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      船體生產(chǎn)設(shè)計優(yōu)化

      2020-10-21 23:57:49張建勇
      科學(xué)與財富 2020年8期
      關(guān)鍵詞:船體優(yōu)化

      張建勇

      摘 要:隨著航運事業(yè)的不斷發(fā)展,作為重要交通工具的船舶越來越受到人們的重視,船舶的設(shè)計與建造更是得到重點關(guān)注。目前,各造船強國的設(shè)計水平和技術(shù)能力日趨成熟。設(shè)計階段的優(yōu)化和提高能增強船舶的綜合競爭力,達到高質(zhì)量,高效率,低成本的造船目標。本文就船體生產(chǎn)設(shè)計進行研究分析。

      關(guān)鍵詞:船體;生產(chǎn)設(shè)計;優(yōu)化

      引言

      船體生產(chǎn)設(shè)計是一項系統(tǒng)而繁雜的工程。船體生產(chǎn)設(shè)計關(guān)系到船舶生產(chǎn)效率和建造成本。因此,在設(shè)計過程中,有必要提高優(yōu)化設(shè)計理念,以便更好地,更科學(xué)的設(shè)計船舶。

      一、船舶船體生產(chǎn)設(shè)計分析

      船體生產(chǎn)設(shè)計,是指在詳細設(shè)計的設(shè)計基礎(chǔ)上,按照現(xiàn)代科學(xué)管理的要求,根據(jù)工廠的生產(chǎn)條件和技術(shù)水平,以合理的總體建造方針為指導(dǎo),根據(jù)工藝階段和施工區(qū)域繪制工作圖,管理圖表以及提供其他信息,用以指導(dǎo)和組織生產(chǎn)的設(shè)計過程。生產(chǎn)設(shè)計既不同于過去的施工設(shè)計,也不同于原來的工藝準備工作,應(yīng)將設(shè)計,工藝,管理三者結(jié)合為一體。為解決“如何造船”所需的有關(guān)工藝指令,管理數(shù)據(jù)和生產(chǎn)信息全面反映到生產(chǎn)設(shè)計工作圖和管理圖表中,成為指導(dǎo)生產(chǎn)的唯一有效依據(jù)。在設(shè)計階段就使各專業(yè),工種和施工階段得以綜合協(xié)調(diào)與平衡。還要進一步強化管理人員、設(shè)計人員、施工人員之間的協(xié)調(diào)與溝通,使船體生產(chǎn)設(shè)計變得更加系統(tǒng)化。生產(chǎn)設(shè)計提前介入詳細設(shè)計,將節(jié)省材料的優(yōu)化改進、方便現(xiàn)場施工的優(yōu)化改進以及詳細設(shè)計的不合理結(jié)構(gòu)提前協(xié)調(diào)解決。這樣將更加有助于船體生產(chǎn)設(shè)計工作的順利開展。

      船體生產(chǎn)設(shè)計流程主要劃分為設(shè)計圖紙資料的前期準備,分段建模和預(yù)套料以及發(fā)布鋼材訂貨,模型細化和分段工作圖設(shè)計,切割加工圖紙設(shè)計,現(xiàn)場施工配合等主要階段。

      二、船體生產(chǎn)設(shè)計輸出簡介

      (一)分段工作圖

      ①分段裝配圖。②結(jié)構(gòu)焊接要領(lǐng)圖。③分段結(jié)構(gòu)圖等。④鐵舾件結(jié)構(gòu)。⑤吊運及其加強等工藝內(nèi)容。⑥結(jié)構(gòu)焊接坡口及焊接尺寸。⑦余量及補償量。⑧分段結(jié)構(gòu)零件的編碼。⑨分段結(jié)構(gòu)零件明細匯總表。⑩分段結(jié)構(gòu)重量、重量重心和“子分段”重量、重心等。

      (二)分段下料圖冊

      ①手工下料圖冊。②型材下料圖冊。③平鐵下料圖冊。④零件套料圖冊。⑤零件加工圖冊。⑥數(shù)切件切割指令等。

      三、優(yōu)化船體生產(chǎn)設(shè)計的方法

      (一)發(fā)揮應(yīng)用AVEVA MARINE三維設(shè)計優(yōu)勢

      (1)優(yōu)化應(yīng)用AVEVA MARINE三維生產(chǎn)設(shè)計流程

      在應(yīng)用AVEVA MARINE軟件、實施三維船體生產(chǎn)設(shè)計過程中,編制了《船體結(jié)構(gòu)建模設(shè)計基準》和《船體結(jié)構(gòu)生產(chǎn)設(shè)計施工慣例》。為更好地控制設(shè)計質(zhì)量,提高效率,對三維生產(chǎn)設(shè)計流程前后進行了幾次總結(jié)、優(yōu)化,經(jīng)實際應(yīng)用,效果明顯。

      (2)發(fā)揮三維設(shè)計優(yōu)勢,優(yōu)化設(shè)計①應(yīng)用AVEVA MARINE軟件全面實施船體生產(chǎn)設(shè)計三維立體設(shè)計,包括分段結(jié)構(gòu)建模、數(shù)切件分離、后處理(添加數(shù)切件信息等)、二維工作圖生成、自動或半自動生成下料圖冊等。②改變設(shè)計模式,實施“一條龍”三維生產(chǎn)設(shè)計,保證了設(shè)計過程中信息傳遞的一致性。通過AVEVA MARINE三維建模,達到分段工作圖、結(jié)構(gòu)件、結(jié)構(gòu)下料原3個工序由1人獨立承擔的“一條龍”編碼設(shè)計,減少了中間協(xié)調(diào)環(huán)節(jié),避免了大量的重復(fù)工作。③分段三維模型經(jīng)裝配后為舾裝、管系、電裝、居裝、工藝等工序提供三維實船結(jié)構(gòu)模型背景,為其它專業(yè)開展設(shè)計提供方便,提高了設(shè)計的精確性,解決了船體結(jié)構(gòu)與設(shè)備、機座、管路等碰撞問題的發(fā)生。④改變傳統(tǒng)的生產(chǎn)設(shè)計出圖模式,取消了平面分段專用裝配圖冊。通過細化工作圖,在分段工作圖中增加裝配和精度管理數(shù)據(jù)等,使分段工作圖成為現(xiàn)場裝配焊接施工和交檢驗的唯一依據(jù),下料圖僅供下料切割使用。⑤增加了配套明細表、板材物流信息等設(shè)計出圖,便于切割、加工時間有序進行。⑥通過在分段建模階段添加加工代碼、坡口、余量等標識,使生產(chǎn)設(shè)計圖中增加了零件的加工流向、坡口和余量等信息,增加了下料形式、切割方式、加工方法等施工信息。⑦在生產(chǎn)設(shè)計圖中增加結(jié)構(gòu)安裝線、余量切割線等零件自動劃線設(shè)計,提高了劃線精度和施工效率。

      (二)拓寬船體生產(chǎn)設(shè)計內(nèi)容,提高分段的完整性

      ①在分段結(jié)構(gòu)圖中增加壓載艙和水艙直梯結(jié)構(gòu)及編碼設(shè)計。②在分段結(jié)構(gòu)圖中增加人孔蓋、隔柵及編碼設(shè)計。③在分段結(jié)構(gòu)圖中增加防滑條、踏步、防護條及編碼設(shè)計。④在分段結(jié)構(gòu)圖中增加導(dǎo)纜樁及防磨半圓鋼設(shè)計。⑤在分段結(jié)構(gòu)圖中增加海底栓和鋅塊結(jié)構(gòu)及編碼設(shè)計。⑥在分段結(jié)構(gòu)圖中增加艙界和艙名布置、壓載艙警示標志、肋位標志等鐵舾件設(shè)計。⑦在分段結(jié)構(gòu)圖中增加分段結(jié)構(gòu)焊接工藝要領(lǐng)。⑧在分段結(jié)構(gòu)圖中增加分段加強結(jié)構(gòu)及吊運支撐等工裝結(jié)構(gòu)件的編碼設(shè)計。⑨為便于單元預(yù)舾裝,對機艙二層底等分段進行預(yù)舾裝設(shè)計。⑩將局部結(jié)構(gòu)設(shè)計成吊鼻眼環(huán),并將吊鼻加強結(jié)構(gòu)設(shè)計在分段施工圖中,方便現(xiàn)場施工。在生產(chǎn)設(shè)計圖中增加臨時工藝開孔設(shè)計,把臨時工藝孔切割下的內(nèi)孔料進行編碼并貼裝在此工藝孔附近,最終用于封堵該工藝孔。

      (三)細化船體生產(chǎn)設(shè)計

      ①在船體生產(chǎn)設(shè)計圖中增加檢驗和精度管理數(shù)據(jù),方便施工、檢驗及施工精度控制。②將舭龍骨、設(shè)備底座加強等散裝結(jié)構(gòu)設(shè)計在分段中。③特殊施工結(jié)構(gòu),在生產(chǎn)設(shè)計圖中加以注明。④壓偏型T型材,為避免施工差錯,在生產(chǎn)設(shè)計圖中加文字提示等。⑤在船體生產(chǎn)設(shè)計圖中,增加零件“貼裝”、“釘焊”等標識,表明其合理的裝配時機。⑥在甲板室結(jié)構(gòu)外圍壁四角增設(shè)加強平鐵,控制凹凸變形,減少現(xiàn)場“打包”工作量。⑦船體生產(chǎn)設(shè)計時在分段合攏縫處加設(shè)合攏“搭載平鐵”,便于分段船臺合攏與定位施工,減少工裝用料,有利于“定尺定貨”設(shè)計的開展。⑧在船體生產(chǎn)設(shè)計圖中對高強度鋼使用部位增加特殊標識,以免后續(xù)工序用錯材料。⑨在船體生產(chǎn)設(shè)計圖中對施工難點增加文字附注,避免產(chǎn)生施工差錯。⑩將零件的加工信息增加到下料圖和加工圖中,方便施工管理。

      (四)采用“大板架”、“標準段”和“模塊化”設(shè)計

      (1)實施“大板架”設(shè)計法

      生產(chǎn)設(shè)計按分段建模、設(shè)計出圖。應(yīng)用AVEVA MARINE軟件實施建模設(shè)計時,應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)設(shè)計出圖要求,確定按分段為單元進行建模。為確保應(yīng)用AVEVA MARINE軟件實施建模設(shè)計結(jié)果可控,采用“大板架”設(shè)計法,即貨艙結(jié)構(gòu)、機艙結(jié)構(gòu)均采取專人將整個板架(含外板與縱骨、內(nèi)殼板與縱骨、內(nèi)底板與縱骨、甲板與縱骨、平臺與縱骨、縱桁及骨材、水平桁及骨材等關(guān)鍵結(jié)構(gòu))統(tǒng)一建模并固化板縫,確保關(guān)鍵結(jié)構(gòu)的正確可控,分段設(shè)計人員用大板架切割分段并細化分段建模,拆分出圖。

      (2)實施“標準段”設(shè)計

      根據(jù)部分分段結(jié)構(gòu)雷同的特點,采取先設(shè)計出一套“樣板圖”,包括底部分段、舷側(cè)分段、甲板分段、縱艙壁分段、橫艙壁分段等,經(jīng)校對、審核設(shè)計以及綜合優(yōu)化修改后,作為“標準段”。不同分段設(shè)計時依據(jù)“樣板圖”進行,使每個分段的設(shè)計均滿足要求,出圖模式合理,減少了重復(fù)工作量。

      (3)開展“模塊化”設(shè)計

      根據(jù)不同分段中部分結(jié)構(gòu)、節(jié)點相同的情況,一方面擴大節(jié)點建庫直接調(diào)用范圍,另一方面將分段中的相同結(jié)構(gòu)在建模時做成公用“模塊”,便于不同分段在建模設(shè)計時可直接調(diào)用。

      四、結(jié)束語

      綜上所述,在船體生產(chǎn)設(shè)計過程中,應(yīng)該以現(xiàn)場為中心,圖紙切合生產(chǎn)實際,施工信息完整,明確易懂。要把設(shè)計,工藝相結(jié)合,加強船體,輪機,電氣等專業(yè)的橫向協(xié)調(diào)溝通,從多個方面綜合考慮,積極地去思考如何對生產(chǎn)設(shè)計過程進行優(yōu)化,提升現(xiàn)場施工質(zhì)量和施工效率。

      參考文獻:

      [1]楊海燕.船體結(jié)構(gòu)生產(chǎn)設(shè)計理念構(gòu)建研究[J].船舶職業(yè)教育,2015,3(03):36-39.

      [2]夏小浩.船體結(jié)構(gòu)詳細設(shè)計的生產(chǎn)工藝性問題探討[J].中國水運(下半月),2014,14(01):8-9.

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