探讨数字化船舶建造技术的有效运用

摘要：随着科学的进步，计算机的广泛应用，一些新型技术越来越广泛的应用于各个领域。我们主要探讨了综合化船舶建造技术在实际施工过程中的经验成效，与过去生产模式的差异，详细说明了数字化船舶建造工艺在数学放样中、生产设计理念、作业图纸的实际施工情况以及在安全运行、绿色船舶建造等等的推广运用和所取的成绩。

关键词：数字化技术；绿色造船；应用

应用计算机网络和多媒体技术对船舶设计方案实行三维辅助组建模式，完成生产图纸设计，有可行性、可修改更新的造船工艺流程，就是数字化船舶建造技术。数字化造船技术是优化船舶生产设计理念，缩减建造时间，节省能源材料损耗，向绿色造船趋势发展的一项重要内容。它是现代数字化造船体制中最重要的技术环节，也是船舶设计、工程管理、船舶建造三大数字化项目中发展最迅速的技术应用。我们主要阐述了在实际施工过程中从船舶建造仿真技术、综合放样、自动完成零件生产图纸设计、船用材料数据等方面的数字化船舶建造技术应用程序，所获得的实际效果，探讨其实用价值。

一、数字化船舶建造仿真技术的应用

1.1船舶整体型线放样和有限元模型制作的技术

传统的船舶设计工作只是平面图纸的展示，感染力不足。利用三维技术创新进行船舶放样设计，可以完整的表现设计师的设计理念，增强作品的真实性，并可以直观效果制作图。

对于复杂的构造，比如舾装设施和船体的接合安装作业就可以实行三维可视图形处理，把复杂的船体构造设计进行简单化处理，直接提升了放样精确性减少了返工次数，一些复杂结构需要做局部强度运算，三维模型，可以直接导入软件中应用，避免重复绘图问题，型线的光顺与放样都属于一个软件，使得性能和舱容计算结果和实际的误差很大程度上缩小了，而且可以规避重复绘制型线现象。

1.2生产和施工设计的数字化应用

生产设计方案利用三维技术和共享数据库系统，作业图纸选取分段半立体方式展示部件加工安装数字化应用，是船舶生产的一大举措，也是数字化系统的关键所在，应用软件功能结合自身特点，设计合理的，有实际利用价值的运行模式。

在没有使用数字化船舶建造技术前，以船台正装、散装为主进行船体结构的建造方式，即使有分段建造，也只是边水舱的独立建造程序，分段合拢技术完全依据施工经验进行，零部件的拼装只能依照平面图纸作业，没有严格的建造精确度，返工现象严重，造成工时大量消耗，材料浪费严重，成本核算增加，面對这些问题，利用数字化新技术推广，做了如下优化调整：

第一，在零件放样中取消所有内部部件的余量，做出最细致的三维建模，控制外板和主甲板合拢处的余量范围，必须小于50毫米。严格把控零件尺寸，曲面结构的余量加放。

第二，尽量利用数控机切割所有的零部件。这样做的好处是尺寸可以和仿真模型一致，利用人机结合模式整合套料作业，保正材料发挥最大功效。

第三，使用相同的零件编码标准，套料图，零部件加工图以及分段安装图使用完整的编码技术，部件名称编制进行数字化处理，可以展示其安装位置和工艺流程。这些编码计算机自动生成，使工作人员易于操作，材料安置顺序排列，提升了场地使用效率，加大了安装场地并且提高了作业效率。

第四，分段划分方式利用计算机网络实行三维可视化划分方案，依照船台的起重重量，空间结构科学设计出分段的重量、重心位置，实行模拟合拢实验，在分段合拢作业中，把握其精确度，提升分段施工的安全高效性。分段安装选用了半立体图形处理方式，摒弃了传统的平面图形显示，综合应用数字化编码，可以极大满足作业需求，在精密复杂的结构安装中，才可能再拆分成平面图形处理。

第五，根据分段设计理念，设计船体结构制作分段立体模型还有一个关键作用是，给舾装设施，管路设计，电气整体放样提供一个基础平台中心，让管路零部件，电缆和其他设施配件的走向显示在船体分段立体模型中，可以更为直接的展示布局成效，规避过去作业时互相重叠以及矛盾现象的产生。

传统舾装设施，管路设计、电缆的设计和零件放样，都是按照原理图和布局图实行的，致使同时放样过程会出现互相矛盾，相互重叠的状况，返工现象严重。针对这些不良问题，我们整合了新型放样技术创新，每个专业技术人员利用相同的数字化建造体系，科学制定工作计划以及合理的区域划分方案，在计算机中整体绘制舾装三维图像，综合管路体系，电缆完整走向图。统筹有序的安排船体结构模型制作完毕后进行分段建造程序时，别的专业可以开始布置和放样工作，设计期间要与专业零件布置协调合作，保证最大程度利用舱内空间。数字化船舶仿真系统可以最大化减少管子、活动管、电缆等方面的浪费。

二、数字化造船技术对安全运行的效应以及今后发展方向

2.1数字化造船对安全生产的作用

因为可以获得最精确的整体船泊的分段重量、重心位置的数据信息，这样就可以按照船厂起重设施的布局，起重技术的特征进行优化分段设计、指挥吊装操作，极大的减低了吊装搬运的危险程度。

数字化船舶建造技术为船舶下水作业提供了更完善的理论根据，因为在船舶作业时，下水时的完工量只是一部分，并每船的下水重量分布状况不均，甚至利用母型船换算方式也不能获得准确数据信息，利用人工计算对船舶分段完工量有差异性，因而对重量分布不均下水作业重量、重心位置、压力的计算方式，一直是技术薄弱的中小型船舶企业的难题，对此，应用数字化船舶仿真技术给船舶下水计算提供了解决方案，这是因为船舶仿真技术自身就是按照建造程序进行拆分船体部分和分段构成，计算速度快准确率高。下水时重量计算、中心位置、压力情况的数据信息对船舶下水的安全运行起着举足轻重的作用，所以，很大程度的提升了船舶下水的安全系数。

因为数字化分段综合放样的应用，给分段舾装项目、管路装置、电缆混合安装都奠定了基础，大力减少了交叉施工，这样就规避了作业安全隐患，为设备安装等工作环境提升了可靠性。

2.2今后的发展设想

合理应用工程现场数字化技术体系，把三维电脑模型制作直接用于现场施工，可以在施工现场及时查找需要的作业数据，减少了不必要的环节，可以提升生产效率节约能源。

设立工程管理信息集成体系建设，对仓库管理制度，供应采购项目，成本核算体系，工程管理部门，数据库管理，一步步实施船舶运行管理数字化建设。

进一步提高已有的数字化船舶建造技术水平，在实际工作中，软件系统要及时更新，找到最合理的软件产品，发挥其最佳效用。

三、结束语

我们简单介绍了数字化船舶建造技术的应用程序，虽然获得了一些成绩，但是离理想的目标还有一定的差距，还需要更深化发展和完善其设想，让它有更高层次的提升技术创新。我们分析了实际工作的具体情况和措施，希望可以为中小型造船企业提供指导，从而起到借鉴作用，推动船舶业的蓬勃发展。

参考文献：

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[2]船舶建造精度控制方法探究[J].潘金成，伍永清.科技创新与应用. 2017（13）.

[3]造船合同剖析及船舶建造管理[J].陶吉生.才智.2016（31）.

作者简介：叶健飞，出生年月：1976.4.25，性别：男，民族：汉族，籍贯（精确到市）：福建省南平市，当前职务：设计师，当前职称：工程师，学历：在读研究生，研究方向：舾装、涂装、内装.