张建勇

摘 要：随着航运事业的不断发展，作为重要交通工具的船舶越来越受到人们的重视，船舶的设计与建造更是得到重点关注。目前，各造船强国的设计水平和技术能力日趋成熟。设计阶段的优化和提高能增强船舶的综合竞争力，达到高质量，高效率，低成本的造船目标。本文就船体生产设计进行研究分析。

关键词：船体;生产设计;优化

引言

船体生产设计是一项系统而繁杂的工程。船体生产设计关系到船舶生产效率和建造成本。因此，在设计过程中，有必要提高优化设计理念，以便更好地，更科学的设计船舶。

一、船舶船体生产设计分析

船体生产设计，是指在详细设计的设计基础上，按照现代科学管理的要求，根据工厂的生产条件和技术水平，以合理的总体建造方针为指导，根据工艺阶段和施工区域绘制工作图，管理图表以及提供其他信息，用以指导和组织生产的设计过程。生产设计既不同于过去的施工设计，也不同于原来的工艺准备工作，应将设计，工艺，管理三者结合为一体。为解决“如何造船”所需的有关工艺指令，管理数据和生产信息全面反映到生产设计工作图和管理图表中，成为指导生产的唯一有效依据。在设计阶段就使各专业，工种和施工阶段得以综合协调与平衡。还要进一步强化管理人员、设计人员、施工人员之间的协调与沟通，使船体生产设计变得更加系统化。生产设计提前介入详细设计，将节省材料的优化改进、方便现场施工的优化改进以及详细设计的不合理结构提前协调解决。这样将更加有助于船体生产设计工作的顺利开展。

船体生产设计流程主要划分为设计图纸资料的前期准备，分段建模和预套料以及发布钢材订货，模型细化和分段工作图设计，切割加工图纸设计，现场施工配合等主要阶段。

二、船体生产设计输出简介

（一）分段工作图

①分段装配图。②结构焊接要领图。③分段结构图等。④铁舾件结构。⑤吊运及其加强等工艺内容。⑥结构焊接坡口及焊接尺寸。⑦余量及补偿量。⑧分段结构零件的编码。⑨分段结构零件明细汇总表。⑩分段结构重量、重量重心和“子分段”重量、重心等。

（二）分段下料图册

①手工下料图册。②型材下料图册。③平铁下料图册。④零件套料图册。⑤零件加工图册。⑥数切件切割指令等。

三、优化船体生产设计的方法

（一）发挥应用AVEVA MARINE三维设计优势

（1）优化应用AVEVA MARINE三维生产设计流程

在应用AVEVA MARINE软件、实施三维船体生产设计过程中，编制了《船体结构建模设计基准》和《船体结构生产设计施工惯例》。为更好地控制设计质量，提高效率，对三维生产设计流程前后进行了几次总结、优化，经实际应用，效果明显。

（2）发挥三维设计优势，优化设计①应用AVEVA MARINE软件全面实施船体生产设计三维立体设计，包括分段结构建模、数切件分离、后处理（添加数切件信息等）、二维工作图生成、自动或半自动生成下料图册等。②改变设计模式，实施“一条龙”三维生产设计，保证了设计过程中信息传递的一致性。通过AVEVA MARINE三维建模，达到分段工作图、结构件、结构下料原3个工序由1人独立承担的“一条龙”编码设计，减少了中间协调环节，避免了大量的重复工作。③分段三维模型经装配后为舾装、管系、电装、居装、工艺等工序提供三维实船结构模型背景，为其它专业开展设计提供方便，提高了设计的精确性，解决了船体结构与设备、机座、管路等碰撞问题的发生。④改变传统的生产设计出图模式，取消了平面分段专用装配图册。通过细化工作图，在分段工作图中增加装配和精度管理数据等，使分段工作图成为现场装配焊接施工和交检验的唯一依据，下料图仅供下料切割使用。⑤增加了配套明细表、板材物流信息等设计出图，便于切割、加工时间有序进行。⑥通过在分段建模阶段添加加工代码、坡口、余量等标识，使生产设计图中增加了零件的加工流向、坡口和余量等信息，增加了下料形式、切割方式、加工方法等施工信息。⑦在生产设计图中增加结构安装线、余量切割线等零件自动划线设计，提高了划线精度和施工效率。

（二）拓宽船体生产设计内容，提高分段的完整性

①在分段结构图中增加压载舱和水舱直梯结构及编码设计。②在分段结构图中增加人孔盖、隔栅及编码设计。③在分段结构图中增加防滑条、踏步、防护条及编码设计。④在分段结构图中增加导缆桩及防磨半圆钢设计。⑤在分段结构图中增加海底栓和锌块结构及编码设计。⑥在分段结构图中增加舱界和舱名布置、压载舱警示标志、肋位标志等铁舾件设计。⑦在分段结构图中增加分段结构焊接工艺要领。⑧在分段结构图中增加分段加强结构及吊运支撑等工装结构件的编码设计。⑨为便于单元预舾装，对机舱二层底等分段进行预舾装设计。⑩将局部结构设计成吊鼻眼环，并将吊鼻加强结构设计在分段施工图中，方便现场施工。在生产设计图中增加临时工艺开孔设计，把临时工艺孔切割下的内孔料进行编码并贴装在此工艺孔附近，最终用于封堵该工艺孔。

（三）细化船体生产设计

①在船体生产设计图中增加检验和精度管理数据，方便施工、檢验及施工精度控制。②将舭龙骨、设备底座加强等散装结构设计在分段中。③特殊施工结构，在生产设计图中加以注明。④压偏型T型材，为避免施工差错，在生产设计图中加文字提示等。⑤在船体生产设计图中，增加零件“贴装”、“钉焊”等标识，表明其合理的装配时机。⑥在甲板室结构外围壁四角增设加强平铁，控制凹凸变形，减少现场“打包”工作量。⑦船体生产设计时在分段合拢缝处加设合拢“搭载平铁”，便于分段船台合拢与定位施工，减少工装用料，有利于“定尺定货”设计的开展。⑧在船体生产设计图中对高强度钢使用部位增加特殊标识，以免后续工序用错材料。⑨在船体生产设计图中对施工难点增加文字附注，避免产生施工差错。⑩将零件的加工信息增加到下料图和加工图中，方便施工管理。

（四）采用“大板架”、“标准段”和“模块化”设计

（1）实施“大板架”设计法

生产设计按分段建模、设计出图。应用AVEVA MARINE软件实施建模设计时，应根据生产设计出图要求，确定按分段为单元进行建模。为确保应用AVEVA MARINE软件实施建模设计结果可控，采用“大板架”设计法，即货舱结构、机舱结构均采取专人将整个板架（含外板与纵骨、内壳板与纵骨、内底板与纵骨、甲板与纵骨、平台与纵骨、纵桁及骨材、水平桁及骨材等关键结构）统一建模并固化板缝，确保关键结构的正确可控，分段设计人员用大板架切割分段并细化分段建模，拆分出图。

（2）实施“标准段”设计

根据部分分段结构雷同的特点，采取先设计出一套“样板图”，包括底部分段、舷侧分段、甲板分段、纵舱壁分段、横舱壁分段等，经校对、审核设计以及综合优化修改后，作为“标准段”。不同分段设计时依据“样板图”进行，使每个分段的设计均满足要求，出图模式合理，减少了重复工作量。

（3）开展“模块化”设计

根据不同分段中部分结构、节点相同的情况，一方面扩大节点建库直接调用范围，另一方面将分段中的相同结构在建模时做成公用“模块”，便于不同分段在建模设计时可直接调用。

四、结束语

综上所述，在船体生产设计过程中，应该以现场为中心，图纸切合生产实际，施工信息完整，明确易懂。要把设计，工艺相结合，加强船体，轮机，电气等专业的横向协调沟通，从多个方面综合考虑，积极地去思考如何对生产设计过程进行优化，提升现场施工质量和施工效率。

参考文献：

[1]杨海燕.船体结构生产设计理念构建研究[J].船舶职业教育，2015，3（03）：36-39.

[2]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（01）：8-9.