淺析船舶設計制造要求以及技術展望

劉聳善

摘要：船舶行業已經成為高新技術支撐下的現代產業，作為經濟發展的組成部分，船舶設計制造對于造船業以及經濟發展起到促進作用，本文從船舶設計制造的要求以及技術展望進行了分析。

關鍵詞：船舶設計制造；要求；發展

引言

隨著船舶設計建造技術迅速發展，特別是近年來以自動化為代表的高新技術以及各種新工藝、新材料的廣泛使用，造船技術在集成和高技術基礎上不斷創新，現代船舶工業已發展成為高新技術支撐下的現代產業。中國造船業近年發展迅速，據國外有關資料稱去年接獲船舶訂單達700萬修正總噸，以單一國家計算已超越日本，晉身全球第二大造船國，步入了自身發展的黃金時期。造船業的興起，帶動了一系列的產業，成為我國國民經濟增長的推動力量。

1.在設計中充分考慮制造的要求

1.1做好設計前的工作

①明隙船廠的設備配置及其生產能力，如起重機的起吊能力；②明燎船廠的一般作業方法；③在適宜于特定船只建造的特定船廠，特別考慮其面向制造的設計原則和過程；④船廠的材料采購情況和庫存情況；⑤船廠對零件的標準化的要求，減少規格的可能性。實際工作中，設計者提出基于區域的設計方法和基于中間產品的制造方法。該方法將船廠（一家或數家）的各項指標作為邊界量，通過規劃來劃分區域。“區域”的劃分是綜合考慮制造和設計工作的結果。設計中的區域是包含了船、機、電、靦裝等專業的綜合模塊，其存在于虛擬環境中，是對造船過程的模擬。區域可以是實際的分段或總段，是建造中較大的單元。區域的劃分具有靈活性，隨邊界條件的改變自動變化區域邊界的設計細節。

1.2要實現區域的設計必須了解實際生產的大量統計數據

①區域大小、配置、重量等設備限制；②生產進行的工作地點和工作流程；③質量和精度控制數據（實際統計的精度控制、質量控制的信息可以反饋到設計中去）。“中間產品”是整個工程分解的結果，是介于最終產品與原材料之間的預制件。船舶生產過程中所制造的零件、部件、管件靦裝件、組件、單元模塊、分段及總段等都是中間產品。中間產品專業化的生產是現代造船模式的一種理念，這種造船模式是以成組技術、并行工程和柔性制造技術為基礎理論。

1.3對于軟硬件設備要求

①焊接的長度，在工作的每一階段，用于連接各零件和組裝件；②機器人和其他自動化設備需要的信息；③許多其他項目，管路和電纜的長度及其他數字化的信息是估計資源需求的基礎。“中間產品”直接與生產結合，保證在設計中就對生產進行控制。設計者從“區域”設計出發，根據建造策略，將設計對象向下劃分，為實際生產提供信息。可以劃分為分段、組件、部件和零件。對于棲裝件的向下劃分，“托盤”（PalleO是棲裝作業部分的表現形式，無論是船舶片體級、分段級、總段級，還是船上（安裝）級，棲裝件群都應該以托盤的形式出現。管理者根據建造策略，按區域對建造過程中涉及的人工、材料消耗進行統計，可以對建造成本進行有效控制，估計制造的時間，以達到統籌考慮、相互協調、負荷均勻的優化目的。其需要的數據包括：工作情況的參數，如周期，生產成本；勞動的必要條件，如工時和技術條件（焊接的材料和人工的統計……）等。區域設計，要求形成一個包含各專業的小組，小組的成員各有所長，又對相關專業有相當了解，根據并行工程的原理，協調各專業設計的進程。這就對企業的制度和企業文化建立提出新的命題。

1.4設計中要注意的問題

雖然現在的CAD系統具備相當強的內在功能，可以幫助產品工程師進行設計，還可以有機會提出簡單的方案和其它的可視化輔助手段。但是，設計者必須對產品有一個完整的理解，應該避免單純依靠計算機而放棄人的思考這樣一種危險的想法。

2.船舶設計建造技術展望

2.1船舶設計軟件

國內軟件企業要加快以三維建模技術為核心的艦船設計信息一體化軟件產品的開發。軟件應能提供一套完整的，數據自上而下全過程集成、共享的，符合當今國內船舶制造先進生產模式的，內容覆蓋船舶初步設計、詳細設計、生產設計的CAD/CAM集成系統。其次，軟件功能的一體化、模塊化，要求造船達到殼舾涂一體化和設計、生產、管理一體化的同時，設計方面的模塊，要求集成下料、成本預算等各功能。拓撲關系的數據庫結構設計，是船體結構三維設計系統研究開發的關鍵技術之一，要求考慮船體構件相互之間的物理和邏輯關系，設計關系型數據庫結構，當數據庫中某些船體結構零件被修改或刪除時，與之相關的結構零件便能自動更新或刪除，或直接進行零件的拆分。

2.2船舶材料

在21世紀之初，船舶品種將繼續呈現多樣化、復雜化趨勢。集裝箱船的大量建造，將使常規雜貨船和冷藏船訂造減少；清潔能源如天然氣和石油氣應用擴大，增大了液化氣船需求；運輸汽車的發展，增加了高速滾裝船、車客渡船的建造。世界船舶仍然以原油船、成品油船、散貨船、雜貨船和集裝箱船為主，液化石油氣船、液化天然氣船、化學品船、冷藏冷凍船、滾裝船、客船、客貨船等各類復雜船占少數。我國的目標是，建造超大型油船（VLCC）、浮式生產儲油船（FPSO）、超巴拿馬型集裝箱船、液化天然氣船（LNG船）及毫華客船，它們代表著當前的世界船舶和海洋工程高附加值、高技術船舶水平。因此，寬長鋼板、大型材、抗腐蝕性能良好的不銹鋼、細晶粒的低溫鋼、碳當量低焊接性能好高強度鋼等，是船舶建造的迫切需要。

3.結語

船舶業作為經濟發展的組成部分，造船技術也在隨著經濟發展以及科學進步的勢頭中不斷進步，高新技術促進造船行業的發展，造船設計制造技術水平的不斷提升，促進早造船業成為現代化的國民經濟增長的又一力量，因此，完善設計內容，提升設計質量，是促進船舶行業不斷發展動力。

參考文獻：

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