水利工程論文發(fā)表之船舶前期開發(fā)設(shè)計(jì)

來源：職稱成果咨詢網(wǎng)作者：afeng時(shí)間：2015-05-29 15:25

　　本篇文章是由《船舶工程》發(fā)表的船舶開發(fā)的論文，《船舶工程》（ShipEngineering），主辦：中國(guó)造船工程學(xué)會(huì)，周期：雙月，出版地：上海市，語種：中文，開本：大16開，國(guó)際刊號(hào)ISSN1000-6982國(guó)內(nèi)刊號(hào)CN31-1281/U，郵發(fā)代號(hào)：4-251，歷史沿革：現(xiàn)用刊名-船舶工程，創(chuàng)刊時(shí)間：1978。該刊被以下數(shù)據(jù)庫收錄：中國(guó)科學(xué)引文數(shù)據(jù)庫(CSCD—2008)核心期刊：中文核心期刊(2008)中文核心期刊(2004)中文核心期刊(2000)中文核心期刊(1996)中文核心期刊(1992)。本刊系中國(guó)造船工程學(xué)會(huì)會(huì)刊，國(guó)家技術(shù)類核心期刊。在推動(dòng)造船工業(yè)技術(shù)進(jìn)步、促進(jìn)船舶科研事業(yè)的發(fā)展、溝通會(huì)員單位之間的聯(lián)系、報(bào)道學(xué)會(huì)動(dòng)態(tài)和提供產(chǎn)品經(jīng)濟(jì)信息等方面發(fā)揮了重要的導(dǎo)向作用，已成為船舶及海洋工程領(lǐng)域中發(fā)行量大、覆蓋面廣的工程技術(shù)類刊物。

　　摘要本文系統(tǒng)的闡述了船舶前期開發(fā)和設(shè)計(jì)理念，包括技術(shù)要領(lǐng)和理論依據(jù)等，并詳細(xì)分析了前期設(shè)計(jì)中每個(gè)環(huán)節(jié)之間的聯(lián)系，以達(dá)到最合理的設(shè)計(jì)。

　　關(guān) 鍵詞前期設(shè)計(jì) ;生產(chǎn)設(shè)計(jì) ;合同設(shè)計(jì) ;詳細(xì)設(shè)計(jì)

　　船舶是一種龐大而復(fù)雜的水上工程建筑物，具有類型多、環(huán)境條件特殊、技術(shù)含量高、投資較大、使用周期長(zhǎng)等特點(diǎn)。因此，設(shè)計(jì)船舶是一門綜合性的科學(xué)技術(shù) ，必須持認(rèn)真慎重的態(tài)度。當(dāng)前，對(duì)于船舶設(shè)計(jì)階段的劃分說法不一。按照近幾年最為流行的分法可分為合同設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)設(shè)計(jì)。為了簡(jiǎn)單起見，本文把船舶的設(shè)計(jì)階段分為前期設(shè)計(jì)和生產(chǎn)設(shè)計(jì) ，即把生產(chǎn)設(shè)計(jì)前所有的設(shè)計(jì)統(tǒng)稱為前期設(shè)計(jì)。作為生產(chǎn)設(shè)計(jì)的前提和依據(jù) ，前期設(shè)計(jì)應(yīng)涵蓋船舶的全部技術(shù)性研究和經(jīng)濟(jì)性考慮。所以，船舶前期開發(fā)設(shè)計(jì)理念應(yīng)該是技術(shù)性和經(jīng)濟(jì)性的統(tǒng)

　　一。

　　船舶是一個(gè)商品，商品有它的質(zhì)量，質(zhì)量的合格與否需要有法定的檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)和檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)來衡量。根據(jù)船舶以后的運(yùn)營(yíng)航線和船籍，它要滿足的相關(guān)規(guī)則規(guī)范不盡相同，但是大同小異。拿跑國(guó)際航線的船舶為例，它需要滿足船籍國(guó)、相關(guān)港口和當(dāng)局政府的技術(shù)規(guī)定要求，需要滿足國(guó)際船級(jí)社(IACS)以及所入級(jí)的船級(jí)社(Classification Society)的規(guī)范要求，同時(shí)還要滿足國(guó)際海事組織 (IMO) 的相關(guān)條款規(guī)定。這就是船舶前期設(shè)計(jì)最基本的技術(shù)要求和理論依據(jù) ，這些都是純技術(shù)性的法定要求，船舶必須滿足。另外，船東根據(jù)自己以往的經(jīng)驗(yàn)和船舶以后的運(yùn)營(yíng)特點(diǎn)往往會(huì)提出一些額外的技術(shù)要求。而這些技術(shù)要求往往夾帶著很多的經(jīng)濟(jì)因素。例如，某些船東為了加快裝卸貨的速度而要求艙口尺寸增大、吊機(jī)數(shù)量或起重噸位增加等等。這些要求，我們?cè)谇捌谠O(shè)計(jì)中都要充分考慮，提前分析，任何一項(xiàng)都有可能影響到后面的設(shè)計(jì)。

　　其實(shí) ，船舶的前期設(shè)計(jì)很大程度上是圍繞一個(gè)經(jīng)濟(jì)目標(biāo)而進(jìn)行的設(shè)計(jì)。合同設(shè)計(jì)階段的關(guān)鍵技術(shù)文件——全船技術(shù)規(guī)格書，就包含了很多與經(jīng)濟(jì)因素有關(guān)的規(guī)定，例如航速規(guī)定，主機(jī)功率規(guī)定，載重噸規(guī)定等。經(jīng)濟(jì)性好的船舶產(chǎn)品才能吸引大量的船東來購(gòu)買，這正是船舶前期設(shè)計(jì)的目標(biāo)和追求。所以，技術(shù)性分析和經(jīng)濟(jì)性考慮在船舶前期設(shè)計(jì)中是分不開的。為了讓大家能夠進(jìn)一步的理解前期設(shè)計(jì)這一理念，下面就簡(jiǎn)單介紹一下前期設(shè)計(jì)的技術(shù)要領(lǐng)和理論依據(jù)。我們來揭開這一道神秘的面紗，讓大家了解一下一艘船是怎么從無到有開發(fā)出來的，讓大家對(duì)船舶的前期設(shè)計(jì)有一個(gè)大致的認(rèn)識(shí) ，也可以幫助生產(chǎn)設(shè)計(jì)人員擴(kuò)大知識(shí)面，培養(yǎng)處理問題的高瞻性、預(yù)見性、準(zhǔn)確性和快速性。一個(gè)最典型的例子。一個(gè)船東有了造船意向之后，就會(huì)找相關(guān)的設(shè)計(jì)公司(部門)咨詢相關(guān)技術(shù)問題和社會(huì)行情。其中最關(guān)鍵的就是準(zhǔn)備造什么類型的船，多大的船(主尺度)，什么配置的船(一些主要設(shè)備怎么配置)，跑什么航線(影響到船舶的設(shè)計(jì)和營(yíng)運(yùn))，航速多少，市場(chǎng)造價(jià)大概多少。造價(jià)是船東最關(guān)心的，但是這不是憑空就可以估出來的，這就需要設(shè)計(jì)公司做一個(gè)初步的設(shè)計(jì)和報(bào)價(jià)工作，即合同設(shè)計(jì)。

　　這一設(shè)計(jì)階段突出體現(xiàn)了“以市場(chǎng)為導(dǎo)向”的理念，把承接船舶訂單作為這一階段設(shè)計(jì)工作的主要目標(biāo) ，將重點(diǎn)放在解決船東提出的關(guān)鍵技術(shù) ( 包括航速、載重量等 ) 問題上，并將完成建造合所需的總布置圖、全船技術(shù)規(guī)格書、中橫剖面圖、主要設(shè)備清單及廠商表、型線圖、機(jī)艙布置圖等技術(shù)文件。一般來講，這一設(shè)計(jì)階段首先需要做的工作是把船的主尺度定下來，航速確定下來，計(jì)劃入級(jí)的船級(jí)社及船級(jí)符號(hào)確定下來。然后找相關(guān)母型船得到一些總體方面的數(shù)據(jù)(母型改造設(shè)計(jì)方法，就是設(shè)計(jì)時(shí)首先選擇一艘與設(shè)計(jì)船技術(shù)性能相近的優(yōu)秀實(shí)船作為母型船，新船的各項(xiàng)要素都是在母型船的基礎(chǔ)上加以改造和創(chuàng)新而得到的)，如裝載手冊(cè)中的最大許用彎矩和剪力、總布置圖、機(jī)艙布置圖、主要設(shè)備參數(shù)、舾裝數(shù)等。有了這些母型船的數(shù)據(jù)資料，我們就可以在此基礎(chǔ)上根據(jù)船東的要求和相應(yīng)船級(jí)社的規(guī)范做相應(yīng)的計(jì)算和修改，從而設(shè)計(jì)出舯橫剖面圖和總布置圖。參考母型船的數(shù)據(jù)資料，我們才有把握控制所設(shè)計(jì)船的穩(wěn)性、空船重量、艙容、航速等，如果沒有母型船那就要冒風(fēng)險(xiǎn) ，走很多彎路，應(yīng)充分應(yīng)用好計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù) ，發(fā)揮團(tuán)隊(duì)合作精神。設(shè)計(jì)好了舯橫剖面圖和總布置圖之后，就進(jìn)入到最重要一個(gè)環(huán)節(jié) ，編寫技術(shù)規(guī)格書(俗稱技術(shù)協(xié)議)。

　　這個(gè)技術(shù)規(guī)格書的內(nèi)容包括各專業(yè)的設(shè)計(jì)和建造技術(shù)條款，是對(duì)本船的一個(gè)概括的描述和規(guī)定，也對(duì)一些關(guān)鍵的設(shè)備和布置做了要求，相當(dāng)于對(duì)本船以后的設(shè)計(jì)和建造定下了限制條件。一般會(huì)把這一階段的舯橫剖面圖和總布置圖寫進(jìn)技術(shù)規(guī)格書中作為技術(shù)依據(jù)。有了這個(gè)技術(shù)規(guī)格書，就可以找船廠報(bào)價(jià)簽定船舶設(shè)計(jì)和建造合同。一旦合同生效，一艘新船的設(shè)計(jì)即將開始。可以說，合同設(shè)計(jì)是以技術(shù)規(guī)格書為經(jīng)濟(jì)為中心而展開的技術(shù)設(shè)計(jì)。這一階段的方案設(shè)計(jì)應(yīng)權(quán)衡各因素，充分考慮船舶的建造成本和使用價(jià)值，從經(jīng)濟(jì)角度去指向我們的技術(shù)設(shè)計(jì)思路。合同設(shè)計(jì)結(jié)束后，接下來就要進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)。該階段的主要目的是完成合同約定的技術(shù)文件送審和最終確定船舶的全部技術(shù)性能，為開展生產(chǎn)設(shè)計(jì)提供依據(jù)。詳細(xì)設(shè)計(jì)是在初步設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)之上，對(duì)各個(gè)局部的技術(shù)問題進(jìn)一步的深化?？梢哉f ，詳細(xì)設(shè)計(jì)合理則生產(chǎn)設(shè)計(jì)順利，從而建造成本降低，經(jīng)濟(jì)效好。合同生效的同時(shí) ，船模實(shí)驗(yàn)會(huì)依次進(jìn)行，最終型線盡快確定。有了最終型線之后，我們就可以進(jìn)行總體性能的設(shè)計(jì)、計(jì)算和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、計(jì)算，最終設(shè)計(jì)出滿足船級(jí)社送審要求的圖紙。由于船舶設(shè)計(jì)是分專業(yè)、分部門協(xié)調(diào)完成的，其他輪機(jī)、電氣、舾裝專業(yè)相繼展開各自的設(shè)計(jì)工作直至詳細(xì)設(shè)計(jì)圖紙全部結(jié)束。由于詳細(xì)設(shè)計(jì)是生產(chǎn)設(shè)計(jì)前的準(zhǔn)備，直接服務(wù)于生產(chǎn)設(shè)計(jì) ，所以詳細(xì)設(shè)計(jì)應(yīng)充分考慮后面生產(chǎn)設(shè)計(jì)的方便性、優(yōu)越性、經(jīng)濟(jì)性。例如，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候應(yīng)充分考慮到分段劃分的合理性和裝配的方便性，艏、艉狹窄區(qū)域船體結(jié)構(gòu)應(yīng)充分考慮到施工的方便性和焊接的可行性 ;在布置艙室的時(shí)候應(yīng)充分考慮各專業(yè)的空間可協(xié)調(diào)性 ;設(shè)計(jì)本專業(yè)圖紙的時(shí)候應(yīng)充分考慮到其他專業(yè)的方便行、合理性。

　　一個(gè)好的詳細(xì)設(shè)計(jì)應(yīng)該是各專協(xié)調(diào)一致，能給生產(chǎn)設(shè)計(jì)階段留下很大的可協(xié)調(diào)空間，而不會(huì)在生產(chǎn)設(shè)計(jì)階段出現(xiàn)大量的問題和專業(yè)間的沖突。這樣就需要詳細(xì)設(shè)計(jì)人員有豐富的生產(chǎn)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)。詳細(xì)設(shè)計(jì)除了要考慮生產(chǎn)設(shè)計(jì)之外，同時(shí)也要充分考慮合同設(shè)計(jì)并受其制約。前面提到過，前期設(shè)計(jì)要仔細(xì)考慮船東的要求、船級(jí)社的相關(guān)規(guī)范要求、IMO 的相關(guān)規(guī)則規(guī)定和掛旗國(guó)的相關(guān)條款。這一些技術(shù)要求我們應(yīng)該在合同設(shè)計(jì)階段就充分考慮，它會(huì)在詳細(xì)設(shè)計(jì)階段完全體現(xiàn)出來。一些關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)要由一個(gè)非常有經(jīng)驗(yàn)的人員來敲定，一般由總工程師來完成這一工作。

　　合同設(shè)計(jì)的好與壞，考慮問題的全面與否直接關(guān)系到后面詳細(xì)設(shè)計(jì)的合理性、流暢性。所以，合同設(shè)計(jì)的質(zhì)量對(duì)詳細(xì)設(shè)計(jì)致關(guān)重要，因此對(duì)船舶的經(jīng)濟(jì)性影響也非常之大。一個(gè)好的設(shè)計(jì)應(yīng)該是考慮全面的設(shè)計(jì) ，權(quán)衡了各因素的最佳設(shè)計(jì) ，不應(yīng)該盲目追求某一方面的優(yōu)點(diǎn)而帶來很多的負(fù)面影響。例如，我們不能一味的追求艏部甲板的系泊布置面積而忽略型線過于外飄導(dǎo)致的沖擊載荷和波浪載荷問題 ;我們不能一味的追求船舶的航速而把水下部分型線做的過于狹窄，這樣的話會(huì)給艙室的布置、結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、建造工藝等帶來很多意想不到的困難。同樣，我們不能一味的答應(yīng)船東的各種要求，應(yīng)充分考慮各種因素的厲害關(guān)系，考慮到問題的主次關(guān)系，考慮到問題的合理性、適用性。

　　不能只要可以做的就答應(yīng) ，要權(quán)衡各因素后把最合理的設(shè)計(jì)告訴船東說服船東，這是做設(shè)計(jì)的原則也是對(duì)船東的負(fù)責(zé)。另外，在合同設(shè)計(jì)階段我們要善于發(fā)現(xiàn)一些不合理因素并對(duì)可能出的隱患預(yù)先考慮。還有一點(diǎn)特別值得大家注意，那就是在做設(shè)計(jì)的時(shí)候能按常規(guī)設(shè)計(jì)就按常規(guī)設(shè)計(jì) ，沒有絕對(duì)的把握千萬不要搞創(chuàng)新。因?yàn)樵谀硞€(gè)方面做了優(yōu)化創(chuàng)新，往往會(huì)在另外很多方面出現(xiàn)很多意想不到的問題，如果處理不當(dāng) ，會(huì)給設(shè)計(jì)帶來很多的煩惱。由此可見，合同設(shè)計(jì)與詳細(xì)設(shè)計(jì)也需要緊密配合才能設(shè)計(jì)出最經(jīng)濟(jì)實(shí)用的船型，因?yàn)檫@兩個(gè)設(shè)計(jì)階段同為船舶設(shè)計(jì) ，都是生產(chǎn)設(shè)計(jì)的前提和依據(jù)。綜上所述，船舶前期設(shè)計(jì)的理念就在于對(duì)各方面因素進(jìn)行綜合考慮以達(dá)到最合理的設(shè)計(jì)。而這些因素包括了法定的規(guī)則規(guī)范要求、船東的技術(shù)要求、生產(chǎn)設(shè)計(jì)的合理性要求等，體現(xiàn)了技術(shù)性和經(jīng)濟(jì)性的統(tǒng)一。

　　參考文獻(xiàn)

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