《船舶建造的阶段联动》
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[摘 要]随着世界航运市场的不确定性增加,如何抓住新船型的效益增长期,缩短研发、设计、制造直至交付的整个周期,满足船东船厂效益最大化的现实需求问题变得越来越迫切,这就要求研发、设计、制造三个阶段能够联动配合,相互促进,提高效率和质量.
[关键词]阶段联动 效益 换位思考 提升效率 缩短工期 配合
中图分类号：P635 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）01-0184-01
由于世界经济发展和国际贸易的不确定性增加,航运周期的波动更加频繁.为了适应不断变化的航运市场,及时抓住相应船型的效益增长期,这就要求船舶建造的研发、设计、制造三个阶段的周期都要尽可能缩短,为了实现这一目标,就要在相应阶段的工作过程中考虑下一阶段工作的方便性,即：最大化利用上一阶段的工作成果转换成本阶段工作的一部分,减少当前阶段工作量,实现船舶建造各阶段的联动配合.
一、研发阶段与设计阶段的聯动
船舶研发阶段是根据船东的实际使用需求来确定船舶的用途以及各项性能,通常也称为基本设计阶段.通常包括船舶用途性能的确定、线型光顺、舱室划分、稳性计算、舱容计算以及结构有限元计算等.这其中船舶线型、舱室划分、结构有限元计算直接决定了下一阶段即设计阶段（主要指详细设计）的工作基础,这样就提出了是否可以在进行详细设计的过程中直接引入研发阶段的工作成果即船体线型和有限元计算后的分舱结构（基本结构图）,来减少详细设计这两部分工作量的问题.通过一段时间的学习观察和工作上接触总结的经验,提三点建议来处理上述所提的两个问题：
1.线型光顺软件生成满足要求的三维线型后可以转换成详细设计软件（主要指CAD）能够识别的二维剖面线型数据和图形,详细设计可以在此基础上直接绘制；而生产设计可以直接引用三维线型,再根据施工需要进行二次光顺.
2.分舱结构根据有限元计算满足强度要求后直接确定相关舱壁板的板厚以及扶强材的形式和规格,通过建模或者直接绘制CAD图的形式把这部分参与总体强度计算的分舱壁板确定下来并以详细设计的样式（主要指CAD二维剖面）提供给下一阶段,以方便详细设计直接引用.
3.考虑使用相同软件分阶段进行操作,目前通常采用的是CAD软件,一些国有大型船厂还在探索、试用AM软件来实现.CAD多用于二维图形剖面的处理,AM可以通过建模实现三维、二维两种图样输出,减少结构干涉,并且生产设计阶段同样使用AM软件进行绘图工作,这样就可以实现研发、设计（包括详细设计和生产设计）的联动作业,上一阶段的工作成果直接应用于下一阶段的作业当中,减少下一阶段的设计周期,提高效率.
二、设计阶段内部联动
船舶设计阶段包括详细设计和生产设计.详细设计主要工作是完善研发阶段的基本设计图纸,补充相关剖面,增加局部结构和完善各专业布置图以满足船舶结构规范、系统布置要求,达到满足下一阶段生产设计需要的目的.生产设计是把详细设计的结构,系统图纸等转换成生产制造可以直接按图操做的施工图纸,图纸上同时含有相应的焊接、工艺和施工指导说明等相应信息.通过两类设计的定义不难发现,详细设计的内容是直接应用于生产设计的,这就提出了详细设计结构图是否可以直接应用于生产设计并在此基础上进行相应补充的问题.同时生产设计是考虑了船厂制造条件、硬件设施和制造便利性后绘制的,这样详细设计的结构节点样式是否能满足生产设计的上述需要也是需要两阶段设计之间需要联动处理的问题.通过多年来生产设计的实际操作经验以及详细设计识图水平的不断提高,总结了两种方法来解决如上提出的两个问题：
1.详细设计通过建立三维模型再转换为二维剖面图,生产设计通过模型的转换或者两种设计使用同一种软件（目前仅AM适用）直接调用详细设计的模型进行后续处理工作,这就要求详细设计把图纸标注的板厚、材质、规格以及结构定位等信息在建模过程中补充完整.生产设计直接在此基础上处理节点细化,增加工艺信息比如板缝、坡口、余量、划线、零件命名以及装配信息等工作.这样生产设计阶段内的建模工作就可以简化掉很大一部分,并且结构本身的信息比如板厚、材质、规格等直接来源于详细设计,减少了之前由于识图和修改导致的生产设计错误.既提高了效率又提高了质量,一举两得.
2.详细设计的节点图册根据不同船厂生产设计部门总结的现场制造客观条件和主观要求,在满足规范要求的基础上适当调整,以适应生产设计的需要.船舶建造过程中,大部分船厂的详细设计是委托给专业的详细设计公司的（一部分中小船厂生产设计也是外包的）这就导致详细设计的节点图册不能满足相应船厂的制造需要,导致制造难度增加甚至无法施工；有的船厂在生产设计阶段又自行修改节点图册以满足制造需要但是没有送审经过船级社认可,而在报验阶段现场验船师和船东是根据详细设计来报验的,这就有可能导致报验项目不能通过.这就又体现了详细设计与生产设计联动的必要性.
三、设计阶段与制造阶段的联动
这里主要指生产设计阶段与现场制造阶段的联动.对于船厂来说生产是最重要的环节,因此生产制造的需求也是船厂最迫切的需求,只有满足生产施工要求的生产设计才能够称为合格的设计.而在满足制造要求的前提下,能够尽量提高制造效率,降低制造难度的生产设计才可以称为优秀的生产设计.为了实现这一目标,设计与制造阶段的联动就是必不可少的.经过多年的技术经验积累以及现场制造巡检和意见反馈的收集,汇总提炼了三条措施来具体实现设计与制造阶段的联动.
1. 生产设计图纸纸按照现场制造专业、工位、工序分类绘制：①按照专业如结构、轮机、电气、舾装分类；②各个专业内部根据制造工位分类,比如结构专业的下料、加工、胎架,轮机专业的管子放样、管支架、集配等；③根据制造工序分类,比如小组、中组、大组、分段、船台船坞、下水、试航等.分类的优点是：1）减少相应专业、工位、工序识图工作量,专图专用；2）分类绘制的专用图纸对于图纸细节的考虑更加完善,后续优化工作更有针对性；3）减少了下发图纸份数,只针对相应目标下发专用图纸,节约了资源.
2.生产设计按照制造客观条件的改变不断调整完善.随着智能制造和精细化管理在制造业的不断深入应用,船厂的硬件设施和管理水平也在不断提升,这就要求生产设计在与制造的联动过程中不断的适应完善,以提高效率,缩短周期.具体的方案如下：①生产设备等硬件设施的提升.要求生产设计输出的切割指令、划线数据、管加工代码等要同步更新；②工位调整合并、工序增减等管理优化.对应的生产设计图纸也要相应的做好修改增减合并等工作.始终保证生产设计与制造客观条件的配合顺畅.
3.生产设计结束后与制造阶段的配合.船厂在很多情况下设计工作已经结束而生产制造还处于初步阶段,随着生产的深入,设计图纸问题在相应阶段会一一暴露,错误在设计过程中是不可避免的,但是后续的问题处理需要方法来解决.这里提两点建议供参考：①生产设计按照专业来安排制造配合人员（各专业至少一名）,来保证设计问题处理的及时性；②做好典型问题的记录工作,在项目交付后总结汇总并提出解决办法及改进意见,保证其它项目设计过程中避免此类问题的再次发生.
四、结语
综上所述,船舶建造的各阶段工作如果能够换位思考联动沟通、相互配合,必然有助于下一阶段工作的开展；如果能够引用上一阶段部分工作内容作为本阶段的一部分工作量,则还能够大幅度提升当前阶段的工作效率.两相作用下的结果就是提高质量,缩短交付周期,为船东和船厂带来可观的经济效益.本文供从事造船行业的工作者参考和借鉴,不足之处希望读者不吝给予意见和建议.
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