船体结构生产设计理念的构建策略_杜本芸.pdf

第 31 卷 第 1 期2023 年 1 月Vol.31 No.1Jan.,2023船 舶 物 资 与 市 场 MARINE EQUIPMENT/MATERIALS&MARKETING0 引言伴随着市场经济的稳步发展以及各种新技术的不断出现，我国海洋工程有了较快发展，对船舶产品的需求量持续增长，这在一定程度上为船舶生产制造企业提供了很多有利的发展条件1。对于船舶生产制造来说，船体设计是非常重要的环节。鉴于船舶产品结构的繁杂性，其设计制造本身就是一项庞大的工程，需要不同专业内容的参与，需要设计人员对船体结构展开更加合理的设计，最终才能降低船舶制造企业的成本支出，保证船舶产品的整体质量。船舶结构设计的有效开展，需要以船舶运行环境作为参照，在设计进程中会遇到很多不同的问题。本文基于笔者多年实践心得，对船体结构生产设计理念的构建进行相关阐述。1 船体结构生产设计理念概述船舶设计工作是一项非常复杂而又系统的工程，绝非一个部门可以独自完成。在船体结构生产以及设计的过程中，需要大量的船舶设计师相互默契配合，最终才有可能圆满完成船舶结构的整体设计。船舶设计单位在开展船体结构设计之前，需要准备好完备的图纸资料，然后将这些图纸资料交由技术开发处船体设计室进行系统的审核。在设计过程中，根据放样模型进行放样拆零和零件图的绘制工作。按照分段划分图和施工图，绘制船体结构生产设计理念的构建策略杜本芸（扬州中远海运重工有限公司，江苏 扬州 225211）摘 要：新时代发展到今天，我国造船技术得到了较快速度的提升。在整个船舶设计建造体系中，船体结构的生产设计是非常重要的组成部分。对于我国造船产业发展来说，部分船体结构生产设计技术已经达到了造船发达国家的水平，甚至整体水平超过了这些国家。虽然我国船体结构生产设计理念有了长足发展，但是一些问题始终没有得到有效解决。在上述背景下，本文对船体结构生产设计理念展开论述，提出一些对策建议，希望能够为我国船舶制造产业的发展提供一些帮助。关键词：船体结构；生产设计；优化对策中图分类号：U664.81 文献标识码：A DOI:10.19727/ki.cbwzysc.2023.01.019引用格式杜本芸.船体结构生产设计理念的构建策略 J.船舶物资与市场,2023,31(1):56-58.收稿日期：2022-10-11作者简介：杜本芸（1986-），女，本科，工程师，研究方向为船舶与海洋工程。出船体构建的基本结构，通过对零件号编制和零件清单整理工作的开展，确定最终的船体结构设计方案。船体结构设计是一项基本的、融合多学科知识的系统工程2。船体结构设计工作的圆满完成，需要巨细无遗地做好各项准备工作。比如需要相关工作者对施工条件展开剖析判断，依据船舶施工的具体实际，明确施工要点，制定详略得当的施工方案，才能更加精准地建造模型。需要加强与各方人员的交流，特别是同管理方的交流，主要包含施工图设计、辅助性方案设计、准备工作和管理施工工作等。2 船体结构生产设计理念构建由于船体结构设计非常复杂，是一项综合性比较强的工程，需要各个工种之间的通力配合，才能最终高效地予以完成。2.1 船体结构设计的相关要求设计师在展开船体结构设计时，一定要严格遵循规范要求。首先需要熟悉实际的使用性能，从保证性能的角度出发去展开自己的设计工作，亦不能忽视船体的外观，需要确保船体的美观度得到更大程度的提升。船体结构设计一定要做到以安全为根本，在确保安全的前提下去实现美观度和性能的提升。比如船体结构设计，一定要遵循相应的力学原理，要具备较强的稳固性。设计师要全面考量实际的海况等客观因素，以使船体结构可以更好地应对各种恶劣条件等。第 1 期 57 2.2 船体结构生产设计理念构建的内容1）前期设计。对于船体结构设计来说，前期设计也就是初步设计，这一阶段主要围绕着规划方案展开，设计师要在较短的时间内掌握各种不同的技术标准，并且对这些技术标准进行全面的剖析，构建起合理的设计框架。这样的阶段是极为重要的准备期，需要建立合理的预定目标，形成一个较为合理的预案，然后再按照各种规范要求去完成预算报告3。2）详细设计。详细设计阶段需要设计师做的工作有很多，需要从实际的设计要求出发，按照各种规定去展开设计工作。这期间需要对不同的细节进行分析和研判，做好下一步的修改完善等工作。比如不同结构、不同设备，以及所选择材料的种类、材料是否合格等，这样的细节确认需要反复多次，需要精益求精，才能使最终完成的设计方案更加完备4。3）生产设计。生产设计阶段，可以看作是一个理论付诸实践的过程，需要加大落实力度，才能对生产产生更好的引导和规范作用。在具体生产的进程中，需要关注的方面有很多，比如材料的选择运用、质量检验等。鉴于此，针对生产条件、各类材料等因素一定要高度重视起来。关于实际的施工说明图方面，应当确保其与船体结构设计方案相符合，不能出现违背后者要求的情况。2.3 船体结构设计的具体过程在船体结构设计过程中，设计师需要有充分的大局观，应当认真考虑船体的实用性能，在船体结构安全性得到保证的前提下使船体外观变得更加美观，不能顾此失彼，应确保船体结构既实用又美观。船体结构设计的具体过程，可以按照部位的不同进行分段设计。分段设计的实践中，设计师要全盘考量，确保不同的细节都可以真正落到实处5。船体组合性能受到不同因素的影响，比如实际的组成构造、材料轻重等。在针对船体结构展开设计的过程中，设计师要深刻考虑这些影响因素，还要考虑船舶产品运行的具体环境等。2.4 船体结构形式分析在船体结构设计过程中，分析船体结构形式极其必要。船体的构成比较复杂，比如下翼板指的是船体的底板，上翼板指的是船的甲板等。不同的板具备不一样的功能，排列方式也各异。一般来说，主要分为纵、横骨架这 2 类形式。如果所制造船舶的质量体积很大，需要根据实际情况去调整结构形式。在针对船的下翼板、上翼板展开设计时，一般采用纵向承重骨架，以提升整体的安全性能。在设计船舷时，一般是采用横向承重骨架，以确保其具备较好的平衡性能，还应尽可能少地占用空间，以确保具备充裕的船体舱容量6。主甲板下甲板柴油机组底舱甲板节点双层底柴油机组的振动荷载图 1 船体结构设计图3 未来船舶结构生产设计的优化对策对于未来我国船舶产业的可持续发展来说，船舶结构生产设计的优化至关重要。比如需要重视结构设计、建立船舶分段经理负责制、确定施工次序和结构理论线建设、展开科学的装配计划、对施工活动安全性进行动态监控等。3.1 建立船舶分段经理负责制，确保施工质量船舶分段施工经理负责制是船舶建造中非常重要的一项创新机制。这里提到的机制创新应该是持续不间断的创新。这样的举措能够将船体质量验收工作的重要性提升到一个崭新的高度，能够有效杜绝一些质量不好的工程出现，使施工的质量更具保障7。针对船体工程公司对于项目工程的成本控制计划，做得不够科学、不够合理的现象，企业负责人在船体生产设计理念的分析活动需要立足于全局角度开展，需要站得更高、看得更远，这样有助于改变传统船体制造活动中企业不重视施工前期成本设计的现象。船舶企业在前期的设计工作中，需要兼顾做一些施工成本设计，避免船体结构分段施工过程中造成的人力方面的浪费，减少船体建筑材料损失的现象。安全管理部门、船体建筑材料采购中心、技术研发中心、工艺技术管理部门等科室需要各司其职，相互之间交流配合，才能确保船体整体建造活动的圆满完成。3.2 重视船舶结构设计，确定施工次序和结构理论线建设在船体结构生产设计的过程中，首先需要技术人员建立船舶远程识别和跟踪系统（LRIT），保证船舶下水航行之后的安全性。在船体外层结构的设计过程中，需要使用不含有 TBT 的防污涂料，保证船舶设计符合相应的环保需求。技术人员对船舶的设计，需要从船体工程的全面管控出发，制定出完整的船舶施工设计、建造流程计划。从整体上来说，船舶设计人员应该从材料的选用、零件加工、部件装配、分段制作和船台合拢等多个步骤通盘考虑，以期完成船体构建的前期结构生产设计计划8。杜本芸：船体结构生产设计理念的构建策略船舶物资与市场第 31 卷 第 1 期 58 举例来说，在准备材料的过程中，设计主管需要重视采购工作，并且委派专门人员去负责这一项工作，考察材料的生产是否严格按照船舶应用流程来进行。在加工船体零件的过程中，需要相关人员积极参与进去。针对部分特殊零件的强度审核，需要技术人员按照严格的标准来进行检测，确保特殊零件能够达到预期的使用寿命，防止船舶行驶过程中由于部分重要零件出现损坏造成船体方面出现故障。在展开部件装配活动的过程中，技术人员需要严格按照前期的设计图纸展开实地的管控活动，敦促一线的施工人员按照图纸说明展开部件顺序装配，防止由于部件装配活动中的偷工减料造成的前期设计缺陷问题。3.3 协调各施工段的工作，展开科学的装配计划为了保证船舶结构各个分段建造的效率，船体工程总负责人的职责也很重要，岗位负责人员需要召集全船尾部制作小组、轮机舱制作小组、货舱制作小组、船首装配小组以及船体上层建筑施工队开展整合施工会议。通过协调好各个施工队伍的工作方向，恰当安排好船舶分段制作的生产次序，避免船体工程施工活动中出现现场混乱的问题。为了加强主要施工队伍之间的沟通，相关企业可以为船舶制造小组负责人配备实时对讲机，方便彼此之间的实时沟通。对于船体建造工程中出现的各种问题，小组负责人可以进行技术交底和施工配合交流。从工程施工的协调性上进行相关的建设，从而显著提高船体建设的生产效率。在船台合拢阶段，各个施工队伍需要精诚合作，确保船舶制造的整体质量得到显著提升。3.4 开展严格的质量把控，对施工活动安全性进行动态监控为了确保船体建设的整体安全性，需要工程人员严格按照“一把关、二检验”的现代化流程验收制度，仔细开展质量检测活动。比如在船舶下水之前，需要对船舱主要吃水区域进行密闭性检查。对于船舶结构的模块制作，需要施工人员按照板材实际的结构特点，进行组合件与内部构件的区域装配操作。通过对平面构件的分段方法进行管控，将船舶平面分段的构件进行科学组装，实现前期设计计划中按照施工区域的装配计划。分段建设工程管理人员，要不断强化意识责任，始终保持清醒的头脑，真正认识到这项工作的长期性与艰巨性，长期敦促建筑施工队伍的各个部门、各个岗位在船体建设的活动中展开深入的工作交流。比如在施工中非常容易出现的外板、甲板、纵壁舱区域的连接缝，需要进行重点标注。通过加工焊制等施工活动的有序开展，确保全体的密闭性达到前期设计标准的强度要求。除此之外，船体分段施工设计技术员在日常的工作中，需要常抓常严，经常性地探讨工作中的心得与感想，交互提出对船体分段建设的各项看法和各类建议，指出建设型材、板材安装方法和船体结构不匹配的问题，唯有敢于面对面地指出问题、解决问题，才能获得不断的进步。4 结语船舶施工建造的工期比较漫长，对于各项分步工程的建筑质量要求也比较高，需要不同门类的技术人员同心同力，共同参与到单元制作的集中和分配活动中去。在船体结构的区域装配阶段，施工人员需要及时对型材和板材进行底漆预处理，对于船装件的整合操作，也需要施工人员严格按照甲装区域分段装配、货舱区域分段装配、机舱区域分段装配和上层区域分段装配的顺序，完成船台和船内的整体装配。在一系列措施的约束之下，保证船舶码头下水试验符合前期要求之后，才能够继续开展试航活动和针对船舶的验收交接等活动。参考文献：1 孙志军.论船体结构生产设计理念 J.科学与财富,2019(25):28.2 王成伟.船体结构生产设计理念相关分析 J.科技创新与应用,2020(18):99-100.3 郭日修.从.布勃诺夫生平活动寻迹“船舶结构力学”的创建 J.力学与实践,2014(1):108-111.4 陈启涛,金钜峰,王聿.基于并行协同设计理念的船舶设计流程优化 J.船舶标准化与质量,2014(4):21-27+16.5 苏燕.船体结构生产设计理念构建探讨 J.中国科技投资,2019(9):198.6 吴晓峰,张程伟.探讨构建船体结构生产设计理念的主要策略 J.建筑工程技术与设计,2015(36):3021.7 邹光