舰船动力装置数字化设计研究

杨帅 韩世蔷

摘 要：为了解决传统的舰船动力装置设计中常存在的问题，本文将在已有的数字化造船技术研究基础上，试图分析研究新型舰船动力装置数字化设计的总框架。从设计系统底层平台、集成控制管理环境、设计系统协同设计软件环境几个方面来进行深入探讨，以期为造船技术的数字化发展提供更多理论参考。

关键词：舰船动力装置；数字化设计；体系结构

现代战争与过去战争相比，对作战平台提出了更高的要求。其中，如喷水推进等新型的动力装置也已进入试应用阶段。目前，此种运用新型数字化设计在国内的舰船动力装置设计中尚处于探索阶段，并且在该领域与国外先进造船技术还存在着一定的差距。

因此，加大对动力装置科技的投入和关注，来适应未来战场的巨大科技挑战。完善提升动力装置需從多方面因素考虑，包括设计阶段、建造阶段、试用阶段、调整维护阶段等。作为最首要环节的设计阶段，还应考虑到建造时间、费用估算等因素的限制，来实现对舰船动力装置综合水平提升的目标。

1 传统设计中常见问题

首先，在设计过程中缺乏一定符合现代设计理论的支持。成功的舰船动力装置设计需要在多环节中都具备成熟的技术。但不可忽视的是，在实际的设计中往往存在设计师过度依赖自身经验，缺乏与现代设计相符的理论支持，因而在设计质量上大打折扣。

其次，缺乏成熟的设计工具的应用。目前，利用计算机辅助工具，如CAD来进行动力装置的局部设计，对其整体设计过程也起到了较好的支撑作用[ 1 ]。尽管在虚拟样机技术的发展下，先进工具不断推出，但成熟的计算机辅助设计工具并没有在动力装置设计中展开广阔应用。在施工中，常通过建造机舱模型来进行对设备的检验调整，并没有依靠设计工具进行此项工作，也消耗了一定的人力物力。

再次，信息化水平较低。动力装置的设计包含着大量的信息，如文件、图纸、数据等，但在审批装置设计时依然无法跳脱出纸质图纸这一媒介。在信息化管理推进的方向中，存在涉及部门过多、缺少资料系统管理、信息检索复杂等困难，使得在舰船动力装置的信息化水平提升中出现不小的障碍。

最后，设计的范畴过于狭窄。传统动力装置的设计过程定义过于狭隘，与现代的虚拟技术发展存在代沟。而现代的设计概念已经延伸到设计、使用、维护等多个阶段中，能够源源不断的为舰船动力装置提供生命支持。因此，克服在设计初始阶段的过于狭窄的弊端，势必会为舰船动力装置的技术发展提供更多的可行性依据。

2 数字化设计总体框架研究

针对上述的主要问题，在充分借鉴国内外有关数字化造船的先进的成功理念和技术的前提下，来研究舰船动力装置数字化设计的总体框架[ 2 ]。舰船的动力装置设计是一项非常庞大而复杂的系统工程，需要协调多项子专业来完成。

为了有效缩短周期、提升质量、降低成本，利用现代数字化技术来设计总体框架，主要包括以下几个部分：

2.1 底层平台的构建

底层平台是一个能够支持多时间分离、空间分布的彼此依赖的通信数据库与计算机平台系统。这个平台构架中包括基础网络、操作保密系统、服务器、数据库等装置。这也成为了开发数字化设计的舰船动力装置的重要前提和保证。

2.2 集成控制管理

当前的数据管理缺乏一定的科学方式，电子文档形式的设计方案无法作为依据，并难以控制数据的技术状态。这都为数据的动态管理、装置的质量控制、信息的统一安全制造了不小的难题。采用集成控制管理技术，对设计中的相关过程、系统的分布及数据信息进行集成管理，来确保信息的完整和科学。舰船动力装置数字化设计的核心管理环境包括：需求分析管理、文档管理、项目管理等。

2.3 设计系统协同设计软件

此环境的建立是在遵从设计理念的基础上，利用网络协同的方式，采用虚拟样机仿真技术来实现对设计方案、施工、制造、使用及维修等个环节的技术支持。协同设计软件的主要特点是：在信息集成的基础上对设计进行重组和优化；在同一时间内可同时进行多项设计活动，消除由于人员分散。信息交错等障碍带来的效率过低现象，在保证质量的前提下，大大减少了设计时间消耗[ 3 ]。

3 结语

本文针对传统的舰船动力装置设计中存在的主要突出问题进行简要阐述，并在此基础上，结合国内外相关领域的成功经验和成熟技术，对我国的舰船动力装置数字化设计框架进行了初步的构建，并对主要环节进行了详细的分析。望通过这种符合现代数字技术的高实用性、强前瞻性的新型技术，来为未来的舰船动力装置设计提供更多的理论参考和试用的可能。

参考文献：

[1] 张小光，李高，刘东锋.船舶数字化设计应用及发展趋势研究[J].科技视界，2015（08）.

[2] 蔡薇，冯佰威.船舶与海洋结构物数字化设计与环境教学研究与实践[J].船海工程，2008（04）.

[3] 乔珊，应文烨，何刚.舰船数字化设计应用研究[J].中国舰船研究，2007（04）.