使构架面朝上，尽可能避免翻身装配.如果必须要翻身套，那么反面的构架线取消，并在零件上注明（此零件已镜像，请翻身装配或者标上T.O.MK）；3）数切套料时零件和零

8、件之间的间隙为15mm，零件和钢板边缘之间的间隙为10mm.在特殊情况下，考虑到尽最大可能提高钢材的利用率，在零件无“V”形坡口的情况下，套料间隙可最小调节到5mm（根据各船厂的实际要求而定）；4）套料时对切割后可能产生热变形的零件，特别是大开口、狭长的零件以及