船舶设计与设计阶段Ship Design & Design Stage船舶设计与设计阶段 2005-11 船舶设计与设计阶段 上海船舶研究设计院 经营方案处船舶设计与设计阶段 2005-11第一节船舶设计的特点 第一节 船舶设计的特点 船舶是一种水上建筑物，具有环境条件特殊、类型多、 系统复杂、技术含量高、投资巨大、使用周期长等特点。 因此，船舶设计必须持认真、慎重的态度。 船舶的种类很多，就民用船舶而言，有运输船舶、工程 船舶、观光旅游船舶以及特种用途船舶。其中运输船舶有散 货船、集装箱船、滚装船、运木船、多用途货船、冷藏船、 油船、化学品船、液化气体船、客船、车客渡船、拖船、驳 船等各型船舶。每船舶的设计都有各自的特点。第一节 船舶设计的特点 船舶 浮动的工程建筑 船舶是一项复杂的综合系统工程。 技术上 涉及建筑、结构、材料、机械、能源、电子、环境 多种学科； 组成上 由数以万计的零部件和数以千计的配套设备构成， 形成数十个功能各异的子系统，通过船体平台有机 地组合成一个整体； 船舶业务 与航运、金融、保险、国家法规和国际海事关系密切； 造船过程 从大量零件加工到复杂部件装配，将经营、财务、 物资、设计、方案、本钱、制造、质量、平安等各 种功能交织； 结论： 船舶具有投资巨大、使用周期长、军民通用、影响 国力等特点，因此要造船先设计。第一节 船舶设计的特点 船舶设计特点与组成 设计内容 船型开发 计算校核 试验验证 图纸绘制 审查批准 工艺文件 完工图纸 设计阶段 初步设计 船型开发、合同设计 详细设计 技术送审设计、详细设计 生产设计 施工设计、车间工艺设计 完工文件 完工图纸 设计专业 总体 结构 舾装 轮机 电气 自动化 第一节 船舶设计的特点 船舶设计审查的特点 船舶入级 船级社 政府规定 国际公约 船舶运载货物或旅客，又是国际流动的建筑物，在公海自由航行，其出入境、平安性及法律归属管理受到国际社会关注，1958年国际海洋公约规定了国籍和挂旗，于是出现与此相关的挂旗及船级社。货物运输需要保险，对船舶与平安有关的人身、财产、环境、平安性能需要有公正独立的第三者介入确定船舶状态，由此厂生了船级社及船舶入级的有关标准。船级社是民间非赢利性技术效劳机构，其背景被船旗国政府、运河、航道、港口授权执行法定检验和登记。国际船级社协会 IACS船级社 LR英国 BV法国 GL德国 DNV挪威 RINA意大利 PRS波兰 RS俄罗斯 CRS克罗地亚 ABS美国 NK日本 CCS中国 IRS印度 1 船舶浮动的水上工程建筑物 2 船舶设计 造船从设计开始按图建造。 船舶设计解决：造什么船？怎样的船？怎样造船？综合性 复杂性浮 动船舶设计与设计阶段 2005-113 船舶多专业综合设计 舾装电气结构轮机总体船舶设计与设计阶段 2005-11第一节 船舶设计的特点 船舶设计分为船体轮机电气三大局部 系统工程的思想 每艘船舶设计都是由许多局部组成的一个大系统。 各局部既是一个独立系统，又相互错综交叉。第二节 船舶设计的根本要求船舶设计与设计阶段 2005-11第二节 船舶设计的根本要求 1.适用、经济2.平安、可靠3.先进、美观设计工作者要不断学习和创新，吸取各种新的技术和科研成果。扩大知识面，提高自身的艺术修养，推陈出新，才能设计出一艘好船。 处 罚第三节 船东的要求 设计技术任务书船舶设计与设计阶段 2005-11 功率储藏 和自持力 1l.船员人数 生活设施 第二节 船舶设计的根本要求 船东任务书要求1.用途：货种 散伙容重 件杂货 重件大件 旅客 滚吊 危险品 集装箱20 、40 、特殊、冷藏 液货闪点、密度、腐蚀性 2.船型：船舶类型 甲板数 机舱部位 首尾特点3.航区和航线：远洋 近海200海里沿海20海里 遮蔽10海里内河 强度与稳性要求4.船级和船籍： 入级Notation5.动力装置：燃油品种6.航速和功率储藏：Sea margin 15% Engine margin 10%低速-15%中速下一页船东任务书要求 7.续航力和自持力：4000海里15000海里 8.船体结构：型式 冰区加强 甲板负荷 9.总体布置：货舱数量 舱室划分10.特殊设备：起货机 货油泵11.船员人数 生活设施12.限制条件：船长、吃水限制 净高 运河巴拿马、苏伊士、圣劳伦斯 13.轮机系统、电力系统、自动化系统的要求 第四节 设计工作方法 船舶设计与设计阶段 2005-11第四节 设计工作方法 科研是发现 发现自然规律 设计是创造 通过主观对客观的适应而创造人为事物的科学抄第四节 设计工作方法 1.调查研究、搜集资料 2.综合分析、合理解决 3.母型改造、推陈出新 第四节 设计工作方法 螺旋式前进 休息 一刻钟船舶设计与设计阶段Ship Design & Design Stage第五节 船舶设计阶段的划分 船舶设计与设计阶段 2005-11第五节 船舶设计阶段的划分 第六节 船舶设计的根本方法 船舶设计与设计阶段 2005-11第六节 船舶设计的根本方法 2.1 经验公式设计法 2.2 标准设计法 2.3 母型设计法 第七节 船型开发设计 船舶设计与设计阶段 2005-11第七节 船型开发设计 4.前瞻性的船型开发 第八节 计算机辅助船舶设计系统简介 船舶设计与设计阶段 2005-11第八节 计算机辅助船舶设计系统简介 CAD系统的形成及其特征 CAD系统的任务 4.国内外典型的船舶 CADCAM 集成系统 2005-11-17请提出 珍贵意见造船从设计开始李鸿章建江南船厂奏折即明确造船先要有图。返回定义合同设计初步设计确定船型。设计定义造什么船？设计描述怎样的船？设计解决怎样造船？描述根本设计详细设计描述船型。建造 施工设计生产设计提出具体建造工艺技术和管理所需的技术文件。总体根本要求、技术性能及总体布置图样、说明书和计算书特别是：1 对船舶入级、挂旗、国际公约的要求讲清楚；2 舱位分隔浮力、重量重心、装载状态、稳定 性静、动、破舱抗沉性防撞；3 水下形态线型、快速性、稳性、振动；4 布置货舱、上层建筑。返回总体强度总强度、局部强度；刚度船体变形；重量控制结构型式；施工工艺。返回结构外舾装锚泊、舵、起货机、通道、 跳板、舱盖、消防、救生；内舾装舱室、生活设施。返回舾装 船装、机装、电装轮机 动力推进主机推进系统； 辅机发电系统； 锅炉蒸汽系统； 动力系统。船舶系统压载水；舱底水；货油； 海淡水；压缩空气； 疏排水；卫生水；消防水； HVAC：加热、通风、空调系统。返回轮机 动力 照明 通讯导航 自动控制 监视报警返回电气适用、经济 所谓适用是指船舶能满足预定的使用要求。对运输船舶而言，主要是保证运输能力和提高运输质量，如装载能力、航速、装卸效率等；对于专用的作业船舶和海洋平台，要能具备完成特定的施工或作业的能力，并能保证作业质量。此外船舶的航海性能、操作、船员的生活设施等也是影响适用性的重要因素。保证新船的适用性是设计中处理各种矛盾时首先要考虑的因素。 下一页适用、经济 提高船舶的经济性是设计工作的重要目标。船舶的经济性涉及三个根本要素，即建造本钱、营运开支和营运收入。设计中的技术措施是否恰当，决策是否正确，对船舶的经济性会产生很大的影响。设计工作中必须把经济性放在十分重要的地位来考虑。 经济是技术开展的根底和动力，技术是实现经济目的的手段和工具，两者相互渗透、相互推动。 返回平安、可靠 船舶的平安是关系到人命和财产以及环境污染的重大问题。因此，平安性是船舶的一项根本质量指标。为保证船舶的平安，政府主管机关制定了船舶设计和建造的法规，国际组织(例如IMO国际海事组织)通过政府间的协定，制定了各种国际公约和规那么。 这些法规、公约和规那么对船舶的平安措施提出了全面的要求。政府法规是强制执行的，但凡船籍国政府接受、成认或参加的国际公约和规那么都纳入在法规之中，船舶设计必须满足这些法规的要求。此外，人级船舶还要满足船级社制定的人级与建造标准，标准的规定主要也是基于船舶平安方面的考虑。总之，船舶设计中必须严格遵守法规和标准的规定，满足法规和标准的要求，这是保证船舶平安的最根本的措施。 下一页平安、可靠 船舶设计中的可靠性问题也必须加以重视。船舶使用周期长，船上重要设备和部件的可靠性对平安性和经济性影响很大。某些设计或设备虽然能满足有关规定，但其可靠性仍可能有很大差异。因此在设计方案的优选和设备的选用中对可靠性问题要给予充分的重视。 下一页平安、可靠 人命 财产 环境 入级 挂旗 国际标准 行业规定 IMO SOLAS MARPOL OCIMF USCG EXXSON 返回先进、美观 设计的船舶要具有先进性，设计的结果要追求完美性。先进是指性能优良、技术和装备先进；完美是指矛盾处理适当、问题考虑周到、布置有序、造型美观。 在船舶设计中，结合船型特点，采用先进技术和装备可以改善性能，提高船舶的质量和经济效益。例如，采用优秀的船体型线和有效的节能装置可以提高船舶的快速性，到达节能的效果；先进的控制设备可以提高船舶的自动化程度；等等。当然，先进设备的采用有一个性能价格比的问题，选用中要综合考虑。返回处 罚 载重量 航速0.3节 不同船型的要求 箱位数重箱、 车道长度 返回值得注意的问题 振动、噪音伴流-桨 主机扭、纵 首部拍击 结构构件对齐 设计工作方法 设计工作与科学研究不同，科学研究是发现事物性质，设计是创造事物，是通过主观对客观的适应而创造人为事物的科学。 设计是一种技术实践活动，目的是解决所面临的问题。设计除了需要科学知识以外，还需要工艺和技巧方面的知识，还要有社会人文知识市场观念、居住舱室等级、外观造型。 设计工作的过程如同一般事物的开展一样，总是不断地从肯定走向否认到再肯定，设计过程具有螺旋式上升的特点。返回设计工作方法 “抄 母型改造 推陈出新返回设计“抄说明经验的重要；设计“抄说明资料的重要，不要在不熟悉 的场合任意创新-闭门造车；设计要出新，要重点突破-解决主要矛盾。1. 调查研究、搜集资料 设计工作的许多经验教训证明，不重视调查研究，没有正确领会用船部门的意图和要求，不能掌握有关的实际情况，设计工作常常徒劳无功，甚至失败。船舶设计如果没有足够的技术资料，工作将很难开展，即使勉强地去做了，也很难设计出一艘成功的好船。因此，深入地调查研究，全面地搜集资料，是做好设计工作的根底。 下一页1. 调查研究、搜集资料 (1) 设计人员从接到设计任务书起，首先应该详细地了解用船部门对新船的任务、使用的具体要求、设计的原那么以及各种客观因素对新船的限制等情况，也就是对任务书中各项要求的背景情况和资料进行调查，弄清这些要求的来龙去脉，这样方可使设计真正做到有据可依，有源可寻。下一页1. 调查研究、搜集资料 返回(2) 相关方面的情况。与新船相关方面情况的调查内容很多，需要针对新船的特点来进行。一般来说，航线、航道、港口、码头、建造、维修等等，这些都与新船主要要素等重大问题的决定有关，需要掌握第一手资料。此外，市场信息对设计者也非常重要，货源的波动、运费的涨落、燃料价格的变化、材料设备的变更等都直接影响船型方案的选取。设计工作所需的技术资料是保证设计工作顺利开展和进行的必要条件，也是保证设计质量的重要因素。搜集资料的内容包括参考型船的资料、与设计新船有关的新技术成果、船用设备的样本及供给情况等等。其中参考型船的资料十分重要。 2.综合分析、合理解决 船舶是一个复杂的系统，设计中矛盾是很多的。例如，船舶各项技术性能之间、平安性与经济性之间，对设计的要求常常是矛盾的。设计工作的一项重要内容就是通过系统的分析、综合的考虑，对问题提出一个合理的解决方案。设计人员应具备这方面的能力。设计工作中矛盾是不可防止的，但矛盾之间也存在互相依存、互相转化的统一关系，要在综合分析的根底上，抓住主要的矛盾，有侧重、有兼顾地考虑问题从而找出解决问题的合理途径。在这里，我们要强调综合分析的重要性。 下一页2.综合分析、合理解决 在船舶设计工作中，无论是全局性的总体设计还是某项局部设计，出现了某个问题不能就事论事地加以修改，而不顾前后左右的影响，这样的结果往往会引起其他的甚至更大的矛盾。综合分析，就是强调考虑问题要全面周到，要弄清前因后果，要顾此及彼，这一点要给予充分的重视。有人认为：“船舶设计是大折衷，是多方妥协的产物。这不无道理。但如何折衷，如何妥协却大有文章可做解决问题的方法可能有许多种，但最合理的也许只有一种。设计工作中还要注意和加强各专业、各部门之间的充分协商和协调。许多时候，设计中出问题的往往是在各专业和部门之间的交叉和衔接处。 下一页2.综合分析、合理解决 返回 系统分析 综合考虑 折中妥协 合理解决 先进性与经济性 快速与油耗 自动与手动3.母型改造、推陈出新 母型改造设计方法中，母型的概念是广泛的。一方面，与新船在主要技术性能方面相近的优秀实船，是最直接的母型，这种经过实践考验的母型船资料可以使设计者比较容易地把握新船的主要性能和改进的方向；此外，经过模型试验研究的优良船模资料也是母型。另一方面，与新船同一类型船的统计资料是设计中常用的资料。这些资料虽然代表的是统计船的平均值，但反映了这类船的一般规律和趋势，因此可作为设计新船的一般指导。 下一页3.母型改造、推陈出新 用母型改造法设计新船要突出一个改造，即在参考母型的过程中要有所改进和创新。母型改造设计方法不是一种简单的拼拼凑凑，而是设计者根据新船的特点和要求，在熟练掌握船舶设计原理和方法根底上的创造性的工作。每一艘新船都有其特殊性，不加分析地生搬硬套会导致设计工作的失败，没有创新和改进也不可能产生优良的新船。因此，设计者必须结合新船的要求和特点，考虑新技术、新设备、新工艺、新材料在新船上的应用，做到在设计中有所创新、有所前进。下一页3.母型改造、推陈出新 返回 我们在强调用母型改造法设计新船的有效和可靠时，并不排斥所谓全新概念的新船设计，特别是在新船型开发设计中，会遇上根本不可能找到适宜的完整的母型船资料的情况。在这种情况下，往往要采取边研究、边试验、边设计的方法。通常的做法是，首先对新船的特点加以研究形成一个初步方案后，开展相对深入的方案设计工作，然后对设计结果进行必要的试验，以验证设计的正确性并寻找改进的方向和方法。在此根底上再进行下一个循环的设计、试验和研究工作。新船型的开发都需要一个相对漫长的过程。 4.逐步近似、螺旋式前进 我们在表达船舶设计特点时提到，船舶设计是逐步近似、反复迭代完成的。其原因是船舶设计是一项复杂的系统工作，涉及到许多方面和因素它们相互交叉、相互影响，设计者对新船的认识有一个由表及里、由浅入深的过程。因此，船舶设计工作也有一个与其相适应的工作方法和程序。 下一页4.逐步近似、螺旋式前进 返回 通常设计工作是分阶段完成的。不同设计阶段中所考虑的问题是有所重复的，但重点和详细程度不同，考虑因素的多少不同，工作的深度和侧重不同。在不同设计阶段中对同一方面的工作不是简单的重复，而是一个逐步近似、螺旋式前进的过程。有人形象地将船体设计的逐步近似过程用螺旋线的方式表达出来，如图 2所示。当然，在螺旋前进的每次重复过程中并非需要对每个步骤都开展深入的工作，而是根据具体情况有些侧重、有些简要，也有些可以省略。初步设计 初步设计合同设计或开发设计 造船合同签订之前的准备阶段 -也可称为合同设计 确定主要技术形态 -为签订造船合同提供技术依据 阶段 - 版本 - 认可下一页初步设计内容 主要技术文件：(1) 技术规格书：任务书-简要规格书-合同规格书(2) 总布置图：由简到深(3) 型线图(4) 中横剖面图：构件形态-钢材规格-强度刚度-重量估算(5) 航速、稳性、舱容、干舷等估算书或计算书(6) 机舱布置图(7) 电力负荷估算书(8) 主要设备规格和厂商表：控制本钱-选择权利说明(9) 其他商定支撑文件：货油管系、压载管系、热平衡、 重量重心下一页初步设计要点返回 确保任务书要求 满足标准最低要求 确保船厂本钱控制70% 繁简适宜 船厂工艺状态要吃透 写上去的都要做到 如工艺稳定 设备吃透 宜繁标准化 字字计较 合同签订时要逐页会签 用词妥切 留有余地about 技术储藏母型船 先进初步设计软件快速反响 设备资料厂商相对稳定 上下档次各有备选详细设计根本设计技术设计- 详细设计施工设计局部-造船合同签订后 -在合同设计的根底上 -通过试验、计算、绘图 -确定船舶全部技术形态形态、尺寸、 布置、技术状态、配套设备 -各项技术要求和标准 -送审图纸、材料设备清单根本设计-全部送审图纸 详细设计-送审图纸深化+非送审局部图纸 下一页详细设计注意点交图时间安排设备资料确认图纸认可顺序原那么上船级社修改不谈经济账 船东认可意见要谈经济、技术影响下一页返回设计图纸目录船舶设计的根本方法1.船舶设计手段及设施下一页 以前设计方法大多是经验设计，按照母型船进行设计，后逐渐应用理论设计，如分析设计、可靠性设计、有限元设计和优化设计等，利用计算机进行程序设计。50年代中期，引进苏联造船技术，开始按苏联海船标准和内河船标准进行设计。60年代后，中国有了自己的标准，开始按照ZC标准进行设计，70年代末开始建造出口船舶时，根据船东的要求，开始按照英国LR、美国ABS、日本NK、挪威DNV、法国BV、德国GL等标准进行设计。 船舶设计的根本方法1.船舶设计手段及设施 80年代初，因建造出口船舶需要，国内的有关设计单位与国外设计单位实行联合设计。这种联合设计方法，既满足外国船东对船舶质量、性能的要求，又可引进、消化吸收国外的先进技术和经验，为国内自行设计出口船舶打下根底，收到很好的效果。 由于大型计算机在船舶设计中广泛应用，试验设备和手段的完善，进一步推动船舶新技术的研究和应用。如船舶多种性能的研究、船型学的研究、多种船型的系列研究、船体强度与振动的计算研究、设计中计算机集成化的研究、动力装置中高弹性橡胶联轴节及液压联轴节的应用研究、轴系振动研究和PC机在船舶自动控制中的应用研究等等。这些研究成果陆续在船舶设计中应用，极大地提高设计质量，优化了船型设计。返回船舶设计的根本方法2.1 经验公式设计法 上世纪50年代，江南造船所统计了大量有关船舶修造的数据资料，并归纳成有效的经验公式设计法，在设计时加以应用；解放后，许多船舶设计和机电设计的经验公式是根据英美专业书籍和手册中取得，如“Ship design、“Marine engineering hand book；50年代中期，引进大量的苏联造船技术资料，不管在船舶总体、结构、舾装等设计或轮机动力装置、管系系统以及电气等设计上都采用苏联的经验公式，进行船舶设计计算。80年代引进日本和欧美一些国家的船舶设计资料，使得经验设计的公式和范畴大大增加，经验公式的先进性和准确性程度大为提高。返回船舶设计的根本方法2.2 标准设计法标准设计的具体要求： 一是要求根据各国船级社标准的规定公式进行设计；各国船级社都制订有船舶建造和入级标准；许多国际组织如IMO等等也对船舶有关设备内容规定了许多法规要求。因而在船舶设计时为了取得船舶入级证书和航行证书，都必须遵守有关标准或法规的要求，并把这些规定公式作为设计计算的最低要求的依据。 二是根据各国船舶专业标准规定的要求进行设计。50年代初，在船舶设计中较多采用的是德国DIN等西方标准，50年代中期起采用苏联FOCT船舶标准；80年代后，那么大多采用日本、美国和德国等专业标准进行船舶及其机械设备的设计。下一页船舶设计的根本方法2.2 标准设计法 三是根据设计部门自身编制的有关设计标准和设计通那么等进行设计。60年代后，船舶设计院所和各船厂设计部门都从统一船舶设计内容和设计计算方法为前提，根据自身过去积累的设计经验以及收集到的国内外可靠的设计资料，以不同的船型和各项专业工程，编制成为本部门船舶设计的各类设计规定和内容和标准。上海船舶研究设计院从1981年开始着手编制“船舶设计通那么，并根据船标规定的船舶设计图纸目录，逐项编订其设计方法，资料数据和内容以及图面的质量要求和评级标准等等。返回船舶设计的根本方法2.3 母型设计法 主要方法：一是实物测绘法，二是综合比例放样设计法。三是模型模拟设计法，利用缩小比例的模拟模型进行试验或试装等方法，取得设计的最正确值进行设计。在船舶设计上应用模型模拟设计法最早是船模和推进器，利用缩小比例的船舶模型装上推进器在水池中进行试验，得出最正确的设计值。利用船模不但可得到最正确船舶性能设计，且不断开发新船型。返回船舶设计的根本方法3.理论设计法返回 3.1 直接设计法 3.2 优化设计法 3.3 分析设计法 3.4 可靠性设计 船型开发设计1.船型开发是船舶设计永恒的主题 船舶产品与其他制造业相比，最显著的特点在于船舶产品从本质上讲是单件或小批量生产的产品。 三大主流船型即散货船、油船、集装箱船的造船量占全球造船总量的97%以上，以大、中型散货船为例，可分为灵便型、巴拿马型、超巴拿马型、好望角型等系列，而其中以灵便型为例，又有小灵便型、普通型、大灵便型，即便是大小相仿的同一类船，也会表现出个体的差异，如同一个船东造两艘同一型船，可能会因为这两艘船将效劳于不同的海域、往返于不同的港口、需针对不同的港口设施和海域情况在设计上作局部的调整。因此，造船界、航运界的有识之士都曾指出：船型开发是船舶设计永恒的主题。下一页船型开发设计1.船型开发是船舶设计永恒的主题返回 船舶是先进科技的产物，更是先进科技的缩影。船舶研究设计既包括如船型线型开发研究、船舶水动力理论计算研究、结构的有限元计算分析研究等理论的应用研究，又包括了诸如船-机-桨匹配研究、总布置优化、设备选型研究等系统协调研究，同时还包括了如先进工艺、模块化生产等生产过程的优化研究。因此，船舶研究设计与其他制造业研究设计比较，技术含量的深度和广度特征更明显。船型开发设计2.船型开发的设计手段返回 船型开发的设计手段逐年改进，瞄准国际先进水平，加大引进软件的力度。目前已经拥有并应用于船型开发、设计的软件为： NAPA和TRIBON M2软件是目前世界上公认的最先进的船舶总体设计计算工具； NAPA Steel和TRIBON Basic design软件是适合根本设计阶段的三维结构初步设计软件； SESAM软件是与挪威DNV的Nauticus Hull结构标准设计软件相衔接的结构有限元分析计算软件； SHIPFLOW软件是瑞典SSPA开发的用计算流体力学优化船舶线型的软件。船型开发设计3.三大主流船型的开发设计 2004年的统计资料显示，散货船、油船、集装箱船的造船量占全球造船总量的97%以上，抓住中国造船工业大开展的机遇，必须在三大船型设计上占领市场，要加大力度、开发船型、完善系列。 在开发船型上，船厂从联合设计到市场的引导，大都经历过三个阶段：联合设计阶段。这一阶段主要是学习提高，学习船型、学习关键技术；提高自主开发船型的能力和水平。一般是国外设计公司做根本设计，我们做详细设计和生产设计。市场导向阶段。这一阶段主要是根据市场的需求，自主开发适合市场的产品，在市场中处于附属地位。引领市场阶段，目前正处于这一阶段的初期。下一页船型开发设计3.三大主流船型的开发设计 IMO和IACS近期由于环保和平安原因公布生效了许多新规那么，对原来的标准船型是一个颠覆，加上各国水域、码头的改善，原来标准船型的尺度不断可以突破。基于上述原因，设计科研院所研发了许多满足最新标准、规那么的新船型，适时在市场推出，受到了市场的热烈响应，引导了市场的开展，在市场中处于主动地位。 例如，在双壳散货船的开发推广上，根据国际散货船即将陆续生效的多项新规那么，及时开发完善新型双壳散货船系列，和国外船级社合作，确保设计先进，通过中介机构、船级社及海事会向船东、船厂推介。返回船型开发设计4.前瞻性的船型开发 开发设计要实行前瞻性的船型开发和突破性的关键技术研究并举战略。 近期船型开发定位是首先全力完成工程有：标准散货船、集装箱船、油船主流船型的系列开发，确保我国造船生产量大幅上升。在多用途船、滚装船等特种船型开发的同时，展开对海洋工程船舶的预研。关注市场，以市场为导向，有重点的进行。在船型开发的同时，不能无视对突破性的关键技术的研究，如展开对电力推进系统研究、甲板机械系列关键技术研究等，掌握其共性的关键技术，为提高国产设备装船率提供有力的技术支持，还有如对CFD数值流体力学的应用研究，以及时掌握世界造船技术开展的动态。下一页30000吨多用途船下一页30000吨多用途船返回返回船型开发设计5.突破性的关键技术研究突破性的关键技术研究 掌握船舶设计的共性关键技术，加强与国内外船东和船级社在新船型关键技术的研发合作是个好方法。 1市场驱动的研发战略。根据市场需求，开发技术先进的船型是设计科研院所的研发战略，满足市场需求的船型才是有生命的船型。下一页船型开发设计5.突破性的关键技术研究突破性的关键技术研究 2国内外大船东的优势。国内外大船东一般都拥有和管理着上百条船，而且每年都有大量的新船订单。少那么五六条，多那么十几条，而且一般都是大船。无论是日本、韩国还是国内的大船厂，都对这些船东格外重视。因为和大船东的合作就意味着批量船和大船，以及稳定的长期合作。 大船东对市场都有着十分深刻的了解，对未来的预见性也比一般船东强得多。他们定的船型往往非常适应航运市场的需求，并且对市场有一定的引导作用。 中小船东在定船时除了适应自身的需求外，还会向大船东订的船型看齐，以防止市场的风险。如某大航运公司在一家大船厂订了一批船后，其他许多船东会跟风在这家船厂订同样的船。下一页船型开发设计5.突破性的关键技术研究突破性的关键技术研究 3国际著名船级社的优势。船级社是审图和验船的机构，同时他们又参与规那么标准的制定与修改。船级社由于审图和验船的原因拥有大量的新船型资料，这使他们可及时得到最新的设计信息。同时一些国际著名船级社，如LR、ABS、DNV、GL等，自身都有一定的研发能力，他们的专家对主流船型，尤其是高端船型会长期跟踪研究开发。一些船级社还掌握着某种船型的关键技术，如GL对集装箱船有十分丰富的经验和先进的设计理念。而ABS那么对油轮有独到的研究。由于船级社的特殊身份，他们在技术上拥有无法比较的权威性，深得船东和船厂的信赖。返回计算机辅助船舶设计系统简介1.计算机辅助船舶设计系统 从20世纪70年代以来世界各造船国家投入了大量的经费和研究力量，开发船舶CADCAM系统。各国已研制成包括设计、建造和生产管理的集成系统，从而初步实现了计算机辅助船舶设计与生产。 随着微型机和微机工作站、图形交互技术的普遍使用及智能技术的迅速开展和应用，船舶智能化设计与生产也有了很大开展。 现在计算机系统的硬件设备日趋成熟。快速绘图和高分辨率图像显示装置的使用，为交互设计自动生成船型曲面、各项性能计算、图形的绘制输出提供了强有力的工具，从而使船舶设计到生产建造形成一体化。同时也促进了计算机辅助船舶设计学科的开展。下一页计算机辅助船舶设计系统简介1.计算机辅助船舶设计系统 20世纪60年代计算机在船舶设计、生产和管理等方面的应用有了较大的进展。除了使用计算机进行船舶性能、船体结构设计、计算和分析外，还在生产中陆续采用计算机辅助生产制造。 自60年代中期起，从“船舶设计、建造和生产管理一体化的思想出发，陆续研制了许多“计算机辅助船舶设计和建造集成系统，大大提高了计算机系统的成效，缩短了设计、建造周期并提高了造船质量。这些系统的研制成功，加速了造船自动化进程和提高了科学管理水平，收到了相当大的经济效益，使船舶工业面貌发生了深刻的变化。返回计算机辅助船舶设计系统简介2.船舶CAD系统的形成及其特征 现代的计算机辅助船舶设计系统多以数据库为核心，系统中的每个程序只对数据库中的数据进行处理(读、写、修改)。而程序与程序之间一般没有联系。这样设计者可以通过控制程序的执行次序、重复次数人为改动有关数据以及程序模块的功能。这种改动不牵动整个系统的结构体系。这对于复杂的工程问题，既发挥了计算机高速度、高容量及高精度的计算能力，也充分发挥了人的决断才能，将人机系统的功能和效率推向更高的水平。下一页计算机辅助船舶设计系统简介2.船舶CAD系统的形成及其特征下一页计算机辅助船舶设计系统简介2.船舶CAD系统的形成及其特征下一页 船舶CAD系统应具备以下特征： 1系统具备强有力的支撑数据库，它用来存储原始数据和各个程序处理所产生的数据。它既能正确地、方便地、迅速地存取数据，又能便于修改和传递。 2 系统具有丰富的程序库，系统的程序模块以程序库为根底。程序库的程序能为整个系统共享，可由操作系统进行统一的管理和调度。 3系统具有面向问题的语言(Problem C)rN，nred Language)，或称为造船专用操作系统，让用户使用屏幕菜单，输入一些简单命令或语句便能进行系统的一系列操作。计算机辅助船舶设计系统简介2.船舶CAD系统的形成及其特征返回4系统要求具有可靠的硬件环境，即主机性能良好，外部设备配套，图形显示和输出分辨率高，交互能力强。5系统应具有较好的扩展、连网、更新的适应性。随着计算机的不断更新换代，要求系统通用性好，移植方便，以便在多种机型上推广使用。 近一二十年来船舶行业的竞争日趋剧烈，船舶工程的技术也日趋复杂，船舶设计的难度越来越大，不采用CAD先进技术就难以在短期内完成大量复杂的计算、设计和建造出优秀船舶。计算机辅助船舶设计系统简介3.船舶CAD系统的任务下一页1报价和初步设计阶段 这一阶段是以船东提出的，如船舶的类型、用途、航行区域、载重量、航速、续航力、船的尺度限制等要求为依据，进行可行性研究和初步设计，确定拟建船舶的根本数据，包括主尺度、功率要求、舱容、船体各组成局部的重量。同时要编制说明书绘制总布置图和机舱布置图。以及各主要设备系统布置图，编制主要设备清单，估算船的建造本钱，并根据当时的市场情况、贷款利率和造船付款方式报出船的价格。通常在这一阶段需要掌握充分的原材料、机电设备等各种信息和市场行情。计算机辅助船舶设计系统简介3.船舶CAD系统的任务返回2详细设计阶段 这一阶段所需进行的设计计算有：型线设计，船舶静力学计算(静水力曲线、稳性等)，推进性能计算(阻力、推进等)，船模试验结果分析，结构设计，重量计算，舵设计，下水计算，管系设计，总纵强度计算，船舶运动计算，船体结构分析(有限元法)等，还需要绘制大量的设计图纸。这样大量的繁杂的设计计算均可用船舶CAD系统中众多的计算程序来完成。3生产设计和建造阶段 计算机在建造中最成熟的应用就是数控。计算机可以从几何数据库直接产生指令，控制机床动作。在船舶建造中常用的计算机工程有：零件编程，数学放样，零件套料，外板展开，肋骨弯曲，弯管，板材成形，机器人焊接等。计算机辅助船舶设计系统简介4.国内外典型的船舶CADCAM集成系统下一页 20世纪60年代各主要造船国家为进一步提高造船工业的生产水平，争相研制造船集成系统。集成系统首先是从CAM方面开发，然后再向CAD方面延拓。1965年，第一个集成系统挪威的AUTOKON问世。迄今，较为著名的系统有：瑞典的TRIBON，西班牙的FORAN，美国的SPADES，英国的BRITSHIPS和GODOESS，日本的HICAS和SHIPS等系统。 国内已经研制成功的船舶设计集成系统有多用途干货船初步设计集成系统、油船初步设计集成系统和内河客船CAD系统，主要面向船体建造的集成系统有HCS系统等。计算机辅助船舶设计系统简介4.国内外典型的船舶CADCAM集成系统下一页1TRIBON系统 这是目前世界上应用很广的计算机辅助设计和制造系统之一,是瑞典KCS公司 (KOCK-UMS COMPUTER SYSTEMS公司)积其他各国之经验开发成功的造船集成系统。它的功能很强，覆盖了船舶详细设计和生产设计的大局部内容。世界上许多大船厂都采用了TRIBON系统。我国不少造船厂和船舶设计单位也引进该系统。 TRIBON系统包含了初步设计、船体、管系、电力、结构、通用设计、舱室布置、材料、工作准备、报表生成和打印、三维功能图形绘制等假设干个分系统。计算机辅助船舶设计系统简介4.国内外典型的船舶CADCAM集成系统返回2CASIS系统 这是我国原中船总公司在20世纪80年代中期组织研制的计算机辅助造船集成系统，是全国计算机应用的重要工程。 该系统共包括以下12个子系统： 1) 船舶报价系统； 2) 船舶初步设计系统； 3) 船舶结构设计系统； 4) 船体建造系统； 5) 船舶管系系统； 6) 船舶电力系统； 7) 船舶动力系统； 8) 船舶螺旋桨设计与加工系统； 9) 船舶轴系系统； 10) 船舶完工交船计算系统；11) 造船工业管理系统； 12) 造船情报检索系统。生产设计3.生产设计下一页 生产设计是在详细设计的根底上，根据船厂的条件和特点，按建造的技术、设备、施工方案、工艺要求和流程、生产管理等情况，设计和绘制施工图纸以及施工工艺和规程等文件。主要任务一是提供建造方案和施工要领；二是提供表示零部件加工、装配程序和施工图；三是提供管理图表；四是实现船舶建造中有关生产、技术、质量管理的协调统一，提高生产效率和经济效益。生产设计的图纸技术文件目录，由各造船单位确定。生产设计3.生产设计返回 生产设计的详细程度要求很高，要能反映组装和管理的要求。因此生产设计相当于在计算机上预演完成船舶建造的全过程。生产设计的详细、完整和深入的程度对提高造船质量、缩短建造周期和提高生产效率有很大的影响。 现代造船中，生产设计必须应用计算机来辅助设汁，否那么难以适应制造、加工中应用计算机控制和管理的要求。 当前一阶段完成的是技术没计时，本阶段的设计一般称为施工设计。施工设计的深度和广度一般不能完全满足建造施工的要求。通常，施工设计的技术资料缺少施工工艺和施工技术规程等方面的内容，因此造船厂还需要补充施工工艺方面的设计工作。完工文件4.完工文件 完工文件是船舶设计的最后环节，也有的称为完工设计。主要任务是根据造船单位对产品的实际施工情况和试验结果，编制完工图纸和技术文件，反映船舶设计和建造的实绩，供用船部门指导营运操作和维修管理之用。局部完工文件如倾斜试验报告、各种装载稳性计算书等，必须送船检机构审查确定。完工文件目录应在签订合同时明确，或在产品竣工前与用船部门商量确定。 船舶在建造施工中往往会对原设计作一些更改。新船建造完工后，应根据实船倾斜试验结果、实际的型值和实际采用的材料、设备，修改原来的有关设计和计算，编制总体性能的完工计算书，对有变动的布置图、控制图、原理图都要进行相应修改，绘出完工图纸。完工文件的编制要反映实船的真实状态，并应详细完整。这些文件是今后船舶营运、维修和改装的依据，也是船舶设计和研究工作的珍贵资料。返回设计阶段设计阶段 设计工作的不同阶段，在新船整个设计过程中既有相对的独立性，又是相互联系的。前一阶段的设计结果是后一阶段设计的依据，后一阶段是前一阶段的深入和开展。然而，上述各个设计阶段的划分和各阶段的具体工作内容，并不是严格不变的，根据具体情况(如任务的紧迫性、产品的复杂程度、母型船资料等)而有所不同，有时各阶段之间并无明确的界限。此外，设计阶段的划分是随着造船技术和管理方式的开展而变化的，特别是计算机深入应用到造船的各个领域以后，船舶设计阶段的划分以及设计方法都将发生变革。下一页设计阶段返回生产设计初步设计详细设计完工文件根本设计合同设计船东任务书船型开发详细设计生产设计完工文件以往常用的设计过程：目前常用的设计过程：