船體生產設計優化

張建勇

摘 要：隨著航運事業的不斷發展，作為重要交通工具的船舶越來越受到人們的重視，船舶的設計與建造更是得到重點關注。目前，各造船強國的設計水平和技術能力日趨成熟。設計階段的優化和提高能增強船舶的綜合競爭力，達到高質量，高效率，低成本的造船目標。本文就船體生產設計進行研究分析。

關鍵詞：船體;生產設計;優化

引言

船體生產設計是一項系統而繁雜的工程。船體生產設計關系到船舶生產效率和建造成本。因此，在設計過程中，有必要提高優化設計理念，以便更好地，更科學的設計船舶。

一、船舶船體生產設計分析

船體生產設計，是指在詳細設計的設計基礎上，按照現代科學管理的要求，根據工廠的生產條件和技術水平，以合理的總體建造方針為指導，根據工藝階段和施工區域繪制工作圖，管理圖表以及提供其他信息，用以指導和組織生產的設計過程。生產設計既不同于過去的施工設計，也不同于原來的工藝準備工作，應將設計，工藝，管理三者結合為一體。為解決“如何造船”所需的有關工藝指令，管理數據和生產信息全面反映到生產設計工作圖和管理圖表中，成為指導生產的唯一有效依據。在設計階段就使各專業，工種和施工階段得以綜合協調與平衡。還要進一步強化管理人員、設計人員、施工人員之間的協調與溝通，使船體生產設計變得更加系統化。生產設計提前介入詳細設計，將節省材料的優化改進、方便現場施工的優化改進以及詳細設計的不合理結構提前協調解決。這樣將更加有助于船體生產設計工作的順利開展。

船體生產設計流程主要劃分為設計圖紙資料的前期準備，分段建模和預套料以及發布鋼材訂貨，模型細化和分段工作圖設計，切割加工圖紙設計，現場施工配合等主要階段。

二、船體生產設計輸出簡介

（一）分段工作圖

①分段裝配圖。②結構焊接要領圖。③分段結構圖等。④鐵舾件結構。⑤吊運及其加強等工藝內容。⑥結構焊接坡口及焊接尺寸。⑦余量及補償量。⑧分段結構零件的編碼。⑨分段結構零件明細匯總表。⑩分段結構重量、重量重心和“子分段”重量、重心等。

（二）分段下料圖冊

①手工下料圖冊。②型材下料圖冊。③平鐵下料圖冊。④零件套料圖冊。⑤零件加工圖冊。⑥數切件切割指令等。

三、優化船體生產設計的方法

（一）發揮應用AVEVA MARINE三維設計優勢

（1）優化應用AVEVA MARINE三維生產設計流程

在應用AVEVA MARINE軟件、實施三維船體生產設計過程中，編制了《船體結構建模設計基準》和《船體結構生產設計施工慣例》。為更好地控制設計質量，提高效率，對三維生產設計流程前后進行了幾次總結、優化，經實際應用，效果明顯。

（2）發揮三維設計優勢，優化設計①應用AVEVA MARINE軟件全面實施船體生產設計三維立體設計，包括分段結構建模、數切件分離、后處理（添加數切件信息等）、二維工作圖生成、自動或半自動生成下料圖冊等。②改變設計模式，實施“一條龍”三維生產設計，保證了設計過程中信息傳遞的一致性。通過AVEVA MARINE三維建模，達到分段工作圖、結構件、結構下料原3個工序由1人獨立承擔的“一條龍”編碼設計，減少了中間協調環節，避免了大量的重復工作。③分段三維模型經裝配后為舾裝、管系、電裝、居裝、工藝等工序提供三維實船結構模型背景，為其它專業開展設計提供方便，提高了設計的精確性，解決了船體結構與設備、機座、管路等碰撞問題的發生。④改變傳統的生產設計出圖模式，取消了平面分段專用裝配圖冊。通過細化工作圖，在分段工作圖中增加裝配和精度管理數據等，使分段工作圖成為現場裝配焊接施工和交檢驗的唯一依據，下料圖僅供下料切割使用。⑤增加了配套明細表、板材物流信息等設計出圖，便于切割、加工時間有序進行。⑥通過在分段建模階段添加加工代碼、坡口、余量等標識，使生產設計圖中增加了零件的加工流向、坡口和余量等信息，增加了下料形式、切割方式、加工方法等施工信息。⑦在生產設計圖中增加結構安裝線、余量切割線等零件自動劃線設計，提高了劃線精度和施工效率。

（二）拓寬船體生產設計內容，提高分段的完整性

①在分段結構圖中增加壓載艙和水艙直梯結構及編碼設計。②在分段結構圖中增加人孔蓋、隔柵及編碼設計。③在分段結構圖中增加防滑條、踏步、防護條及編碼設計。④在分段結構圖中增加導纜樁及防磨半圓鋼設計。⑤在分段結構圖中增加海底栓和鋅塊結構及編碼設計。⑥在分段結構圖中增加艙界和艙名布置、壓載艙警示標志、肋位標志等鐵舾件設計。⑦在分段結構圖中增加分段結構焊接工藝要領。⑧在分段結構圖中增加分段加強結構及吊運支撐等工裝結構件的編碼設計。⑨為便于單元預舾裝，對機艙二層底等分段進行預舾裝設計。⑩將局部結構設計成吊鼻眼環，并將吊鼻加強結構設計在分段施工圖中，方便現場施工。在生產設計圖中增加臨時工藝開孔設計，把臨時工藝孔切割下的內孔料進行編碼并貼裝在此工藝孔附近，最終用于封堵該工藝孔。

（三）細化船體生產設計

①在船體生產設計圖中增加檢驗和精度管理數據，方便施工、檢驗及施工精度控制。②將舭龍骨、設備底座加強等散裝結構設計在分段中。③特殊施工結構，在生產設計圖中加以注明。④壓偏型T型材，為避免施工差錯，在生產設計圖中加文字提示等。⑤在船體生產設計圖中，增加零件“貼裝”、“釘焊”等標識，表明其合理的裝配時機。⑥在甲板室結構外圍壁四角增設加強平鐵，控制凹凸變形，減少現場“打包”工作量。⑦船體生產設計時在分段合攏縫處加設合攏“搭載平鐵”，便于分段船臺合攏與定位施工，減少工裝用料，有利于“定尺定貨”設計的開展。⑧在船體生產設計圖中對高強度鋼使用部位增加特殊標識，以免后續工序用錯材料。⑨在船體生產設計圖中對施工難點增加文字附注，避免產生施工差錯。⑩將零件的加工信息增加到下料圖和加工圖中，方便施工管理。

（四）采用“大板架”、“標準段”和“模塊化”設計

（1）實施“大板架”設計法

生產設計按分段建模、設計出圖。應用AVEVA MARINE軟件實施建模設計時，應根據生產設計出圖要求，確定按分段為單元進行建模。為確保應用AVEVA MARINE軟件實施建模設計結果可控，采用“大板架”設計法，即貨艙結構、機艙結構均采取專人將整個板架（含外板與縱骨、內殼板與縱骨、內底板與縱骨、甲板與縱骨、平臺與縱骨、縱桁及骨材、水平桁及骨材等關鍵結構）統一建模并固化板縫，確保關鍵結構的正確可控，分段設計人員用大板架切割分段并細化分段建模，拆分出圖。

（2）實施“標準段”設計

根據部分分段結構雷同的特點，采取先設計出一套“樣板圖”，包括底部分段、舷側分段、甲板分段、縱艙壁分段、橫艙壁分段等，經校對、審核設計以及綜合優化修改后，作為“標準段”。不同分段設計時依據“樣板圖”進行，使每個分段的設計均滿足要求，出圖模式合理，減少了重復工作量。

（3）開展“模塊化”設計

根據不同分段中部分結構、節點相同的情況，一方面擴大節點建庫直接調用范圍，另一方面將分段中的相同結構在建模時做成公用“模塊”，便于不同分段在建模設計時可直接調用。

四、結束語

綜上所述，在船體生產設計過程中，應該以現場為中心，圖紙切合生產實際，施工信息完整，明確易懂。要把設計，工藝相結合，加強船體，輪機，電氣等專業的橫向協調溝通，從多個方面綜合考慮，積極地去思考如何對生產設計過程進行優化，提升現場施工質量和施工效率。

參考文獻：

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