船舶优化设计精选(九篇)

第1篇：船舶优化设计范文

【关键词】 船舶消防水系统 消火栓间距 优化

对于船舶消防水系统而言，水的获取相对容易（主要使用海水），可是称得上是海上消防最廉价的材料。水的灭火原理就是冷却，当水与火接触时就会长生大量的水蒸气，水蒸气可以阻止氧气与火源的继续接触，从而抑制火的蔓延；而且强大的水柱会产生较大的机械压力，对易燃物体的燃烧部分起到驱散与扑灭的作用；水还可以进一步的渗透到易燃物的内部，以限制火源的继续蔓延。消防水系统，是船舶消防制度中严格规定的必备系统。其工作原理是通过消防水系统中的消防泵从海底阀泵入舷外水，然后经消防总管分入各个支管，输送到系统中的每个消火栓等出水端以供灭火所需。

1 船舶消防水系统的概述

船舶消防水系统主要由消防泵、系统管网、消火栓、消防水带、水枪和国际通岸接头等组成。消防水泵是消防水系统的主要给水升压设备，是整个消防水系统的核心所在。从其工作原理来讲，与其他用途的水泵没有什么本质的区别，只是消防水泵是专门用于消防水系统的标准设备。系统管网，就是水从消防泵输送至各个消火栓的管道网，主要由消防总管与各支管组成。根据水的输送距离长短和输送方向的集散程度，管道上一般还会设置各种附件、管件、组件等简单的设备。消火栓即消防水系统的出水终端，由快捷接头和截止阀组成。消防水带的制作材料一般有棉织涂胶、尼龙涂胶和麻织三种。水枪就是为了改变水流形式和获取射程而设计的工具，可分为水雾/水柱型、水柱型和喷雾型三种。国际通岸接头一般有两部分组成，一端为适合于与本船舶消火栓和消防水带连结的快速接头，另一端是标准法兰接头，两个接头组合工作，而且国际通岸接头在不用时应放于规定位置，以便于随时可取。

2 消火栓间距

消火栓的间距主要包括消火栓的规格及在相关规定下规格的选取，还包括消火栓的射程等数据，只有结合以上两点才能更好的做到消火栓的有效优化。

2.1 消火栓水枪的口径确定

消火栓的标准规格一般可以分为、与三种。

根据相关规定，在外部场所和机器处所，水枪尺寸应该是在满足规定要求压力之下的水柱中，并能从最小的水泵获得较大限度出水量，但是规定水枪规格应尽量控制在19mm以下，根据这一规定选取使用19mm的水枪并不违反规格要求。

2.2 消火栓水枪的最大射程

消火栓的水枪在喷水时，在全部消火栓处应维持的的最低压力如表1所示。

第2篇：船舶优化设计范文

[关键词]虚拟制造技术；船舶制造；应用策略

中图分类号：U671.99 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）15-0114-01

随着环境与资源之间的矛盾越来越深，虚拟制造技术应用计算机、信息以及仿真技术，在船舶的制造中进行仿真。通过对船舶的生命周期进行模拟，预测船舶性能。从而有效地提高船舶的质量，降低船舶制造的成本，显著地提高船舶制造的效率。在产品的设计和开发中，很难预测一些潜在的问题，只有等到船舶制造真正地投入到生产和使用中才会发现其存在的问题。但如此一来不仅造成了大量资源和材料的浪费，也大大地延长了船舶开发的周期。采用虚拟制造技术能有效地解决这些问题的发生。主要原因在于虚拟制造技术为船舶的制造提供了设计方案以及可制造性的环境，可以及早地发现船舶在设计中存在的问题，预测产品的性能和指标。

一、虚拟制造技术

虚拟制造是从船舶的设计、制造到报废整个生命周期中。虚拟制造能完成整个船舶的设计过程，从而实现船舶在加工、装配、拆卸以及回收处理整个过程的仿真的设计。虚拟制造技术能对船舶的功能、经济以及生命周期进行预测，评价资源利用率，可以为船舶的设计人员提供改进的依据。如此便能显著地提高船舶的设计质量，降低船舶设计中存在的问题和缺陷。提高船舶制造的规则以及加工生产的合理性，进一步优化船舶制造的质量。船舶在制造的过程中，通过仿真船舶的生产计划，可以时资源进行合理地优化配置。显著地缩短船舶制造的周期，降低船舶制造的生产成本。

（一）材料模拟仿真

虚拟制造技术在船舶材料的模拟仿真中，将材料制备工艺中微观过程学进行模拟，将船舶制造材料的成分、结构以及性能进行优化设计。

（二）虚拟加工

虚拟制造技术在船舶制造中可以对船舶制造的整个加工过程进行仿真模拟。仿真模拟包括对船舶中工件几何参数、轨迹等仿真过程，对加工过程中各项物理参数进行预测与分析，对船舶的运动、动力学进行仿真。这些仿真设计便能在船舶设计的阶段动态的呈现出来，并能预测船舶的性能。

（三）虚拟装配

在虚拟制造技术中，虚拟装配是将计算机仿真以及虚拟现实技术进行联合。从而在计算机上进行船舶的仿真装配，而虚拟装配的首先要在计算机辅助设计系统创建出虚拟的船舶模型，再利用虚拟的环境进行船舶性能的试验、仿真。其中虚拟装配主要是根据船舶设计的外形以及性能等真实地模拟出来，操作者可以采用交互方式来控制船舶装配的过程。然后根据此来评估船舶的可装配性，并在此基础上优化船舶的装配过程，显著地提高船舶一次试制的成功率。从而大大地降低产品生产的成本，节约产品制造的时间。

（四）虚拟包装

虚拟包装是将船舶的外形以及装饰设计的与真实船舶外观设计无异，采用虚拟包装，操作者能在虚拟的环境中对设计进行修改，对船舶的外观设计进行评价，使其更加地合理和美观。目前已经开发研制出虚拟包装图制作软件，能对产品的外观进行虚拟包装图制作。

二、影响虚拟制造技术在船舶制造中应用的因素

采用虚拟制造技术能在真实产品的制造前，预测产品的性能以及制造系统的状态，从而可以帮助操作者预先作出产品的决策以及优化方案。目前我国在虚拟船舶制造基础上，拥有一批掌握先进制造技术的人才。我国有能力在船舶制造上实施虚拟制造技术，影响虚拟制造技术在船舶制造中应用的因素为：

（一）在船舶制造中采用虚拟制造技术是一个不断认识和完善的过程，在采用虚拟制造的过程中，要在目前船舶制造企业现有条件的基础上，不断地发现问题和解决问题，从而使虚拟制造技术在实现其在船舶制造企业的内部逐步实施。

（二）采用虚拟制造技术要充分地调动人力资源的创造性，并最大限度地发挥工程技术人员的主观能动性。鉴于此，船舶公司的工程技术人员要不断地提高自身的专业素质和技能。对工程技术人员定期开展教育和培训，以提高工程技术人员对船舶制造企业的目标认识。提高工程技术人员在吸收、消化以及应用信息上的能力，提高其创造力。

（三）在船舶制造中采用虚拟制造技术，能将产品的竞争者、供应者以及用户之间的关系产生变化。在采用虚拟制造技术的船舶企业，企业之间的竞争优势取决于产品，也就是船舶在市场上投放的速度。并要不断地满足各个用户的需求。

（四）采用虚拟制造技术，要不断地去吸收和借鉴先进的船舶制造技术和工艺，并以此来提高船舶制造企业在市场上的竞争力。

（五）虚拟制造技术的应用，要不断地提供必要的物质和组织资源，并加强对工程技术人员创造性以及主观能动性的支持。

（六）拟船舶制造技术的实施是一个长期的过程，需要在企业实践过程中不断地改进，并实现船舶制造企业全面虚拟制造化。

结论

综上所述，由于虚拟制造技术在船舶制造中的应用，基本上不会去消耗资源和能量，船舶的设计、开发以及实现过程均在计算机上完成的。这样的方式极大地提高了船舶制造的生产率，显著地降低了船舶制造的成本，提高了船舶企业在市场上的竞争力。除此之外，能够有效地对船舶制造的成本、风险以及生产的进度进行预测，及时地对设计中不合理的因素进行修改。降低了时间成本，缩短了船舶开发周期。

参考文献

[1]陈进.虚拟制造技术及其在船舶制造中的应用研究[J].江苏科技信息，2013，26（11）：60-60，74.

[2]李琦.VERICUT 软件在数控虚拟制造中的应用研究[J].工具技术，2011，45（1）：56-58.

第3篇：船舶优化设计范文

关键词：绿色造船 绿色设计 标准化船型

嘉兴目前大多数船企所建造船舶的吨位不大，以总吨200-300吨为主，由整体造船到分段造船的模式难以转变，做不到壳舾涂一体化，也做不到绿色造船技术体系的要求。但在局部上也可以进行小构件制作，预舾装、预涂装等；或在船舶建造中对具体的施工流程、行为进行合理的优化、规范和约束；特别是在船舶设计环节多做一些经济型船型和基于环境保护的绿色设计因素考量。从而既能提高造船效率，又能减少有害物的排放、提高节能降耗水平。

船舶设计

设计人员必须要树立绿色设计观，在船舶设计中对节省资源、降低能耗方面给予重视。加强船型的研究开发和储备，形成一系列技术经济性能优良的标准船型和系列船型，从设计的源头上推动嘉兴造船的绿色进程。

1、船舶设计的原则与考量要素

节省资源角度。对于钢质船舶来说，最大的资源消耗莫过于钢材的消耗，因此钢材用量的控制对船舶造价有很大的影响。设计时，①注意船舶主尺度的合理选择，尤其是船长。因为船长对船体钢料的影响最大，同时对船舶的总纵强度也敏感；②注意结构的合理确定，树立等强度概念，减小不必要的结构裕度，在保证船舶总纵强度和局部强度的情况下降低船舶自重；③注意高强度钢的合理使用，以减轻船舶的自重；

降低能耗角度。作为航行船舶，其消耗包括燃油、淡水、物料等，其中燃油消耗的费用在整个营运成本中占有相当高的比例。即船舶的线型及船上所配主机功率的大小、耗油设备的多少，与船舶的经济性能关系非常密切。因此，在保证航速的情况下，设计时要注意主机机型的选择，具体可从三方面来考虑：①选取合理的主要素和船体线型，使船舶的阻力性能优良；②尽量改善船、机、桨的匹配， 提高船舶的推进效率；③优化船舶动力系统。

船舶高效性。通过对船舶进行优化设计，使下列系数更优，从而提高船舶的节能水平。

2、结合以上要素和设计原则，推进标准化船型研究和使用

通过标准化、模块化设计，可以简化船体结构。采用功能多样化与复合化的零件，使整体装置的零件数减少；合理地设计产品中零件、支撑、载荷的布置，确定适当的整体尺寸，提高材料利用率；设计结构应符合工艺性与加工性，以减少加工过程中的材料损耗与能源消耗；设计的结构便于维修，提高维修的方便程度；设计的结构便于回收、拆解，实现资源的重复利用。

船舶设备的标准化、模块化设计可较好地满足设备更新拆装的互换要求，也可以有效地避免舾装件逐件装船，从而降低舱室内的污染和噪声危害，提高工作效率和工作质量，使劳动量和资金的消耗大大减少。

标准化设计可以提高零部件的通用性、使用的重复性，亦可以促进专业化生产。如对驾驶室、船员室以及客船舱室模块进行标准化、模块化生产。

3、绿色设计的其他措施

优化船型，比如船型的方改（圆）尖，降低船舶阻力、提高能耗比。

新能源船型，开展LNG（LPG）燃料代替燃油驱动主机的新型动力船舶的研究设计。据测算，使用LNG清洁能源比使用柴油节约30%-55%的费用，在大幅降低船舶运营成本的同时，可减少环境污染，具有非常明显的社会效益和经济效益。

船舶布置优化，如干货船采用前驾驶、集装箱船的船首驾驶室布置，解决驾驶盲区问题，减少事故的发生。

新技术的应用。包括船尾附加水动力装置，如前置导管、桨前反映鳍、桨后叶轮装置；采用球鼻艏、涡尾船型等优化船舶线型；溢油监视、鉴别等船舶防污染技术。

新设备的应用。推广使用节能型柴油机、新型燃油添加剂、节油减烟器、主机轴带发电机、岸电技术；优化电子喷油控制装置、机舱自动化控制；舵桨一体化装置、污油水柜和油气回收装置；采用高效推进装置如低转速大直径螺旋桨、适伴流螺旋桨、导管螺旋桨等，提高桨机船的匹配度；设置生活垃圾接收处理装置及油水分离装置等措施实现达标排放，防止船舶对水体的污染。

船舶制造

1、改善造船模式，提高船舶建造水平

1.1改进船舶构件的装配，提高造船效率

对船舶骨架，可多进行一些以小构件为中间产品的制作，并实施预涂装。比如先将船舶底部的龙骨和肋板骨架以几个肋位为单位装配焊接成小构件，对构件进行预涂装，再吊装到船底板上进行施焊。

控制好船舶余量，就是要提高放样的准确度，增强号料、套料的精细水平，采用放样切割成型加工工艺，控制好船舶构件在加工中的结构余量。而成形的零部件直接或稍加处理即可用于组成产品，从而可以大大减少原材料和能源的消耗。

受技术和资金等因素的限制，嘉兴造船仍然以手工电弧焊为主，而且大多数在露天平台上施工。而钢板的锈蚀，钢材边角料、废焊材，废油、含油污的生产用水、密性用水、油漆泄漏，含生活垃圾、含油揩布、废油漆和废电子元件等，在露天及下雨中及容易对周边环境和河道造成污染，有必要尽量实施室内或棚内造船。

1.3升级焊接技术，改善焊接工艺

在船体建造中，焊接工时约占船体建造总工时的30%-40%，焊接成本约占船体建造总成本的30%-50%。焊接过程中，不可避免地会出现有害气体、粉尘、弧光辐射、电磁、噪音等污染，同时也会消耗大量电力资源，船舶焊接技术的进步对推动绿色造船的发展具有十分重要的意义。

嘉兴船企多采用以传统焊条为材料的电弧焊，该方式飞溅较多、焊条利用率低、电能消耗大，使得船舶建造的效率下降、周期延长、能耗比增加。为此，有必要减少传统焊条的使用，在船厂中推广高效焊接工艺的运用。可重点推广以CO2气保焊和埋弧焊的工艺方法，既减少焊条额飞溅和丢弃又能高焊接速度，生产效率为普通焊条电弧焊的3～5倍，同时操作简单，适用范围广。 有条件的船企，也可采购更高效的焊接技术。①节能逆变焊机。在美国，逆变焊机的产量占弧焊机总产量的比例已超过30%，日本已超过50%。据统计，2000年国产逆变焊机仅占当年生产的弧焊机总产量的8.4%。②搅拌摩擦焊。搅拌摩擦焊是一种固相焊接方法，可用于对金属板材全熔深焊接，而不会达到金属的熔点。搅拌摩擦焊无飞溅、烟尘，不需添加焊丝和保护气体，无气孔、裂纹等焊接缺陷，形成的焊缝强度高、变形小，是一项性能优良的环保焊接新方法。③激光焊接。激光焊接过程是一种既快速，又几乎无任何变形的低热量输入焊接过程，目前已能对15mm 厚的不锈钢和低碳钢进行激光焊接。

1.4喷砂―采用无灰尘的精砂

由于钢板存放周期长，且在露天或半封闭的建造中极容易引起钢板的锈蚀，需要对船板进行喷砂处理。在喷砂过程中，嘉兴船企选用的砂灰尘较多，带上口罩防尘效果也较差，除了污染环境外还会引起呼吸道疾病，鉴于此，建议船企采用无灰尘的精砂。

1.5管理钢板堆场

钢板堆场应采取防雨措施，尽可能堆放在室内或搭建简易棚。通过减少钢板表面氧化量，可减少喷砂除锈量，从源头上减少喷砂粉尘排放量。

2、选择绿色材料

在船舶全寿命周期中，对环境影响最大的有两项：一是制造过程中的焊接、涂装作业；二是船舶拆解后废弃的舱室绝缘材料。因此，材料的选择尤其重要。

焊接材料。在电弧高温燃烧下，焊丝（焊条） 的添加助焊药剂随焊接烟尘一起向空气中扩散，对操作人员和环境构成危害。因此，应选用高效焊接工艺和低毒、低烟低毒低尘焊丝（焊条）。

对可再利用价值的舱室绝缘材料的选择。矿棉、玻璃棉因具有防火、隔音、保温等性能和可加工性，被用于船舶舱室的内装。但在船舶营运寿命结束后的拆解过程中，这些材料由于没有再生利用价值而被大量抛弃，且其不可降解性直接导致周围水质和土质的恶化。研制一种高效、环保的绝缘材料并制订相应技术标准，也将成为完善绿色造船技术的一项重要工作。

涂装材料的选择。传统溶剂型涂料对人体的危害和对空气的污染已无法满足绿色造船的要求，取而代之的将是毒性较小、省资源、省能源的绿色环保涂装材料：如水性涂料、粉末涂料和辐射固化涂料等。另外，船舶外板水线以下的涂料，应具有驱赶而并不杀灭海洋生物的性能，是既能防止海洋生物附着，但又不污染海洋的绿色环保涂料。

部分船舶如公务艇等可多采用钢铝混合结构、纤维增强塑料。

船舶营运

绿色造船不应仅局限于船舶的建造过程，也应贯穿船舶整个生命周期。在船舶营运到退役的整个过程中，都应使其对环境的负面影响最小，能耗最低。

第4篇：船舶优化设计范文

【关键词】船舶设计 建造技术现状展望

随着船舶设计施工技术的快速发展,特别是高新技术代表——自动化，以及近年来广泛应用的各种新技术、新材料、造船技术的不断创新，现代船舶工业已发展成为高技术支撑下的现代产业。中国船舶工业近年来发展迅速,以单一国家计算已经成功超越日本,成为世界第二大造船企业。科学技术的推动，使得我国船舶行业进入了一个黄金发展阶段。造船工业的兴起,催生了一系列的产业链,成为推动国家经济增长的主导力量。

我国船舶工业技术创新的进展

船舶产品创新层出不穷。结构升级换代，发展迅速。在改革开放之初,我国只能建造简单船只和简单的散货船、油轮和干货船等。传统的船舶开发构建能力很弱。为促进船舶产品结构优化和升级的船型,增强国际竞争力,实现船舶工业，邓小平同志提出“中国船舶出口，进入国际市场”的发展目标,自1980年代以来,我国船舶行业在实现技术改造的同时,大力支持新技术的开发。但技术发展的瓶颈限制了船舶行业在我们国家的发展。我国船舶行业要想有一个全面的提升，主要关键是技术,我们要组织大型骨干企业和科研院所联合研究，并提高船舶设计和建造能力,加快产品创新的过程,使我国船舶的产品结构从一般散货船、油船、杂货船等普通常规船舶发展到具有国际先进水平的高技术、高附加值船舶；从中小船舶逐步发展到万吨级、l0万吨级直至30万吨级特大型船舶。

现状分析

造船技术现状。船舶产品的结构非常复杂,涉及到各个不同的专业、不同的施工单位和不同的企业。零、部件超过数百万件,根据传统的建筑船体、管、板和其他步骤,造船周期长,效率低,组织和协调困难。目前，我国相关行业多采用分段施工的方法,这样，对模块装配工艺、生产效率、施工精度要求得到提高。随着计算机技术的发展,其特点是集成制造和数据传输的数字造船技术应运而生,成为现代造船技术的核心和基础,而技术含量高的造船技术,成为国家造船能力的体现。

2、船舶建造核心技术现状。所谓数字化造船，是以造船过程的知识融合为基础，以数字化建模仿真与优化为特征，将信息技术、先进的数字化制造技术、先进造船技术和现代造船模式，综合应用于船舶产品的设计、制造、测试与试验、管理和维护全生命周期的各阶段和各方面。世界造船强国从CAX开始，逐步由实施CIMS、应用敏捷制造技术向组建“虚拟企业”方向发展，形成船舶产品开发、设计、建造、验收、使用、维护于一体的船舶产品全寿命周期的数字化支持系统。

高附加值船舶建造技术。我国高附加值船舶建造技术取得明显进展，产品结构实现了优化升级。LNG船的开发建造，标志我国已成功进入世界造船尖端技术领域，填补我国在这一行业的空白。LNG船建造技术，主要有超大型分段精度建造技术、总组和船坞总装技术、船体焊接技术、新型动力装置安装及实验技术等。还有专用工装的设计，如液货舱围护系统殷瓦安装模板及工具、检验超低温阀门的压力检测设备、泵塔制造的专用工具装备等。

三、船舶设计存在问题

1、船舶设计开发水平落后。从船舶产品的价值链体系中，开发设计环节是利润丰厚的高端环节，最能反映一个国家或企业船舶工业综合技术水平。然而我国船舶工业产品设计开发能力明显落后于生产能力，船型开发与设计技术满足不了开拓市场的需要。首先，我国首次建造的新船型，尤其是高技术、高附加值船舶多数仍由国外设计。目前我国对包括超大型集装箱船、大型液化石油气、天然气船等船型的研究才刚刚起步，一些新船型，如大型豪华游船、大型自卸船、高速复合型船、多体消波船等甚至还是空白；FPSO船、张力腿平台、半潜式钻井平台与生产平台的模块及其他新型深海开发装备的设计缺乏技术储备。其次，在散货船、集装箱船、成品油船等通用船舶的开发设计水平上，我国与先进造船国仍有一定的差距。

2、船舶制造技术低。造船效率低。目前，我国骨干造船企业的建造方式由传统的分段建造向现代化的“分道建造”过渡阶段，有些船厂甚至还未达到此水平预舾装及单元组装技术、模块化造船方法、船舶分段建造技术还比较落后；造船企业中CAM技术水平还不高；IM技术的应用尚无实质性进展；对KBE技术尚未给予应有的注意；应用信息化技术全面改造与提升造船技术，提高生产与管理效率和质量的工作尚处于部分应用网络的状态；制造与生产全过程中软件技术的提高明显落后于硬件技术水平改善的步伐。从总体上看，目前我国的整体造船水平仅相当于国外20世纪90年代初的水平。即与世界造船强国相比。还有很大差距，落后将近10年。

3、我国船用配套设备的研发滞后。品种、质量和性能不能满足船舶工业规模的扩大、船舶类型的增加和优化需要。由于“重造船轻配套”技术开发政策的影响，作为造船业重要支撑的我国船舶配套业近年来一直在走下坡路，国产船用设备的实际装船率持续下降。

四、解决措施

1、加快体制改革，促进科研力量的有机整合。整合的思路是：充实骨干船厂技术力量，建立和完善骨干船厂技术开发中心。一要加大科研院所内部改革力度，“精官简政”，减少管理机构和一般管理人员，想方设法分流富余人员；同时，整科技人员结构，优化配置，使之合理精干。二要抓紧充实有关骨干船厂技术力量。积极稳妥地做好两大集团公司所属科研院所部分力量直接进入有关骨干船厂的工作。三要积极推进科研院所与船厂以具体船型开发项目为纽带进行合作，通过项目的开展，密切双方关系，优势互补，共同发展，使厂所结合落到实处。

2、多渠道加大研发的资金投入。研发投入是技术进步的必要条件，是实施技术创新、改善产品结构的物质基础。目前，我国船舶工业的研究开发投入严重不足。增加科技创新投入，要求政府适度加大对船舶工业科研开发资助的力度是必要的。

3、确定船舶工业科技开发的重点和方向。(1)重大船舶科技基础技术和共性技术，如大型及新型船舶水动力性能技术，大型及新型船舶结构分析技术。全船三维有限元结构分析技术。(2)高技术、高附加值船型开发技术，如超大型集装箱船。大型多功能化学品船，大型LNG船，大型滚装船和大型高速客滚船。

五、船舶设计建造技术展望

在高附加值船舶建造技术方面，尽管目前国内企业具备了一定的LNG船建造技术和能力，但要正视并努力缩短与日、韩等先进造船企业间的差距。如LNG船，充分利用已有基础，以船型平台、船体结构平台作为总体设计平台，以货物围护系统、超低温液货系统、动力系统、电力系统、集控系统等五大系统为研究重点，全面掌握LNG 船建造技术。同时，发挥产学研结合的优势，并总体技术和系统技术、配套技术协同展开，争取在超大型油船、超大型集装箱船、超大型海上浮式生产储油船(FPSO)等高新产品研制和建造技术中取得重大突破，在豪华旅游船设计建造方面逐步展开，努力提高我国船舶产业竞争力。

随着船舶向大型化、批量化和标准化发展，我国的船舶工业有着广阔的发展空间，应用新的建造法将有效地增加造船产量、提高生产效率。相关专家应多加借鉴国外相关的文献，在各个方面弥补我国船舶设计与国际的差距，从而提高我国船舶行业的竞争力。

参考文献：

[1] 陈奎英,张冬梅,吴瑞曦.CATIA软件在船舶设计中的应用[J]. 青岛远洋船员学院学报. 2008(04)

[2] 徐华.船舶设计驶入“绿色通道”[J]. 中国船检. 2008(08)

[3] 徐华.船舶设计行业凤凰涅槃[J]. 中国船检. 2008(05)

[4] 陈晓川,方明伦,俞涛.先进设计技术在船舶设计中的应用策略[J]. 机械设计与制造. 2003(03)

第5篇：船舶优化设计范文

[摘 要] 项目管理在船舶建造企业中的应用势在必行，在现代经济社会背景下，项目管理成为提高船舶建造企业市场生存能力的有效途径，帮助船舶建造企业向标准化发展不断前行。文章就项目管理在船舶建造中的研究与应用展开探究，并总结出项目管理在船舶建造中的主要研究方向与有效的影响措施。

[关键词] 项目管理；船舶建造；研究；应用；探究

doi ： 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2017. 07. 048

[中图分类号] F273 [文献标识码] A [文章编号] 1673 - 0194（2017）07- 0103- 02

0 前 言

近年来，海运行业越发兴盛，随之带动了船舶制造行业的蓬勃发展，使船舶建造数量逐年增加，但在高速发展的过程中，也衍生出部分问题，其中船舶建造管理混乱是主要诱因，项目管理对解决船舶建造管理混乱提供了帮助，不仅纠正了船舶建造管理中的问题，也改变了原有的船舶建造管理体制，为稳定船舶建造长期发展奠定了坚实的基础。

1 项目管理的基本概念

项目管理源于管理学，由于管理学的涉及方向较为单一，难以满足各领域的应用与需求，项目管理即在第二次世界大战的背景下应运而生。早期的项目管理仅用于解决技术性难题，发展较为缓慢，涉及的相关领域较少，并未被大规模的使用与开发。在项目管理的发展历程中，经过多次的分化与转型，最终在冷战期间被美国“曼哈顿计划”所应用，进而发展出现代普遍应用的项目管理。

因用途方面的差异，导致项目管理的概念并不统一，每一个地区对项目管理的理解略有差异，目前，项目管理主要以美国及欧洲标准为主。项目管理秉承科学发展的基本原则，通过合理的管理与规划，使有限的资源，能够在规定的范围内获得最大的效益，该过程需要管理人员，具备较强的理论与实践能力，对资源信息有准确的判断能力，从而获得利益的最大化。

2 船舶建造管理的理念及存在的问题

受传统观念的影响，船舶建造管理模式过于单一，结构体制灵活性差，不符合现代企业的市场发展标准，在传统思想的束缚下，船舶建造管理在市场经济主体结构的背景下漏洞百出，难以维持船舶建造企业的长期稳定发展。

2.1 理念

船舶建造企业的项目经理应根据船舶市场行情的大环境以及企业自身的综合能力，决定应该建造何种类型的船舶。然后就项目的可行性进行深入的分析，并将分析的结果送交具有决策权的上级。具有决策权的领导层应该根据项目可行性作出决定。如果决定建造某批船舶，就应在随后，成立专门的船舶建造的项目组，专门的船舶建造项目组负责与船东联j，确定项目标准等，并最后签定造船合同。

2.2 问题

船舶建造的建造流程不够规范，大部分的建造项目穿行，使船舶建造过于混乱，不利于船舶建造企业的长期发展。船舶建造应在井然有序的环境下进行，并采用具有较强管理能力的专业管理人员，通过与船舶建造技术人员的沟通，解决船舶建造过程中存在的问题，建立完备的管理机制与体系，而当下，部分船舶建造企业无法做到以上几点，尤其是中小型企业，由于受到相关政策与经济状况的影响，难以对船舶建造加以规范，为船舶建造企业发展埋下安全隐患。

3 项目管理与船舶建造管理相比的具体优势

传统的船舶建造管理机制难以适应当前的市场环境，项目管理的融入能够使船舶建造再次焕发生机，项目管理相比于传统的船舶建造管理，具有诸多方面的优势，其基本的优势主要在于三个方面。

3.1 船舶设计方面

船舶的设计要能够适应各种不同情况的水面环境，设计的实用性是船舶设计的重要衡量标准，根据船舶通途的不同，设计方案也略有差池，现代的船舶设计主要根据船舶使用信息及船舶航行路线而定。各地区的地理环境差异，促使船舶设计必须能够符合使用的实际标准。项目管理对船舶设计的影响主要体现在设计的灵活性方面，传统的船舶设计灵活性较差，用途较为单一，缺少灵活性的船舶设计难以满足全面的市场需求，而项目管理则将船舶设计融入实际的使用中，从实践中寻找船舶设计的关键要素，从而制定出能够适应多种环境的船舶制造方案。

3.2 船舶建造方面

船舶建造项目的质量管理是舶建造项目重要的船舶建造的建造指标、并根据质量体系中的质量策划、质量控制、质量保证和质量改进来使其实现的所有管理职能的全部活动。船舶建造的质量优势包括两个方面：一是质量保证，船舶建造的质量保证，更多的应该模拟最终船东使用的环境、寿命以及产品的相关标准要求进行严格的试验来满足顾客信任；二是船舶建造的质量控制，质量控制是船舶建造项目组为保证产品的生产过程和出厂质量达到质量标准而采取的一系列作业技术检查和有关活动，是质量保证的基础。船舶建造项目中的项目组织中，船舶建造项目的经理要在船舶建造项目中对人力资源进行有效开发、合理配置、充分利用和科学管理，保证组织目标实现与成员发展的最大化。

3.3 船舶维护方面

船舶的维护工作大部分由船舶的建造企业提供，早期对船舶维护认知度较低，导致船舶维护工作较为单一，相关设备与船舶外侧结构的维护常被忽略，而后在经过船舶建造技术改良后，船舶的设备与外侧结构维护越发重要。目前所使用的船舶维护管理机制不够统一，维护项目较为分散，使船舶维护难以形成良性循环，维护工作效率相对较为地下，在应用项目管理后，船舶的维护将成为一项较为系统的工作项目，任何的维护工作均可统一完成，各项目间具有一定的连带关系，使船舶的维护效率与质量得到提升。

4 项目管理与船舶建造的融合与应用对企业产生的影响

项目管理与船舶建造企业的融合，必然对传统的船舶建造管理产生冲击，在体制与船舶建造的标准上产生的影响较为巨大，制度的改革迫使原有的建造系统向现代化与标准化迈进，在此期间，企业内部与外部受体制变革的影响，必定对各方面发展产生有利与不利影响。

4.1 有利影响

船舶建造企业发展依靠船舶的建造技术与船舶建造的质量及水平，项目管理的融入，使船舶的建造更加规范，并向现代化发展进行优化与改革，统一船舶建造的管理制度，从根源上提高船舶建造的水平，最先确保船舶在使用过程中，不会发生任何的质量问题。为企业在市场中建立良好的声誉，使其在激烈的市场竞争中，能够获得一席之地。

项目管理是一项重大的改造工程，就企业的长期发展而言，具有较为深远的积极影响，而就短期发展而言，项目管理难以发挥其主要优势。项目管理的优化项目不仅局限于船舶的建造方面，在船舶企业的内部战略布局与规划方面，也起到一定的帮助作用。

4.2 不利影响

项目管理对船舶建造企业的革新相对较为彻底，促使原有的企业经济收入项目有所改变，经济来源不在依靠船舶的建造，可利用船舶的维修与保养，作为船舶建造行业经济来源的主要支撑，但对于船舶建造方面略有影响，使船舶建造的技术人才呈现分散化管理，船舶的建造技术有所分化，在进行较为大型的船舶建造时，所消耗的成本进一步增加。项目管理的前期投入较大，需要船舶建造企业具有一定的经济实力，能够在低收入的环境下，维护企业的发展，目前中小型企业船舶建造项目管理优化难度较大，如不能对相关的船舶企业发展战略进行深度改革，将使企业面临资金链短缺的困境。

5 结 语

项目管理具有多个分支，变化多种多样，如何制定出符合船舶建造企业发展的项目管理模式极为重要。项目管理作为近代重要的科学管理机制，各领域均发挥出了前所未有的优势，船舶建造行业大力应用项目管理，必将使船舶建造技术与水平提高至新的阶段，为确保船舶建造行业的稳定发展提供有利保障，进一步提高中国船舶制造行业的世界影响力。

主要参考文献

第6篇：船舶优化设计范文

远小于船舶建造能力，集装箱船舶大型化仍有进一步提升的空间。本文结合集装箱船舶大型化发展历程，分析集装箱船舶大型化发展影响因素，预测未来主流集装箱船型，以期为港口码头、航道和桥梁的建设及航运决策提供参考。

1 集装箱船舶大型化发展历程

1.1 从第一代到第六代

自20世纪60年代中期第一代集装箱船舶问世以来，经过50多年的发展，国际海上集装箱运输己日趋成熟，集装箱船舶也完成历史性的升级换代。在此期间，集装箱船舶主要经历从第一代到第六代的更替（见表1）。[2]

1.2 万箱船

2006年9月8日，随着马士基“Emma Maersk”号集装箱船舶（见图1）投入运营，万箱船时代正式到来。“Emma Maersk”号长，宽，设计吃水，航速，额定载箱量（实际可装），其中包括个冷藏箱，装卸作业通常需要6台岸边起重机。由于该船宽达22个箱位，超过一般岸边起重机18个箱位的作业宽度，因此，只有少数大型港口才能接靠此船。“Emma Maersk”号的出现加剧了集装箱船舶大型化发展趋势。万箱船成为集装箱航运巨头竞争的重点，船舶大型化浪潮愈演愈烈。

1.3 3E级船舶

2013年7月19日，全球首艘3E级船舶（也是全球最大的集装箱船舶）“Maersk Mc-Kinney Moller”号（见图2）首航上海港洋山深水港区。该船是马士基订造的20艘3E级船舶中的第一艘，船长，宽，额定载箱量达。据悉，3E级船舶将被投放到亚洲至欧洲的AE10航线上，该航线覆盖我国上海港、宁波港、盐田港、南沙港和香港港等5个港口。

3E级船舶在规模经济、能源效率及环境绩效等方面表现突出。为优化能源效率，3E级船舶在设计上进行多项改进，既能满足市场对大运量的需求，又能满足节能环保的要求。尽管船体庞大，但3E级船舶运输集装箱的单位燃油消耗量比其他航运公司用于亚欧航线运输的级船舶低约 35%。此外，由于3E级船舶的机舱内装有废热回收系统，通过回收发动机废气的热量，可使发动机输出功率增加 9%，燃油消耗量减少 9%。

3E级船舶的问世开启了一个新的航运时代。无论世界经济走势如何，3E级船舶都将凭借其优越的经济和环保性能引领船舶发展方向。不过，3E级船舶在带来规模经济效应的同时也对港口水深、基础设施、作业效率及集疏运环境等提出新的挑战。由于各港口基础设施设备等条件存在差异，其适应船舶大型化的能力不尽相同，这势必对港口发展格局产生深远影响。

2 集装箱船舶大型化发展影响因素

2.1 燃油价格因素

集装箱船舶大型化发展趋势与燃油价格走势呈明显相关性。目前集装箱船舶在设计航速条件下的年油耗成本占总成本的30%～60%，采取减速（设计航速的65%～70%）航行措施后，船舶的年油耗成本可下降50%～55%。与级集装箱船舶相比，级集装箱船舶的燃油效率可提高约35%。燃油成本是集装箱船舶运营成本的重要组成部分，因此，在国际燃油价格不断走高的背景下，节约燃油成本是集装箱船舶大型化发展的主要动力。[3]

2.2 世界贸易发展因素

世界国内生产总值（Gross Domestic Product，GDP）、全球商品贸易额及海运量之间存在明显的互相拉动关系。全球海运量增长是船舶大型化发展的驱动因素之一。从短期来看，2008年国际金融危机的阴霾仍然挥之不去；从中长期来看，虽然此次国际金融危机对全球经济带来巨大冲击，但在一定程度上加快全球经济再平衡过程，并不会改变未来10～20年全球经济增长趋势。根据德国罗兰贝格管理咨询有限公司和英国劳氏船级社等研究机构的预测，未来全球经济焦点将东移，届时中国或将成为引领世界经济发展的主要力量。过去15年（2009年除外）全球商品贸易额平均增长率为6.8%（见图3），未来20年世界GDP将保持3%的增长率，全球商品贸易额和海运量将相应增长5%～7%。

2.3 造船技术和环境保护因素

船舶大型化是全球低碳经济发展的大势所趋，而现代造船技术为船舶大型化提供支撑。船舶大型化使船舶单位运力的建造价格和能耗显著下降，同时使有害气体排放减少。

2.4 港口航道条件因素

世界各国港口一直致力于完善基础设施以适应船舶大型化发展要求。马士基3E级集装箱船舶的出现推动集装箱港口设施和航道新一轮的发展。虽然尚未开始建造级集装箱船舶，马士基码头公司已为之准备好外伸距达、起升高度达的集装箱桥吊。

2.5 桥梁建造技术因素

桥梁建造技术的发展使桥梁对船舶航行的限制不断被突破。例如，已建成的巴拿马运河世纪大桥和拟建的高雄跨港大桥净空高度达，满足未来几十年内大型集装箱船舶、游船的通航高度需求。今后各国还将对众多净空高度较低的桥梁进行改建，以适应船舶大型化发展要求。

3 未来主流集装箱船型预测

全球贸易的持续增长和集装箱运输方式的固有优势使集装箱船舶大型化发展前景良好。随着越来越多的货物和货种采用集装箱运输，未来集装箱船舶大型化发展趋势将日益明显。同时，P3网络联盟、G6联盟及CKYH联盟等为集装箱船舶大型化发展提供市场及运作模式的支撑。[4]

3.1 船型预测

如表2所示：预测2020年将以～级集装箱船舶为主流船型，集装箱船型向级发展；预测2040年将以～级集装箱船舶为主流船型，集装箱船型向级发展，还可能出现级船舶；2060年将以～级集装箱船舶为主流船型，集装箱船型向级发展。

3.2 桥梁水域通航面临的挑战

桥梁净空高度对大型集装箱船舶通航的限制将成为21世纪集装箱船舶运输面临的巨大挑战。预计集装箱船舶空载水线以上高度达，集装箱船舶空载水线以上高度达，集装箱船舶空载水线以上高度达73.8 m，这无疑会对桥梁水域通航安全产生重大影响。

4 结束语

大型化是集装箱船舶的基本发展趋势。受技术发展、社会需求、材料创新、航线开通、港航节点改造等因素影响，难以精确预测未来集装箱船型及其通航标准。从集装箱船型发展历程来看，未来集装箱船舶大型化发展极有可能突破现阶段研究范围。

参考文献：

[1] 刘淮. 世界集装箱船市场发展现状[J]. 船舶工业技术经济信息，2004（6）：4-7.

[2] 李清，詹斌. 集装箱船型发展分析[C]. 中国航海学会2008年度学术交流会优秀论文集专刊，2008：99-106.

[3] 罗跃华. 集装箱船舶的大型化发展趋势[J]. 水运管理， 2011，33（7）：37-39.

第7篇：船舶优化设计范文

关键词：并行协同；船舶设计；流程优化

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，按照各种系统，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：

[1]李明,孙东升,陈慈慧等.船舶并行协同设计管理研究[J].船舶工程,2005,27(06):84-86.

[2]刘寅东,苏绍娟.船舶并行协同设计环境及关键技术[J].大连海事大学学报,2011,37(01):25-28.

[3]崔小祥,蒋志勇,王岳.船舶产品建造程序计划系统信息模型研究[J].造船技术,2008(03):4-7.

[4]曲鹏祥,马晓平.船舶并行协同设计动态计划管理系统研究[J].造船技术,2010(02):8-10.

第8篇：船舶优化设计范文

波堤布置提出一些优化建议和方案，供工程设计和海事监管借鉴和参考。

关键词：LNG码头 航道 防波堤

近几年中国进口能源最快捷可行的方式就是通过海岸线由海运进口石油和液化天然气，中石化天津LNG项目的建设有利于形成京津地区多气源供应格局，提高该地区供气的经济性、安全性和平稳性；有利于满足环渤海地区对清洁能源需求，保护环境和促进经济发展。因此，中石化天津LNG码头的建设是十分必要和迫切的。

南港工业区概况

1、航道概况

规划LNG航道有效宽度300m，设计底标高-14.9m，航道方位为270°00′00″～90°00′00″，航道里程延伸至38+000。

2、防波堤概况

目前，港区南北防波堤堤顶间距为1800m，推荐的口门位置距东堤为3000m，目前施工至2000m，原推荐口门内南防波堤转折处间距1000m隔堤尚未建设。

3、港区水文气象

港区常风向为S向，次常风向为E向，出现频率分别为9.89%、9.21%。强风向为E向，次强风向为ENE向，≥7 级风出现的频率分别为0.32%、1.01%。

能见度＜1km的大雾平均每年为16.6个雾日，雾多发生在每年的秋冬季，每年12月份大雾日约为全年大雾日的30%左右，最长的延时可达24小时以上。按大雾实际出现时间统计，平均每年为8.7天。

LNG码头工程区域流场特点如下：① 南港工业区海域潮流表现为与岸线垂直的往复流，港区范围内口门处涨落潮流速最大，港池内流速相对较小。口门区落潮流速大于涨潮流速。② 从流速分布上看，航道等级提高后口门流速会有所减小，有利于船舶航行。③ 从涨落急时刻的横流大小分布上看，码头区横流小于0.10m/s。航道中横流最大处位于防波堤口门附近，但最大横流不超过0.25m/s。

优化前的LNG码头平面布置

LNG泊位码头平面布置采用离岸蝶型布置，主要由1座工作平台、2对靠船墩、4对系缆墩、联桥及引桥组成。泊位长度为420m，操作平台尺度为30×15m，高度为12m，采用钢结构，其上布置有控制室。引桥净宽为15m，长度为90m。码头所有系缆墩布置在同一直线上，并与码头前沿线平行。

图1 优化前LNG码头平面布置图

码头平面布置适应性分析

1、基于规范的适应性分析

主要研究LNG码头水域、航道和防波堤的适应性，优化LNG码头、航道及防波堤设计方案，在此主要选取26.6万m3LNG船舶作为研究对象。

表1 26.6万m3LNG船舶尺度

1.1防波堤适应性分析

防波堤作为防护建筑物的基本功能之一就是抵御外海波浪入侵，改善港内水域的泊稳条件。口门宽度是影响掩护效果的一个重要参数。根据布置特点，口门宽度通常包含三个指标值：口门宽度BS、口门有效宽度B0以及安全距离d0。三者之间的相互关系如图2所示。

图2 口门宽度值示意图

根据《海港平面设计规范》，口门的有效宽度是指口门垂直于航道轴线方向的宽度；安全距离是指口门有效宽度底边线至防波堤的距离，应根据堤的结构型式及其安全要求确定。针对防波堤口门区的设计宽度，规范要求防波堤口门有效宽度应为设计船型船舶船长的1-1.5倍。

表2 口门有效宽度与船长对比表

由表2可知，规划防波堤口门有效宽度可以满足26.6万m3LNG船安全进出口门的要求。考虑LNG船舶进出港时需要护航，选取两艘拖轮（6000HP Z型拖轮）在前后护航通过口门时，整体船队长度约433m，口门宽度/船长约4.2，可以满足LNG船舶在护航条件下安全通过口门需要。

1.2航道适应性分析

1.2.1航道水深

根据《液化天然气码头设计规范》的要求，液化天然气码头进出港航道设计水深的计算基准面宜采用当地理论最低潮面。设计水深计算中的各项富裕深度应按《海港总平面设计规范》的规定确定。根据《海港总平面设计规范》对航道尺度的要求。

D0=T+Z0+Z1+Z3+Z4

D0－航道通航水深（m）；D－航道设计水深(m)；T－设计船型满载吃水(m)；Z0－船舶航行时船体下沉值（航速取8节）；Z1－航行时龙骨下最小富裕深度(m)；Z2－波浪富裕深度(m)，取0.9；Z3－船舶装载纵倾富裕深度，取0.15m；Z4－备淤深度(m)，取0.4m。

表3 航道水深计算表 （单位：m）

1.2.2航道宽度

根据《液化天然气码头设计规范》要求，液化天然气码头人工进出港航道可按单向航道设计，航道有效宽度应按《海港总平面设计规范》的规定确定，且不应小于5倍设计船宽。航道有效宽度由航迹带宽度船舶间富裕宽度和船舶与航道底边间的富裕宽度组成。单向通航宽度按下式确定：

A=n(Lsin?酌+B)

n—船舶漂移倍数；?酌—风、流压偏角；L—船长（m）；B—船宽（m）。

表4 单向通航所需航宽（m）

该工程配套航道设计水深为14.9m，设计宽度为300m，可以满足26.6万m3船满载航行要求。

通过以上分析可知，LNG码头配套的航道及防波堤理论上均可满足26.6万m3LNG船安全航行及靠离泊要求。下面将采用船舶操纵模拟的手段，从船舶实际操纵的角度进一步分析LNG码头及航道、防波堤设施的适应性。

2、船舶仿真模拟试验

根据工程水域水文、气象、航道尺度、船舶特征等环境参数，利用全任务大型船舶操纵模拟器对通航环境进行建模，模拟船舶进出港及靠离泊情况。在此选取其中一组模拟试验结果，具体工况如表3所示。

表5 设计船型模拟试验工况设置表

模拟试验表明，LNG船进港时，在主航道的船速为6～10节，主航道外段船速一般8～10节，风流压差约3°～5°，进入防波堤口门前降至5～6节，防波堤航段风流压差约6°～9°，至防波堤隔堤前降至3节，风流压差约10°～15°，鉴于进港航道防波堤隔堤的口门区航段为LNG船舶进港的制动段，也是LNG船离泊出港时转向上线的关键航段，LNG船低速状态下受风影响显著，建议对进港航道防波堤隔堤的口门区航段进一步拓宽。

根据模拟试验轨迹分析，除进港航道防波堤隔堤的口门区航段外，航道设计有效宽度300m满足规范对设计船型单向通航的要求，LNG船舶在进港航道防波堤隔堤的口门区航段的船位横向偏移范围距离航道轴线约左、右各增加了1倍船宽，纵向偏移范围在防波堤隔堤前、后各为1.5倍船长。

工程优化方案

1、防波堤处航道优化方案

根据前面模拟试验可知，在LNG船舶进出港尤其是离泊通过口门过程中，船舶由于受风面积较大，且离泊时速度低舵效差，容易导致很大的风致漂移量尤其是受到西北风的情况下，LNG船舶在口门附近右转进入航道操作难度很大，进入航道过程中极易受风的影响驶入港池和航道的外侧导致搁浅事故。建议将LNG泊位港池的东北端口门附近水域适当加宽疏浚，将疏浚点D延伸到E点，共350m。

2、LNG码头优化方案

基于模拟试验结论，在现有平面布置下，LNG船舶掉头靠泊时转角过大，船舶操纵难度较大，建议将码头位置前移190m，同时调整了预留泊位及工作船泊位位置。

第9篇：船舶优化设计范文

关键词：船舶产业；科技创新；共性技术；研发

Development Status and Trend of Shipbuilding Generic Technology in GSI

WU Manjun

(Guangzhou Shipyard International Co., Ltd. Guangzhou 510382)

Abstract: The research and development of generic technology are the most important part of scientific and technological innovation in shipbuilding industry and only by promoting it could China be No.1 shipbuilding country in the world. This paper discusses how to upgrade the research and development of shipbuilding generic technology in China by the example of Guangzhou Shipyard International Co., Ltd. (GSI).

Key words: Shipbuilding industry;Scientific and technological innovation;Generic technology; R&D

1技术创新体系及造船产业共性技术研发现状

1.1企业总体概况

广州广船国际股份有限公司（简称广船国际）是中国船舶工业集团公司属下的华南地区重要的现代化造船核心企业之一。广船国际以造船为核心业务，专注于开发和建造以灵便型液货船为主流的各类中小型船舶。公司先后被评为广东省20家装备制造重点企业、广东省高新技术企业、中国品牌500强A级企业、中国制造业500强企业和广东省100强企业、广州市创新企业。目前公司在灵便型液货船市场的占有率居全国第一，世界第三,公司将致力于成为“全球中小型船舶市场技术领先、服务卓越的知名企业”，成为华南地区重要的特种辅船建造和保障基地，最终形成造船、重机、服务、海工四大业务格局。

1.2企业技术创新概况

1）公司拥有大专以上学历的科技人员1 022人，占职工总数的30%；其中研发人员753人，占职工总数的23%。公司有高级职称120人，中级职称226人，初级职称1 094人。

2）公司研究开发机构技术中心为国家认定企业技术中心，于1996年开始进行建设，在国家和中国船舶工业集团公司的大力支持下，技术中心已获得较大发展，成为华南地区最具实力的船舶产品开发和设计中心之一，广东省首批5个重点工程技术中心之一。

技术中心设计技术力量雄厚，拥有设计人员600多人，其中主办设计师以上人员207人，本科以上学历的有380人，具有同时进行3型6万吨级以上油轮和货轮等船舶的技术设计和生产设计能力。此外，我公司十分重视研究开发基础设施建设，技术中心购置了承担高新技术船舶研制所需要的关键试验仪器、检测系统、试验机械等，技术中心现有NAPA、TRIBON-M3计算机软件系统，可设计符合世界各主要船级社规范的各种船舶。

3） 广船国际获得授权的专利共75项，其中发明专利5项，实用新型专利67项，外观设计专利3项。

4） 广船国际参与或主持国家和行业标准制定，见表1。

5 ）广船国际拥有经认定的广东省高新技术产品11个，注册商标54件。

1.3造船产业共性技术发展的现状与趋势

为提高船舶工业自主创新能力，突破瓶颈制约，掌握核心技术，增强技术储备，为赶超日韩奠定坚实基础，就要从提升产业国际竞争力出发，努力突破重大关键、共性技术，支撑产业的持续协调发展。“十一五”期间，信息集成、精度管理、敏捷造船等关键技术已取得一定突破，为全面建立现代造船模式提供了科技支持。

未来除了重点加强支撑船型开发的基础共性技术研究外，随着安全与环保技术成为世界船舶科技发展中的新热点，面向未来市场、顺应发展趋势的绿色、安全技术研究也将是产业共性技术研究主攻方向。

需求较大的共性技术包括：主流船型水动力性能预报优化技术，结构设计计算新技术，开发船舶技术性能数据库和结构数据库。针对国际公约、规则、标准、规范等开展基础性研究，船舶设计新理念及设计技术研究，船舶安全性及风险设计技术研究，提高推进性能的新技术应用研究，防污染技术研究。加强海洋工程装备基础技术研究，初步建立支撑海洋工程装备开发的基础性技术平台。先进工程管理技术及船舶企业信息化工程应用技术。

2“十一五”期间广船国际组织产业共性技术开发的举措和成效

2.1自主开发及通过技术引进获取产业共性技术

广船国际“十一五”期间在产业共性技术开发方面的项目主要有“造船并行工程技术研究”、“现代造船模式示范应用的指导书研究”、“造船设计、制造、管理一体化数字平台技术研究”、“造船计算机集成制造系统（CIMS）开发和应用”、“不锈钢防腐蚀性能研究”、“十一五安全环保技术和质量标准研究”、“高效焊接技术研究”、“分段与管子敏捷生产方式的研究”、“推进应对PSPC工作研究”等。

2005年9月～2007年12月，公司承担了中国船舶工业集团公司第十一研究所委托的“敏捷造船关键共性技术研究”科研项目第七专题“现代造船模式示范应用的指导书研究”中的五个子课题，通过管系、功能单元设计指导书、集控室总组壳舾涂一体化作业指导书、主机组装和吊装作业指导书和主机调试作业指导书的研究和成功应用，为公司培养了一批了解和熟悉现代造船模式的工程技术人员、管理人员和工人骨干，带动了公司建造技术的发展，也为国内同行企业同类问题的解决提供了可行性方案，促进我国船舶建造技术和水平达到或接近国际先进水平。

2005年6月至今，公司承担了沪东中华造船（集团）有限公司委托的国防科工委“高技术船舶科研计划”项目“造船设计、制造、管理一体化数字平台技术研究”的分包项目，通过“造船设计、制造、管理一体化顶层设计”、“船舶产品数据管理系统建立和应用”、“船体设计、制造、管理一体化系统建立和应用”、“船舶产品数据交换平台建立和应用”、“项目总体应用集成研究”五个专题的研究开发与应用，全面推进了广船国际造船数字化工作，目前数字化应用覆盖整个造船生命周期，包括初步设计、生产设计、产品数据管理、设计过程管理、物资物流管理、成本核算、成本预实和预算、财务管理、生产计划管理、生产过程管理、管加车间管理、船体车间管理、精度管理、质量管理等，并且初步实现集成应用，为提高设计、生产效率、缩短造船周期起到了重要作用。

广船国际将产业共性技术开发项目列入公司年度科研开发项目计划，从人力、资源、财力等方面保障科研开发投入。研究开发基础设施的不断更新换代保障了公司新技术、新工艺、新材料的研发、测试、工艺评定、理化试验等工作顺畅进行，严格的科研管理制度保证了共性技术开发项目顺利实施。

共性技术研究对改变了船舶建造方法，降低了工人的劳动强度、改善了工人工作环境和条件，提高工作质量和效率，缩短建造周期，降低造船成本，对提高企业的竞争力有较大的推进作用。

通过造船信息化共性技术研究推进深化设计、精益制造、精细管理，有效地缩短了设计周期，提高了物料集配率和船舶建造计划的正确性、可控性，使船台（坞）周期缩短30%～35%，实现5万t级舰船船台（坞）年产量17～18艘的目标，缩短建造周期25%～30%，每年节约设计、制造、管理等方面的工时、折算人民币约5 000万元。

2.2存在的问题及分析

当前广船国际面临着来自市场和产品技术研发领域的严峻形势和挑战，首当其冲的就是自主创新能力亟待进一步提升，掌握更多核心、关键、共性制造技术以适应和推进公司“十二五”战略规划的实施。

只有不断地提高产品的科技含量和质量，加快数字化造船的步伐，缩小船舶设计上的差距，才能使企业在激烈的市场竞争中立于不败之地。但在技术创新的进程中，仅仅依靠企业自身的力量难以解决企业的技术资源严重不足的问题。现代造船企业向着总装厂的方向发展，必须依赖广泛社会分工基础上的大协作，充分整合社会资源。

由于目前我国不但缺乏关于船舶行业共性技术扩散的政策和共性技术供给的政策，导致企业获取共性技术的渠道狭窄单一，对共性关键技术的迫切需求很难得到满足，完全依赖企业自身的努力和积累耗费的时间长、研发投入少、研发效率低、扩散效率低；共性技术的研发模式和组织模式存在问题；政府在共性技术发展中的作用也存在问题；政府长期投入不足，特别是缺乏对共性和关键技术的持续支持；政府投入的配套或服务体系存在一定的不足。

由于共性技术有很强的外部性，因此会导致较严重的市场失灵。共性技术具有相当广泛的用途，可以在一个行业甚至多个行业得到应用。正因如此，单个公司不愿意或很少投资于共性技术研究也是一个大问题。

我国船舶基础共性技术研究薄弱。对国际新公约、新规范、新标准的跟踪研究力度不足，缺乏基础研究支撑，特别是节能环保技术研究和应用与国外差距大。另外，水动力性能、结构设计技术等基础技术研究水平仍须进一步提局。

放眼国外，船舶设计共性技术发展迅速。国外先进造船国家始终不渝地致力于船舶性能和结构先进技术的开发和应用，使船舶设计水平不断提高，船舶技术性能不断改善，新船型不断涌现，表现为：大力防止船舶性能和结构数据库，以此作为船型开发和优化设计的基础；船舶结构的直接设计计算法迅速发展并广泛获得应用；计算流体力学（CFD）进展迅速，许多理论方法已应用于船舶和海洋工程的设计；开发和应用减振降噪技术，提高船舶的舒适性和结构安全性等。

3 “十二五”期间技术创新体系提高与完善的主要思路及规划

3.1产业共性技术需求情况

为确保公司“十二五”科技发展规划的实施，要加强基础技术、关键共性技术研究，增加技术储备。建立船舶性能和结构数据库，开发船舶线型和综合性能快速优化设计系统，加强推进、操纵、减振、降噪和结构设计计算等技术研究，构筑产品开发平台。船舶模块化建造技术、大型船舶结构分析技术等现代造船技术和造船基础共性技术。通过精细化设计、建造技术研究，重点突破和掌握安全、环保等基础共性技术，并进行前瞻性研究。为常规品牌船型的标准化/系列化开发、高技术高附加值船舶的开发等提供坚实的理论依据，运用先进的分析与试验手段，采取实用的设计方法，形成高起点的各类船舶总体设计系统性技术。积极做好新船型的共性技术和基础技术的研究工作。重点引进消化吸收模块化舾装、高效焊接、切割等船舶建造关键技术和现代化造船生产管理技术，转换生产方式，提高建造技术水平和生产效率，尽快达到国际先进水平。

日本造船业在官产学研共同努力的基础上，通过将低碳船舶相关技术转变为国际新规则、规范的方式来提高世界造船产业竞争的门槛，并使已呈现出衰退迹象的本国产业再次获得国际话语主导权，在开辟了一个全新市场的同时，日本造船业正推动世界造船业的竞争进入一个更高的层次。

韩国造船业认为，一般商船市场是“血海”，而海工和高技术船舶领域则是“蓝海”。韩国造船业已跳出血海，其在造船高技术领域的优势地位已得到强化，其市场份额的变化将主要取决于中国造船业的技术发展程度。在常规船舶领域，韩国造船业将逐步向中国造船业让出市场份额，但韩国采取的低端能力转移策略将大大延缓韩国造船业市场份额的下降进程。

IMO、IACS等国际组织和各大船级社为改善海上安全性，包括船上人员的人命安全，船舶和所载货物的安全，以及船舶营运海域的环境保护，不断修改、完善SOLAS、MARPOL等规范、规则，提高船舶的技术标准；建立信息网络成为本世纪船舶设计的一个主要技术措施，致力于开发并建立船舶设计阶段的“信息结构”，包括3D建模、数据库、虚拟环境/现实、仿真、并行设计等许多关键技术的虚拟设计技术等。新船能效设计指数、目标型新船建造标准、强制提高新船噪声等级、油船货油舱耐蚀钢标准、未来完整稳性标准以及压载水公约的实施等等，由国际海事组织推动的一系列新标准和公约，如同一场即将袭来的风暴再次全面考验我国船舶工业。

面对日、韩的竞争及层出不穷的新公约、新规划和新标准，我国要加快应对力量的建设：首先要发挥顶层资源优势，组织专家组成技术战略研究团队，积极参与国际交流，利用各种平台宣示代表我国利益的观点与立场；同时，不断加强研究，积累经验，提高参与国际标准制定的能力，增强国际舞台上的话语权；其次要集中优势力量，加快制订民船前沿科技发展规划，加强新船型、新系统的研发；同时还需要尽快建立信息交流沟通和资源共享平台，及时了解掌握国际海事组织规则最新动态及日、韩、欧造船界的应对措施。

“十二五”期间，广船国际也计划组织开发一系列的产业共性技术及重大关键技术、前沿技术，涉及较多的节能环保技术。

3.2 船舶产业共性技术支撑体系建设规划设想

要发挥企业在产业共性技术研究开发和投入中的主体作用，更有效地利用市场机制配置科技资源，国家的引导性投入主要用于关键核心技术的攻关。

“十二五”期间，广船国际将依托行业研发机构或高校，牵头或参与产业共性技术研发，以计算机技术、信息化技术应用为主要手段，以体制建设、人才队伍建设和科技投入为保证，全面提升广船国际的科技实力。

同时，广船国际将积极倡导成立部级或省级船舶行业共性技术开发中心或战略联盟，联合各造船企业，充分发挥行业优势，积极整合技术创新资源，在企业、政府、高校、科研院所之间搭建有效平台，共同攻克行业关键性、共性技术难题，加快提升船舶产业技术创新整体水平。

此外，广船国际将进一步加强共性技术支撑体系建设，从组织管理、研发基础设施、人才培养、激励措施等方面继续提升企业创新能力及效率，激发科技人才参与研发的积极性，营造适于创新能力大发展的企业文化氛围。深化内部改革，推进管理信息化，全面提高科学决策和管理水平；加快建立现代造船模式，推进数字化造船；推广节能节材新技术、新工艺，提高能源使用效率和钢材利用率，降低能耗物耗；加强创新型研发设计人才、开拓型经营管理人才、高级技能人才等专业人才培养，强化职工培训，优化人才队伍结构满足企业可持续发展需要。

3.3对完善国家造船产业共性技术支撑体系的建议

1）政府应大力支持造船产业共性与关键技术，我国产业共性技术创新体系的运作模式是建立政府主导的产业共性技术创新体系。共性与关键技术研发存在市场和组织的“双重失灵”，为政府介入产业共性与关键技术提供了理论依据。同时，满足国家/地区战略需求也是政府干预产业共性与关键技术的重要理由。政府支持产业共性与关键技术研发的方式包括：

① 建立鼓励共性与关键技术研发的政策环境

② 直接资助共性与关键技术的研发

③ 促进产业共性与关键技术研发组织的形成和发展

④ 加强政府直接资助共性与关键技术的方式的预测与规划

2）造船产业共性技术研发的理想组织形式是设立专门的临时性合作组织、由多个单位（大学、科研院所和企业等）共同承担。江苏和浙江两个造船大省已经作出了有益的尝试。

2005年4月15日，江苏省船舶先进制造技术中心在江苏科技大学正式挂牌运行，这标志着江苏省行业共性技术开发中心的建设又进入了一个新的阶段。由镇江船厂有限责任公司、江苏新世纪造船股份有限公司、江苏扬子江船厂有限公司等数家企业与江苏科技大学合作建设，大力提升了江苏船舶企业的技术水平。这种由政府搭桥、校企合作、依托高校技术和人才优势，为船舶行业和地方经济服务的模式不啻是一种创新。

在江苏省科技厅推动和倡导下，由江苏熔盛重工、南通中远川崎、南通振华等单位共同发起，江苏省船舶及配套产业技术创新战略联盟于2009年5月29日成立，为会员单位之间科技成果共享机制建立，为企业、高校、科研机构、政府之间沟通渠道建立搭建重要平台，使组织多个企业共同攻克行业关键性、共性技术，加快产业创新集群与船舶及配套产业集群实现无缝对接成为可能。

2010年5月，舟山市现代造船技术科技创新团队成立，汇聚省内外船舶工程类知名专家学者、船舶各类专业拔尖人才。团队以浙江海洋开发研究院为依托，以共性基础技术研究为基础，立足浙江造船，主要开展船舶绿色设计与制造技术研究、优秀船型研发及特种船舶设计与制造技术研究、船舶配套产品设计与制造技术研究等，在应对PSPC、建造精度控制技术研究方面已取得丰硕成果。

3）引导和支持两大船舶集团建立部级的船舶和船用设备研发中心。鼓励船舶科研机构与国外设计公司在国内外合资组建研发机构。支持船舶工业与相关产业共同组建海洋工程装备研发机构。

4）充分发挥国家、地方造船行业协会对共性技术研发的推动作用，主动、积极参与共性技术的发展。

参考文献

[1] 工业和信息化部. 船舶工业技术进步和技术改造投资方向( 2009－

2011), 2009

[2]工业和信息化部。船型开发科研项目指南,2009