船体生产设计标准流程及要点探讨

船体生产设计标准流程及要点探讨

俞世尧

身份证号：330903198008104754

摘  要：针对船体生产设计工作内容繁杂，工作难度大，成效要求高的特点，本文按流程论述了现阶段的船体生产设计流程，并融合了笔者从业近二十年的船体生产设计经验总结。文章着眼实际，从多层面出发，全面梳理了船体生产设计工作标准流程，形成了完备的应用方案，可为后续相关单位进行船体生产设计工作提供参考借鉴。

关键词：船体生产设计; 详细设计; 模型

0、引言

船体制造是一项非常复杂的工程，是其它专业进行生产设计的基础，贯穿整个船舶设计过程，又是与机电管舾等专业有机结合的设计工作。船体生产设计流程在纵向上和前两个设计阶段之间有流动、渗透的关系；在横向上与机电管舾专业的生产设计相互交叉渗透。船体生产设计是编绘用于指导和组织造船船体结构生产的图表和技术文件的设计工作，设计者要处理大量复杂广泛的工程技术问题，所以遵循一个成熟且标准的流程作为船体生产设计工作的准则尤为重要。下面笔者将分四个步骤来论述船体生产设计的流程及要点。

1、详细设计阶段准备工作

1.1 图纸消化与前期准备

在详细设计进行期间，可以安排生产设计人员提前介入，跟踪详细设计的进展并熟悉消化详细设计图纸，随着对详细设计图纸的进一步理解消化，可以检查并校对详细设计图纸中可能存在的错误，比如是否满足相关规范要求、是否已将船东、船检意见落实、是否满足规格书要求等等，以免导致后续生产设计出图的返工和现场建造的返工；还可以结合船厂实际情况，对详细设计图纸进行优化与改进。与此同时，可根据各船体区域的结构型式和细节、舱室划分布置、船厂的设备能力、场地布置情况及车间工艺流程来制定分段划分并考虑总组及搭载网络；并针对每种分段类型制定出最高效的结构装配原则顺序。另外，需检查全船是否存在比较复杂的结构型式或对制作精度要求比较高的重点部位，提前准备好相关建造工艺文件。

最后可根据详细设计结构图纸和全船分段划分情况规划布置主要结构的板缝，例如舱壁、甲板、平台、纵桁、强梁、外板等；统计好全船结构所需材料的材质规格及数量以进行材料采购，尽量减少板规并提高钢材利用率以降低船厂建造成本。

1.2 船体生产设计基准制定

    由于设计人员的经验和习惯都不同，为了指导后续生产设计人员进行标准化生产设计，统一设计语言，必须基于对详细设计图纸深度消化的基础上对船体生产设计基准进行修改和制定，为方便起见，可以采取某种相近船型的设计基准作为修改的模板，但是必须根据目标船型的详细设计图纸进行修改，落实到每处细节。船体生产设计基准需对视图剖面、理论线、件号、各类开孔、端切、坡口、焊接、余量、流向、检验线等所有涉及到生产所需的内容和生产设计图纸标注的格式作出规定。这不仅对设计人员至关重要，而且现场施工人员也必须熟悉和理解此设计基准以便掌握设计人员的意图并完整理解图纸的内容，做到理论与实际无缝对接。

1.3、线型光顺及数据库初始化

目前大部分船厂进行生产设计都是采用某种三维设计软件系统进行，包括全船的建模和数据库管理；在详细设计阶段只要型线图确定下来就可以开始线型的光顺，光顺的型线和曲面是船体建模的前提，还可以利用光顺后的线型进行外板展开和外板板缝排版布置以优化钢板订货提高钢材采购利用率。型线光顺后可以开始进行船体生产设计系统的初始化，将详细设计中的结构标尺和结构细节如肘板、补板、坡口、端切、贯穿孔、开孔及角隅等信息输入系统，再将分段划分数据输入系统；在船体生产设计过程中如发现数据初始化有遗漏或存在相关问题，需要所有相关设计人员退出系统操作，并由指定的系统管理员对相关数据予以补充和改正，待初始化数据更新完毕，所有相关模型数据必须重新运行加以更新。

2、三维建模

2.1 建模的要求

前期必要的准备工作做充分后，就进入生产设计的核心工作部分——三维建模，其中的两个关键指标分别是正确率和建模率。正确率要求设计人员完全吃透消化详细设计图纸并遵循设计基准，确保模型正确无误，不为后期出图与下料埋下隐患。建模率要求设计人员将所有船体结构百分之百建模，以确保结构完整性。考虑到船体专业还需要为机电管舾等专业提供背景和基体的特殊性，建模率就尤其重要，这反过来也要求机电管舾等专业建模也要完整，不然无法检查出是否与船体结构存在干涉情况，也无法得出穿越船体结构进行开孔是否合理。建模的过程相当于预先在计算机内进行了一遍模拟建造，这一切都是为了确保不为后续实船建造埋下隐患，将所有能预知的问题提前暴露。

2.2 三维模型校对及评审

全船三维模型建立完毕后，首先是开展生产设计人员自查，对自己负责的建模区域进行检查校对以发现可能存在的错误；然后安排经验丰富的专职校对人员对全船模型进行全面检查，所有检查到的问题都要专门记录备案，确保落实到每个设计人员并跟踪整改情况。设计部门对模型校对并修改完毕后，应牵头组织模型评审会，会同生产管理人员、项目管理人员、施工方负责人等共同对全船模型情况做评审，然后汇总各方意见和建议来优化模型，以保证后续生产顺利推进。

2.3 各专业之间的协调

轮机、电气、管系、舾装专业部分钢结构及反面加强需要船体专业协助进行建模并最终反应在船体分段结构图上，管系和电气专业建模时需在船体结构上开设大量开孔，船体设计人员务必要把好关，协调好其它专业人员，指导其进行开孔，确保设计满足船体规范要求。一是船体专业在生产设计开始时应准备一份开孔指导文件提供给其它专业，并为其它专业设计人员做好培训学习以规范其开孔行为。二是其它专业如有任何需要反映到船体模型的内容，必须提供正式书面协调单与相关图纸，并由专人登记跟踪落实。除了壳体，船舶还具备复杂庞大的系统，各设计专业的同步协调融合对后续生产建造的顺利开展至关重要。当船体专业与各设计专业之间出现矛盾对立的时候，具备丰富设计经验的项目设计管理人员要统筹协调，做出最合理裁决，制定出最优方案以推动设计正常开展，如涉及详细设计图纸修改的方案，必须征得船东船检书面认可。船体生产设计和其它专业的生产设计工作应平行、交叉进行，以便两者相互提供所需数据和图面，保证设计质量。

3、出图模式的制定

建模完成后就进入到生产设计出图阶段，生产设计最终目的是为了高效流畅的生产，打造高质量产品。所以出图之前，船体生产设计部门应牵头组织相关生产工区商定图纸的出图模式，按照一般标准，单个分段的船体生产设计图纸包含工作图（结构图）、部件部（小组立图）、零件明细表、数控切割图、型材下料图、零件加工图、检验线图、吊装图等。船体设计部门应根据船厂实际工位设置和生产部门的具体需求来对图纸内容和数量进行增减。因船型不同，出图模式亦会产生相关变化，但最终目标是实现图纸模式和生产模式的精密贴合。

4、设计错误及设计改进处理

实践是检验真理的唯一标准，在生产设计图纸下发用于生产制造后，难免会出现一些设计错误或者需要改进的地方，首先对于已知问题，要动作迅速将生产设计底图修改到位并做好修改标记。如有涉及到模型修改就必须先修改模型，然后下发正式图纸修改通知单给生产相关部门，做到早发现早处理。其次对于单船所有下发的图纸修改通知单要建档登记并跟踪处理状态，所有生产设计底图上的修改标记要与相关修改通知单编号一一对应，确保后续产品不再出错，设计人员查证起来也能追根溯源。

5、结语

不断提高生产效率和质量是企业所追求的目标，所以各生产设计单位应在业务实践中不断摸索总结，提高生产设计水平，进一步优化船体生产设计流程。随着社会进步，造船业需要不断变革，保持精益求精的精神，不断开拓进取，方能在竞争中立于不败之地。

参考文献：

[1]周启学.船舶生产设计[M].人民交通出版社,2007.

[2]杨丽荣,顾庆,王莹.试论船体结构生产设计理念形成[J].山东工业技术,2018,(17):244.

姓名：俞世尧，性别：男，出生年月：1980.08.10，民族：汉，籍贯：浙江舟山，学历：本科，职称：中级工程师，研究方向：船舶与海洋工程