優(yōu)化電裝生產(chǎn)設(shè)計(jì)淺析

黃靜

摘 要：主要論述了優(yōu)化船舶電裝生產(chǎn)設(shè)計(jì)的幾個方面，完整性建模，改進(jìn)出圖模式，優(yōu)化電纜設(shè)計(jì)等。

關(guān)鍵詞：電裝生產(chǎn)設(shè)計(jì)；優(yōu)化；電纜布置

中圖分類號：U662 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：2095-2945（2017）27-0087-02

Abstract： This article focused on several aspects of the optimization of the ship electrical production design，integritymodeling， improve drawing mode， optimize the design of the cable， etc.

Keywords： electrical production design； optimize； cable arrangement

前言

隨著船舶自動化程度的不斷提高，船舶電氣設(shè)備的設(shè)計(jì)和安裝正成為整個船舶設(shè)計(jì)和建造過程中的關(guān)鍵一環(huán)，在造船過程中發(fā)揮著越來越重要的作用。我司技術(shù)工藝部使用TRIBON軟件自主生產(chǎn)設(shè)計(jì)的幾年發(fā)展過程中，電裝設(shè)計(jì)室不斷引進(jìn)學(xué)習(xí)國內(nèi)外先進(jìn)生產(chǎn)設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)理念，并結(jié)合本廠生產(chǎn)模式的實(shí)際，在船舶電裝生產(chǎn)設(shè)計(jì)方面，形成了一套適應(yīng)本公司生產(chǎn)模式和需求的生產(chǎn)設(shè)計(jì)方法和模式。

1 電氣生產(chǎn)設(shè)計(jì)內(nèi)容

電裝生產(chǎn)設(shè)計(jì)是在電氣詳細(xì)設(shè)計(jì)系統(tǒng)圖的基礎(chǔ)上開展的，整個工作過程是將各電氣設(shè)備及其基座、電纜走線的扁鐵、托架和穿艙件等舾裝件根據(jù)全船設(shè)備的綜合布置情況各自定位、不斷通過各專業(yè)間協(xié)調(diào)、不斷解決干涉問題，最終得以精確定位的重復(fù)過程。當(dāng)這一過程結(jié)束后，將設(shè)計(jì)結(jié)果轉(zhuǎn)換成施工用的圖紙和工藝文件輸出，從而成為指導(dǎo)電氣施工的主要依據(jù)，使工人能按圖施工，管理人員能按照它來具體編制生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃。

2 電裝生產(chǎn)設(shè)計(jì)完整性建模

現(xiàn)代造船模式就是要實(shí)行空間分道、時間有序的殼舾涂一體化區(qū)域作業(yè)，提高預(yù)舾裝率，從而提高生產(chǎn)效率，縮短造船周期，優(yōu)化作業(yè)條件，改善勞動環(huán)境，節(jié)約工時，節(jié)約造船成本。

因?yàn)殡姎庀到y(tǒng)是為船舶各機(jī)械系統(tǒng)服務(wù)的，電裝生產(chǎn)設(shè)計(jì)的成功與否很大程度上取決于與各相關(guān)專業(yè)的協(xié)調(diào)一致的程度以及協(xié)作的完整性和全面性。[1]為了更好的適應(yīng)船舶殼、舾、涂一體化建造模式的要求，電裝專業(yè)在幾年的生產(chǎn)設(shè)計(jì)實(shí)踐中，不斷探索與相關(guān)專業(yè)協(xié)調(diào)的方法。

在原有設(shè)計(jì)模式中，有些需要接電的小設(shè)備不是電氣安裝，且數(shù)量比較多、分布比較散，比如鍋爐的一些傳感器和壓力開關(guān)等，電氣是不放置模型的，導(dǎo)致現(xiàn)場工人工作時問題頻發(fā)，電纜不知道拉放到什么位置，或者預(yù)裁電纜長度不夠等等。為了減少這些問題，船裝、舾裝、電裝、機(jī)裝、管裝等各專業(yè)都完善自己的模型，盡量放到準(zhǔn)確的位置，為模型平衡、電舾裝件布置提供了依據(jù)。

3 電裝生產(chǎn)設(shè)計(jì)出圖模式

要提高生產(chǎn)效率，應(yīng)該創(chuàng)造更好的作業(yè)環(huán)境。應(yīng)該在分段建造階段，盡可能多地完成舾裝和涂裝作業(yè)。減少在船塢和碼頭的舾裝和涂裝工作量，實(shí)現(xiàn)高空作業(yè)平地做、密閉作業(yè)敞開做，仰、立作業(yè)俯向做，水上作業(yè)陸地做。[2]主要機(jī)電設(shè)備和舾裝單元的吊裝應(yīng)盡量在船體分段處敞開的甲板面上進(jìn)行，在預(yù)舾裝階段我們將可以確定的開孔尺寸提供給船體專業(yè)，將大部分開孔在預(yù)裝階段完成，并且將部分舾裝件納入到其他專業(yè)的單元模塊中安裝，減少碼頭舾裝工作量。為此，我們對電裝的出圖模式做出相應(yīng)的改變。

原有出圖每個分段所有的電裝件都在一份圖紙中反映出來，但實(shí)際操作中有些電舾裝件在分段階段根本無法安裝，還得留到合攏后再裝，這樣很容易造成舾裝件的管理混亂。

現(xiàn)在電裝出圖按施工階段分為分段預(yù)裝和總段安裝2個部分，在分段階段能夠安裝的都盡量預(yù)裝，在甲板面上、合攏縫處、格柵下等不合適預(yù)裝的區(qū)域放至總段階段，2個階段分別下發(fā)對應(yīng)的安裝圖、托盤表和舾裝件制作圖，TRIBON中二次開發(fā)的軟件，使電舾裝件統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)更加清晰準(zhǔn)確，為集配中心的托盤管理提供了更實(shí)際有效的依據(jù)。

4 電纜設(shè)計(jì)方法的優(yōu)化

船舶電纜相當(dāng)于是船舶的神經(jīng)系統(tǒng)，起著控制和傳遞信息的作用，因而船舶電纜的布置是相當(dāng)重要的一個環(huán)節(jié)，然而這是個既費(fèi)時費(fèi)力又自動化程度很低的工作，這些年我們嘗試了好幾種布置電纜的方法。

4.1 最早使用的是TRIBON M3中CABLE MODELLING模塊

它基本原理是在一個三維空間根據(jù)自己的設(shè)計(jì)思路來建立一系列假想的電纜通道，然后各電纜通道建立相關(guān)的連接，再把電纜托架的材質(zhì)賦予這個電纜通道后，就成為真正的電纜通道了。之后就可進(jìn)行電纜的布線工作。使用后發(fā)現(xiàn)存在一些缺點(diǎn)：

（1）通道間要有連接點(diǎn)，CableWay是個網(wǎng)絡(luò)圖，電纜要能在其上敷設(shè)，必須有通路，而連接點(diǎn)是構(gòu)筑通路的充分必要條件，人工設(shè)繪電纜通道圖時，有的連接點(diǎn)經(jīng)常需要反復(fù)連接多次，有的連接點(diǎn)甚至沒有連上也不能被發(fā)現(xiàn)，直到后面布置電纜時出現(xiàn)問題再回來查找，這樣導(dǎo)致效率低下且可靠性差。

（2）一旦設(shè)備連接了電纜，后續(xù)修改移動設(shè)備非常困難，需將所有和該設(shè)備連接的電纜都斷開，然后移位，再將所有的電纜連上，如果該設(shè)備連接有幾十根電纜，那此工作量將非常的大。

（3）對電纜托盤的劃分是采用人工方式，這也大大打消使用者對其使用的積極性。

4.2 基于EXCEL表格的電纜處理軟件

后來我們又嘗試了某設(shè)計(jì)院正在使用的EXCEL結(jié)合VB語言開發(fā)的一套簡易電纜輔助敷設(shè)軟件。前期需將詳細(xì)設(shè)計(jì)系統(tǒng)圖中電纜名稱、型號、首尾設(shè)備等人工錄入EXCEL表格中。電裝設(shè)計(jì)完成后，將全船各層電舾裝件布置圖按1：1的比例導(dǎo)出至CAD中，然后將主干托架路徑按段編號并量取長度填至相應(yīng)的表格中。做電纜時，人工按每根電纜的實(shí)際走向?qū)⒔?jīng)過的節(jié)點(diǎn)號依次填寫到EXCEL表格中，最后運(yùn)行程序，得到所需的電纜冊和訂貨統(tǒng)計(jì)。endprint

優(yōu)點(diǎn)是：（1）手工輸入和自動統(tǒng)計(jì)相結(jié)合。

（2）每一步檢查后的修改都是人工完成，比較安全可靠。

（3）程序簡單，運(yùn)行方便，后續(xù)開發(fā)空間大。

缺點(diǎn)是：（1）人工輸入每根電纜經(jīng)過的節(jié)點(diǎn)，工作量。

（2）長度計(jì)算采用的是長度替換節(jié)點(diǎn)的方法，無法校對電纜路徑中節(jié)點(diǎn)輸入的完整性，容易產(chǎn)生人工失誤造成電纜長度不夠的問題。

4.3 采用韓國YJ公司新開發(fā)的電纜敷設(shè)軟件

該軟件是YJ公司根據(jù)船廠需要新開發(fā)的電纜敷設(shè)軟件。其原理是以已有的電舾裝件路徑為依據(jù)設(shè)置電纜節(jié)點(diǎn)，將節(jié)點(diǎn)連接，形成電纜通道，之后軟件可以根據(jù)首尾設(shè)備自動選擇最短路徑布線，生成電纜長度。

此軟件優(yōu)點(diǎn)是：（1）操作方便，可以減少人為差錯。錄電纜的界面中，電纜型號、所屬系統(tǒng)、首尾設(shè)備等，均可在下拉菜單中選取，避免了手工填寫時的人為差錯，且提高了錄電纜的效率。

（2）點(diǎn)擊“布線”按鈕，系統(tǒng)即可在已有電纜通道上選擇最短路徑走線，自動記錄經(jīng)過的節(jié)點(diǎn)，并計(jì)算出電纜總長度。這算是它的一個最大優(yōu)勢，節(jié)省了手工填寫電纜節(jié)點(diǎn)的時間和差錯率。

（3）生成的電纜可在模型中高亮顯示，便于檢查。手動點(diǎn)取必經(jīng)節(jié)點(diǎn)，保存后，重新布線，可按需求路徑走線。

（4）可根據(jù)需要生成不同的報(bào)表。如計(jì)算各節(jié)點(diǎn)電纜面積，全船分支和總線電纜冊，各型號電纜長度等等。

該軟件的缺點(diǎn)是有些電纜路徑雖然是最短的，但可能并不符合我們的設(shè)計(jì)要求，需人工對生成的電纜路徑一一進(jìn)行檢查和修改。這需要耗費(fèi)設(shè)計(jì)人員一定的時間，但是相比電纜節(jié)點(diǎn)全部人工輸入的方法，效率已經(jīng)大大提高，且長度更為精確。

電纜布置是電裝生產(chǎn)設(shè)計(jì)中非常重要的一個環(huán)節(jié)，其設(shè)計(jì)的高效準(zhǔn)確，對船廠來說具有非常重要的意義。使用科學(xué)的電纜布置方法可以節(jié)省設(shè)計(jì)時間，同時還提高了電纜長度的準(zhǔn)確性，節(jié)省不必要的材料浪費(fèi)和工時。

5 結(jié)束語

設(shè)計(jì)是現(xiàn)場施工及管理的依據(jù)，圖紙下發(fā)以后，還應(yīng)多深入現(xiàn)場考察，檢查設(shè)計(jì)圖紙?jiān)趯?shí)際施工時是否有不合理的地方，精益求精，不斷優(yōu)化設(shè)計(jì)和總結(jié)。精益化設(shè)計(jì)，精益化造船是我們不斷追求的目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)：

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