2万吨重吊船设计过程的两种新方法初探

2015-01-03许建中

船舶 2015年4期

许建中

（沪东中华造船（集团）公司研发设计院上海200129）

引言

详细设计是船舶设计的关键阶段。一艘船在初步设计时即赋予先进理念与鲜明特点，在详细设计阶段就必须绘出基本蓝图。详细设计也是缩短造船周期，提高船舶设计效率，进而提高造船效率的重要阶段。一艘船从合同签订到交船，一般设计与建造周期比为1∶1，假如一艘船从合同签订到建造完工周期为2年，那么设计1年，建造1年。如何在详细设计阶段，既保证设计质量，又缩短设计周期，是难以回避的命题［1］。

在沪东20 000 t重吊船详细设计过程中，为达到“既保证设计质量，又缩短设计周期”的目标，对传统设计控制过程作了不少改进，探索采用“设计履历表”和“无纸化送审”控制方法与手段，取得了初步成效。

1 20 000 t重吊船简介

重吊船是指自身装备重型起重设备的远洋运输船，可在无起重设备港口之间装卸，避免受码头条件限制而影响运营。沪东中华造船（集团）公司从2008年起，分别为德国Beluga 与Rickmers货运集团设计建造12艘20 000吨级重吊船（参见下页图1）均入级德国劳氏船级社，其中10艘已交付、2艘在建。典型的20 000 t重吊船一般配备2台700 t克令吊，1台180 t克令吊，主要技术参数为：

图1 20 000 t重吊船在载货运输中

2 设计履历表

在设计一艘船舶时，因其复杂性，工厂设计部门主管设计人员手中有几个、甚至十几个项目。如轮机设计员设计主机、主发电机、应急发电机、消声器、焚烧炉等设备时，必须考虑其在船上的安装位置，互相匹配形成最大效率等。设计人员必须与船东、设计院、设备制造厂不断沟通、探讨、研究，尤其是船东，他们时常会在设计中提出许多新的建议与意见［2］。

为处理各种设计项目的建议与意见，设计人员必须对大量不同项目的建议与意见进行分类归纳与整理，虽然投入许多精力，但仍常会产生歧义，甚至可能发生错漏、延误等。为解决这一难题，在20 000 t重吊船详细设计过程中，采用“设计履历表”（comment sheet history）控制设计过程，既可保证设计质量，又提高了设计效率。

下页图2是沪东中华造船集团20 000 t重吊船采用的设计履历表样例。为保证对复杂项目在设计过程中的控制，根据以往的经验，本表在策划时考虑了在设计阶段可能出现的各种情况，如讨论问题的反复、对所讨论问题是闭环还是未闭环（close or open）、对讨论问题的追索需编号存档等。如在表“DEAWING NUMBER”中统一编码，本表为“M-5 5000416D”，其中“M-5 ”为专业号，“M”为“Machinery”索引号，意为轮机专业（其他专业如外舾装专业号为“O”、结构专业号为“H”等）。专业编号为设计过程中快速检索提供方便；在“DEAWING NAME”中，本设计履历表所讨论的图名为“ARR.OF EMERGENCY DIESEL GENEATOR”（应急柴油发电机的布置）；“REV.NO”为所讨论图纸修改版本号，本设计履历表所讨论图纸为“c”版，说明先前已讨论了“a” 版、“b”版。

图2 20 000 t重吊船设计履历表例样

从该设计履历表可见，在讨论2013年11月28日“a” 版时，船东设计人员Pat提出3条意见：一是排气管出口必须改动，目前与救生艇相碰。我方设计人员Lidong答复：“排气管出口改动似无必要，因小艇与排气管出口还有空间；其次，应急发电机使用的频率很低，对救生艇影响很小。”Pat提出的第2条意见是进口处的LED灯必须向前移动一个肋位，能使EMSB（应急配电板）处照明情况更好。我方Lidong答复：“在进口处安装LED灯对进口区域更为有利。”此外，在EMSB处另有照明，请看“EMSB LIGHTING”相应图纸；Pat在“a” 版提出第3条意见，排气管中必须安装引水管。我方设计人员欣然接受这条意见，增加了E-E剖面图，请船东设计人员Pat审核。在讨论2013年12月5日修改版“b”版中，船东设计人员Pat对“a” 版中第1条意见排气管出口问题虽然表示同意（close），但也提出一个建议，要求将排气管放到左右两边，我方对此表示同意。对“a” 版第2条意见有关LED照明Pat也表示同意，但Pat对排气管中引水管问题又提出新的建议，即在排气管中必须安装气体分离器（gas trap）。我方设计人员对此答复：“气体分离器一般在空压机系统中使用，如果在排气管引水管处安装气体分离器，则可能对维护工作造成困难。”此外，为更好排水，我们安装手动阀“EGVO”。对第3条意见，中德双方激烈论争，在2013年12月10日“c”版中，德方设计人员Pat似乎认可，他不再强调安装气体分离器，但建议引水口必须安装在排气管最低处，以防止水倒流进应急发电机中。对此我方设计人员表示同意。

以上是我们对设计履历表在设计中应用的具体介绍，从中可看出船舶设计十分复杂。在第一次对“应急柴油发电机的布置” “a” 版图纸沟通中，德方设计人员Pat从“排气管出口”、“LED灯布置”、“排气管中须安装引水管”三个不同方面提出了建议，我方设计人员逐一答复。对我方的答复，德方有的表示同意，有的在深入讨论的基础上又提出新的建议。类似情况在船舶设计中经常发生，就是对某一个设计项目不断探讨、循环往复，目的是为了使设计尽善尽美。但从船舶设计实际情况看，如果对所讨论的项目不加以设计控制，多次循环往复，经过较长时间后，可能会对所讨论问题产生模糊、混淆，进而产生歧义。此外，为了说明问题，我们在这里举了“应急柴油发电机的布置”设计这个简单示例，而实际船舶设计过程则要复杂得多。船舶设计是多专业综合设计，涉及总体、结构、轮机、冷通、外舾、内舾、电气等多种专业。对一艘船来说，类似“应急柴油发电机的布置”这个轮机项目在船舶设计各专业中有成百上千个，如按以往靠e-mail与船东传递讨论情况，由于没有版本号的界定，没有对问题进行分类问答等，经过一段时间后，很可能会对所讨论的问题发生错漏甚至误解。面对这些实际问题，为了更好地对设计加以控制，提高设计效率，在总结以往经验教训的基础上，设计履历表就这样应运而生，势在必行。

设计履历表初看只是一份表格，但它是根据船舶设计中遇到的问题反馈、应对、提炼、总结而成的，表格虽小，但内涵丰富，对设计人员非常实用。设计履历表在实际应用中具有以下特点：

（1）一事一议，清晰明了。在船舶设计实际工作中，设计人员在讨论一个项目时可能牵涉到另外一个项目，如以上举例“应急发电机布置”还可能连带讨论发电机安装、试验动车等问题。这些项目交叉在一起讨论，过一段时间后可能会纠缠在一起。而设计履历表的要求则是一事一议。一份履历表只有一个主题，对这个主题来说，不管是初始讨论的问题，还是从初始问题引伸出新的问题；对所讨论的问题是闭环（close）还是未闭环（open），设计履历表就像反映一个人成长过程一样，一步一步记录下来。

（2）设计文本，过程控制。以往在船舶设计过程中，对设计者与船东来说，“设计规格书”是设计者与船东双方必须共同遵守的规定。但“设计规格书”仅仅是设计方面原则性描述与规定，不可能涉及到船舶设计的各个细节方面，而恰恰在船舶的船、机、电等各专业设计过程中，以往由于设计者与船东在设计过程中没有共同遵守的文本而引起误解甚至争执。而设计履历表的出现则弥补了这一缺陷，其将船舶设计的某一个主题，大到关键问题，小到细枝末节，全过程、全覆盖记录下来。一艘船的成百上千个设计项目分别对应成百上千份履历表，就是这些记录设计过程中沟通的文本，使得我方与船东避免了某些可能产生的歧义、误解，从而使船舶设计过程受到稳妥控制，提高了船舶设计效率。

3 无纸化送审

综合分析以往详细设计的过程，有三大因素制约详细设计的出图时间与效率：一是专业人员的熟练程度，二是图纸送审的方法，三是船东、船级社退审速度［3］。

一般传统的图纸送船级社审核的方式为人工送审（即快递送审）。不管船级社是在国内或欧美，都长期沿用此法。随着电子信息技术的不断发展，在20 000 t重吊船设计中，我们对图纸的送审、退审第一次利用网络无纸化送审，极大地提高了设计效率。

无纸化送审，就是船舶设计者与船级社利用计算机在所设计的特定网页上进行送审、退审信息往来，请看下页图3的网页界面。

这个界面，反映了两部分作用：

图3 无纸化送审、退审网页界面

（1）管理作用。其中正文中cover letter（送审图目录）包含每次送审图名称、专业号排序、版本等信息。因一艘船的送审图纸有几百份，不做好每次的发送记录，以后的讨论可能发生混乱。图4是COVER LETTER的样张，显示一个批次送审图图纸管理控制信息。

图4 送审目录样张

（2）图纸的具体内容：船级社在接收到设计者送审的信息后，网页会自动生成一个管理号Reference No.，本网页Reference No.见图3为14-094232，这个管理号表示本批次的图纸，便于今后查找；点击图2网页相应图纸图标，具体内容就会显示，即可进行图纸审核；此外，在图3网页左上方“Transmittals Inbox”，表示船级社退审回来图纸存储处，“Transmittals Outbox”，表示设计者已交送审图纸存储处。

图5 审核结果信息例表

图6 审核结果具体意见表

（3）当船级社审核完图纸后，通过网络传输回审核结果及具体意见表，见图5、图6。图5是船级社有关退审图的信息例表，包括退回的时间、图名。点击图5所要查阅图名，如点击“procedure of inclining experiment”（倾斜试验程序），则显示图6审核结果具体意见表，尤其是图6“status”处，可立刻知道审核状况，这些状况一般有：noted（已知）、 filed（归档）、 approved （批准）等，这些结果表示图纸已审核通过，即已闭环；如状况是not approved （批准），说明图纸尚未审核闭环，则需根据船级社意见对送审图进行修改，按上述程序再次送审，直到approved闭环为止。

根据以上大致过程，20 000 t重吊船共向船级社、船东发出详细设计送审图557份。大量的图纸用无纸化方式送审，使送审过程更加快捷、安全，既节约费用，又提高了管理水平。表1为传统送审与电子化送审对照表（表中数字为平均数）。

表1 传统送审与电子化送审对照表

从以上对比结果来看，电子化送审确实具有很大优势，能缩短设计时间，提高劳动效率，尤其是在交船阶段的关键图纸送退审中更为突出。如20 000 t破损控制图，由于700 t重吊需要压载舱平衡，船东不断修正设计要求，前后修改5版。如按以往纸质送审，乐观估计来回需3个月。现在电子平台送审，从送退审连续时间统计，约为2周。由此例可看出，电子送审大大提高了设计效率，确保了交船日期。