船舶總體性能優(yōu)化設(shè)計研究綜述

胡琛++張玙姣

【摘要】：船舶總體性能設(shè)計是指依據(jù)研制任務(wù)書，通過分析、論證、計算、試驗和繪圖等工作，提供一系列技術(shù)資料，滿足研究單位的設(shè)計要求，確保造船廠能建造出性能優(yōu)良的船舶。文章對船舶總體性能優(yōu)化設(shè)計的國內(nèi)外研究進(jìn)展進(jìn)行了介紹，分析了船舶總體性能優(yōu)化設(shè)計的主要特點，總結(jié)了船舶總體性能優(yōu)化設(shè)計用到的主要方法，最后提出了船舶總體性能優(yōu)化設(shè)計時所要研究的關(guān)鍵問題，對進(jìn)行船舶總體性能優(yōu)化設(shè)計有一定的指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：船舶；總體性能設(shè)計；優(yōu)化設(shè)計

1船舶總體性能優(yōu)化設(shè)計主要特點

1.1矛盾錯綜復(fù)雜

由于船舶自身的內(nèi)在矛盾錯綜復(fù)雜，使得船舶總體性能的優(yōu)化設(shè)計更加復(fù)雜。如在排水量不變的前提下，船舶負(fù)重量與船舶航速之間的矛盾，船舶耐波性與初穩(wěn)性之間的矛盾，船舶航向穩(wěn)定性與操縱靈活之間的矛盾等。在船舶總體性能的優(yōu)化設(shè)計中，要妥善處理這些錯綜復(fù)雜的矛盾，不能簡單地采用折中的辦法來解決，應(yīng)遵循如下原則：局部服從總體；次要矛盾服從主要矛盾；總耗能服從經(jīng)濟(jì)效益，并以最小的代價獲取利益。

1.2問題具有多解性

一艘設(shè)計成功的船舶，其總體性能方案應(yīng)能最大限度地滿足研制任務(wù)書中各項戰(zhàn)術(shù)和技術(shù)性能指標(biāo)的要求。為此，對同一個設(shè)計目標(biāo)來說，往往設(shè)計出的多種方案都能滿足同一設(shè)計目標(biāo)要求，因此需要對多個方案進(jìn)行分析評估，決策部門可根據(jù)任務(wù)需要和實際情況，從待選的設(shè)計方案中選取出“最優(yōu)方案”。

2船舶設(shè)計項目管理組織結(jié)構(gòu)

我們設(shè)計院分為總體、船體、輪機(jī)、電氣、舾裝、涂裝、項目管理和設(shè)計保障等專業(yè)室。設(shè)計院往往會同承擔(dān)多個項目的設(shè)計任務(wù)，而船舶設(shè)計項目需要各專業(yè)部門工程師的緊密合作，這需要各個項目能夠分享各專業(yè)部門的工程師。同時，船舶設(shè)計項目的技術(shù)性質(zhì)也決定了項目管理的必要性，所以需要將船舶設(shè)計項目的管理與技術(shù)合并為一個整體，成立項目管理組織。根據(jù)船舶設(shè)計的工作流程和特點，我們設(shè)計院的項目外在組織結(jié)構(gòu)采用矩陣型組織結(jié)構(gòu)，項目內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)采用同形團(tuán)隊結(jié)構(gòu)。也就是矩陣式組織結(jié)構(gòu)支撐下的項目經(jīng)理負(fù)責(zé)制，由項目經(jīng)理負(fù)責(zé)對項目人員和技術(shù)的管理，項目組人員由各專業(yè)室人員組成，根據(jù)項目的設(shè)計進(jìn)度隨時調(diào)整人員的構(gòu)成，項目經(jīng)理由院領(lǐng)導(dǎo)直接管理。

3船舶總體性能優(yōu)化設(shè)計主要方法

3.1設(shè)備廠家資料和設(shè)計圖紙的核對

設(shè)備廠家資料和設(shè)計圖紙的核對問題主要包括斷電器選擇、設(shè)備和圖紙設(shè)計問題、電纜和用電設(shè)備的選擇問題。首先，斷路器的選擇問題是船舶電氣設(shè)計中的常見問題。一個選擇正確的斷路器對船舶設(shè)備和供電的連續(xù)性都會產(chǎn)生積極作用。在設(shè)計的過程中一定要根據(jù)船舶用電設(shè)備的數(shù)量、功率等問題，對斷路器的容量進(jìn)行核對，并最終選擇合適的斷路器。實踐證明斷路器選擇的科學(xué)合理性可以有效減少造船成本。其次，電氣設(shè)備和圖紙設(shè)計的布置問題。電氣設(shè)備在設(shè)計的過程中一定要考慮操作便利、維護(hù)及使用便利等問題。在圖紙設(shè)計的過程中，圖紙上的圖形符號一定要經(jīng)過嚴(yán)格審核，設(shè)備的代號、位置、名稱等一定要選擇正確，圖紙上的內(nèi)容一定要清晰、以免造成統(tǒng)計失誤。再次，用電設(shè)備的審核需符合要求。船舶電氣專業(yè)并不是一個單一的專業(yè)，它與其他專業(yè)之間有密不可分的關(guān)系。一定要考慮用電設(shè)備電功率配備、發(fā)電機(jī)的容量等問題，防止用電設(shè)備缺乏電源饋電開關(guān)造成船舶使用過程中的安全隱患。最后，電纜的選擇問題。船舶電纜的選擇一定要與全船的防火區(qū)域為依據(jù)進(jìn)行劃分。照明系統(tǒng)、廣播系統(tǒng)、報警系統(tǒng)電纜的選擇都是不同的。因此，在電纜選擇的過程中要進(jìn)行清晰劃分。在電纜選擇時根據(jù)用途不同選擇規(guī)格、截面積、耐火程度不同的電纜，從而避免電纜選擇不恰當(dāng)造成的電纜老化速度加劇，壽命縮短及施工難度加大等問題，從而增加電纜使用效率和壽命。

3.2詳細(xì)設(shè)計質(zhì)量管控

詳細(xì)設(shè)計質(zhì)量管控主要內(nèi)容是技術(shù)規(guī)格書的消化、設(shè)備資料的消化和送退審圖紙的管控。項目經(jīng)理需要組織項目組成員消化技術(shù)規(guī)格書和設(shè)備資料的技術(shù)要點，發(fā)現(xiàn)技術(shù)問題，及時向船東澄清并形成紀(jì)要。技術(shù)要點體現(xiàn)在送審圖紙里，并及時跟進(jìn)船級社和船東的圖紙退審情況，滿足生產(chǎn)設(shè)計的圖紙需求。這個過程中可以由各專業(yè)自行消化技術(shù)規(guī)格書和設(shè)備資料的技術(shù)要求，涉及到跨專業(yè)內(nèi)容的，由項目經(jīng)理牽頭協(xié)調(diào)各專業(yè)處理。

3.3信息數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用

數(shù)字信息技術(shù)是實現(xiàn)船舶電氣系統(tǒng)智能化的關(guān)鍵技術(shù)。其主要作用是解決船舶電氣智能設(shè)計系統(tǒng)在設(shè)計中面臨的數(shù)字化信息問題，其方法是把設(shè)計中的相關(guān)條件和相關(guān)準(zhǔn)則用數(shù)字去描述，但是這種描述必須建立在相關(guān)準(zhǔn)則和定義的基礎(chǔ)之上。然后將這些數(shù)字化信息在船舶電氣化設(shè)計中加以利用，建立起船舶設(shè)計的數(shù)字化模型。信息數(shù)字化主要是將船舶設(shè)計中的限制條件和計算機(jī)無法識別的信息按照相關(guān)的規(guī)則和定義進(jìn)行數(shù)字化翻譯，將其翻譯成計算機(jī)可以識別的語言，從而滿足船舶電氣設(shè)計的信息化、數(shù)字化。

3.4知識管理模塊和輔助模塊原型實現(xiàn)

知識管理模塊其實就是知識學(xué)習(xí)模塊，如果要實現(xiàn)此模塊的知識學(xué)習(xí)可以有錄入學(xué)習(xí)和資料學(xué)習(xí)兩種方法。知識管理模塊可以通過程序分析的方式對程序展開自動研究學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)有關(guān)格式規(guī)則，既可以開闊眼界，又可以修正知識。輔助模塊主要是利用數(shù)據(jù)交換和電氣符號進(jìn)行相關(guān)的圖紙和圖框的編輯。在于數(shù)據(jù)交換板塊，輔助性模塊可以將數(shù)據(jù)嵌入相關(guān)的數(shù)據(jù)庫中，最終這些數(shù)據(jù)會以表格的形式出現(xiàn)，并將表格保存在系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中。參照相關(guān)的GB和CB建立起符號庫。輔助性模塊可以根據(jù)設(shè)計者的需求進(jìn)行自選備用。

結(jié)語

隨著國內(nèi)外造船行業(yè)競爭日益激烈，造船界不斷尋找生產(chǎn)效率高的船舶設(shè)計方法，本文主要對船舶總體性能優(yōu)化設(shè)計方法的相關(guān)研究進(jìn)行了梳理總結(jié)，通過對該方法國內(nèi)外研究進(jìn)展的介紹，并從船舶總體性能優(yōu)化設(shè)計的主要特點和主要方法兩個方面的分析著手，提出了應(yīng)用該方法需要研究的關(guān)鍵問題，對進(jìn)行船舶總體性能優(yōu)化設(shè)計有一定的指導(dǎo)意義。

【參考文獻(xiàn)】：

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