基于并行协同设计理念的船舶设计流程优化

徐志刚

摘 要：生产实践表明，船舶设计是以仿真模型为基础的，为了使得整个设计阶段能够协同并行便于设计的无缝连接，提高制造业的生产质量和效率，我们对船舶设计的整体流程进行探讨研究，并为调整专业内容提供依据，以求更好的为生产实践服务。

关键词：并行协同；船舶设计；流程优化

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.11.209

协同设计，是近年来提出的一种新的设计模式，已被有远见的设计单位所接受和有效运用。协同设计的机理在于将多种看似简单的设计模式有效结合起来，同时融入许多现代化应用技术，通过抽象开发开发的系统的现代设计方法论。其目的是构建一个良好的协作环境，加强设计人员与工作层面的沟通与合作，保证设计师之间能够资源共享、信息通畅，从而优化设计的全部环节及阶段，这么做能够有效防止重复或由设计导致的错误数据信息。

研究指出，协同设计涉及范围广泛，包括虚拟设计，并行设计，生产设计流程再造等等。相关文件指出，船舶的设计的阶段都有自己的产品模型，为了实现船舶从概念设计到生产设计过程的总体协调有序，缩短船舶设计的时间及预算，避免不必要的重复工作，我们对相关问题进行探讨分析。

1 船舶设计的阶段划分及其相关内容概述

目前，船舶设计过程一般分为五个阶段：准备技术任务，初步设计，详细设计，生产设计和完工设计。设计阶段的任务各不相同，本文主要根据操作性质和操作过程对前四个阶段的内容进行分类。

（1）准备技术任务，按照设计单位的要求对船舶的外观，性能和作用进行准备。

（2）初步设计，这是基于对任务书的深入分析和调查研究得出的，主要对船体，汽轮机，电气各个专业方面的各种可行性方案进行设计，以满足船东的要求。

（3）详细设计，是基于初步设计完成的，按照各種系统，功能，专业深入分析各种问题并进行详细的推算演练，并进行计算和绘制。可分为整体结构设计，区域结构详细设计，模型创建和项目结构材料库存统计等设计任务。

（4）生产设计，是根据造船厂的条件和特点，按照技术，设备，施工方案，工艺要求等要求，设计和制作施工图纸及施工工艺和程序的设计过程。

2 船舶并行协同设计过程的构建

（1）设计过程分析与分解。要完成并行协同设计理念下的过程分析与分解，一方面，依照设计方案将各项细则明确细化，为后续施工设计过程做准备；另一方面，在并行协同工程中注重“宏观并行，微观串行”的相关理论，对传统的船舶设计过程加以细分为初步设计、详细设计和生产设计三个大的阶段。详细的设计是基于整体设计，对设计的子系统进行深入分析。生产设计的最终目的是船舶生产，其主要过程可以总结为壳、舾、涂三大流程。

（2）设计过程的规划与重组。实践表明，设计流程之间有三种关系，即串行关系，平行关系和交叉关系。串行关系是最原始的协作关系，我们将其优化的目的就是将这种传统向着并行关系或交叉关系进行转变。通过分解与设计，对一些原始的连续工作流程并行，分工过程中进一步划分关系并进行过程重组，进而保证设计的成功率，构建设计微循环。

微循环模型是一种宏观平行的，微观设计理念下的的模型机制。起主要是将设计对象分解为子对象，并允许设计人员在设计对象的不同方面进行同时工作，从而大大缩短整个设计周期，提升了工作效率，该种设计理念需要完成的信息共享机制作为保障。

3 基于并行工程的船舶设计过程的改造

（1）建模。这实际上是一个需要重复设计的过程，很难做到一次性成功。 就船舶工程而言，其设计过程中的各种元素之间是一个动态变化的过程，需要大量的时间作为依托才能把握其规律，对其进行精确描述，最终设计成功。在这种情况下，为了保证最大限度的成功几率，在生产实践中通常使用最小-最大代数关系来构建其函数关系，然后使用动态规划方法优化其周期。这同时也要求，我们在设计出模型并应用于并行优化的整个过程中，在模型和设计过程之间建立一对一的对应关系是非常重要的，必须要引起设计师们的高度重视。

（2）改造管理机制。目前，船舶制造企业开展生产设计所需要建立的模式是在设计院设计的基础上建立的，在生产设计和现场生产直接指导的基础上建立的，所以设计这种机制更好的优化方法是设计研究所和造船企业进行联合设计，组件高效、高质量的设计团队，聘请或者引用造船企业的优秀人才，从制造设计的各个环节着手，重点关注技术薄弱环节，全方位的监控生产过程和生产条件，并对从概念设计模式到生产设计模式，然后到现场生产的全过程实现无缝链接。

（3）应用辅助设计和管理技术。伴随着科学技术的不断进步与发展，计算机模拟技术被逐步应用于船舶设计和发展的全过程。尤其是在结构计算、性能计算和制造技术方面，计算机技术发挥着不可替代的重要作用。但就目前来看，计算机技术在船舶制造企业中的应用还不广泛，技术也不够成熟。因此，在船舶的设计中，由于船舶产品的复杂性，经常由无数的部分组成，而且每部分信息也可能比较凌乱，更有可能改变其动态。为了确保这些信息的完整性，有效性和准确性，难以通过手工管理手段实现。这需要一个良好的技术平台进行支持生产，同时要加强生产和管理信息集成的并行设计，使船舶设计院与制造商之间的三维船体模型变得更加完善。综上所述，在设计院和造船厂实现网络环境之间的协同设计，使造船企业在详细设计阶段开始参与设计，这对加强企业和设计院的数据库管理模式，实现优化的船舶设计过程有非常大的帮助。

参考文献：

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