王呈方的成就综述
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发布时间：2022-04-22 04:53
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时间：2023-08-24 00:00
2000年以来，王呈方教授带领的团队贯彻落实科学发展观，通过从事船舶与海洋结构物设计制造学科的教学科研工作，把研究成果转化为生产力，促进技术进步，在比较落后的船舶钢料加工技术领域中，曾率先在国际上研究成功数控肋骨冷弯机。2003年以来又完成了新型“机械手肋骨冷弯机”系列产品的研究开发。在开拓肋骨冷弯机市场中做了创新性贡献。
（一）在船舶肋骨冷弯加工技术上的创新贡献
1．发明了“纯弯曲原理肋骨冷弯机”，1980年获国家发明三等奖。交通部鉴定认为：“生产使用表明，较三支点原理冷弯肋骨的方法，成形质量好，加工质量高，使用性能好，在国内是个创新”，该机已形成产品和出口。
2．发明了“数控肋骨冷弯的弦线测量法和检测机构”，于1985年获国家发明三等奖。交通部鉴定认为：“弦线测量法及其检测系统属国内外首创，在肋骨冷弯技术方面是一种创新。建议上级领导部门进行推广，以保持我国在这个领域的国际先进水平。”
3．提出了“逐步*近弯曲法”，其论文评价为：“他通过大量实验，总结分析了回弹规律，设计了逐步*近弯曲法，为型材自动弯曲成形工艺处理奠定了理论基础和提供了一种简单的实用方法。生产实践业已证明，作者所建立的型材弯曲回弹理论和方法，对解决型材自动化弯曲成形有极为重要的实用价值和推广价值”。
4．与上海船厂合作完成了船厂常用三支点肋骨冷弯机的计算机控制，1988年获中船总科技进步二等奖。多年来各主要造船国家都十分注重其自动控制的研究，但由于控制模型的关键问题处理欠妥，都未见效。王呈方教授的研究团队用新的数学模型，对上海船厂在1983年从日本进口、已搁置不能使用的大型400吨肋骨冷弯机成功地进行了改造。中船总鉴定会认为：“三支点肋骨冷弯机数控系统属国内首创，使用该系统使肋骨加工工艺及质量均达到国际先进水平，该项研究对技术引进、改造工作有所创新。为促进造船加工工艺技术进步作出了重大贡献”。
5．与中船总船舶工艺研究所合作完成的“智能微控肋骨冷弯机” 研制，1993年获中船总科技进步二等奖。中船总鉴定认为：“该机采用自适应变步长弯曲控制法，在控制上取得了突破性的进展，具有独创性，达到国际先进水平，对我国造船工业的技术进步具有重大贡献。”
6．2007年研发的“肋骨冷弯加工机器人”集成了先进的船体肋骨加工工艺技术、测量技术、现代信息技术和控制技术，在世界上率先实现了肋骨加工全过程的自动化与数字化，是我国首创的和具有自主知识产权的新型船舶加工装备。该项目技术先进，实用性好，成熟性高，优势突出，达到国际领先水平。“肋骨冷弯加工机器人”为我国造船工业数字化技术的发展作出了新贡献。
一系列研究发明解决了肋骨冷弯加工有关理论和关键技术，并使数控肋骨冷弯机研制得以成功，这是肋骨加工向自动化发展的重大突破，对改变我国肋骨加工工艺落后和劳动条件差的状况、由机械化向自动化方向发展起了关键促进作用。2007年，我国的数控肋骨冷弯机已形成产品，并为多家船厂使用，且比同时期德国IMG公司的高精度数控肋骨冷弯机的肋骨加工精度高数倍，并已产生较大的社会效益和经济效益。显示我国在该技术领域中处于国际领先水平。
（二）在管子弯曲加工技术上的贡献
1．首次提出了“弯管机冷弯管子的回弹与伸长规律”，1998年获交通部科技进步二等奖。 数控弯管机已在国内外造船厂应用多年，但管子加工的回弹量和伸长量是长期以来没有解决好的技术难题，严重影响了弯管加工的精度和工艺技术的进步。通过多年在弯管现场的研究，获得了大量的回弹与伸长数据，通过分析计算，总结出了弯管机上管子弯曲加工回弹与伸长的规律，并从理论上进一步论证了实验规律的正确性。湖北省鉴定会认为：“对于管子本身的回弹规律描述为θ=K1θ0+C1，比以前的研究有所创新；对于管子伸长规律的描述为ΔL=K2θ0+C2，则是以前文献所没有的。研究结果极有学术价值，也有应用前景，能为冷弯管子加工工艺技术进步提供新的理论依据和科学指导。所提出的弯管机弯管的管子伸长规律为国际首创，该研究项目达到国际领先水平”。
2．发明了“智能弯管回弹伸长测量仪”，1997年获中国发明专利权。该仪器是专为测取上述弯管机冷弯管子的回弹与伸长规律而设计发明的。由于该仪器能在弯管机现场测量出在给定条件下的管子回弹与伸长规律，方便简单。其回弹规律可供给弯管机作为回弹补偿使用，伸长规律可供给无余量弯管、先焊法兰后弯曲加工工艺以及控制弯管机的进料作为计算依据使用。已推广应用多台。2000年获教育部科技进步二等奖。2001年获湖北省科技进步三等奖
以上研究和创造使弯管加工不再依赖人工经验，解决了长期以来的弯管回弹与伸长技术难题，为数控弯管机提供了精确加工数据，使数控弯管机的弯管质量与精度获得有效保证，为弯管工艺技术向无余量弯管、先焊法兰后弯曲加工等新工艺发展提供了理论依据和科学指导，对于实现管子流水线生产技术进步有所促进。对于实现管子流水线生产技术进步有所促进。
（三）出版了《船舶钢料加工原理》专著
该书1993年4月由大连海运学院出版社出版。审阅意见为：“他在船舶钢料加工方面有很深的研究和造诣。《船舶钢料加工原理》一书就是作者根据多年来在教学和科研的实践编著而成的。在船舶与海洋工程类的书目中编著出版此书尚属首次。该书以金属塑性变形原理为基础，结合生产实际，较详细地研讨了船舶及海洋结构物钢料加工各主要工序的理论分析，计算方法以及材料成形性能的有关实验方法等问题，既严谨、全面，又紧扣船舶类专业的特点，渗透了作者多年来教学和科研实践的经验，由浅入深，通俗易懂。作为造船工艺及设备、船舶工程专业的教材和从事船舶及海洋结构物设计、制造工作的工程技术人员的参考书，一定会受到欢迎。然而以往却还没有适合于船舶及海洋结构物钢料加工方面的专业用书，这给有关专业的学生和技术人员的学习和工作带来诸多不便。因此，《船舶钢料加工原理》一书的出版是及时的、必要的。”出版《造船机械设备》教材一部；发表有关学术论文40余篇，这些工作丰富了塑性加工理论等内容，促进了船舶钢料加工技术的进步。
（四）在长江矿石直达运输技术方面有创新
过去进口矿石二程运输方式：由海轮将矿石从北仑运至长江下游港，转载至长江驳船，再运至武钢工业港等。
提出进口矿石“江海直达驳船队”的新型运输方式是：利用海上成熟的顶推船队技术和江段先进的大型顶推船队技术，进行有效和科学地组合，组成江海直达驳船队，完成进口矿石的江海直达运输。
经武钢和马钢的实施后，使矿石的二程运输变为一程运输，减少了中转环节，节约运费10.8元/吨，并减少0.5%的货损和对环境的污染。随着进口矿石需求的增加，如按武钢新增运量150万吨计，每年可节省运费达1600万元，其社会和经济效益十分显著。实践说明，江海直达驳运输方式，有利于我国水运“T”形大通道的江海直达运输，潜在效益特别巨大。
“长江矿石进江运输系统方案的研究”，1999年获交通部科技进步三等奖。
主持的“武钢矿石江海直达驳船队试验和船舶改造”课题，经湖北省科学技术厅鉴定认为：“成功地将现有矿石进江二程运输改为一程运输，是一种技术创新，研究成果总体技术达到国际先进水平”。2001年获湖北省科技进步二等奖，为我国矿石江海直达运输作出了贡献。
