2萬噸重吊船設計過程的兩種新方法初探

許建中

（滬東中華造船（集團）公司 研發設計院 上海200129）

引 言

詳細設計是船舶設計的關鍵階段。一艘船在初步設計時即賦予先進理念與鮮明特點，在詳細設計階段就必須繪出基本藍圖。詳細設計也是縮短造船周期，提高船舶設計效率，進而提高造船效率的重要階段。一艘船從合同簽訂到交船，一般設計與建造周期比為1∶1，假如一艘船從合同簽訂到建造完工周期為2年，那么設計1年，建造1年。如何在詳細設計階段，既保證設計質量，又縮短設計周期，是難以回避的命題［1］。

在滬東20 000 t重吊船詳細設計過程中，為達到“既保證設計質量，又縮短設計周期”的目標，對傳統設計控制過程作了不少改進，探索采用“設計履歷表”和“無紙化送審”控制方法與手段，取得了初步成效。

1 20 000 t重吊船簡介

重吊船是指自身裝備重型起重設備的遠洋運輸船，可在無起重設備港口之間裝卸，避免受碼頭條件限制而影響運營。滬東中華造船（集團）公司從2008年起，分別為德國Beluga 與Rickmers貨運集團設計建造12艘20 000噸級重吊船（參見下頁圖1）均入級德國勞氏船級社，其中10艘已交付、2艘在建。典型的20 000 t重吊船一般配備2臺700 t克令吊，1臺180 t克令吊，主要技術參數為：

圖1 20 000 t重吊船在載貨運輸中

2 設計履歷表

在設計一艘船舶時，因其復雜性，工廠設計部門主管設計人員手中有幾個、甚至十幾個項目。如輪機設計員設計主機、主發電機、應急發電機、消聲器、焚燒爐等設備時，必須考慮其在船上的安裝位置，互相匹配形成最大效率等。設計人員必須與船東、設計院、設備制造廠不斷溝通、探討、研究，尤其是船東，他們時常會在設計中提出許多新的建議與意見［2］。

為處理各種設計項目的建議與意見，設計人員必須對大量不同項目的建議與意見進行分類歸納與整理，雖然投入許多精力，但仍常會產生歧義，甚至可能發生錯漏、延誤等。為解決這一難題，在20 000 t重吊船詳細設計過程中，采用“設計履歷表”（comment sheet history）控制設計過程，既可保證設計質量，又提高了設計效率。

下頁圖2是滬東中華造船集團20 000 t重吊船采用的設計履歷表樣例。為保證對復雜項目在設計過程中的控制，根據以往的經驗，本表在策劃時考慮了在設計階段可能出現的各種情況，如討論問題的反復、對所討論問題是閉環還是未閉環（close or open）、對討論問題的追索需編號存檔等。如在表“DEAWING NUMBER”中統一編碼，本表為“M-5 5000416D”，其中“M-5 ”為專業號，“M”為“Machinery”索引號，意為輪機專業（其他專業如外舾裝專業號為“O”、結構專業號為“H”等）。專業編號為設計過程中快速檢索提供方便；在“DEAWING NAME”中，本設計履歷表所討論的圖名為“ARR.OF EMERGENCY DIESEL GENEATOR”（應急柴油發電機的布置）；“REV.NO”為所討論圖紙修改版本號，本設計履歷表所討論圖紙為“c”版，說明先前已討論了“a” 版、“b”版。

圖2 20 000 t重吊船設計履歷表例樣

從該設計履歷表可見，在討論2013年11月28日“a” 版時，船東設計人員Pat提出3條意見：一是排氣管出口必須改動，目前與救生艇相碰。我方設計人員Lidong答復：“排氣管出口改動似無必要，因小艇與排氣管出口還有空間；其次，應急發電機使用的頻率很低，對救生艇影響很小。”Pat提出的第2條意見是進口處的LED燈必須向前移動一個肋位，能使EMSB（應急配電板）處照明情況更好。我方Lidong答復：“在進口處安裝LED燈對進口區域更為有利?！贝送猓贓MSB處另有照明，請看“EMSB LIGHTING”相應圖紙；Pat在“a” 版提出第3條意見，排氣管中必須安裝引水管。我方設計人員欣然接受這條意見，增加了E-E剖面圖，請船東設計人員Pat審核。在討論2013年12月5日修改版“b”版中，船東設計人員Pat對“a” 版中第1條意見排氣管出口問題雖然表示同意（close），但也提出一個建議，要求將排氣管放到左右兩邊，我方對此表示同意。對“a” 版第2條意見有關LED照明Pat也表示同意，但Pat對排氣管中引水管問題又提出新的建議，即在排氣管中必須安裝氣體分離器（gas trap）。我方設計人員對此答復：“氣體分離器一般在空壓機系統中使用，如果在排氣管引水管處安裝氣體分離器，則可能對維護工作造成困難。”此外，為更好排水，我們安裝手動閥“EGVO”。對第3條意見，中德雙方激烈論爭，在2013年12月10日“c”版中，德方設計人員Pat似乎認可，他不再強調安裝氣體分離器，但建議引水口必須安裝在排氣管最低處，以防止水倒流進應急發電機中。對此我方設計人員表示同意。

以上是我們對設計履歷表在設計中應用的具體介紹，從中可看出船舶設計十分復雜。在第一次對“應急柴油發電機的布置” “a” 版圖紙溝通中，德方設計人員Pat從“排氣管出口”、“LED燈布置”、“排氣管中須安裝引水管”三個不同方面提出了建議，我方設計人員逐一答復。對我方的答復，德方有的表示同意，有的在深入討論的基礎上又提出新的建議。類似情況在船舶設計中經常發生，就是對某一個設計項目不斷探討、循環往復，目的是為了使設計盡善盡美。但從船舶設計實際情況看，如果對所討論的項目不加以設計控制，多次循環往復，經過較長時間后，可能會對所討論問題產生模糊、混淆，進而產生歧義。此外，為了說明問題，我們在這里舉了“應急柴油發電機的布置”設計這個簡單示例，而實際船舶設計過程則要復雜得多。船舶設計是多專業綜合設計，涉及總體、結構、輪機、冷通、外舾、內舾、電氣等多種專業。對一艘船來說，類似“應急柴油發電機的布置”這個輪機項目在船舶設計各專業中有成百上千個，如按以往靠e-mail與船東傳遞討論情況，由于沒有版本號的界定，沒有對問題進行分類問答等，經過一段時間后，很可能會對所討論的問題發生錯漏甚至誤解。面對這些實際問題，為了更好地對設計加以控制，提高設計效率，在總結以往經驗教訓的基礎上，設計履歷表就這樣應運而生，勢在必行。

設計履歷表初看只是一份表格，但它是根據船舶設計中遇到的問題反饋、應對、提煉、總結而成的，表格雖小，但內涵豐富，對設計人員非常實用。設計履歷表在實際應用中具有以下特點：

（1）一事一議，清晰明了。在船舶設計實際工作中，設計人員在討論一個項目時可能牽涉到另外一個項目，如以上舉例“應急發電機布置”還可能連帶討論發電機安裝、試驗動車等問題。這些項目交叉在一起討論，過一段時間后可能會糾纏在一起。而設計履歷表的要求則是一事一議。一份履歷表只有一個主題，對這個主題來說，不管是初始討論的問題，還是從初始問題引伸出新的問題；對所討論的問題是閉環（close）還是未閉環（open），設計履歷表就像反映一個人成長過程一樣，一步一步記錄下來。

（2）設計文本，過程控制。以往在船舶設計過程中，對設計者與船東來說，“設計規格書”是設計者與船東雙方必須共同遵守的規定。但“設計規格書”僅僅是設計方面原則性描述與規定，不可能涉及到船舶設計的各個細節方面，而恰恰在船舶的船、機、電等各專業設計過程中，以往由于設計者與船東在設計過程中沒有共同遵守的文本而引起誤解甚至爭執。而設計履歷表的出現則彌補了這一缺陷，其將船舶設計的某一個主題，大到關鍵問題，小到細枝末節，全過程、全覆蓋記錄下來。一艘船的成百上千個設計項目分別對應成百上千份履歷表，就是這些記錄設計過程中溝通的文本，使得我方與船東避免了某些可能產生的歧義、誤解，從而使船舶設計過程受到穩妥控制，提高了船舶設計效率。

3 無紙化送審

綜合分析以往詳細設計的過程，有三大因素制約詳細設計的出圖時間與效率：一是專業人員的熟練程度，二是圖紙送審的方法，三是船東、船級社退審速度［3］。

一般傳統的圖紙送船級社審核的方式為人工送審（即快遞送審）。不管船級社是在國內或歐美，都長期沿用此法。隨著電子信息技術的不斷發展，在20 000 t重吊船設計中，我們對圖紙的送審、退審第一次利用網絡無紙化送審，極大地提高了設計效率。

無紙化送審，就是船舶設計者與船級社利用計算機在所設計的特定網頁上進行送審、退審信息往來，請看下頁圖3的網頁界面。

這個界面，反映了兩部分作用：

圖3 無紙化送審、退審網頁界面

（1）管理作用。其中正文中cover letter（送審圖目錄）包含每次送審圖名稱、專業號排序、版本等信息。因一艘船的送審圖紙有幾百份，不做好每次的發送記錄，以后的討論可能發生混亂。圖4是COVER LETTER的樣張，顯示一個批次送審圖圖紙管理控制信息。

圖4 送審目錄樣張

（2）圖紙的具體內容：船級社在接收到設計者送審的信息后，網頁會自動生成一個管理號Reference No.，本網頁Reference No.見圖3為14-094232，這個管理號表示本批次的圖紙，便于今后查找；點擊圖2網頁相應圖紙圖標，具體內容就會顯示，即可進行圖紙審核；此外，在圖3網頁左上方“Transmittals Inbox”，表示船級社退審回來圖紙存儲處，“Transmittals Outbox”，表示設計者已交送審圖紙存儲處。

圖5 審核結果信息例表

圖6 審核結果具體意見表

（3）當船級社審核完圖紙后，通過網絡傳輸回審核結果及具體意見表，見圖5、圖6。圖5是船級社有關退審圖的信息例表，包括退回的時間、圖名。點擊圖5所要查閱圖名，如點擊“procedure of inclining experiment”（傾斜試驗程序），則顯示圖6審核結果具體意見表，尤其是圖6“status”處，可立刻知道審核狀況，這些狀況一般有：noted（已知）、 filed（歸檔）、 approved （批準）等，這些結果表示圖紙已審核通過，即已閉環；如狀況是not approved （批準），說明圖紙尚未審核閉環，則需根據船級社意見對送審圖進行修改，按上述程序再次送審，直到approved閉環為止。

根據以上大致過程，20 000 t重吊船共向船級社、船東發出詳細設計送審圖557份。大量的圖紙用無紙化方式送審，使送審過程更加快捷、安全，既節約費用，又提高了管理水平。表1為傳統送審與電子化送審對照表（表中數字為平均數）。

表1 傳統送審與電子化送審對照表

從以上對比結果來看，電子化送審確實具有很大優勢，能縮短設計時間，提高勞動效率，尤其是在交船階段的關鍵圖紙送退審中更為突出。如20 000 t破損控制圖，由于700 t重吊需要壓載艙平衡，船東不斷修正設計要求，前后修改5版。如按以往紙質送審，樂觀估計來回需3個月。現在電子平臺送審，從送退審連續時間統計，約為2周。由此例可看出，電子送審大大提高了設計效率，確保了交船日期。

4 結 論

本文就船舶詳細設計中的兩個典型設計控制過程進行了初步分析與探討。這些年，我們在設計中使用“設計履歷表”與“無紙化送審”這兩種新方法、新手段，提高了船舶設計的效率，卓有成效。鑒于船舶設計過程的復雜性，為保證設計質量和提高工作效率，還需要對船舶設計控制的理念與方法進行不斷總結并持續改進。

［1］ 畢鴻信，陳孟泉，等.縮短造船周期講座［M］.哈爾濱：哈爾濱船舶工程學院出版社.1993：141-145.

［2］ 顧海軍.船舶設計風險管理初探 ［J］.船舶，2010（6）：59-60.

［3］ 范璠.船舶設計計劃管理與控制方法研究 ［J］.船舶與海洋工程，2013（2）：77-78.