论船舶设计建造技术现状

林昱

(福建东南造船厂技术中心,福建福州 350015)

论船舶设计建造技术现状

林昱

(福建东南造船厂技术中心,福建福州 350015)

文章主要研究了我国船舶设计建造技术发展现状及发展方向。本文从资料内容出发,全面分析了船舶材料现状、造船技术现状及软件系统现状,在上述基础上结合经验技术,对船舶设计建造技术未来的发展方向进行展望,深入挖掘了其技术发展趋势。文章对加速船舶设计建造技术发展进程具有一定的贡献性作用。

船舶设计 建造技术 现状 发展方向

船舶设计建造技术作为船舶建造的重要组成部分,对我国经济发展和社会进步具有至关重要的意义。近年来我国科学技术水平不断提升,船舶设计建造技术体系已经越来越科学化、高效化、规范化,船舶行业进入了黄金发展阶段。结合船舶设计建造设计环境,对船舶设计进行全面回顾和分析已经成为当前船舶建造发展的关键,对提升船舶建造效益具有非常积极的作用。

1 船舶设计建造材料现状及发展方向

船舶运行环境非常复杂,工作强度较大,在进行材料选取的过程中要尽量材料抗腐蚀性、强度和柔韧性。只有达到上述指标,船舶建造状况才能与船舶设计需求一致,达到建造目的。我国对钢材研究较为深入,已经依照钢结构指标和稀有元素性质研制出新型耐腐蚀碳素钢。该钢材料不仅可以满足船舶需求,还具有较强的环保型,已经在航运船舶中得到非常广泛的应用,而在大型船舶,如油船、液化天然气船等方面其研究和应用效益较差,整体水平与部分发达国家相比还存在一定差距。

随着经济和技术的不断发展,船舶已经越来越趋向于多样化、复杂化,在上述环境背景下,我国要加大对新型建造材料的研究,要依照可持续发展需求合理提炼、研制新型钢材,提升钢材的抗腐蚀性和强度。要不断加大对新型晶粒钢材的研究,对材料中的含碳量进行合理降低,从而真正保证材料满足船舶建造设计需求。

2 船舶设计建造技术现状及发展方向

传统船舶设计建造过程中主要以人工设计和分析为主,整体设计效益较为低下,设计质量较差。随着数字技术和信息技术的不断发展和提升,我国开始逐渐将该技术引入到船舶设计建造过程中。在当前设计体系中我国已经开始基本实现了船舶建造的数据化,已经从本质上实现了船舶知识和船舶技术的有机结合,已经构建了计算机辅助体系,构建了专门的软硬件结构平台。尤其是在CAD、CAM等技术推行后,船舶建造效益得到更进一步的发展,数字化样船模拟构建精度和准确性大幅提升。在上述核心技术体系中人员可以通过数字化体系实现船舶设计建造的模拟,以信息手段对其进行制造设计、分析、测试和调试,从而实现建造的检验、管理和维护。我国在核心技术方面还处于发展阶段,而在高附加值船舶建造技术方面已经达到了世界领先水平。LNG船的开发和建造为我国船舶设计建造技术发展创造了非常好的环境,该技术中的焊接技术、精度分析技术、总装技术、动力安置技术等在很大程度上加速了我国船舶发展。

在今后发展过程中我国要加大对船舶设计建造技术研究的成本投入,要不断引入国外先进技术并进行优化。人员要加大对数字化造船的分析和探究,以国外先进数字化造船技术作为基础,对国内数字化造船技术进行改革,人员要先加大对数字化平台的构建,细化船舶设计建造技术数据库、知识库及模型库内容,形成稳定、高质、安全的设计系统及通信系统。其次,要对其网络结构进行调整,对各项开发技术、协同技术、集成技术等进行合理选取,形成对应转换交流技术体系。最后要对上述技术体系进行完善,形成企业合作平台,营造良好数字化船舶模拟环境,降低船舶设计建造技术研究成本,提升船舶设计建造技术发展效益。人员要加大对高附加值船舶建造技术研究,要与美、韩等机构及企业进行交流,充分利用核心建造技术体系对其平台结构进行构建,形成货物维护体系、动力体系、电力体系、集控体系等研究核心,从而全面加速技术研究进程,完善技术内容。

3 船舶设计建造系统现状及发展方向

软件系统作为船舶设计建造中的重点,其系统设计水平在很大程度上影响着船舶设计建造效益。国际船舶设计建造系统主要运用Form sys、Tribon、NAPA、CADDS 5i等系统,通过上述系统软件达到设计模拟、分析和处理。而我国造船中主要运用CAD/CAM软件,由该软件中的三维模拟技术形成对应船舶三维结构,对建造状况进行评定。尤其是在SB3DS系统开发后,我国船舶制造三维设计水平更进一步,已经可以对船体结构快速生成背景、通风系统、管道体系、框架结构等进行三维分析及研究,软件灵活性较高。但整体而言,我国船舶设计建造系统水平与国际领先水平还存在一定差距,全过程集成系统还未实现,三维模拟工作过于复杂,集成控制效益还不显著。

因此,在今后研究过程中人员要加大对船舶软件系统的分析和设计,要从集成性、完整性及可靠性三方面出发对船舶设计建造进行完善,从而提升系统模拟分析质量。首先,要不断丰富三维建模技术体系,加大其软件产品开发力度,在CAD/CAM集成系统上形成新型集成体系,从本质上改善模拟运行分析效益。其次,要将软件功能由系统逐渐转变为模块,将其功能一体化,形成模块化体系结构。再次,要对系统拓扑结构进行调整,依照船舶设计建造技术环境转变对拓扑模型进行优化,降低建造技术难度。最后,要对构件之间的逻辑关系进行优化,要依照该关系简化数据库结构,构建以结构零件为基础的船舶设计建造系统,从而实现零件的高效更新和拆分。

4 结语

船舶设计建造技术可以依照船舶需求实现船舶对应设计,完成性能、结构等的优化,对船舶发展具有非常好的促进作用。在当前我国船舶建设过程中设计人员要把握好材料体系、设计体系和系统体系内容,要做好上述三方面体系的发展分析和发展研究,不断丰富体系技术和结构,从本质上改善材料、设计及系统效益,加速我国船舶设计建造技术发展进程。

[1]白云川,白青.突破船舶行业三大发展桎梏——访中国船舶重工集团公司科技部副主任罗季燕[J].中国制造业信息化,2008,22:24-25.

[2]刘安涟.模块化设计与建造管路对接技术探讨[J].中国舰船研究,2006,Z1:64-67.

[3]王华荣,池建文.模块化造船技术发展研究[J].舰船科学技术,2003,04:31-33.

[4]黄越诚.114500吨散货船建造技术研究[D].哈尔滨工程大学,2013.

林昱(1973—),女,职称:工程师,研究方向:船体设计。