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对船舶电气设计过程管控的研究

2018-10-10邹智曦欧阳康百

船舶标准化工程师 2018年5期
关键词:船东电气设计图纸

邹智曦,欧阳康百,姚 刚

(舟山中远海运重工有限公司,浙江舟山 316131)

0 引言

船舶电气设计是一个涉及面很广的系统工程,船舶电气设计流程复杂,步骤繁多,不同设计步骤环环相扣,相互制约,任一环节的控制缺失都会导致该环节计划失控,并影响到其他关联环节的设计进程,进而对整个设计进度产生巨大影响,最终导致设计计划无法按期高质量完成。近年来智能船舶技术正不断发展[1],冷箱集装箱船技术不断升级[2],客船安全返港等要求对各系统的设计产生重大影响[3],船舶电气系统的复杂程度和设计难度也越来越高,在设计任务日益复杂的情况下保证设计进度和质量的难度也随之加大。为了解决这个问题,对船舶电气设计过程进行梳理分析,发现对设计流程进行详细分解并在全过程加以合理管控,是解决这一问题的重要手段。

1 概述

要想实现对船舶电气设计这个系统工程的过程管控,首先需要对设计流程进行深度剖析,将设计流程分解为详细的步骤。在步骤分解结束后,对每一步骤需要完成的时间节点进行预估,同时列出完成该步骤需要排除的制约因素[4]。

在列出船舶电气设计的全流程步骤及预估时间节点之后,利用数据对接技术[3],根据各个步骤完成需要的前提及约束情况,对每一步骤的完成时间节点进行校准,同时确定保证每一步顺利实施的过程管控措施。最终得出一套切实可行的设计流程分解表,通过过程管控来保证设计计划的顺利实施。

2 船舶电气设计的两大主线

船舶订单生效后,船厂开展船舶电气设计工作主要从两大主线着手:一是详细设计,主要工作是处理一些船舶电气设计原理方面的事宜,保证船舶电气设计原理和功能能够满足与船东签订的技术规格书以及船级社规范的要求;二是生产设计,主要工作是将船舶电气设计原理落实成能用于实船建造的图纸,指导船舶建造施工,并保证建造的船舶能够满足与船东签订的技术规格书以及所入级船级社的规范要求。船舶电气设计的2条主线工作一般由2个设计团队分别进行,既平行开展,又有交叉设计的可能,2条主线的顺利推进是保证船舶电气设计顺利完成的重要保障。下面主要对船舶电气设计的两条主线进行详细解析。

2.1 详细设计

详细设计工作主要是指在船舶建造合同生效后,有关技术规格书、设备技术协议、设备图纸、详细设计图纸的一系列工作。

2.1.1 技术规格书

船舶建造合同生效后,在项目生效一周内要完成技术规格书分解工作。项目主管将规格书中每一条影响电气设计或施工的要求逐一进行批注,并注明影响的设计范围,最终按照不同的系统或设备,不同的设计或施工阶段进行细化分类,从而使每一条技术规格书的特定要求都能在恰当的阶段得到有针对性的处理。作为过程控制,室主任或主任设计师在项目生效后第二周对技术规格书分解情况进行检查。

2.1.2 设备技术协议

每套设备在订货之前需要进行与厂家进行技术协议谈判。技术协议谈判的流程主要有:项目技术协议通用POS(purchase order specification)文件制作;各设备技术协议POS制作;技术协议谈判时间表确定;技术协议邀请;技术协议谈判;技术协议评审下发等。

项目主管负责协同项目组制作本项目技术协议通用POS文件,根据科室预先编制好的通用POS模板,将本项目技术规格书中的特殊要求添加或修改进本项目技术协议通用POS中,通用POS中还需规定好厂家的供图范围、供图份数及供图期限。整理好的项目POS文件作为标准文件附在每一份技术协议前面。项目技术或协议通用POS文件在项目生效后两周内完成,由室主任或主任设计师进行把关。

各设备技术协议POS的制作需要技术协议负责人在通用POS基础上,将技术规格书中与该设备有关的要求全部添加进该设备的技术协议POS文件中,为避免技术要求遗漏,该POS文件需要所有参与该项目的详设主管共同确认相关条款,形成最终文件。

技术协议谈判时间表的编制原则是根据设备资料对设计的影响程度以及是否有足够的技术参数支撑技术协议谈判,综合考虑优先级顺序以及条件具备情况,从而编排出技术协议谈判计划,计划包括协议谈判邀请时间、协议谈判时间、协议评审发放时间等。为保证技术协议谈判质量,原则上大型设备每天谈判数量不允许超过一家。技术协议谈判时间表在项目生效后一周内完成,编制完成后由室主任或主任设计师进行审查。

按照确定好的技术协议谈判时间表,根据厂商表联系方式,协议负责人邮件通知厂家按照规定的时间安排技术人员到约定地点进行技术协议谈判。项目主管要跟踪所有协议谈判邀请均已按期发出。

协议负责人在技术协议谈判过程中,须仔细和厂家对POS中的要求逐一进行核实,保证厂家技术协议正文中的供货范围以及功能性描述与POS要求完全一致,其他未在厂家技术协议正文中提及的部分严格按照POS文件要求执行。项目主管全程参与所有的技术协议谈判,监督协议谈判的正常开展。

在某设备不同厂家的技术协议全部谈判结束后,协议负责人将各协议进行对照整理,保证协议内容满足规格书,保证各厂家供货范围及要求一致,随后汇报给项目主管,由项目主管组织协议评审,室主任/主任设计师及本项目所有详设主管均需参与协议评审。协议评审通过后正式下发协议。

2.1.3 设备图纸

设备图纸主要分为 3个阶段:认可资料,工作资料,完工资料。

项目主管跟踪物资采购部门相关设备厂家的选定日期,在设备厂家选定后,设备负责人立即通知设备厂家准备设备认可资料,设备厂家必须在技术协议规定的时间期限内提供符合要求的认可资料。认可资料收到后,设备负责人需查看资料是否有违背技术协议的重大问题,如有问题则需马上告知厂家重新提供,如无重大问题,则开始进行设备资料预审工作。设备认可资料的预审需要确认资料是否满足技术协议要求,外形及安装尺寸是否齐全无误,设备功能是否齐全,操作方便性是否满足,铭牌是否齐全,设备外壳颜色是否正确,接线端子和电缆填料函信息是否正确等。设备负责人需及时对资料进行预审并跟踪厂家回复直至意见完全关闭。项目主管对以上工作进展情况进行跟踪。

在设备负责人确认设备认可资料没有供货范围错误及功能性问题之后,由项目主管负责送审船东。设备认可资料送审船东需根据送审船东设备清单执行。送审后由项目主管根据与船东的约定跟踪船东及时提供设备认可资料的退审意见。在收到船东退审意见之后,设备负责人协同厂家对船东意见进行回复处理直至意见全部关闭。

认可资料船厂意见及船东意见全部关闭后,设备负责人立即通知设备厂家提供设备工作资料及IHM 声明。设备负责人在收到设备工作资料后应核查与认可资料的最终确认版本是否存在差异,如有差异需联系厂家更新处理,直至符合船厂及船东的认可意见要求。

在设备安装调试完毕并完全确认无误后,设备负责人通知厂家提供设备完工资料,设备完工资料最终整理提交给船东。

若涉及项目的详细设计服务由外委设计公司提供,以上提及船厂负责处理的工作,则全部需要同时提交给外委设计公司同时进行处理。

以上工作的进展情况由项目主管负责跟踪。

2.1.4 详细设计图纸

详细设计工作首先需要编制详细设计图纸目录,包含系统图、布置图、接线图和计算书等。按照使用阶段来说有送审图、工作图和完工图。

详细设计图纸目录及供图计划需要考虑设备资料到厂时间以及生产设计启动时间,保证在生产设计启动之时,详细设计图纸达到一定的准确性和完整性。详细设计图纸目录及供图计划由项目主管准备,室主任或主任设计师核定,在项目生效后 3周内完成。

详细设计图纸需要根据技术规格书、项目总布置图和设备资料等信息进行绘制,详细设计的绘图模式需在详细设计开始前确认好,整个项目的详设图纸需按照统一的设计思路和制图模式开展。详设图纸送审船东船检之前船厂需要对所有图纸的一致性和准确性进行校审。若涉及项目的详细设计服务由外委设计公司提供,则船厂需要对外委设计公司提供的图纸进行预审,以期达到以上同等要求。图纸达到送审条件后,项目主管负责将详设图纸送审给船东和船检,并根据约定期限跟踪船东船检提供审图意见,船厂收到意见后图纸负责人立即安排图纸修改及意见回复,并跟踪直至船东船检意见全部关闭。

详设图纸的船东船检意见完全关闭后,图纸整理绘制详设图纸工作图,由项目主管提交给船东并供现场施工使用。

现场施工阶段船东船检意见处理完毕后,图纸负责人根据相关意见调整详设图纸,整理绘制详设图纸完工图,在项目完工交船时,由项目主管负责将详设图纸完工图按照合同约定数量移交给船东供船东公司存档及船上官员工作使用。

2.2 生产设计

生产设计工作主要是指在详细设计完成后,通过将详细设计的原理图生产化,设计出能够用于现场施工的图纸。主要步骤包括:生产设计准备,设备及焊接件三维建模,电缆设计,生产设计出图等。

2.2.1 生产设计准备

生产设计开始之前,项目主管准备好本项目使用的电缆外径范围表,同时根据不同区域之间的电缆经过数量进行主干电缆通道容量的预估工作,同时准备主干电缆走向图和各专业间的综合布置协调。以上工作由项目主管在项目生效九周内完成,室主任/主任设计师审核。

在分段划分图确定之后,由项目主管在项目生效 7周内,根据项目详设图纸和分段划分图,进行生产设计图纸目录的编制工作,室主任或主任设计师进行审核。

项目主管将本项目的设计注意事项、设计需要的工作文件整理好并放入共享文件夹中,方便生产设计人员在设计时随时使用,室主任或主任设计师审核文件的完整性。

在准备工作就绪之后,项目主管组织生产设计启动会召开,生产设计可以正式启动。

2.2.2 设备及焊接件三维建模

在项目生效后12周内,项目主管组织人员进行本项目使用的大批量标准设备建模,标准设备建模完成之后,各区域设计人员可以直接调用该标准设备模型,避免设备建模错误或重复建模的情况发生。

在项目生效后14周内,进行主干托架和主要大设备的占位建模,尽快使可能影响三维模型综合布置的隐患暴露出来,减少后期修改。生产设计主管对占位建模的进度和质量进行跟踪。

综合协调布置的同时进行设备建模的完善,焊接件的完善工作,在电缆设计的同时,不断调整优化直至生产设计出图。生产设计校对人员全程参与设计过程,以保证设计质量,减少返工情况的发生。

2.2.3 电缆设计

电缆设计主要包括设备的建模、电缆节点的建模、电缆节点的连接及节点间距、设备与电缆节点的连接及间距、电缆路径及长度的确定等。

电缆节点的建模原则是在能体现电缆真实路径和长度的前提下,节点尽量少。电缆节点设计时,也需考虑不同类型的电缆单独敷设时要单独设置电缆节点,以便将不同类型电缆在路径上完全分开。

电缆节点的连接则需将所有电缆实际需经过的任意 2个节点进行连接确认,同时利用软件或表格形式将 2个节点间电缆敷设需要的长度进行写入,以便最后电缆路径确认后对电缆长度进行确认。

设备与电缆节点的连接需要考虑设备的实际进线方向,在设备所有可能进线的方向均需设置电缆节点,并将设备与电缆节点建立连接关系,同时写入设备与其连接的各个电缆节点间的间距。

在设备和电缆节点建模完毕,电缆节点连接关系,设备与电缆节点连接关系也都确认完毕后,通过自动计算或者手动计算,对每一根电缆的路径进行确认,保证电缆路径满足船级社规范要求,满足技术规格书要求,在电缆路径确认完毕后,通过已知的电缆节点间距,设备与电缆节点间距等信息,可以计算出每一根电缆最终的长度。

项目生效后18周内完成电缆节点的建模,节点间连接及间距填写,设备节点间连接及间距填写工作。

通过电缆节点经过的电缆根数以及每根电缆的外径值,可以计算出每个电缆节点处的电缆托架或贯穿件需求容量,从而对焊接件三维建模的准确性进行反查,对电缆托架过宽或过窄,贯穿件过大或过小的情况进行调整。假如电缆托架/贯穿件由于空间限制无法加大的,也可以通过调整电缆路径减少当前节点通过的电缆总量的方式进行处理,通过博弈过程,最终同时保证电缆路径的准确性和电缆托架/贯穿件容量的准确性。

2.2.4 生产设计出图

生产设计出图主要包括开孔清册、分段/总组段/区域阶段的铁舾件制作图、分段/总组段/区域阶段的铁舾件安装图、电缆册、敷线图、节点表等。

开孔清册出图前,需要保证电缆路径的准确性已经达到 95%以上,贯穿件的容量需要保证一定的余量,具体余量需根据本项目的实际情况及开孔清册出图时电缆设计的完善程度由项目主管进行判断。

分段/总组段/区域阶段的铁舾件制作图,分段/总组段/区域阶段的铁舾件安装图,具体出图模式按照船厂的统一标准进行,出图前需保证电缆设计已完全准确,各个分支电缆支架已经补充完整,设备进线处电缆绑扎也已充分考虑。

电缆册设计出图,首先需要保证每一根电缆的起始设备,终止设备,电缆型号规格等信息与系统图完全一致,设备位置与布置图完全一致,然后确认电缆路径的正确性。将电缆册中起始设备/终止设备的代号信息、设备名称信息、设备位置信息、设备所在区域信息、电缆型号规格、电缆路径、电缆长度等补充完整。对于全船主干电缆,还需添加中间停止点信息、前长后长信息。最后根据不同电缆的敷设阶段将电缆分到不同的电缆滚筒中,方便在不同阶段及时拉放。

以船体结构、舱室布置、设备布置及主干托架为背景,将电缆节点及其连接关系在平面图中清晰的标识出来,并将每个电缆节点经过的电缆列举出来,这样就完成了电缆敷线图和节点表[5]。

3 船舶电气设计流程概略图

根据以上对船舶电气设计流程的简要说明,可以列出从项目生效开始每一周的工作内容,每一周的工作内容可以根据实际情况微调。这样就可以将设计流程中的关键时间节点实现控制在合理范围以内。每周工作流程参考如表1所示。

表1 船舶电气设计流程概略

表1 船舶电气设计流程概略(续)

表1 船舶电气设计流程概略(续)

4 结论

通过对船舶电气设计过程进行梳理分析,将设计过程中的每一个步骤设置完成时间点,并对每个时间点需完成的工作进行梳理调整,最终可以做到在船舶电气设计复杂程度不断加大的现状中,通过过程管控,实现对设计节点的有效控制。本文在很多细节方面没有完全展开,但都是多年设计经验教训的总结,可以给从事相关船舶电气设计工作的管理人员和设计人员提供参考。随着科学技术的不断发展和进步,使用本文运用的逻辑思想和解决问题的哲学,不断运用新的技术手段进行迭代,一定可以与时俱进地促进我国船舶设计建造事业更快更好发展。

《自主货物运输船舶指南(2018)》发布

中国船级社开展自主货物运输船技术的研究,制定了《自主货物运输船舶指南(2018)》,旨在为自主货物运输船舶的设计与建造提供技术依据。

本指南以不低于SOLAS、MARPOL、COLREG 72和STCW等国际公约的总体安全和环保水平为原则,以风险分析为基础,以涵盖实现船上无人的远程控制和完全自主运行的技术要求为目的,采用目标型标准(GBS)方法,提出自主货物运输船舶各系统的目标、功能要求、规定要求以及检验与试验要求,主要包括:场景感知、航行控制、轮机装置、系泊与锚泊、电气装置、通信与信号设备、船体构造与安全、消防、环境保护、船舶保安、远程控制中心、网络安全等。本指南于2018年10月1日起生效。

来源:中国船级社

《船舶CO2排放监测、报告和验证实施指南(2018)》发布

中国船级社在研究相关法规标准基础上,通过实际应用和经验,结合已推出的MRV服务产品,形成了《船舶CO2排放监测、报告和验证实施指南(2018)》。

本指南为建议性指导性文件,可方便公司为适用船舶编写相关的计划,大幅度减少的时间和人力成本,同时在内容的统一性上得到控制,提高计划审批的效率。此外,对排放数据的验证流程和要求进行了解释说明,使数据的质量能够得到有效控制,不仅为客户全面满足相关要求提供指导,同时也为主管机关制定相关实施办法提供参考。该指南实施日期为2018年10月1日。

来源:中国船级社

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