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借鉴海洋工程设计理念 创新船舶设计思维

张明海

江苏新扬子造船有限公司, 江苏靖江,214532

摘要: 船舶设计中借鉴海洋工程这些方面的设计理念和标准,虽然它们通常要高于船舶设计相关规范规则的一般要求,但是这样做对于提高船舶设计标准和设计水平,更好地为船舶企业和船东服务具有十分积极的意义。
关键词: 创新;船舶海洋工程;设计理念;设计创新;分析探讨
DOI:10.12721/ccn.2025.157003
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1前言

船舶设计是船舶工程领域内一项非常重要的内容,对船舶技术经济性能有着决定性的影响。船舶设计在内容上十分复杂,需要面对和解决许多技术和经济上的矛盾,例如运输质量与造船投资之间的矛盾、适应当前需要与适应长远规划要求之间的矛盾、先进技术与现实性之间的矛盾、国家宏观政策与地方航运之间的矛盾、船舶稳性与横摇缓和性之间的矛盾、航向稳定性与操纵灵活性之间的矛盾、水密分舱与使用方便性之间的矛盾、船体结构强度与节省船舶材料之间的矛盾等等。

2创新船舶设计思维

2.1信息化提升造船技术能力

造船信息化是指具有数字化、网络化和智能化等特征的信息技术使造船方式发生的革命性的变化。信息化技术正融合于造船的轻量化、绿色化和全球化,包括建模、仿真、优化和一体化的信息化基础技术,产品设计的参数化、模块化,新船型开发的虚拟造船与虚拟试航术,造船装备与生产线的智能化,车间的数字化,企业资源、供应链和质量等的管理技术的数字化。

造船信息化应达到的目标如下:计算机系统精确地定义、控制、跟踪和分析造船的每项活动。在设计时,使用船厂的三维环境创成工艺过程、作业计划、环境布置、机器人操作、NC 模拟和物流仿真等。生产之前,在计算机中模拟船舶的每条切割缝、装配缝和焊接缝的作业过程,获取技术参数和管理数据。然后,以电子工艺图表的形式设定所有作业的任务、执行该任务的生产资源与操作方法,以及它们之间的相互关系,并将一体化的工艺图表发布到含分包商的所有施工部门。在造船过程中,实时监控造船的每项活动,细化到每张钢板的储存和预处理,每个零件的切割和成形加工,每个部件的装焊,每个分段的装焊与舾装等,直至试航交船。信息化的远期目标是基于模块的数字化和智能化的准时生产技术,以及基于工业以太网的造船无线自动化生产控制。

2.2第二次造船现代化的未来进程

轻量化、绿色化、全球化和信息化的内容是相互重叠、相互渗透、相互融合的,它们体现在造船资源的结构性变革、造船能源与船用能源的根本性变化,以及在造船过程中和船舶运营中与环境相和谐。第二次造船现代化的未来进程,如表1所示。模块化 数字化 提高工效 降低成本2000 至 2015 年可能就是第二次造船现代化的起步期,主要特征是通过制定法规,强制造船与用船企业节能减排,不使用或限量使用有毒、有害物质。2015 至 2050 年的 35 年,可能是第二次造船现代化的发展期,经过努力,实现资源与能源的高效使及新型资源与能源在舶船行业中的成功应用。2050 至 2100 年的 50 年可能是第二次造船现代化的成熟期,因为造船的轻量化、绿色化、全球化和信息化全面应用,达到资源的循环使用,不再使用石油和煤炭等矿物能源,对环境无任何污染。2100 至2120 年可能是第二次造船现代化的稳定期,稳固地建立了适合人类生存与发展的世界。

表1  第二次造船现代化的未来进程

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2.3实现设计与建造之间的无缝衔接

创新船舶设计思维中很重要的一点就是要实现设计与建造之间的无缝衔接,实现二维技术设计和三维生产设计之间的高度一致性。现代船舶设计理念必须满足先进造船模式的要求,即区域化设计、一体化施工。

目前,船舶设计的常规做法:无论是布置图还是结构图、系统原理图都是以二维图纸的形式表达,这从确保技术要求和图纸送审的角度讲已经足够。但是如果考虑到现场施工要求和三维空间的合理规划与利用,则还需要进行三维放样,即通常讲的三维建模。换句话讲,二维设计是确保技术与原理上的正确性,而三维建模则是确保设计方案的现实可行性,是最接近于实际施工的“纸上造船”或者“电脑造船”阶段,所有工艺问题都必须在三维建模阶段得到解决。所以,从提高总体造船效率的角度出发,加强技术设计与三维建模之间的同步协调,做到图纸与现场施工的一致性显得十分重要。现阶段的重点是做好二维设计与三维建模之间的并行协调工作,注重两者之间的反馈与更新,减少乃至逐步消除二维设计与三维模型之间的矛盾。

2.4实现船舶设计模式转变的经验

首先要转变思想,树立以市场为导向、以客户为中心的设计服务理念,为设计模式转变奠定思想基础。现如今,市场是广大船舶企业生存的根本,得市场者得天下。客户就是我们的市场,客户的需求就是市场的需求,满足了客户的需求就满足了市场的需求。因此,应当始终坚持一切以客户为中心的设计服务理念,努力使客户的需求得到全面的满足,因而使一些企业从没有市场到有市场,小市场成长为大市场,临时市场发展为固定市场。要坚持“最佳的设计、最好的服务”理念,为设计模式的转变提供文化基础,提炼并形成公司企业文化的核心内容,即“最佳的设计、最好的服务”。“最佳的设计”是“最好的服务”的前提条件,“最好的服务”是“最佳的设计”的体现,没有“最好的服务”,市场就不会承认“最佳的设计”。

其次,相关船舶企业要建立灵活的用工制度,合理完善人员搭配结构。灵活的用工制度,合理的搭配人员结构,可以为设计模式转变提供较多的物质基础。比如私营船舶企业的用工制度不同于国有企业,为此,需要充分体现优胜劣汰、吐故纳新,招贤纳士的原则,把选拔有用之才放在首位,打破陈旧且束缚先进生产力发展的人际关系网,获得更多发展的新机。

最后,相关船舶企业使用人才要注重提倡“因人而用”的原则。由于造船形势良好,人才竞争也日益激烈,很多公司就不可避免地面临人才短缺的困境。但是,公司合理地利用人才,采取新老搭配,以老带新,以强帮弱的方式大胆启用新人,使这些新人拥有施展才能的机会,并尽快成长。

3结语

总之,借鉴海洋工程设计理念,创新船舶设计思维的发展将会掀起一场革命性的浪潮,现有的基础、科技和经验都要随之发生改变和革新。今后,勇于在新领域和新市场开拓创新,敢于率先进行深入研发并投入实用的企业,将会在竞争日益激烈的船舶市场中取得先机,大大提升企业的市场竞争力。

参考文献

[1]王晓红.推动创新设计实现新产业革命下跨越发展[J].全球化,2016(09):22-36+133-134.

[2]葛雨,顾永凤,顾雪玮,郭雅晴.太阳能三体游艇的创新设计及仿真模型制作[J].江苏科技信息,2017(03):58-59.

姓名:张明海,性别:男,出生年月:1970.10,民族:汉,籍贯:山东微山,学历:本科,职称:副高级工程师,研究方向:船舶与海洋工程