船舶电缆托盘先行设计与先行敷设技术研究

［摘 要］为均衡生产、提质增效，文章提出了将船舶生产制造过程中施工量大、施工周期集中、施工位序靠后、施工环境差的舾装作业先行化施工。船舶电缆敷设作业符合以上特点，因此对该项作业先行化施工进行了研究，并向前延申至电缆托盘设计先行化研究。文中分析了电缆先行设计和先行敷设需要解决的问题；对目前的生产设计流程及电缆托盘清单设计改进进行研究，从而实现从设计到生产阶段的先行化。

［关键词］电气生产设计；电缆托盘；电缆敷设

［中图分类号］U671.99 ［文献标志码］A ［文章编号］2095–6487（2024）04–0178–03

船舶电缆托盘设计在船厂属于电气生产设计，传统的设计顺序是先进行电气舾装件设计和出图，再进行电缆托盘的设计和出图，电缆托盘设计属于电气生产设计流程的最后一道设计工作，国内船厂基本也是按照此流程。随着船舶市场订单的激烈化竞争，船舶的设计周期被压缩得越来越短，而电缆敷设先行化意味着生产工序提前，生产工序提前意味着设计更早时间提供电缆托盘清单图纸。以往如机舱区域的电缆敷设最早是在搭载阶段进行电缆敷设，先行化意味着要提前到更早的总组阶段进行电缆敷设。在设计人力一定的情况下，实现更早时间提供图纸，一定要对电气生产设计流程进行改进，将电缆设计中的某些工作提前进行才能实现。

传统的电缆托盘清单设计较简单，即将托盘清单按照电缆所在区域进行分类，每一类按照从粗到细进行排列。这样的设计其实不能满足生产部门的需求。为了更方便施工，生产部门的施工班组会对电缆托盘清单进行梳理，对清单内的电缆顺序重新排列，对所在区域重新分类。而如今的船舶自动化、智能化、环保要求越来越高，相应的船舶电缆种类和数量越来越多、长度越来越长、敷设路径越来越复杂。以往依赖生产制造部门对电缆托盘清单进行梳理的模式难以达到很好的效果，必须依靠设计部门在设计阶段对电缆托盘清单设计进行改进，实现电缆敷设先行化，文章对此展开研究。

1 先行化需解决的问题

1.1 电气生产设计常规流程

电气生产设计常规流程如图1 所示，分为两个独立阶段，即电舾装设计阶段主要根据策划图和系统图进行3D 建模，输出电舾装相关图纸；电缆设计阶段主要录制电缆信息，建立电缆通道，指定电缆路径，测量电缆长度和输出电缆托盘清单图纸。

常规流程中存在的问题：①电缆设计放在最后阶段，电缆托盘清单出图节点较迟，无法满足电缆先行化敷设对电缆相关图纸的需求时间；②电缆设计与电舾装设计是相互依赖的关系，设计上分为两个独立阶段工作效率较低。

解决问题思路在于将电缆设计中某些工作前移至电舾装设计阶段，电缆设计阶段常规流程如下。

（1）电缆信息录制工作。即将系统图内指示的相关信息，如系统图代号、系统图页码、首尾设备代号、首尾设备所在区域、电缆规格型号等信息录入到预定的表格中。

（2）电缆敷设路径设计。即指定电缆沿着哪些电缆支架进行敷设，一般是通过电缆节点代号表示电缆敷设路径。

（3）电缆长度测量。即测量电路在敷设路径中的长度，以及敷设路径中余量的设置和设备端内部余量设置。

（4）电缆托盘清单设计。即根据电缆在船舶各区域内穿越的类型进行分类。如机舱各层平台内敷设的电缆汇总一本电缆托盘清单；机舱各层平台间敷设的电缆汇总一本电缆托盘清单；机舱至上建区域间敷设的电缆汇总一本电缆托盘清单。

（5）电缆切割清单设计。即指示电缆切割工厂将厂家各种型号的整卷电缆完成切割，并卷入船厂的施工电缆托盘内待转运制造进行敷设。

以上工作中，（1）与系统图相关，而系统图是生产设计前道输入图纸，所以具备先行的条件。但需要考虑的是此项工作量非常大，若先行会影响电舾装设计进度，应通过一些措施减少工作量即可实施改进。

以上工作中，（2）和电缆支架的设计相关，而电缆支架是在电气生产设计流程中靠前端的工序，所以也具备先行的条件。但需要考虑在整个电气生产设计流程中如何组织不会造成工作效率下降，应考虑电缆设计数据在电舾装设计中的复用。

1.2 电缆托盘清单常规设计方法

常规电缆托盘划分方法见表1。

常规设计方法存在的问题：①电缆托盘放置的甲板位置没有指示，且哪些电缆需在总组阶段敷设，设计人员由于没有现场经验难以判断；②区域电缆托盘划分方式并没有考虑电缆先行化敷设需求，常规在搭载阶段敷设电缆的工序提前到总组阶段有很多设备并未安装，对于跨甲板的设备电缆，其敷设的前后长度难以判断。

解决问题的思路：①需要将电缆托盘清单按照先行化的思路划分，确定哪些电缆需要先行敷设，需设计部门与生产部门共同研讨出电缆托盘基准，根据此基准设计；②电缆托盘清单的设计应考虑设备未安装的情况下敷设电缆，应结合电缆托盘基准考虑增加停止点信息。

2 电气生产设计流程改进及电缆托盘设计改进

2.1 电气生产设计流程改进

将传统电缆设计阶段的电缆录制工作和路径策划工作提前到电舾装设计阶段，制作成电缆配线表，并以此表格指导电舾装阶段的设计，达到电缆基本信息数据复用的效果。改进后的电气生产设计流程如图2所示。配线表即全船各区域内的电缆基本信息，含穿越该区域的电缆基本信息，设计者可根据配线表完成各区划分的电装设计。

为解决制作电缆配线表对电舾装设计阶段进度的影响，需要开发一套系统图解析软件和电缆处理软件。具体而言：①系统图解析软件在系统图绘制阶段应用一定规则进行绘制，使用软件对图纸进行“扫描”，“一键生成”电缆基本信息；②电缆处理软件在电缆基本信息的基础上，预先设定电缆可能穿过的最长几条途径区域，由软件判断出每根电缆的主路径，并输出各区域的电缆配线表。

解决以上软件开发问题后，电缆设计工作可以先行化，且效率得到提升。改进后的电缆设计流程如图3 所示。

2.2 电缆托盘清单设计改进

将传统按照区域划分的电缆托盘清单改为根据总组阶段先行化电缆敷设的需求进行划分，形成电缆托盘设定基准。机舱区域电缆托盘设定基准如图4所示。

电缆托盘基准设定原理为：①考虑将电缆托盘按照电缆穿越类型区分，即将全船电缆的主路径类型梳理出来，用线条的形式在船舶背景中标识出来，与生产部门研讨哪些主路径可以合并到一个托盘中，以及电缆托盘摆放的甲板。以上信息确定后，将先行敷设的部分用实线标识，后敷设的电缆用虚线标识，停止点位置用实心圆点标识。②考虑将这些电缆托盘分解得更小，即将一个电缆托盘内贯穿船舶左舷的电缆设定一个托盘，右舷的再设一个托盘，以此方法设定更适合总组阶段先行敷设；若现场有需求可在以上托盘分解的基础上，再次将某些电气设备出来的电缆再设一个托盘，这样就可以将托盘设定的更小，现场施工效率可大幅提升。③需要给大量的电缆托盘清单设定代号，现场可以根据代号知道将电缆托盘放置在哪层甲板的哪个位置，以及大致的主路径，大幅提高电缆先行敷设效率。

3 结束语

通过实船的应用和验证发现，改进后的电气生产设计流程和电缆托盘清单设计方法，可以使电气生产设计效率提升，并能实现电缆在总组阶段敷设，使生产部门生产效率大幅提升，是电气生产设计和电气现场施工效率提升的关键技术，可进一步在船舶设计和建造中推广应用。

参考文献

[1] 顾灿虹，顾红军，刘建忠. 电缆托盘表的编制和电缆预切割工艺的运用[J]. 江苏船舶，2007（3）：35-36.