李蔚
中船澄西新荣船舶有限公司 江苏靖江 214500
摘要：随着国民经济快速的发展，我国已成为了全球第二贸易大国与第一造船大国。为了加快船舶制造业的发展，提升船舶建造技术，不仅需要强化船舶建造技术改造，更需要提升各大船企自身的生产设计能力。生产设计能力的不完善正在成为各大船企快速发展的绊脚石，对比日韩的造船企业这一个问题已成为我国造船行业都急需面对的问题。它不仅仅是个别船企的问题，更是国内造船行业的通病。近年来我国政府及造船企业正在逐渐完善的管理制度及提高船舶设计水平，积极推动我国造船业的发展。
关键词：船舶设计；生产设计；模型
1船舶生产设计现状
生产设计的着眼点在于适应零件加工及其装配过程，并基本满足生产管理的要求。降低图纸差错率、采用新的建造方法、运用新设备、提高建造精度是目前生产设计的主要方向。降低图纸差错率可以直接降低生产成本并缩短生产周期，因此它是生产设计的基本要求。船舶生产设计是一个系统工程，涉及多专业、多部门之间的协调，再加设计周期的限制及人为因素的影响，错误不可避免。应通过加强沟通、制订完善的模型和图纸审核流程、提高设计人员责任感、尽量多的采用二次开发程序代替手工等方法来提高图纸正确率，努力将差错率控制在一定范围内。采用新的建造方法可以显著提高生产效率。以分段为中心，提高各个专业的预装率，可以摆脱合拢后的空间限制，从而降低因交叉作业带来的安全成本、生产成本及反复涂装成本。打破固定思维，由生产设计提供精确的胎架数据，将一些带有曲面外板的以往采用反造再翻身的分段直接采用正造的方法来建造，可大大缩短生产周期。
新设备的应用大大提高了生产效率。大吨位的龙门吊可以加大分段和总段划分，减少吊装次数。可调式胎架使得曲面外板分段可以正造，并且可反复使用，避免了固定式胎架成本较高的问题。带坡口切割机的应用使板材一次成型。在生产设计中充分考虑新设备的使用率，可以降低生产成本，缩短生产周期。
采用无余量的设计思想进行生产设计，目前在一些大厂已得到应用。在能严格执行现场工艺的条件下，其大大节省了人力，提高了产品精度。这是目前国内多数船厂的努力方向。
2生产设计的基本内容
依照相关的工程类别划分，生产设计主要有两大内容：船体生产设计和舾装生产设计。其中，舾装生产设计又分为船装、机装和电装生产设计。船体生产设计负责自船体放样开始，经零件加工、结构预装配到船体总装的一切生产技术准备工作。它包括船体型线放样、结构放样、绘制套料切割图及各类工作图及管理图表。船体生产设计的工作图表主要有：钢材套料切割图、部件图及零件表、分段工作图以及船台工作图等。此外，还有分段重量重心表、脚手架作业图、吊环布置图、胎架图等。舾装生产设计的内容是，在设绘舾装综合布置图的基础上进行单元划分，将某一个区域的综合部件、管理分成若干单元和现场安装的零件，包括设绘安装图、零件图、舾装件制作图、托盘管理表等。机装为机舱舾装的简称。机装作业的范围通常指从机舱前端壁到机舱后端壁，并包括轴隧的纵向范围以及机舱底的烟囱这一竖向范围。机装生产设计的主要内容是该范围内的管子舾装、钢铁舾装件的舾装和主机轴系三大部分的生产设计。电装生产设计主要解决全船电气设备的制作、安装技术问题，为现场提供记有工艺指令的图纸和管理信息的图表。
3加强船舶生产设计的措施
3.1船舶数字信息模型
精细化船舶生产设计的基础是创建船舶数字信息模型。此模型是以船舶工程项目的各项相关信息数据作为基础，通过数字信息仿真模拟船舶所具有的真实信息。构建船舶数字信息模型不是简单的将数字信息进行集成，而是可以用于设计、生产、管理的数字化方法。建立船舶数字信息模型具以下特性。
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（１）直观可视。对于船舶行业来说，可视化的运用在船舶生产设计中作用非常大。例如生产现场经常使用的施工图纸，构件在图纸上采用的是二维线条绘制表达，但是其真正的构造形式就需要船舶建造人员自行想象。对于简单的构件来说还不难做到，但是对于尺寸复杂或纵横交错的构件，光靠人脑去想象就有些困难且影响效率。而船舶数字信息模型能够提供可视化的效果，将以往的二维线条式的构件转换为一种三维立体实物图展示在人们面前。这种实体图不仅可以作为效果图，而且能够在构件之间形成一种互动性和反馈性，使项目设计、建造过程中的沟通、讨论、决策都可以在可视化的状态下进行。
（２）各专业便捷协调。传统生产过程中，由于设计能力的局限性或沟通不到位，各专业之间的干涉问题只能在现场生产中才能发现。而一旦现场施工过程中遇到了问题，就要将相关部门组织起来开协调会，找到问题在各方面的原因，提出解决方法及实施相应的补救措施等来解决问题。这样即造成了废返，增加了造船成本，又影响了施工效率，加长了造船周期。而船舶数字信息模型是各专业在同一数字平台同步进行综合布置，无论是船体结构、机电设备，还是舾装标准件，甚至小到一个开关、插座、管路吊架、管卡均进行精细化建模，并且船舶数字信息模型的信息随时都进行更新及备份，每一个设计人员均能共享同一平台信息。这样便实现在船舶设计过程中就发现问题，从源头对各专业的干涉进行协调，提前解决问题。船舶数字信息模型不仅可以解决干涉问题，而且还能解决各个专业与其他专业的协调布置问题。
（３）便于船舶生产信息的查询和管理。由于船舶建造过程中涉及到的专业众多，每个专业还包含很多部件或设备。这就需要构建相当庞大的数据库对所有生产信息进行管理。船舶数字信息模型的数据库能够为所有船型提供数据库支持，方便在设计过程中对所有生产信息进行查询和管理，在数据库中就包含了设备的重量重心、名称、型号、标准号、模型信息、重量中心、材料等所有信息，方便设计和管理人员进行查看、统计和使用。
3.2生产设计的应用
开展生产设计，使得船舶在建造之前，从质量、效率、安全、成来来考虑建造方法，尽可能推广应用行之有效的新工艺、新技术，并融入到工作图和管理表中，从而使现场生产与组织管理科学化、合理化，通过设计人员的脑力劳动来减轻现场操作人员的体力劳动，把大量高空作业改为平地做，外场作业改为内场做，狭窄空间作业改为敞开做，水上作业改为陆地做，朝天作业改为俯身做。这对保证施工质量，提高生产效率，减轻劳动强度，确保安全生产，缩短建造周期，降低造船成本，无疑起到很大的作用，从而为提高船舶产品的市场竞争能力做出贡献。
结束语
生产设计是结合船厂的实际生产能力、生产工艺、生产管理、建造方法等因素将送审设计图纸建模细化后用于船厂直接生产的图纸的设计过程。目前，主要采用的方法是运用三维虚拟技术在电脑中建立起完整的船舶模型，然后依照建造工艺和方法按建造的逆向过程将模型拆解为具体的加工零件来生成图纸，并将整个装配过程描述于图纸。生产设计的质量直接影响着船舶建造成本及周期。在当前全球经济低迷、船市萎缩的情况下，如何通过生产设计降低成本成为国内各大船企急需解决的问题。
参考文献：
[1]邹定付,谭海蝉.浅析船舶生产设计现状及发展方向[J].机电信息,2013(36):116-117.
[2]王智祥,雷林,赵藤.船舶与海洋工程专业创新人才培养模式探究与实践[J].重庆交通大学学报(社会科学版),2013,13(06):105-107.
[3]祝邵峰.内河集装箱船船体分段建模实践研究[J].电子技术与软件工程,2013(18):73.
[4]卫丹,崔荣圣,吴军,陈志勇,李雷.浅谈船舶生产设计工时[J].黑龙江科技信息,2013(19):130.
论文作者:李蔚
论文发表刊物:《防护工程》2018年第4期
论文发表时间:2018/6/25
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