46 m巡邏艇電裝專業的生產設計

劉劍濤

(中國人民解放軍第4808工廠，山東 青島 266001)

0 引言

電裝專業的生產設計作為生產設計的一個重要環節，在船舶建造過程中一直發揮著舉足輕重的作用。其主要任務是解決全船電氣設備制作、安裝的技術問題，為現場提供標記有工藝指令的圖紙和管理信息的系列圖表。

電裝專業的生產設計主要內容包括電氣設備的安裝與定位，主干電纜路徑的選擇與敷設，主干電纜或全船電纜統計等。與上述設計內容相適應，電裝生產設計的圖紙主要是繪制電氣設備布置圖，電裝綜合安裝圖，電氣設備基座、電氣舾裝件和小型附件的加工圖冊，編制電纜冊。本文以46 m巡邏艇為例，介紹電裝生產設計特點、流程以及SB3DS軟件在實際工作中的應用。

1 電裝生產設計的特點

1.1 有利于發現設計問題

電裝生產設計是一項面向實際造船的工作，它把所有設備的性能與具體的設計工作結合起來，能夠發現詳細設計中出現的問題，作出正確、合理地修改，有效地排除詳細設計中出現的系統誤差與偶然誤差，進一步優化設計工作。

1.2 有利于強化工藝文件

電裝生產設計是工藝文件與設計工作的有機結合，能夠有效地解決造船中工藝與設計的脫節問題。把工藝與設計融為一體，有利于在整個建造過程中貫徹質量體系文件的要求，推動造船工作外在質量和內在質量的提高。

1.3 有利于加強專業間的協調

在生產設計過程中，可以使船體、舾裝、機械、電氣等幾大專業的協調更加合理。生產設計過程是在圖紙上“模擬造船”的過程，通過各專業的協調，能使相互間的矛盾得到統一，事先排除生產中可能發生的干涉問題。在設計人員的精心研究下，建造思路將如實地反映在平面圖紙和電腦的三維空間里，實船的模擬效果將會呈現在我們的眼前。

1.4 有利于推動生產管理工作

船舶建造要求生產管理的有序化，而電裝生產設計將會使外場工作內場做，分散工作集中做，高空作業平地做，碼頭作業船臺做，從而提高了工作效率，縮短了建造周期。另外，從理論上說，生產設計能夠做到對各種材料的有效控制，對于造船的成本管理有很大的益處。因此，它對各項管理工作將會起到積極地推動作用。

2 電裝生產設計的流程

隨著生產設計技術的發展，在電裝生產設計中逐步建立、完善了如圖1所示的電裝生產設計流程圖，它是電裝專業生產設計的指導性程序。

電裝生產設計流程圖以虛線為界，上半部分是詳細設計階段的工作，主要是提前收集詳細設計中的各種相關圖紙、資料、工藝、標準，為生產設計做好充分的準備。圖中下半部分是生產設計階段的工作，主要是根據上述資料逐步形成電裝綜合布置圖、綜合電裝圖和焊接圖制作圖冊，再進一步設計完成區域電纜表、主支電路圖固定件制作表、電氣設備底座圖表、減震墊圖表以及主干電纜預裁清冊。電裝生產設計流程圖是進行電裝生產設計的基本程序，清晰地表明了在設計中必經的步驟和進行的主要工作，對從事該專業的設計人員具有重要的參考意義。

圖1 電裝生產設計流程圖

3 電裝生產設計的專業知識要求

3.1 了解設計背景圖

熟悉船體總布置圖、結構圖、船體分段劃分、典型零件結構、甲板劃分、各專業設備布置等主要信息。結合船體型線光順數據，建立與實船1:1對應的設計背景圖。目前這項工作已經可以展現3D空間效果，這是各專業開展生產設計的公共平臺。設計背景圖一般由船體專業負責建立，其他專業在設計過程中逐步完善設計內容，因此，做到準確了解設計背景圖是一項基礎性專業要求。

3.2 熟悉內舾裝專業知識

在電裝生產設計中，應熟悉內舾裝的有關專業知識，掌握門、窗、梯、蓋、家具及生活設施的尺寸與位置，熟悉絕緣材料的厚度與舾裝板的尺寸、全船防火區域的劃分，綜合考慮艙室的凈高。最佳的設計方案是將以上信息完全填充到設計背景圖中，這樣在電裝設計過程中就會避免相互干涉。在建造過程中，電氣與內舾裝的矛盾主要發生在生活和居住艙室，因此提前做好這方面的設計工作是非常重要的。

3.3 掌握機裝概況

生產設計時，主甲板以下的機電協調工作是最為復雜的，其中僅機艙段的管路就分成風管、底部和上層3大塊。底部電纜管需要在管系設計時綜合布置。而機艙上層(含風管)則需要雙方事先做好協調，包括電纜托架的橫向與縱向尺寸，相關管系在布置時盡量避讓。另外，機艙里機械設備多且體積比較大，電氣設備既要做到對機械設備的合理控制又要做到布置美觀，難度是比較大的。因此，必須熟悉輪機、管系的布置以及了解船體結構。

3.4 精通本專業技能

在電氣專業技能方面，一是要有對詳細設計圖紙的消化、吸收能力，學會將各個系統圖、布置圖與設備的工作資料緊密結合，從總體上把握其合理性。二是要熟練掌握計算機繪圖工具和生產設計軟件，把設計意圖轉化成生產需要的圖表。三是要具備一定的實踐能力，了解艦船實際狀況，使設計工作趨于合理化、人性化。

4 基于SB3DS－CAE3DS軟件的生產設計

目前船舶行業內采用多種先進的造船生產設計軟件來輔助生產管理和生產設計，其中SB3DS軟件就是國內一種較為先進的生產設計軟件系統。它能夠將船機電的模型數據存放在同一數據庫中，同時被同一專業或多個專業的設計人員調用與更新，從而使設計人員能夠根據各種不同的選擇提取工程信息，實現設計的優化。46 m巡邏艇電裝生產設計中，主要應用了SB3DS軟件中的CAE3DS模塊，下面做一簡要介紹。

4.1 確定設計區域的模塊劃分

采用CAE3DS模塊設計首先要建立數據庫并進行設計區域劃分，在46 m巡邏艇設計中建立了1個標準庫和1個信息庫。標準庫對每個船廠都是固定的，信息庫要根據設計船型的電氣信息進行采集。

圖2為電裝專業設備模塊區域。圖2中從A到E1共分成8個電裝專業設備模塊區域，同時，按照船體分段劃分，該船被分成8個托架模塊區，見表1。鑒于CAE3DS軟件的特性，對設備和托架2個模塊有較高的區分要求。模塊的正確劃分是將來設計出圖的重要保證，因此不能混淆。

圖2 電裝專業設備模塊區域

表1 托架模塊區歸屬區域

4.2 繪制電氣設備布置圖

首先根據電氣設備樣本中的設備工作圖，對所需要的設備建立三維模型;其次，利用軟件的“設備管理”菜單，參考電氣系統圖將設備模型放置到生產設計的背景圖模型中去。小型電氣設備可以通過繪制平面圖的方式來實現簡單出圖。

4.3 繪制電纜托架與貫通件布置圖

根據設備布置圖的信息，利用“電裝設計”菜單，按電氣連接關系繪制電纜托架與貫通件布置圖。與設備布置相同，電纜托架與貫通件的信息將輸入數據庫，按照電裝設計的要求插入、修改相關參數，以滿足設計需要。

4.4 讀入電纜信息

主干電纜計算每個典型節點主要是計算貫通件的大小，托架的選擇與貫通件匹配就可以了。另外，為了控制電纜走向，有時還要人為地設置虛電纜貫通件，這對于CAE3DS軟件正確計算電纜長度是非常有意義的。

4.5 計算電纜長度

首先要設定電纜連接點，計算時可采用交互方式進行操作，這將會減少出圖前的校對工作。對于每根電纜，只要設定了首、末長度，通常幾秒種就可以計算完成。所有電纜的走向、長度等信息在計算的同時已經輸入數據庫，為生成電纜清冊提供了可靠依據。

4.6 和其他專業進行協調

進一步做好干涉檢查，確認無誤后就可以分批出圖。46 m巡邏艇生產設計中，對每個區域只提供電氣設備布置圖和電裝綜合安裝圖兩類圖紙，其他信息都通過報表的形式予以提供。

4.7 輸出相關的報表信息

CAE3DS軟件對于每個區域，都能自動生成電氣固定件清冊、開孔清冊、電纜走向節點表、電纜清冊和電纜標識等詳細的EXCEL報表，后續工作就是在AUTOCAD環境下完成設備基座的設計工作。

5 結語

國內開發的SB3DS－CAE3DS軟件實現了傳統設計與軟件技術的有機結合，但是在應用中還存在不足。隨著信息技術的發展，借助于Internet實現網絡資源共享，優化生產設計工作將是SB3DSCAE3DS軟件發展的方向。

［1］周啟學.船舶生產設計［M］.北京:人民交通出版社，2007.

［2］黃廣茂.造船生產設計［M］.哈爾濱:哈爾濱工程大學出版社，2008.

［3］倪紹靈.船舶電工工藝學［M］.哈爾濱:哈爾濱工程大學出版社，2002.

［4］馬曉平.造船工程規范化管理－生產技術準備［M］.江蘇:江蘇科技大學，2003.