探讨船舶生产设计的一些问题

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【摘要】随着我国航运事业飞速发展，制船业也飞速发展，现已经超过韩国成为全球第一的制船大国。由于船舶工程的设计、制造是一个非常复杂的工程，它一般由舾装和船体两大工程组成，具体作业包含内容广，超大的工作量，分类多，安装也比较复杂，在设计上存在周期长等特点。对此，在实践过程中，如何高效、短期安全的设计、建造船舶，对于一个船舶设计、制造者而言，将是一个无比艰辛的过程。本文结合船舶建造、设计理论，详细探讨船舶生产设计中所存在的一些问题。

【关键词】船舶建造；设计理论；具体作业；航运事业；管理体制

1 船舶生产设计相关理论探讨

最早的船体建造使用“整体建造法”，它是将一个一个零件非常直接的在船上安装。船舶设计是将自己的图纸、资料提供“造什么样的船”，至于要如何、怎样建造船舶，则需要熟练的技术工人和管理人才指挥。

目前，我国的焊接技术取得实质发展，并且在起重运输上也有比较大的突破，船体建造也逐渐从铆接，过渡到焊接，造船的方法也逐渐从“整体建造法”，发展到“分段建造法”，具体操作是将整条船划分为分段，上船前，对这些局部实施分步建造，而后在总调度指挥下，实施总装。它的优点就是扩大了作业场地利用率，缩短作业时间，改善整条船的面貌；同时也出现了许多新问题，如焊接变形问题、焊接坡口要求、装配余量的设置、分段吊运翻身等一系列技术问题，再用以往的造船方法已无法适应焊接船的建造。由于现代造船技术工程存在比较多的复杂性，这才推动船舶生产设计的出现、发展。

船舶生产设计从广义上来说，就是从施工的立场出发，通过设计的形式，考虑高质量、高效率、短周期，并确保安全地解决怎样造船与怎样合理组织造船生产的一种设计。通俗地讲，就是把工人在现场施工中需要思考解决的问题，在设计阶段由技术人员来解决的一种设计。它的含义是，在确定船舶总的建造方针前提下，以详细设计为基础，根据船厂施工的具体条件，按工艺阶段、施工区域和单元，绘制记入各种工艺技术指示和各种管理数据的工作图、管理表，以及提供生产信息文件的一种设计过程。可以说，生产设计的实施，结束了过去设计与建造（生产）长期脱离的状态，而使设计真正起到组织生产和指导生产的作用。

生产设计属于设计的工作范畴，这就要求在设计部门进行，但从它的含义看，生产设计解决怎样造船的工程技术问题，这说明，由设计部门完成这项设计是困难的。实践证明，只有设计部门与施工部门紧密配合才能搞好生产设计。即使编绘生产设计的图纸及各种资料的是设计人员，但其内容的确立必须由施工部门制订方案。施工部门为了高质量、高效率、短周期并确保安全地建造船舶而提出一个基本的计划，基于这一计划下达各种必要的资料，同时对编制工艺标准，依靠施工方法和设备的进步，以改善工艺。

2 船舶生产设计内容与相关的管理体制

2.1 船舶生产设计的内容

按工程类别分，生产设计包括两部分内容：船体生产设计和舾装生产设计。其中，舾装生产设计又分为船装、机装和电装生产设计。

船体生产设计负责自船体放样开始，经零件加工、结构预装配到船体总装的一切生产技术准备工作。它包括船体型线放样、结构放样、绘制套料切割图及各类工作图及管理图表。

船体生产设计的工作图表主要有：钢材套料切割图、部件图及零件表、分段工作图以及船台工作图等。此外，还有分段重量重心表、脚手架作业图、吊环布置图、胎架图等。

舾装生产设计的内容是，在设绘舾装综合布置图的基础上进行单元划分，将某一个区域的综合部件、管理分成若干单元和现场安装的零件，包括设绘安装图、零件图、舾装件制作图、托盘管理表等。

机装为机舱舾装的简称。机装作业的范围通常指从机舱前端壁到机舱后端壁，并包括轴隧的纵向范围以及机舱底的烟囱这一竖向范围。机装生产设计的主要内容是该范围内的管子舾装、钢铁质量舾装件的舾装和主机轴系三大部分的生产设计。

电装生产设计主要解决全船电气设备的制作、安装技术问题，为现场提供记有工艺指令的图纸和管理信息的图表。

2.2 生产设计的管理体制

我国现行的船舶设计体制基本上分为两种类型。第一种是初步设计和详细设计在专业设计院（所）进行，生产设计在船厂进行。一般情况下，设计能力较弱的中小型船厂多数采用这种类型。另一种是初步设计、详细设计和生产设计全部都在船厂进行，设计能力较强的大厂一般采用这种类型。

生产设计的内容与图表形式应满足生产和管理的要求，生产设计的组织机构也应与船厂生产和管理工作的需要相适应。由于我国的生产设计尚处于发展阶段，各厂的条件和技术水平并不一样，因此生产设计的组织、机构、模式也不完全相同，而且机构的组成也不是一成不变的，还可以根据生产的发展和管理的改进而作相应调整和不断改善。

生产设计的组织形式概括起来有两大类：一类是把船体和舾装的生产设计集中在一个部门进行，另一类是把船体生产设计和舾装生产设计分开在两个部门进行。

3 生产设计的特点和应用

船舶生产设计过程中的主要特点：一是，要解决的是“怎样造船”的问题。初步设计和详细设计都是解决“造什么样的船”的问题，表达的是产品的完工状态；生产设计则是从施工部门、管理部门的立场出发，考虑“怎样造船”和“如何合理地组织造船生产：，要解决的是船舶建造的方法和组织管理的问题。二是，设计、工艺、管理合为一体，生产设计与传统的设计方法不同，它是以设计的形式，对造船的总体方案和具体施工方法，进行全盘研究、分析、比较之后，通过优化，以工作图表的形式表达出来，作为施工命令，用来指导生产。在生产设计过程中要进行大量统计，如工时、材料、重量、切割长度、装配长度、焊接长度、涂装面积、分段作业负荷等数据，从而又把设计工作与管理工作有机的结合在一起。三是，生产设计必将涉及整个生产体系，推行生产设计要建立一种新的生产体系，它牵涉到设计、工艺、管理各部门，这是生产设计的任务所决定的。一方面，即使编绘生产设计图表的是设计人员，其内容的确立及计划的安排也必须由施工部门来完成。另一方面，生产设计所提供的各种图表和资料直接发往各个部门，作为指导生产和组织生产的依据。四是，生产设计将通过事前准备工作而贯穿于整个船舶设计过程的始终。从时间上看，生产设计事前准备工作早在初步设计阶段就已开始，如拟定建造方案、进行分段划分、提出舾装方针等；在详细设计阶段，提出船体及舾装施工要领，进行单元划分，考虑预舾装方案等。

开展生产设计，使得船舶在建造之前，从质量、效率、安全、成来来考虑建造方法，尽可能推广应用行之有效的新工艺、新技术，并融入到工作图和管理表中，从而使现场生产与组织管理科学化、合理化，通过设计人员的脑力劳动来减轻现场操作人员的体力劳动，把大量高空作业改为平以做，外场作业改为内场做，狭窄空间作业改为敞开做，水上作业改为陆地做，朝天作业改为俯身做。这对保证施工质量，提高生产效率，减轻劳动强度，确保安全生产，缩短建造周期，降低造船成本，无疑起很大的作用，从而为提高船舶产品的市场竞争能力做出贡献。

参考文献：

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[2]陈宁；刘炜；；船舶建造计划可视化仿真方法的研究[J]；交通节能与环保；2011年01期

[3]陈宁；刘炜；；船舶建造计划可视化仿真方法的研究[A]；2010年MIS/S&A学术交流会议论文集（中国造船工程学会学术论文集）[C]；2010年

[4]缪顾贤；造船企业基于托盘管理的舾装件集配管理体系研究及应用[D]；浙江工业大学；2009年

[5]常守明；船舶PDM管理Windchill系统中大批量文档导入方法的研究[D]；上海交通大学；2012年

作者简介：

王龙（1987—），男，汉族，山东临沂人，现为华中科技大学文华学院机电学部09级船舶与海洋工程专业3班学生。