46 m巡逻艇电装专业的生产设计

刘剑涛

(中国人民解放军第4808工厂，山东 青岛 266001)

0 引言

电装专业的生产设计作为生产设计的一个重要环节，在船舶建造过程中一直发挥着举足轻重的作用。其主要任务是解决全船电气设备制作、安装的技术问题，为现场提供标记有工艺指令的图纸和管理信息的系列图表。

电装专业的生产设计主要内容包括电气设备的安装与定位，主干电缆路径的选择与敷设，主干电缆或全船电缆统计等。与上述设计内容相适应，电装生产设计的图纸主要是绘制电气设备布置图，电装综合安装图，电气设备基座、电气舾装件和小型附件的加工图册，编制电缆册。本文以46 m巡逻艇为例，介绍电装生产设计特点、流程以及SB3DS软件在实际工作中的应用。

1 电装生产设计的特点

1.1 有利于发现设计问题

电装生产设计是一项面向实际造船的工作，它把所有设备的性能与具体的设计工作结合起来，能够发现详细设计中出现的问题，作出正确、合理地修改，有效地排除详细设计中出现的系统误差与偶然误差，进一步优化设计工作。

1.2 有利于强化工艺文件

电装生产设计是工艺文件与设计工作的有机结合，能够有效地解决造船中工艺与设计的脱节问题。把工艺与设计融为一体，有利于在整个建造过程中贯彻质量体系文件的要求，推动造船工作外在质量和内在质量的提高。

1.3 有利于加强专业间的协调

在生产设计过程中，可以使船体、舾装、机械、电气等几大专业的协调更加合理。生产设计过程是在图纸上“模拟造船”的过程，通过各专业的协调，能使相互间的矛盾得到统一，事先排除生产中可能发生的干涉问题。在设计人员的精心研究下，建造思路将如实地反映在平面图纸和电脑的三维空间里，实船的模拟效果将会呈现在我们的眼前。

1.4 有利于推动生产管理工作

船舶建造要求生产管理的有序化，而电装生产设计将会使外场工作内场做，分散工作集中做，高空作业平地做，码头作业船台做，从而提高了工作效率，缩短了建造周期。另外，从理论上说，生产设计能够做到对各种材料的有效控制，对于造船的成本管理有很大的益处。因此，它对各项管理工作将会起到积极地推动作用。

2 电装生产设计的流程

随着生产设计技术的发展，在电装生产设计中逐步建立、完善了如图1所示的电装生产设计流程图，它是电装专业生产设计的指导性程序。

电装生产设计流程图以虚线为界，上半部分是详细设计阶段的工作，主要是提前收集详细设计中的各种相关图纸、资料、工艺、标准，为生产设计做好充分的准备。图中下半部分是生产设计阶段的工作，主要是根据上述资料逐步形成电装综合布置图、综合电装图和焊接图制作图册，再进一步设计完成区域电缆表、主支电路图固定件制作表、电气设备底座图表、减震垫图表以及主干电缆预裁清册。电装生产设计流程图是进行电装生产设计的基本程序，清晰地表明了在设计中必经的步骤和进行的主要工作，对从事该专业的设计人员具有重要的参考意义。

图1 电装生产设计流程图

3 电装生产设计的专业知识要求

3.1 了解设计背景图

熟悉船体总布置图、结构图、船体分段划分、典型零件结构、甲板划分、各专业设备布置等主要信息。结合船体型线光顺数据，建立与实船1:1对应的设计背景图。目前这项工作已经可以展现3D空间效果，这是各专业开展生产设计的公共平台。设计背景图一般由船体专业负责建立，其他专业在设计过程中逐步完善设计内容，因此，做到准确了解设计背景图是一项基础性专业要求。

3.2 熟悉内舾装专业知识

在电装生产设计中，应熟悉内舾装的有关专业知识，掌握门、窗、梯、盖、家具及生活设施的尺寸与位置，熟悉绝缘材料的厚度与舾装板的尺寸、全船防火区域的划分，综合考虑舱室的净高。最佳的设计方案是将以上信息完全填充到设计背景图中，这样在电装设计过程中就会避免相互干涉。在建造过程中，电气与内舾装的矛盾主要发生在生活和居住舱室，因此提前做好这方面的设计工作是非常重要的。

3.3 掌握机装概况

生产设计时，主甲板以下的机电协调工作是最为复杂的，其中仅机舱段的管路就分成风管、底部和上层3大块。底部电缆管需要在管系设计时综合布置。而机舱上层(含风管)则需要双方事先做好协调，包括电缆托架的横向与纵向尺寸，相关管系在布置时尽量避让。另外，机舱里机械设备多且体积比较大，电气设备既要做到对机械设备的合理控制又要做到布置美观，难度是比较大的。因此，必须熟悉轮机、管系的布置以及了解船体结构。

3.4 精通本专业技能

在电气专业技能方面，一是要有对详细设计图纸的消化、吸收能力，学会将各个系统图、布置图与设备的工作资料紧密结合，从总体上把握其合理性。二是要熟练掌握计算机绘图工具和生产设计软件，把设计意图转化成生产需要的图表。三是要具备一定的实践能力，了解舰船实际状况，使设计工作趋于合理化、人性化。

4 基于SB3DS－CAE3DS软件的生产设计

目前船舶行业内采用多种先进的造船生产设计软件来辅助生产管理和生产设计，其中SB3DS软件就是国内一种较为先进的生产设计软件系统。它能够将船机电的模型数据存放在同一数据库中，同时被同一专业或多个专业的设计人员调用与更新，从而使设计人员能够根据各种不同的选择提取工程信息，实现设计的优化。46 m巡逻艇电装生产设计中，主要应用了SB3DS软件中的CAE3DS模块，下面做一简要介绍。

4.1 确定设计区域的模块划分

采用CAE3DS模块设计首先要建立数据库并进行设计区域划分，在46 m巡逻艇设计中建立了1个标准库和1个信息库。标准库对每个船厂都是固定的，信息库要根据设计船型的电气信息进行采集。

图2为电装专业设备模块区域。图2中从A到E1共分成8个电装专业设备模块区域，同时，按照船体分段划分，该船被分成8个托架模块区，见表1。鉴于CAE3DS软件的特性，对设备和托架2个模块有较高的区分要求。模块的正确划分是将来设计出图的重要保证，因此不能混淆。

图2 电装专业设备模块区域

表1 托架模块区归属区域

4.2 绘制电气设备布置图

首先根据电气设备样本中的设备工作图，对所需要的设备建立三维模型;其次，利用软件的“设备管理”菜单，参考电气系统图将设备模型放置到生产设计的背景图模型中去。小型电气设备可以通过绘制平面图的方式来实现简单出图。

4.3 绘制电缆托架与贯通件布置图

根据设备布置图的信息，利用“电装设计”菜单，按电气连接关系绘制电缆托架与贯通件布置图。与设备布置相同，电缆托架与贯通件的信息将输入数据库，按照电装设计的要求插入、修改相关参数，以满足设计需要。

4.4 读入电缆信息

主干电缆计算每个典型节点主要是计算贯通件的大小，托架的选择与贯通件匹配就可以了。另外，为了控制电缆走向，有时还要人为地设置虚电缆贯通件，这对于CAE3DS软件正确计算电缆长度是非常有意义的。

4.5 计算电缆长度

首先要设定电缆连接点，计算时可采用交互方式进行操作，这将会减少出图前的校对工作。对于每根电缆，只要设定了首、末长度，通常几秒种就可以计算完成。所有电缆的走向、长度等信息在计算的同时已经输入数据库，为生成电缆清册提供了可靠依据。

4.6 和其他专业进行协调

进一步做好干涉检查，确认无误后就可以分批出图。46 m巡逻艇生产设计中，对每个区域只提供电气设备布置图和电装综合安装图两类图纸，其他信息都通过报表的形式予以提供。

4.7 输出相关的报表信息

CAE3DS软件对于每个区域，都能自动生成电气固定件清册、开孔清册、电缆走向节点表、电缆清册和电缆标识等详细的EXCEL报表，后续工作就是在AUTOCAD环境下完成设备基座的设计工作。

5 结语

国内开发的SB3DS－CAE3DS软件实现了传统设计与软件技术的有机结合，但是在应用中还存在不足。随着信息技术的发展，借助于Internet实现网络资源共享，优化生产设计工作将是SB3DSCAE3DS软件发展的方向。

［1］周启学.船舶生产设计［M］.北京:人民交通出版社，2007.

［2］黄广茂.造船生产设计［M］.哈尔滨:哈尔滨工程大学出版社，2008.

［3］倪绍灵.船舶电工工艺学［M］.哈尔滨:哈尔滨工程大学出版社，2002.

［4］马晓平.造船工程规范化管理－生产技术准备［M］.江苏:江苏科技大学，2003.