摘要：文章针对国内和发达国家在船体钢结构重量预估方法方面的发展状况展开了全面对比，并且重点阐述了国家船体结构重量预估的详细要求。在此基础上，对于设计阶段的船体钢结构重量预估问题展开了相关讨论，以供参考。
关键词：船体；详细设计；结构重量；预估；研究
基于国家社会经济的发展，造船行业取得了理想的成绩，然而与发达国家相比，在船体钢结构重量预估计算方法仍相对落后。文章将重点阐述国内与国外发达国家船体钢结构重量预估的发展状况、预估具体要求以及关键点，同时也提出了有效的预估方法，在造船行业未来可持续发展中占据不可估量的地位。
一、发达国家船体钢结构重量预估方法发展研究
西方国家在造船技术方面处于领先地位，而且传播造价以及技术附加值的含量都相对较高，在空船重量方面的要求也较为严格。对于重量预估来讲，并非只是减少重量，而是要保证空船的重量与标准要求相吻合，不仅不能够过重而增加成本，同样不能过轻而增加安全隐患[1]。在这种情况下，若限制范围越小，其所需达到的技术水平也会随之提高。在发达国家中，技术工作人员在预估船舶重量方面主要包括两个部分：
第一，三维模型的构建。具体来讲，就是将海洋工程结构重量的预估作为设计重点，并且通过结构三维模型形成副产品。最终的目的就是对此模型予以灵活运用，进而达到设计、修正以及出图和计算等相关工作的目的。在构建三维结构模型以后，即可了解所需模拟的船体钢结构重量。在这种情况下，无需将更多的时间放在重量方面，对于重量控制仅需修正虚拟三维结构设计就可以。其中，比较典型且应用效果理想的就是Tribon系统[2]。系统本身在造船业计算机辅助设计中具有一定的适用性，是一种新型的建造软件系统。而最明显的特点就是对船舶产品数据信息进行采集，并且选择恰当的数据库存储。通过共同基础与控制机制，使得初步设计和详细设计以及生产设计等多种环节实现紧密联系，并在系统中输入设计的信息内容，不断实现精细化处理，进而达到设计与建造的目标。
第二，对专业数据的灵活运用。通过对计算机计算功能的运用，与一体化船舶设计理念相融合，特别是专业队伍与专业工作人员。对精准软件进行合理运用，构建设备以及模型的数据库，充分考虑投资方的实际需求，确保模型构建的精准性，进而获取最终的计算结果以及分类结果。需要注意的是，应将客户具体需求作为出发点，选择使用最佳解决方案。对大量数据信息进行采集，保证其代表性，对全新的数据信息进行挖掘，确保结果普遍性。
二、我国通用船体钢结构重量预估方法发展研究
（一）经验公式和母型船的运用
在简单计算的基础上，对经验公式和母型船合理运用，获取船体钢结构预估重量。这种预估方法相对便捷且计算速度快，尤其是针对关键参数不充足的情况，使用这一方法十分可行[3]。但是，由于考虑的因素不全面，因而需要提高对预估工作人员的经验要求。另外，由于参考标准不统一，受人为因素影响，会对精准度以及准确度带来直接的影响。
（二）Excel表格的运用
通过对Excel表格的运用，将各构件重量填写到表格中，通过公式的编写对结构预估重量重心进行预估。这种预估方式所获得的结果并不准确，所以只能获得近似值，对最终结果产生严重的影响。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆另外，由于船体钢结构具有明显的复杂性，体积和数量很大，在采集数据以及输入数据方面的工作量极大，需要耗费大量的时间，但很难保证实际的效果[4]。若数据偏差严重，最终的结果也将存在明显的差异。但需要正确认识的是，这种预估方法对于人员以及设备的要求并不高，具有广泛的适用性，可以应用在大部分船舶和海洋工程当中。
（三）对三维建模软件的运用
通过对三维建模软件的使用，可以构建出船体钢结构空间三维模型，并获取几何参数。通过对简单软件的运用对结果进行计算。这种建模的方式在空间曲面以及规律性较强的构件中十分适用。但是其自身的灵活程度较差，通常被应用在计算货舱区重量重心方面。
（四）专业船舶设计软件的运用
船舶设计软件较为典型的就是NAPASTEEL软件，通过该软件所获取的结果相对准确与可靠。但是，对操作工作人员提出了较高的要求，要求具备丰富的专业知识，同时要了解三维建模知识。正是对人才的要求较高，所以我国只有大型设计公司有所应用，但始终处于尝试与探索阶段。
三、国内外船舶预估方法的对比
第一，预估目标不同。我国对设计阶段船体钢结构预估重量给予高度重视的目标就是避免超重。对超重问题进行有效地控制，以免对设计与造船厂经济效益产生不利的影响。而针对与结构强度要求相吻合的船舶，其重量下限并未提出明确要求。由此可见，我国预估方法更重视安全，也就是要保证结果值不超过上限阀值。但是从精准性角度分析，国外预估方法具有一定的优势。但是将国外预估方法应用到国内却仍存在一定的问题，特别是价格偏高，在操作方面十分复杂，因而目前在我国的推广应用效果并不理想[5]。
第二，船舶数据库区别明显。我国大型船厂通常被作为宏观指导，只要在此范围之内即可。而在船舶制造的过程中，由于船型、工厂实力、施工工作人员自身水平以及设备等存在差异，因而以这种类型数据库类比特定的在造船舶相比并不具备明显意义。
根据以上研究分析可以发现，国外预估方法相对规范与可靠，然而当前国内船舶发展水平始终无法满足这一标准要求，而且在基础投资以及技术工作人员投入方面都较大，所需时间较长，并不适用当前我国船舶业效仿。
四、详细设计阶段船体钢结构重量预估具体要求解构
现阶段，设计船体钢结构重量预估的最基本要求就是精度和效率，保证预估数据和实际建造结果之间的误差不超过3%，这是精度的标准，同时也能够为后续设计给予有效指导。在预估精度满足要求后，同样需考虑效率。这两者间存在矛盾，要想实现预估精度的提升，最关键的就是对整体工作进行细化，必然会使工作量增加，对实际效率产生影响[6]。而且设计阶段是船舶设计周期中的关键环节，所以必须要高度重视。根据实际状况，一般情况下更关注效率，所以对精度要求不高。在对精度和效率矛盾进行解决的过程中，首先需明确目标精度和工作时间的平衡点；其次对预流程进行科学合理地设计；最后，尽可能保证流程处于优化状态。
结束语：
综上所述，在船舶制造行业发展过程中，应充分考虑实际情况，推动船体钢结构重量预估工作的发展，使其能够为造船行业提供优质服务，推动国内社会经济的可持续发展。
参考文献：
[1] 禹仲.基于详细设计的船体结构重量预估研究[D].大连理工大学,2014.
[2] 沈专女.关于船体结构的生产设计与详细设计[J].大科技?科技天地,2011(6):204-205.
[3] 夏小浩.船体结构详细设计的生产工艺性问题探讨[J].中国水运（下半月）,2014,14(1):8-9.
[4] 陈聪.冰撞载荷作用下船体结构抗冲击设计研究[D].江苏科技大学,2015.
[5] 郭保昌,陈志坚.基于分布式应变响应的船体结构变形挠度测量方法研究与验证[J].四川兵工学报,2014,35(3):90-94,99.
[6] 杨青松,陆丛红,纪卓尚等.中小型LNG船鞍座及附近船体结构强度分析[J].中国造船,2011,52(1):61-70.
论文作者:高海军
论文发表刊物:《防护工程》2017年第12期
论文发表时间:2017/9/22
标签：船体论文; 重量论文; 钢结构论文; 船舶论文; 结构论文; 方法论文; 精度论文; 《防护工程》2017年第12期论文;