船体结构生产设计要点分析.pdf

第 31 卷 第 6 期2023 年 6 月Vol.31 No.6Jun.,2023船 舶 物 资 与 市 场 MARINE EQUIPMENT/MATERIALS&MARKETING0 引言随着技术的不断发展和人们对海洋认识的不断深入，船舶的设计和生产也在不断创新和改进。其中，船体结构是船舶设计和生产中最为重要的环节之一，它直接关系到船舶的安全、性能和寿命。随着现代船舶设计和生产的发展，越来越多的人开始关注船体结构的生产设计理念。这些理念不仅要考虑到船舶的功能和性能，还要考虑到环境保护、可持续发展等因素，以此来提升船体结构生产设计的合理性。1 船体结构生产设计的要求船体结构生产设计是一项专业性极强的工作，涉及诸多内容，也需要多个专业协调工作。所以，为了保证船体结构生产设计的合理性，应该明确其要求，编制合理的设计方案，指导后续生产制造活动规范有序进行。主要包含：1）满足船舶性能要求。船体结构生产设计需要满足船舶性能要求，包括速度、载重量、航行稳定性、操作性、耐用性等方面。设计师需要根据船舶使用要求，结合自己的经验和知识，制定出合理的船体结构生产设计方案。2）满足监管要求。船舶建造需要遵守相关的法律法规和标准，如船级社和政府监管要求等。船体结构生产设计需要满足这些要求，包括船舶材料、构造、工艺等方面。设计师需要掌握这些要求，确保设计符合相关标准和规范1。3）考虑生产工艺要求。船船体结构生产设计要点分析鞠 丹（黄海造船有限公司，山东 威海 264300）摘 要：在船舶整体生产设计中，结构生产设计在其中发挥着至关重要的作用，涉及诸多内容，除了依据设计图表质量管理以外，更需要生产设计人员具备较高的专业素养，能够多方考虑质量、成本效益和使用寿命等因素。为了更好地满足新时期市场发展需求，船体结构生产设计需要积极优化改进，坚持现场作业为中心的理念，持续提升生产设计水平，降低船体结构建造成本，创造更大的效益。本文对船体结构生产设计理念相关内容进行分析，以求为相关工作开展提供一定参考。关键词：生产设计；船体结构；图纸设计中图分类号：U671 文献标识码：A DOI:10.19727/ki.cbwzysc.2023.06.007引用格式鞠丹.船体结构生产设计要点分析 J.船舶物资与市场,2023,31(6):20-22.体结构生产设计需要考虑生产工艺相关要求，其中包括制造、加工、焊接、热处理等方面。设计师需要考虑这些工艺要求，确定合适的构造形式、接头形式、焊接工艺等，确保设计可行性和生产可实现性。4）考虑生产成本和效率。船体结构生产设计需要考虑生产成本和效率，包括材料、加工、人力、设备等方面。设计师需要在满足船舶性能要求的前提下，尽可能减少生产成本和提高生产效率。5）考虑维修和保养要求。船体结构生产设计需要考虑维修和保养要求，包括易损件、维修难度、维修周期、保养要求等方面。设计师需要充分考虑这些因素，确定合适的构造和维修方案，确保船体结构的长期使用和维护2。2 船体结构生产设计的主要内容2.1 初步设计初步设计是船体结构生产设计的第一阶段，其目的是确定船舶的基本性能和外形尺寸，并制定出初步的船体结构方案。初步设计需要考虑船舶的使用要求、航行环境、船级社和政府监管要求等因素，确定出适合的船体结构形式、船体尺寸、载重量、航速等基本参数。2.2 详细设计详细设计是船体结构生产设计的第二阶段，其目的是进一步细化和完善初步设计方案，并确定船体结构的构造细节。详细设计需要考虑船舶的政府监管要求、船体结构的强度和刚度、船体结构的耐久性等因素，制定收稿日期：2023-03-01作者简介：鞠丹（1981-），男，工程师，研究方向为船舶海洋工程。第 6 期 21 出符合要求的船体结构方案，并确定出细节设计和工艺方案3。2.3 生产设计生产设计是船体结构生产设计的最后一阶段，其目的是根据详细设计方案，制定出符合生产工艺要求的生产方案。生产设计需要考虑船体结构的制造工艺、加工工艺、装配工艺、焊接工艺等因素，制定出可行的生产方案，并确定出所需的材料、设备、人力等资源4。3 船体结构生产设计理念从船体结构生产设计理念来看，主要流程如表 1 所示，各环节紧密协调配合，完成各自的任务，任何环节的缺失都将影响到船舶整体制造。表 1 船体结构设计流程时间框架详细流程第一阶段图纸设计套料图第二阶段复制设计结构图第三阶段准备阶段加工图第四阶段管理施工脚手架安装、强化永久吊环换设计3.1 图纸设计船体结构生产设计理念是指在船舶结构设计和生产制造过程中，通过科学的方法和先进的技术手段，实现对船体结构高效、精准、可靠的生产制造。在具体图纸设计方面，可以考虑以下内容：1）运用数字化设计技术。数字化设计技术可以大大提高设计效率和精度，使得设计人员能够在电脑上进行三维建模和模拟，从而可以更加直观地了解船体结构的复杂性和特点，更加准确地进行设计和优化。同时，数字化设计还可以方便实现设计的可视化和模拟验证，有助于减少设计中的错误和误差5。2）优先选用新材料、新工艺。船体结构的生产制造离不开材料和工艺的支撑。因此，在设计阶段应当考虑采用先进的材料和工艺，以实现更高的生产效率和质量。比如采用高强度钢材、铝合金材料等，并且结合现代化的焊接、切割和铆接等工艺手段，实现更加快速、精准和可靠的生产制造。3）船体结构整体优化设计。船体结构的优化设计可以通过最小化结构重量、提高结构刚度和减少水阻等手段来实现。在图纸设计中，可以采用有限元分析、流体力学分析等先进的方法来进行结构强度、刚度和水动力性能的仿真分析，从而对船体结构进行全面优化设计。4）强化制造工艺的持续性。在船体结构的生产制造过程中，应当考虑制造工艺的可持续性。这包括减少能耗、降低废气排放、提高资源利用效率等方面。在图纸设计中，可以优化工艺流程，采用环保型的生产设备和材料等手段来实现可持续的生产制造6。总的说来，船体结构生产设计理念的核心是通过科学的设计和先进的技术手段，实现船体结构高效、精准、可靠的生产制造。在图纸设计中，应当充分考虑数字化设计技术、先进的材料和工艺、结构优化设计以及制造工艺的可持续性等方面。3.2 辅助设计在船体结构的生产设计中，辅助设计是非常重要的一环。辅助设计包括船体结构的各种附属设施、配件和系统的设计，如船舶排水、燃油系统、电气系统、通风系统、消防系统等。在辅助设计方面需要注意以下几点：1）系统集成。辅助设施和系统的设计需要与船体结构的主体设计相结合，实现系统集成。例如，电气系统的设计需要考虑电线、电缆的铺设、安装和布线，要与船体结构的安装和施工相协调。2）系统可靠。辅助设施和系统的设计需要考虑其可靠性和安全性。如消防系统的设计需要考虑火灾的可能性和灭火效果，电气系统的设计需要考虑电气安全和防雷防潮等7。在设计中需要充分考虑使用环境和条件，以保证系统的可靠性和安全性。3）综合运用现代技术。在辅助设施和系统设计中，需要充分运用现代技术手段，如数字化设计、仿真分析、虚拟现实等。例如，可以使用仿真软件进行排水系统和燃油系统的仿真分析，以实现系统的优化设计和效果验证。4）系统可维护性。在辅助设施和系统的设计中，需要考虑其可维护性。例如，可以使用模块化设计、标准化设计等手段，以方便维护和维修。在设计中需要充分考虑维护和维修的难易程度，以降低维护和维修成本。在辅助设施和系统的设计中，需要注意系统集成、系统可靠性、综合运用现代技术手段和系统可维护性等方面，以实现对船体结构高效、精准、可靠的生产制造8。3.3 准备工作在进行船体结构的生产设计之前，需要做好准备工作，以确保设计的高效性和准确性。具体内容如下：1）需求分析。在进行船体结构的生产设计之前，需要对需求进行全面、详细地分析。需求分析包括了解客户的需求、船体性能、规格和功能要求等方面9。2）明确设计目标。在完成需求分析后，需要明确设计目标。设计目标包括船体结构的设计参数、结构材料、结构性能和质量要求等方面。在确定设计目标时，需要充分考虑船体结构的使用环境和条件。3）选择合理的设计方法。在确定设计目标后，需要选择合适的设计方法。设计方法包括了解船体结构的特鞠丹：船体结构生产设计要点分析船舶物资与市场第 31 卷 第 6 期 22 点、材料特性、力学原理和制造工艺等。根据不同的设计目标，可以选择不同的设计方法，以实现最佳的设计效果。4）确定设计步骤。在选择合适的设计方法后，需要确定设计流程。设计流程包括设计方案的选择、方案的评估、优化设计等方面。在设计流程中，需要充分考虑时间和资源的利用，以保证设计的高效性和精准性10。5）选择专业的设计团队。在进行船体结构的生产设计时，需要组建一支具有专业技能和经验的设计团队。设计团队包括结构工程师、材料工程师、制造工程师、项目经理等人员。在确定设计团队时，需要充分考虑人员的专业性、经验和协作能力，以确保设计的高质量和高效率进行。通过上述了解到，船体结构生产设计的准备工作中包含了完成需求分析、确定设计目标、选择合适的设计方法、确定设计流程和组建设计团队等内容，只有做好了准备工作，才能实现船体结构生产设计的高效性和准确性11。3.4 管理实施船体结构生产设计的管理实施是设计过程中非常重要的一环。具体内容如下：1）创建完善、可靠的管理体系。在进行船体结构生产设计时，需要建立有效的管理体系，包括制定设计计划、确定工作流程、分配工作任务、制定质量标准等方面。通过建立有效的管理体系，提高设计的效率和质量，同时减少错误和重复工作。2）编制科学合理的工作计划。在进行船体结构生产设计时，需要制定详细的工作计划，包括确定工作内容、完成时间、工作流程等方面。通过制定详细的工作计划，可以准确掌握设计进展，及时调整设计方案，保证设计的高效性和准确性。3）做好设计环节质量把控。在进行船体结构生产设计时，需要严格控制设计质量，确保设计符合要求和标准。设计质量控制包括了解设计要求、制定设计标准、执行设计标准、检查设计质量等方面。4）构建文件管理系统。在进行船体结构生产设计时，需要建立完善的文件管理系统，包括设计文件、工作记录、质量检查记录等方面。通过建立完善的文件管理系统，可以有效地管理设计过程中产生的大量文件，避免文件丢失和误操作。5）综合评估反馈。在进行船体结构生产设计时，需要定期进行评估和改进，及时总结经验和教训，发现和解决问题，不断提高设计的质量和效率。评估和改进包括评估设计成果、分析设计过程、总结经验教训、提出改进措施等方面。通过上述分析不难看出，在管理实施中需要建立有效的管理体系，制定详细的工作计划，严格控制设计质量，建立完善的文件管理系统，定期进行评估和改进等工作，使各环节紧密衔接，最大程度上保证设计的高效性、准确性和可靠性。除此之外，应该加强对生产环节全过程控制。目前船体结构设计中难以实现一体化船体结构设定，后期一体化建造中也容易出现问题。所以，前期设计阶段要对船体结构的部位、功能细致划分，在生产建造中结合具体布置分段进行。如小规模船体结构设计中，对船体结构注意分体、分段设计，后期加工生产中按照既定流程组装即可。4 结语船体结构生产设计和管理涉及诸多内容，为了保障船体结构合理性，在明确设计要求、内容和流程的基础上，做好图纸设计、辅助设计、准备工作以及管理等工作，并注重数字化技术、新材料的合理化运用，保证船体结构生产设计的合理性，保障船舶后期的正常使用，对于推动我国造船工业高维度发展具有深远的意义。参考文献：1 肖大银.船体结构设计的理念及其对船舶建造的影响 J.船舶标准化工程师,2022,55(6):79-83.2 朱德钦.基于安全性及合理性的船体结构生产优化设计分析J.船舶物资与市场,2020(12):57-58.3 熊元元.基于安全性及合理性的船体结构生产设计 J.船舶物资与市场,2020(5):23-24.4 潘燃阳,罗星星.基于安全性及合理性的船体结构生产设计J.科技与创新,2018(21):132-133.5 郑灿平.浅谈“人机料法环”对船体生产设计质量管理的控制 J.中国水运（下半月）,2017,17(9):58-59.6 伍盛杰.铝合金带筋板船