探索關(guān)于船舶設(shè)計的幾點思考

張亞湖

（福州泰福船舶工程有限公司，漳州363000）

船舶設(shè)計是一項技術(shù)性含量較高的工作，因此在討論船舶設(shè)計問題時，需要結(jié)合我國船舶制造行業(yè)的實際發(fā)展情況，就其核心技術(shù)展開討論，在合理范圍內(nèi)盡可能進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新，并選擇合理的技術(shù)措施對原有設(shè)計方案進(jìn)行優(yōu)化，推進(jìn)我國航海造船業(yè)的發(fā)展。本文將結(jié)合筆者多年的工作經(jīng)驗，就船舶設(shè)計問題展開討論。

1 船舶設(shè)計的節(jié)能減排

1.1 節(jié)能減排參考依據(jù)

在船舶設(shè)計過程中，要想實現(xiàn)節(jié)能減排目標(biāo)，需要從三個層面入手：第一。對船舶發(fā)電機(jī)機(jī)進(jìn)行優(yōu)化，采取先進(jìn)船舶設(shè)計技術(shù)，例如采取航行和作業(yè)分開供電方式；第二，對設(shè)備的動力源進(jìn)行優(yōu)化，采用主機(jī)帶液壓泵或者電動備用方式；第三，為船舶配置節(jié)能設(shè)備，并且加大新型能源使用力度。

1.2 主要節(jié)能減排技術(shù)

1.2.1 發(fā)電機(jī)專機(jī)專用

船舶發(fā)電機(jī)是船舶配電設(shè)計的重要組成部分，是整船供電系統(tǒng)優(yōu)化的核心。在船舶設(shè)計過程中，合理容量的發(fā)電機(jī)才能夠保證船舶各設(shè)備用電需求。例如發(fā)電機(jī)專機(jī)專用就是一項比較獨特創(chuàng)新的設(shè)計想法，但發(fā)電機(jī)專機(jī)專用并不是適合所有的船型，只適用于燈光誘魚船、起重船、加工船等具有大型用電設(shè)備的船只。以燈光誘漁船為例，此船只供電系統(tǒng)為一整體，屬于作業(yè)類型供電類型，由于燈光誘漁船所需要的誘魚燈數(shù)量往往很多，船上配備的發(fā)電機(jī)功率需求救很大。而船上除誘魚燈用電外，更多時間電力供給是要滿足航行設(shè)備及通信設(shè)備需求的。針對此種情況，需要對船舶誘魚燈供電電方式進(jìn)行改造，例如設(shè)置誘魚燈專用發(fā)電機(jī)，將誘魚燈配電系統(tǒng)和船上其他設(shè)備配電系統(tǒng)獨立開來，誘魚燈發(fā)電機(jī)只給誘魚燈供電，其他發(fā)電機(jī)為船舶設(shè)備供電。設(shè)置專用發(fā)電機(jī)后，不會存在大機(jī)供小電的情況，船上的有限的資源能夠最大限度的利用，有效降低了發(fā)電機(jī)震動對船舶影響，并且船舶航行作業(yè)對外界造影污染也能有效降低。

1.2.2 船舶廢熱再利用技術(shù)

船舶在運行過程中，會伴隨大量燃油消耗，而目前我國船只燃油只有不到60%能被充分利用，另外40%的燃油能量通過各種形式流失到空氣中。造成燃料能量損失的原因是多方面的，比如船舶航行廢氣、熱交換、熱輻射等。目前船舶主機(jī)廢熱轉(zhuǎn)化的功率通常在3%左右，最大可達(dá)到4%。比如某集裝箱運輸船，主機(jī)功率為12000 kW，在其設(shè)計優(yōu)化時，選用了旁通廢氣驅(qū)動透平發(fā)電機(jī)，這艘運輸船發(fā)電機(jī)的功率提升了480 kW。這種節(jié)能減排方式也有其局限性，由于其初期投入成本比較大，中小型船舶并不適用?；诂F(xiàn)有的船舶設(shè)計技術(shù)手段，可以采取冷卻水廢熱的再利用技術(shù)，一些主機(jī)廠家具有一定的開發(fā)和改進(jìn)技術(shù)，實現(xiàn)船舶缸套廢熱、掃氣廢熱重復(fù)利用，極大程度減少了資源浪費，還能夠?qū)⒋爸鳈C(jī)的功率提升3%左右。

2 船舶設(shè)計的成本控制

2.1 船舶設(shè)計成本控制的難點

首先，船舶設(shè)計與生產(chǎn)都不是批量化的，這種單件生產(chǎn)模式，造成生產(chǎn)零件缺少標(biāo)準(zhǔn)化，正是由于船舶零件獨特性特點，船舶設(shè)計成本通常難以確定；第二方面，船舶設(shè)計必須要符合客戶的要求，再加上客戶通常會參與到船舶設(shè)計工作中，這直接導(dǎo)致了船舶設(shè)計成本控制難度較大；最后，船舶設(shè)計和制造過程中，涉及利益主體諸多，這導(dǎo)致各主體之間利益分配復(fù)雜化，這也是設(shè)計成本難以控制的一項重要因素。

2.2 船舶設(shè)計成本控制要點

2.2.1 合同設(shè)計部分成本控制

所謂合同設(shè)計階段的成本控制，就是結(jié)合所要設(shè)計的船舶，對設(shè)計建造過程的目標(biāo)成本進(jìn)行分析，并且還要對船舶的性能參數(shù)、設(shè)備參數(shù)、功能定位進(jìn)行研究，形成包括多方面的船舶設(shè)計方案。要想完成上述工作，相關(guān)工作人員需要協(xié)調(diào)好經(jīng)營部門與設(shè)計部門的關(guān)系，提升兩個部門的配合默契。另外，在合作過程中要結(jié)合以往的設(shè)計經(jīng)驗，設(shè)計多元化方案，對船舶造價進(jìn)行全方位的估算，完成以上環(huán)節(jié)后，將相關(guān)方案進(jìn)行對比分析，選擇出最為經(jīng)濟(jì)的設(shè)計方案。但是，在這個過程中，必須要將船舶設(shè)計作為一項系統(tǒng)工程來看待，對涉及造價內(nèi)容的各項工作進(jìn)行研究，將船舶的設(shè)計和建造成本控制在合理范圍內(nèi)

2.2.2 詳細(xì)設(shè)計部分成本控制

詳細(xì)設(shè)計階段是合同設(shè)計階段的順承和深化，在這一階段，需要對上一階段所提出的問題進(jìn)行更為全面的分析，比如船舶的基本結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)配置等，并且還要對各部分進(jìn)行更為細(xì)化的設(shè)計。同時，還要對建造船舶的各種原材料、建造設(shè)備擬定好采購標(biāo)準(zhǔn)，對其價格范圍、質(zhì)量要求、采購數(shù)量做出明確要求。另外，結(jié)合已選定的工程機(jī)械設(shè)備和材料，進(jìn)行更為周全的設(shè)計，如參數(shù)計算、圖紙繪制等。最后，對于船舶建造所需要的鋼板、型材、管材等做出分類，就其基本材質(zhì)、規(guī)格、設(shè)備類型、系統(tǒng)設(shè)計等結(jié)合實際情況進(jìn)行運算分析，得出最為精準(zhǔn)的設(shè)計參數(shù)，從而全面提升船舶建造的質(zhì)量，降低設(shè)計成本。

2.2.3 生產(chǎn)設(shè)計部分成本控制

生產(chǎn)設(shè)計部分是最為關(guān)鍵的部分，這一過程的成本控制也是最為核心的。一般來講，生產(chǎn)設(shè)計部分的成本控制可以從船舶建造技術(shù)和船舶建造工藝兩個方面入手。對于船舶建造技術(shù)的優(yōu)化，要選用最為先進(jìn)的技術(shù)，可以適當(dāng)?shù)囊M(jìn)國外的技術(shù)經(jīng)驗，如WEB數(shù)據(jù)可視化技術(shù)、數(shù)據(jù)庫與TRIBON接口技術(shù)等，這些技術(shù)對于提升船舶性能具有顯著作用，也是降低船舶設(shè)計和建造成本的重要工具。

對于船舶的建造工藝，盡可能的對其進(jìn)行優(yōu)化，為施工人員提供全面且科學(xué)的指導(dǎo)。例如將作業(yè)成本法融入到船舶建造中，在整個過程中始終遵循“精益求精”的造船思想，分清哪些作業(yè)環(huán)節(jié)對造船生產(chǎn)是增值的，哪些是不增值的。然后保留增值部分，設(shè)法降低增值部分的成本，去除一切不必要的設(shè)計方案。

3 結(jié)語

船舶設(shè)計是一項系統(tǒng)化工程，要求相關(guān)設(shè)計人員要具備全方位發(fā)展戰(zhàn)略思維，對船舶設(shè)計過程中的節(jié)能減排、成本控制等工作進(jìn)行重點研究。同時，船舶作為附加值較高的工業(yè)產(chǎn)品，在設(shè)計過程中一定要體現(xiàn)出其經(jīng)濟(jì)性、穩(wěn)定性、安全性等特點，以便為后期船舶設(shè)計提供有效的理論支撐。