舟山中远海运重工有限公司 浙江省舟山市 316131
摘要：在进行船舶结构的建设过程当中，具体包括可靠性、使用性以及维护性等多种特征。这里面最重要的一个是可靠性，它作为船舶能够有效的进行工作的前提，规定了船舶所应该具有的承载能力，对于船体的变形以及质量、动力的稳定性具有严重的影响，当前，这一系列的要求大部分展现了相关的规则当中。制定者根据具体的理论进行数据计算，同时针对多年来的航运经验，对船舶建设的一系列标准制定的。
关键词：船舶结构；设计方式；优化
1船舶设计现状
我国船舶业的发展离不开船舶设计与建造，所以船舶设计建造是我国船舶工业得以发展的一个重要基础。当前的船舶设计和建造已经不同于传统，在当前的船舶设计和建造中，我们引入了更多的自动化技术，同时也对计算机技术进行了合理的利用，使得船舶的水动力性能和船舶的结构性能都得到了进一步的优化。而且当前我国的船舶设计建造也在朝着大型化的方向发展，所以说大型复杂船舶的设计建造是将来我国船舶业的一个发展趋势。
1.1船舶设计的常用软件
目前国际上在进行船舶设计时，主要用到的软件有Formsys、AM、NAPA和CADDS 5i等。其中Formsys软件是来自于澳大利亚，Formsys的主要功能是对船舶阻力以及有效功率进行计算，同时利用Formsys软件还可以完成船舶一些复杂曲面的设计和耐波性设计，在Formsys软件内部，有着许多丰富多样的模板，通过这些模板，可以更加高效的完成对船舶的设计，也正是因为Formsys软件拥有如此强大的功能，所以吸引了世界各国的用户。而AM是来自于瑞典，AM软件主要是用于辅助船舶设计，AM系统大致可以被分为船体设计、舾装设计、系统管理及维护三个部分，这三个部分分别负责不同的模块和内容，AM系统虽然没有Formsys的功能全面，但是它在一些较为细致的方面的功能却更为完善，所以也使得AM被广泛的应用于船舶设计之中。除了Formsys和AM之外，较为常用的船舶设计软件还有NAPA，NAPA较之于前两种软件，其最为突出的特点就是在船舶设计中应用了3D技术，通过对3D技术的应用，可以更加快捷的建出船舶的模型，而完成船舶的建模更加有利于计算的进行，从而使得设计更为合理，而且NAPA还可以与其它船舶设计软件进行对接，通过NAPA的接口，可以实现NAPA与Formsys、AM的对接。除此之外，在船舶设计中经常会用到的软件还有CADDS 5i，但是CADDS 5i的功能不仅仅在于进行船舶设计，它在船舶、航空、航天等方面都有着广泛的应用，在船舶设计中应用该软件主要是辅助船体结构的设计，与NAPA相同，CADDS 5i也可以实现与Formsys、AM等的对接，从而可以实现软件之间数据的互通。
1.2船舶材料现状
虽然近些年来我国的船舶设计和建造都取得了较好的发展，但是由于船舶是一种较为特殊的交通工具和运输工具，所以在材料方面也有着更高的要求。因为船舶常常会面临较为恶劣的环境，如果船舶缺乏了质量良好的材料，就会对船舶造成严重的影响。船舶设计人员也充分认识到了这一点，所以在近些年的船舶设计中，一些高强度的低合金和低温钢等开始逐渐的被应用于船舶制造之中，这些特种钢材的出现使得船舶的质量得到了有效的保证，从而进一步促进了我国船舶业的发展。
1.3船舶建造技术现状
船舶设计与船舶制造是紧密相连的，进入二十一世纪以来，我国的计算机技术得到了飞速的发展，所以数字化造船也成为了我国造船的一个主流技术，通过对计算机的应用使得船舶建造更为高效和准确，从而大大的提高了建造效率。所谓的数字化造船，就是指的将现代的信息技术应用于船舶产品的设计和制造之中，从而实现对于船舶建造各个过程的有效管理。而且当前船舶的功能已经不仅仅再局限于交通运输，船舶也有着非常高的附加价值，比如说油船和大型的集装箱船，而我国近些年在这些高附加值船舶的建造技术方面也取得了重大的进步。
2船舶设计的特征分析
明确船舶设计的基本特征和设计的主要方式，是真正意义上促进工作不断向前发展的关键点。为了能够从根本上保证船舶设计可以达到最佳效果，还应当充分的使用船舶设计的技术原则，注重其中各个环节的工作，并且使得船舶的设计尽可能的满足上述标准和需求，进而达到最佳的技术效果。需要注意的是在实践的船舶设计过程之中应当注重思想理念和技术原则。首先应当使得技术参数和相关技术标准合乎基本规定，保证设计之中的适当方案调整。其次，还应当选择最佳的设计规则系数，加强其中综合处理技术的使用，以更好的达到控制船舶设计的效果。总的来讲加强船舶设计技术分析意义重大，应当加以高度的重视。
现代造船模式的设计方式与传统造船模式不同，其设计基本原则应在解决“造怎样的船”的同时，还解决“怎样造船”，是把“造怎样的船”与怎样造船”融为一体，为此，船舶设计纳入了生产设计，并把它作为船舶设计的重要组成内容之一。推行生产设计不仅是船舶设计方法的改变，而且是体现现代造船模式在设计方式上改变的重要标志。现代造船模式的设计方式由于纳入生产设计。
按区域设计的特点强调适应现代造船模式按区域组织生产，而必须按区域进行设计，以便设计与生产的一一相对应。以中间产品为导向的设计特点强调在设计过程中，必须把所设计的船舶产品作为最终产品，按其所划分的各个制造级进行逐级工种分解，以组合成各类零部件、分段、托盘、单元、模块等不同中间产品，连同其全部生产资源，以生产任务包形式进行设计。使设计的事先准备能与各个设计阶段的相互结合贯穿在船舶设计过程的始终。现代造船的上述基本设计特点，就决定了其设计方式在设计阶段的划分、设计与工程管理的结合以及设计中的协调有其独特的方式。
3船舶结构设计的方式
3.1船舶结构设计的设计理念
对于船舶结构的设计首先就要对其设计理念、建设内容进行具体的分析。这最先要分析船舶将来进行任务的总量。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆船舶结构的工程量十分巨大，在通常条件下，它是多种工程建设的一个基础性、综合性的工作，为此，船舶的设计过程当中涉及到了一些其它的专业，因此，在进行船舶设计时，一定要做好充足的准备工作。一方面要对船舶结构设计施工过程当中的具体条件展开分析，并且根据现实的情况，制定出具体且科学的实施方案和建设要点等，并且，更应该对船舶的造型进行图纸设计；另一方面要同管理者进行交流沟通，根据管理造船的详细过程进行严格的管理，这方面主要包含着建造图纸的设计、辅助性方案设计、准备工作以及管理施工的进行。
3.2船体结构设计的设计要求
船体结构设计一定要具备使用性，并且在保障船舶航行安全的情况下，进行具体的外观设计、美化。船舶在海洋当中安全航行是进行一切工作的重要保障，在设计过程当中，一定要确保船舶的稳固性，符合力学建设的原理，并且要对海洋环境进行分析，要对航海过程当中的气候、水文条件展开充分的考虑，使其能够更好的对航海过程当中的极端性天气具有足够的准备。设计船舶一定要进行全面性的考虑，实现建设的科学性。更好的实现结构稳定是设计所需要的技术能力一定要做好配合，在进行建造时一定要保证建造材料的质量。比如，船舶建设使用的板材一定要足够的适应船体的弯曲度，厚度适中。不能为了过度追求成本而使用残次的材质。设计过程当中必须高度重视设计角度，并且将其充分纳入参考系统当中，船舶的船体、以及甲板等部位的设计一定要按照现实的装载要求进行科学的设计，做到人员以及货物能够被充分的空间所包纳，并且也应该考虑到船舶的安全性以及舒适度。
3.3船体结构设计的步骤
3.3.1初步规划
管系基本设计的定义是对全船的系统制作线性示意图，能清晰的表明每个系统的功能。对于基本设计一定要严格按照船东的规格书（因规格书里的要求都是根据船舶服务的区域对象来制定的）和入级船级社的要求进行设计，如果在这个初期设计上就出错，后面的工作就等于全白做。曾经做过一个5.9WT的油轮的燃油输送系统，当时在做基本设计时就没有把重油和轻油单独分开输送，就连DNV船级社的审图人员也没有发现这个问题，只到生产设计做完，现场管子已安装到船上时才被操作者发现，由于前期基本设计的出错，导致后面的工作全需重做，造成了极大的损失。在规范里就有明确的规定重油和轻油必须分开输送，这就是我们的设计人员对相应的规范不够了解造成的。
一个项目组的成立，确定好人员后，就应对人员进行系统的培训，要让每一个参与此项目的人员都应了解该项目服务区域，应当遵守的规范和地方标准。相应的应提前提取一些前期项目出现的典型问题进行講解，加深设计人员印象，避免出现类似问题。把别人的经验教训变成自己的，达到双赢，即提高了自己，也给公司节省了不必要的开支。
3.3.2详细设计
管系详细设计的定义是在基本设计的基础上对系统管材，阀门材质，尺寸等进行明确的计算标注，包括设备的选型等。
如果详细设计做的越细，将来对生产设计来说就更容易，犯错的机率也会大大降低，细到每个系统管线的路径，阀门的位置都按规范的要求在原理图上就体现出来。包括现在海工平台对DP的要求一般都DP3级别，要是在做详细设计时就把管路径和A60分隔在管系的原理图就体现出来，当然这些也需要和其它专业协商共同设计完成，再经过船级社的审核帮助。就不会出现后期到处加A60绝缘或改管子路径了。
详细设计在管线，阀号命名时一定要和船东商议，并按照SFI GROUP SYSTEM的规则进行命名。在做生活平台项目时就出现了TECHNICAL WATER SERVICE SYSTEM和FPSO TECHNICAL WATER同为762，后来船东要求更改TECHNICAL WATER SERVICE SYSTEM为584，但更改时图纸已全部下发车间进行了制作，管子上的钢印还是762，虽对系统的功能性没有大的影响，但在现场做MC时，还是造成了不小的麻烦。另外管线号最好做一个统计管理，可利用EXCEL表格进行管理，防止有重号或遗漏。
3.3.3生产设计
这一环节是对于船舶的设计当中所提出的要求，它要求设计过程严格按照制定的方案进行材料选择、施工建设以及优化完善等。
4船舶结构设计今后的优化措施
4.1缩短坞期是进行船舶制造最为根本的条件。要更好的对船舶的建造过程进行具体、详细的策划，并且依靠计算机进行模拟，并且对于船舶各个部分的制造进行分段划分，在进行有效地分析基础上，完成对于船舶整体的焊接设计。优化坞内的总体吊装，以此提高吊装的效率。
4.2对船舶进行分段的预舾装以及预涂装。大中型船舶的压载舱的可用空间十分窄小，由首到尾的过渡区间仅仅只有一米，在进行分段设计时很难更好的展开施工建设，并且在进行建设时，不安全因素也逐步增加，因此，要高度重视对于壳舾涂一体化的建设。
4.3大型船舶合理规划船坞的快速搭载工作。船舶当中的槽形舱壁作为一个独立的部分，它不受到船舶的船体形状的影响，因此，能够把双层底以及舱壁当中单独的的总段最先进行建筑，最后把舷侧进行分段向后进行整组。2.4重视关键疲劳节点部位的施工质量的提高。这里的关键疲劳节点主要包括舱口围板的前端终止点以及纵向舱口围板开孔等，它们这些部位最容易产生疲劳，因此，要提高这些节点的材料质量。
5结束语
由以上可知，在进行船舶结构的设计时，一定要坚持科学合理的设计观念，本文将现在进行船舶设计的过程分为三个层面进行阐述，并对于一些关键点提出了改正意见，希望为今后船舶的设计做出一个规范性的指导，最终实现在进行船舶结构建设时降低成本以及提高船舶质量的目标。
参考文献
[1]梁丰.基于DELMIA的船舶三维设计碰撞检测分析[J].舰船科学技术，2017，（06）：37-39.
[2]徐丽君，岳书娟，王猛.船舶碰撞机理与耐撞性结构设计研究综述[J].四川水泥，2016，（12）：58.
[3]蔡柯，季顺迎.平整冰与船舶结构相互作用的离散元分析[J].船舶与海洋工程，2016，（05）：5-14.
[4]张超群，阎岩，金允龙，姜河蓉.多学科优化方法在船舶结构设计中的应用[J].上海船舶运输科学研究所学报，2016，（03）：18-23.
论文作者:倪炼
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第5期
论文发表时间:2018/7/3
标签：船舶论文; 船舶设计论文; 船体论文; 过程论文; 结构设计论文; 结构论文; 技术论文; 《建筑学研究前沿》2018年第5期论文;