論船舶設(shè)計(jì)建造技術(shù)現(xiàn)狀

林昱

(福建東南造船廠技術(shù)中心,福建福州 350015)

論船舶設(shè)計(jì)建造技術(shù)現(xiàn)狀

林昱

(福建東南造船廠技術(shù)中心,福建福州 350015)

文章主要研究了我國(guó)船舶設(shè)計(jì)建造技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展方向。本文從資料內(nèi)容出發(fā),全面分析了船舶材料現(xiàn)狀、造船技術(shù)現(xiàn)狀及軟件系統(tǒng)現(xiàn)狀,在上述基礎(chǔ)上結(jié)合經(jīng)驗(yàn)技術(shù),對(duì)船舶設(shè)計(jì)建造技術(shù)未來(lái)的發(fā)展方向進(jìn)行展望,深入挖掘了其技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)。文章對(duì)加速船舶設(shè)計(jì)建造技術(shù)發(fā)展進(jìn)程具有一定的貢獻(xiàn)性作用。

船舶設(shè)計(jì) 建造技術(shù) 現(xiàn)狀 發(fā)展方向

船舶設(shè)計(jì)建造技術(shù)作為船舶建造的重要組成部分,對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步具有至關(guān)重要的意義。近年來(lái)我國(guó)科學(xué)技術(shù)水平不斷提升,船舶設(shè)計(jì)建造技術(shù)體系已經(jīng)越來(lái)越科學(xué)化、高效化、規(guī)范化,船舶行業(yè)進(jìn)入了黃金發(fā)展階段。結(jié)合船舶設(shè)計(jì)建造設(shè)計(jì)環(huán)境,對(duì)船舶設(shè)計(jì)進(jìn)行全面回顧和分析已經(jīng)成為當(dāng)前船舶建造發(fā)展的關(guān)鍵,對(duì)提升船舶建造效益具有非常積極的作用。

1 船舶設(shè)計(jì)建造材料現(xiàn)狀及發(fā)展方向

船舶運(yùn)行環(huán)境非常復(fù)雜,工作強(qiáng)度較大,在進(jìn)行材料選取的過(guò)程中要盡量材料抗腐蝕性、強(qiáng)度和柔韌性。只有達(dá)到上述指標(biāo),船舶建造狀況才能與船舶設(shè)計(jì)需求一致,達(dá)到建造目的。我國(guó)對(duì)鋼材研究較為深入,已經(jīng)依照鋼結(jié)構(gòu)指標(biāo)和稀有元素性質(zhì)研制出新型耐腐蝕碳素鋼。該鋼材料不僅可以滿(mǎn)足船舶需求,還具有較強(qiáng)的環(huán)保型,已經(jīng)在航運(yùn)船舶中得到非常廣泛的應(yīng)用,而在大型船舶,如油船、液化天然氣船等方面其研究和應(yīng)用效益較差,整體水平與部分發(fā)達(dá)國(guó)家相比還存在一定差距。

隨著經(jīng)濟(jì)和技術(shù)的不斷發(fā)展,船舶已經(jīng)越來(lái)越趨向于多樣化、復(fù)雜化,在上述環(huán)境背景下,我國(guó)要加大對(duì)新型建造材料的研究,要依照可持續(xù)發(fā)展需求合理提煉、研制新型鋼材,提升鋼材的抗腐蝕性和強(qiáng)度。要不斷加大對(duì)新型晶粒鋼材的研究,對(duì)材料中的含碳量進(jìn)行合理降低,從而真正保證材料滿(mǎn)足船舶建造設(shè)計(jì)需求。

2 船舶設(shè)計(jì)建造技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展方向

傳統(tǒng)船舶設(shè)計(jì)建造過(guò)程中主要以人工設(shè)計(jì)和分析為主,整體設(shè)計(jì)效益較為低下,設(shè)計(jì)質(zhì)量較差。隨著數(shù)字技術(shù)和信息技術(shù)的不斷發(fā)展和提升,我國(guó)開(kāi)始逐漸將該技術(shù)引入到船舶設(shè)計(jì)建造過(guò)程中。在當(dāng)前設(shè)計(jì)體系中我國(guó)已經(jīng)開(kāi)始基本實(shí)現(xiàn)了船舶建造的數(shù)據(jù)化,已經(jīng)從本質(zhì)上實(shí)現(xiàn)了船舶知識(shí)和船舶技術(shù)的有機(jī)結(jié)合,已經(jīng)構(gòu)建了計(jì)算機(jī)輔助體系,構(gòu)建了專(zhuān)門(mén)的軟硬件結(jié)構(gòu)平臺(tái)。尤其是在CAD、CAM等技術(shù)推行后,船舶建造效益得到更進(jìn)一步的發(fā)展,數(shù)字化樣船模擬構(gòu)建精度和準(zhǔn)確性大幅提升。在上述核心技術(shù)體系中人員可以通過(guò)數(shù)字化體系實(shí)現(xiàn)船舶設(shè)計(jì)建造的模擬,以信息手段對(duì)其進(jìn)行制造設(shè)計(jì)、分析、測(cè)試和調(diào)試,從而實(shí)現(xiàn)建造的檢驗(yàn)、管理和維護(hù)。我國(guó)在核心技術(shù)方面還處于發(fā)展階段,而在高附加值船舶建造技術(shù)方面已經(jīng)達(dá)到了世界領(lǐng)先水平。LNG船的開(kāi)發(fā)和建造為我國(guó)船舶設(shè)計(jì)建造技術(shù)發(fā)展創(chuàng)造了非常好的環(huán)境,該技術(shù)中的焊接技術(shù)、精度分析技術(shù)、總裝技術(shù)、動(dòng)力安置技術(shù)等在很大程度上加速了我國(guó)船舶發(fā)展。

在今后發(fā)展過(guò)程中我國(guó)要加大對(duì)船舶設(shè)計(jì)建造技術(shù)研究的成本投入,要不斷引入國(guó)外先進(jìn)技術(shù)并進(jìn)行優(yōu)化。人員要加大對(duì)數(shù)字化造船的分析和探究,以國(guó)外先進(jìn)數(shù)字化造船技術(shù)作為基礎(chǔ),對(duì)國(guó)內(nèi)數(shù)字化造船技術(shù)進(jìn)行改革,人員要先加大對(duì)數(shù)字化平臺(tái)的構(gòu)建,細(xì)化船舶設(shè)計(jì)建造技術(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)、知識(shí)庫(kù)及模型庫(kù)內(nèi)容,形成穩(wěn)定、高質(zhì)、安全的設(shè)計(jì)系統(tǒng)及通信系統(tǒng)。其次,要對(duì)其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整,對(duì)各項(xiàng)開(kāi)發(fā)技術(shù)、協(xié)同技術(shù)、集成技術(shù)等進(jìn)行合理選取,形成對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)換交流技術(shù)體系。最后要對(duì)上述技術(shù)體系進(jìn)行完善,形成企業(yè)合作平臺(tái),營(yíng)造良好數(shù)字化船舶模擬環(huán)境,降低船舶設(shè)計(jì)建造技術(shù)研究成本,提升船舶設(shè)計(jì)建造技術(shù)發(fā)展效益。人員要加大對(duì)高附加值船舶建造技術(shù)研究,要與美、韓等機(jī)構(gòu)及企業(yè)進(jìn)行交流,充分利用核心建造技術(shù)體系對(duì)其平臺(tái)結(jié)構(gòu)進(jìn)行構(gòu)建,形成貨物維護(hù)體系、動(dòng)力體系、電力體系、集控體系等研究核心,從而全面加速技術(shù)研究進(jìn)程,完善技術(shù)內(nèi)容。

3 船舶設(shè)計(jì)建造系統(tǒng)現(xiàn)狀及發(fā)展方向

軟件系統(tǒng)作為船舶設(shè)計(jì)建造中的重點(diǎn),其系統(tǒng)設(shè)計(jì)水平在很大程度上影響著船舶設(shè)計(jì)建造效益。國(guó)際船舶設(shè)計(jì)建造系統(tǒng)主要運(yùn)用Form sys、Tribon、NAPA、CADDS 5i等系統(tǒng),通過(guò)上述系統(tǒng)軟件達(dá)到設(shè)計(jì)模擬、分析和處理。而我國(guó)造船中主要運(yùn)用CAD/CAM軟件,由該軟件中的三維模擬技術(shù)形成對(duì)應(yīng)船舶三維結(jié)構(gòu),對(duì)建造狀況進(jìn)行評(píng)定。尤其是在SB3DS系統(tǒng)開(kāi)發(fā)后,我國(guó)船舶制造三維設(shè)計(jì)水平更進(jìn)一步,已經(jīng)可以對(duì)船體結(jié)構(gòu)快速生成背景、通風(fēng)系統(tǒng)、管道體系、框架結(jié)構(gòu)等進(jìn)行三維分析及研究,軟件靈活性較高。但整體而言,我國(guó)船舶設(shè)計(jì)建造系統(tǒng)水平與國(guó)際領(lǐng)先水平還存在一定差距,全過(guò)程集成系統(tǒng)還未實(shí)現(xiàn),三維模擬工作過(guò)于復(fù)雜,集成控制效益還不顯著。

因此,在今后研究過(guò)程中人員要加大對(duì)船舶軟件系統(tǒng)的分析和設(shè)計(jì),要從集成性、完整性及可靠性三方面出發(fā)對(duì)船舶設(shè)計(jì)建造進(jìn)行完善,從而提升系統(tǒng)模擬分析質(zhì)量。首先,要不斷豐富三維建模技術(shù)體系,加大其軟件產(chǎn)品開(kāi)發(fā)力度,在CAD/CAM集成系統(tǒng)上形成新型集成體系,從本質(zhì)上改善模擬運(yùn)行分析效益。其次,要將軟件功能由系統(tǒng)逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)槟K,將其功能一體化,形成模塊化體系結(jié)構(gòu)。再次,要對(duì)系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整,依照船舶設(shè)計(jì)建造技術(shù)環(huán)境轉(zhuǎn)變對(duì)拓?fù)淠Ｐ瓦M(jìn)行優(yōu)化,降低建造技術(shù)難度。最后,要對(duì)構(gòu)件之間的邏輯關(guān)系進(jìn)行優(yōu)化,要依照該關(guān)系簡(jiǎn)化數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu),構(gòu)建以結(jié)構(gòu)零件為基礎(chǔ)的船舶設(shè)計(jì)建造系統(tǒng),從而實(shí)現(xiàn)零件的高效更新和拆分。

4 結(jié)語(yǔ)

船舶設(shè)計(jì)建造技術(shù)可以依照船舶需求實(shí)現(xiàn)船舶對(duì)應(yīng)設(shè)計(jì),完成性能、結(jié)構(gòu)等的優(yōu)化,對(duì)船舶發(fā)展具有非常好的促進(jìn)作用。在當(dāng)前我國(guó)船舶建設(shè)過(guò)程中設(shè)計(jì)人員要把握好材料體系、設(shè)計(jì)體系和系統(tǒng)體系內(nèi)容,要做好上述三方面體系的發(fā)展分析和發(fā)展研究,不斷豐富體系技術(shù)和結(jié)構(gòu),從本質(zhì)上改善材料、設(shè)計(jì)及系統(tǒng)效益,加速我國(guó)船舶設(shè)計(jì)建造技術(shù)發(fā)展進(jìn)程。

[1]白云川,白青.突破船舶行業(yè)三大發(fā)展桎梏——訪(fǎng)中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司科技部副主任羅季燕[J].中國(guó)制造業(yè)信息化,2008,22:24-25.

[2]劉安漣.模塊化設(shè)計(jì)與建造管路對(duì)接技術(shù)探討[J].中國(guó)艦船研究,2006,Z1:64-67.

[3]王華榮,池建文.模塊化造船技術(shù)發(fā)展研究[J].艦船科學(xué)技術(shù),2003,04:31-33.

[4]黃越誠(chéng).114500噸散貨船建造技術(shù)研究[D].哈爾濱工程大學(xué),2013.

林昱(1973—),女,職稱(chēng):工程師,研究方向:船體設(shè)計(jì)。