基于SPD系统的船舶电缆长度预估准确性

严 凡, 高 斌, 张燕琴

(沪东中华造船(集团)有限公司， 上海 200129)

基于SPD系统的船舶电缆长度预估准确性

严 凡, 高 斌, 张燕琴

(沪东中华造船(集团)有限公司， 上海 200129)

船舶电缆长度预估是电缆订货的依据，电缆长度预估的准确性直接影响着订货及采购成本。通过介绍常用的电缆长度预估方法，针对影响船舶电缆长度预估的要素进行了研究分析，给出了控制电缆长度预估误差的措施及校验方法，可供预估系列产品电缆长度及订货参考。

电缆长度预估；SPD系统；预估准确性分析

0 引言

SPD(Ship Product Design)系统全称为船舶产品设计系统，是我公司自行开发设计的船舶三维设计系统，主要包含船体结构设计、铁舾件设计、涂装设计、电气设计、风管设计、管系设计以及船体建造系统等几大子系统[1]。船舶电缆长度预估是船舶电气原理设计在详细设计阶段需解决的一个重要问题，由于船舶电装生产设计的电缆长度表册编制需要较长的周期，而在船舶建造过程中，电缆的订货、制造及配送也需要一定的周期，为满足船舶生产节点的实际需要以及缩短船舶建造周期，需要对船舶电缆长度进行预估，并以此作为船舶电缆订货的依据。

一直以来，船厂惯用做法是按照电缆的预估清单订货，然后按照船舶电缆表册进行调整，易造成电缆的浪费、积压，当电缆长度预估不足时，将直接影响施工进度及交船周期，造成严重的经济损失。为此，研究船舶电缆长度预估的准确性对于降低库存、减少电缆浪费，尤其对于系列产品缩短订货周期、降低采购成本，具有重要意义。

电缆长度的预估方法与电缆长度预估准确性密切相关，针对通常使用的两种预估方法展开讨论，以船舶三维设计软件SPD为例，进行电缆长度预估的准确性研究。

1 船舶电缆长度预估方法及优缺点分析

1.1 船舶电缆长度预估方法

根据电缆长度预估原则，结合系统图中电缆走向和设备布置图中设备的布置位置，在布置图中测量电缆长度。

根据多型船试运行经验，通常电缆长度预估遵循以下原则。

(1) 同一甲板层设备之间的电缆长度 = 横向电缆长度+ 纵向电缆长度 + 两端设备的接线距离+ 甲板间的层高。如船宽为28 m，肋距为1.0 m，则横向电缆长度 = 14 m；纵向电缆长度 = 设备所在肋骨号之差 × 肋距1.0 m；一端设备接线距离一般为设备的宽与高之和，平均预估值取2 m即可，两端设备的接线距离取4 m。

(2) 不同甲板层设备之间的电缆长度 = 横向电缆长度(船的半宽) + 纵向电缆长度 + 两端设备的接线距离(4 m)+ 甲板间的层高(每层层高按3 m计算)。

(3) 照明灯点间的电缆长度(包括接线盒—开关和开关—灯点的电缆长度)预估平均值按10 m计算，照明分电箱开关至第一个灯或接线盒的电缆长度按(1)统计。

(4) 火警探头之间的电缆长度预估平均值按10 m计算。

1.2 预估实例及优缺点分析

图1、图2分别为某船照明系统图及照明综合布置图示例。图1照明系统图中：10L是照明分电箱编号；10L1是电缆编号，指照明分电箱10L到1甲板电缆通道(105)的舱室开关之间的电缆编号；10L1-1是照明开关到灯之间的电缆编号。图2照明综合布置图中：10L1是指开关的设备编号；10L1-1是灯的设备编号。

图1 照明系统图示例

图2 照明综合布置图示例

该层甲板层高为3 m，根据电缆预估原则，预估照明系统图中电缆编号为10L1的电缆长度应为：1.203+0.344+4(接线距离)+3(甲板层高)=8.547 m；预估照明系统图中电缆编号10L1-1的电缆长度为：1.006+0.188+4+3=8.194 m。电缆预估详细信息如表1所示。

表1 电缆预估详细信息

优缺点分析：采用电缆预估原则，通过人工测量后计算电缆长度，其测量及计算步骤繁琐、工作量大，同时对于计算结果无法直观校对，如需编制电缆长度预估信息表需要手动输入完成，统计时间相对较长且准确率低。

1.3 利用SPD软件进行电缆长度预估

根据系统图(图1)，将电缆信息输入SPD软件中进行自动汇总统计。

以某船电缆编号为10L1的电缆为例，其预估方法如下。在SPD软件的电气原理处理中进行电缆定义，定义需要输入的数据如图3所示。

电缆定义结束后，根据设备在SPD软件中初始定义的位置，可直接在SPD软件电气原理处理的电缆长度预估中自动生产全船、某个系统或者单根电缆的预估长度，其预估详细信息表也可自动生产。图4为某船照明系统电缆预估结果。

图3 电缆定义

图4 电缆预估结果

优缺点分析：电缆定义时信息输入工作量大，设备的初始位置需要定义完整，其位置定义越准确则估算结果越准确。利用该方法预估电缆，统计方便快捷；可分别输出对分支及总计的结果，如果系统图在统计后出现有修改，可随时修改并输出修改后的统计结果；此外可校对重复编号的电缆，避免重复统计，提高预估准确性。

可见，利用SPD软件进行电缆长度预估比利用传统方法预估更具优势，因此其应用也越来越广泛。为提高电缆预估准确性，需要对影响SPD软件电缆预估准确性的要素进行分析探讨。

2 影响电缆长度预估准确性的要素分析及控制措施

2.1 影响电缆长度预估准确性的要素分析

(1) 对主干电缆走向基本要求的熟悉程度。利用SPD软件预估电缆长度，测量的结果根据软件预定的公式计算，而实际电缆走向需要遵循一定的原则，如主干电缆走向应尽量减少穿过过多的防火区或水密隔舱；电缆走向应避免潮湿场所或有水凝结的场所(厕所、厨房等)，且尽量远离锅炉、热管或电阻器等热源。此外，防爆舱室(加油站、蓄电池室等)应避免无关电缆穿过等。

以船舶艏尖舱与货舱之间的艏尖舱舱壁为例。由于该舱壁为船舶首道水密横舱壁，又称防撞舱壁，也是重要的一道水密横舱壁，该舱壁上不得开设任何门、孔、通风管道或任何其他开口。电缆路径该舱壁需要穿过时，应绕到上一层甲板以避开此水密舱壁，通过甲板到达终点。图5为某船主干电缆绕过水密舱壁穿甲板敷设图[3]。

设计人员预估电缆长度前应熟悉并掌握主干电缆走向的基本要求，在进行电缆长度预估时能做到提前预判，且根据实际走向重新测量电缆长度，并在预估表册中修改电缆预估长度，缩小预估误差。

(2) 船体结构建模准确性及对船体结构开孔要求熟悉程度。船体结构模型是电气设备布置及电缆布置的基础，根据模型及电气设备的布置位置确定电缆通道的位置及走向，电缆通道需要穿过甲板或舱壁的，应在甲板或舱壁上安装电缆贯穿件。对于电缆贯穿件的布置位置，还需要考虑并满足船体结构开孔要求，这些因素都影响着电缆的走向并决定了电缆的预估长度。此外各甲板层高、肋骨间距、船宽、总长等参数准确性不仅直接影响着SPD软件的测量结果，也影响着电缆的预估长度。

图5 某船主干电缆绕过水密舱壁穿甲板敷设图

(3) 电气设备施工图纸的准确性。施工图纸的准确性，尤其电气设备布置图、系统图的准确性，也是影响电缆长度预估的关键因素。在SPD软件中利用电气设备布置图进行设备原理输入时，设备在各舱室中的具体布置位置越精确，则输入进SPD软件中的三维位置坐标越准确。系统图中设备的电缆型号、规格等信息越准确，那么输入进SPD软件后其统计的结果也越准确。

(4) 落地设备电缆进线位置的准确性直接决定着电缆的走向。利用SPD软件进行设备小样建模时，设备电缆进线位置定义的准确性，尤其是落地设备进线位置的准确定义，将直接影响电缆预估长度的精确率。例如：大部分落地设备是下进线形式，其电缆走向通过从下层甲板穿孔上来，如图6所示；而有些落地设备其进线位置在设备顶部，则其电缆走向是从本甲板或上层甲板穿孔下来(见图7)，对于这样的落地设备，在进行设备小样建模时，根据设备资料的开孔尺寸及位置，在小样模型中体现出来，并准确定义电缆连接点位置，这样利用SPD软件可以更精准地找到设备进线位置，从而提高电缆长度预估的准确性。

图6 落地设备下进线电缆走向图

图7 落地设备上进线电缆走向图

2.2 提高电缆长度预估准确性的措施

(1) 建立设备小样时准确定义设备电缆连接点，尤其是落地设备电缆进线位置在模型中的示意及电缆定义。此外，如主配电板、区配电板等大型落地设备，其进线孔通常较多，在小样建模时应根据其进线孔，采取分屏建模，确保设备电缆长度预估的准确性。

(2) 设备原理定义时准确输入设备的三维坐标，这样通过SPD软件计算的电缆长度结果更加准确。

(3) 对于系列产品，通过完善设备电缆在SPD模型中的布置，即当设备在SPD模型中布置及定位完成后，对进入该设备的电缆在SPD模型通道中进行布置和连通，尤其对各电缆路径的节点定义越详细，则其预估结果与实际电缆走向越接近，估算误差将越小。

3 电缆预估长度的校验方法

根据主干电缆表册，在现场敷设电缆时测量其长度，并根据现场实际情况确定各电缆的实际长度及节点，然后对主干电缆表册中的电缆长度进行调整，书面反馈给主干电缆表册编制人员，电缆表册编制人员进行核对并更改电缆表册。

同时主干电缆表册编制人员，可在各设备布置完成后通过完善电缆的布置，包括各分支电缆的布置，以及对各电缆节点的定义后，利用SPD软件的自动统计功能，将电缆预估长度结果输出并与实际电缆敷设长度进行比对，统计其误差，进行电缆校验。

这样对于系列产品而言，对完善后的主干电缆表册中各种型号、各种规格电缆的总长度进行统计，并以此电缆预估长度作为订货依据，则电缆订货将更加准确，从而避免电缆浪费，节省造船成本。

4 结论

以SPD软件预估的电缆长度作为订货依据，对多型船的电缆长度订货数量与实际电缆使用长度进行统计和对比，将其误差范围控制在±15%以内。对于系列船而言，采用在SPD软件中输入全船电缆，自动统计出全船总的预估电缆长度，在主干及分支电缆表册编制及修改完成后，通过汇总主干及分支电缆表册中各型号规格的电缆总长度，比较两者结果，可为后续船的电缆订货提供比较准确的依据，减少电缆订货误差，避免电缆的浪费，降低船舶电缆采购成本。

[1] 高雯雯，刘阳，张晓彤.SPD系统在结构送审设计中的应用[J].沪东中华技术情报，2015(4):15-19.

[2] 钱骅,周永平,刘虹,等.利用EXCEL软件编制电缆册的改进与实践 [J].沪东中华技术情报,2012(3):41-44.

[3] 张燕琴,钱骅,黄夏.船舶主干电缆网综合布置设计解读[J].沪东中华技术情报,2012(2):41-43.

[4] 姚胜华, 刘正, 游宇.船舶电缆长度计算研究[J].管理与技术,2005(4):22-28.

Accuracy of Ship Cable Length Prediction Based on SPD System

YAN Fan, GAO Bin, ZHANG Yanqin

(Hudong-Zhonghua Shipbuilding (Group) Co., Ltd., Shanghai 200129, China)

The cable length prediction is the basis of cable ordering. The accuracy of cable length prediction affects the ordering and procurement costs. The method of estimating the length of ship cable is introduced. In view of the factors affecting the prediction of ship cable length, the measures and calibration methods of the control cable estimation error are given, which can be used to estimate the cable length of the series products and to provide some reference for cable ordering.

cable length prediction； SPD(Ship Product Design)system； prediction accuracy analysis

严 凡(1985-)，女，工程师，从事船舶电气设计的相关工作。

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