關(guān)俊瓊

摘 要：把握好船舶船體建造及檢驗的重要節(jié)點，是提升船舶質(zhì)量及效率的關(guān)鍵。本文通過對并行工程以及分道建造技術(shù)的特點分析，重點探討關(guān)于并行工程與分道建造技術(shù)在船舶設(shè)計建造過程中所需要的相關(guān)技術(shù)及應(yīng)用。該項技術(shù)的應(yīng)用，在一定程度上可達(dá)到縮短造船周期，完善造船工藝的需要。

關(guān)鍵詞：船舶;設(shè)計;并行工程;分道;建造

1導(dǎo)言

在新時代的背景下，我們對于船體的結(jié)構(gòu)設(shè)計和建造工作慢慢變得個性化，我們的設(shè)計構(gòu)思出發(fā)點是對客戶的需求進(jìn)行深度解讀，貼合其想法，針對每個細(xì)節(jié)進(jìn)行優(yōu)化處理。目前，國際上使用的主流計算技術(shù)就是建立開放式方程模型，這一過程需要投入大量的人力、物力和財力，但是在分配計算船舶動力能耗時，十分有限，分配結(jié)果難以達(dá)到最優(yōu)，尤其是面對眾多的方程時，方程模型難以解決非線性強、變量維數(shù)高的問題。

2并行工程理論

并行工程是相對傳統(tǒng)產(chǎn)品開發(fā)過程而言的，更加強調(diào)產(chǎn)品開發(fā)的同步性而非傳統(tǒng)產(chǎn)品開發(fā)中的“串行”式次序性，并行工程又稱為同時工程或者生命周期工程。并行工程的出現(xiàn)以及現(xiàn)階段對生產(chǎn)周期的要求，使以往以串行工程為主體的傳統(tǒng)企業(yè)組織體制和工作流程，以及從業(yè)人員的思維方式都產(chǎn)生極大改變。并行工程的實質(zhì)就是一種系統(tǒng)集成方法，它對產(chǎn)品設(shè)計及相關(guān)的工藝過程都采用并行的方式來處理，并且是用管理、生產(chǎn)和經(jīng)營等多種不同的方法來集成產(chǎn)品的設(shè)計、制造及其他相關(guān)過程。

并行工程的實現(xiàn)需要在設(shè)計階段開始就能夠完成設(shè)計人員的集合，形成多功能的一個協(xié)同工作基礎(chǔ)，通過有效管理和通信實現(xiàn)信息共享，有序地進(jìn)行各項工作的交叉與并行，從而能盡早考慮到整個產(chǎn)品的各個因素，以確保設(shè)計與制造的一次成功，減少產(chǎn)品的建造周期。并行工程具有重視用戶要求、注重成員合作、高效通訊協(xié)同工作等特點。

3 故障并行計算研究

船舶各個部件消耗能量不同，產(chǎn)生的故障也有所不同。船舶行駛時分為平行形式和斜向行駛方式，這2種方式診斷故障信號過程不同。平行航行主要是利用拖輪航行，船舶的船艏和船艉都需要使用相同的速度航行，但是在實際工作時很難達(dá)到這一要求，所以先由一端?？?斜向行駛的夾角必須小于10°，這樣才能確保運行的安全。因此各船舶電力設(shè)備故障并行計算公式時要從平行行駛和斜向航行兩方面探討：

（1） e（t）=r（t）？c（t）。式中：e（t）為平行航行時船舶電力設(shè)備的故障信號值;r（t）為平行航行時船舶正常狀態(tài)的所有信號值;c（t）為平行航行時船舶正常運行信號值。平行航行通常需要建立動態(tài)系統(tǒng)，設(shè)立理論和實驗方法，并建立模型，系統(tǒng)和參數(shù)要保持不斷變化，從而為故障診斷提供依據(jù)。船舶平行航行診斷電力設(shè)備故障信號時要考慮各個參數(shù)和狀態(tài)，使系統(tǒng)更加精確，在實際分析中，這種方法很難應(yīng)用到復(fù)雜設(shè)備。

（2） u（t）=r′（t）？c′（t）。式中：u（t）為斜向航行時船舶電力設(shè)備的故障信號值;r'（t）為斜向航行時船舶正常狀態(tài)的所有信號值;c'（t）為斜向航行時船舶正常運行信號值?；谀Ｊ阶R別方法的船舶電力設(shè)備故障信號診斷適用于船舶斜向行駛，使用統(tǒng)計學(xué)理論建立模式識別過程，記錄船舶運行過程產(chǎn)生的參數(shù)，并生成對應(yīng)模式。不同的故障狀態(tài)擁有的參數(shù)也不同，因此需要在數(shù)據(jù)庫中找出合適的模板進(jìn)行匹配。這種方法適用于所有復(fù)雜和未知的問題，而且診斷過程簡單，方法有效。故障診斷對于綜合性要求極高，診斷時需要應(yīng)用數(shù)學(xué)知識、力學(xué)知識、機械知識、電子知識、測試知識、人工智能知識和計算機知識，診斷時要考慮船舶的工作環(huán)境，以及天氣惡劣。

4并行工程與分道建造技術(shù)在船舶工程中的應(yīng)用

4.1并行工程下的船舶設(shè)計建造系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

將產(chǎn)品開發(fā)的整個過程視作一個集成過程是并行工程的一大特點，也是并行工程與傳統(tǒng)生產(chǎn)方式的根本區(qū)別。在并行工程應(yīng)用于船舶建造中，可以利用全局視野的角度對船舶建造的整個過程甚至是船舶的整個生命周期進(jìn)行與之相對應(yīng)的管理、控制和優(yōu)化，并對已有過程進(jìn)一步完善和提高。

并行工程現(xiàn)階段在船舶設(shè)計建造中應(yīng)用主要依賴于網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)庫，通過網(wǎng)絡(luò)的連接和數(shù)據(jù)庫的資料對比，使各類專家對產(chǎn)品模型進(jìn)行統(tǒng)一的設(shè)計、分析，確定船舶的設(shè)計可靠性和相應(yīng)的制造性能，各類專家可以利用網(wǎng)絡(luò)將不同的意見反饋匯總并利用數(shù)據(jù)庫進(jìn)行相關(guān)分析，從而修改產(chǎn)品模型數(shù)據(jù)，實時上傳產(chǎn)品模型使不同的使用者能夠同時在新修改的模型上進(jìn)行相關(guān)操作，直至完成所有相關(guān)任務(wù)。這種方法不僅有利于提升整體工作效率、減少設(shè)計時間，而且由于充分考慮了船舶在設(shè)計、建造、使用等整個生命周期各階段可能出現(xiàn)的各種問題，從而進(jìn)一步提升了船舶設(shè)計質(zhì)量。同樣，在船舶建造階段，并行工程的方法也能提升船舶建造效率，改善船舶建造質(zhì)量。

4.2船體結(jié)構(gòu)骨架檢驗

在船體結(jié)構(gòu)骨架檢驗過程中，檢驗人員需要仔細(xì)對照施工圖，確保設(shè)計方案的落實情況，完全根據(jù)設(shè)計圖紙進(jìn)行放樣。該階段的檢驗任務(wù)主要是對船舶船體結(jié)構(gòu)骨架的各銜接部分尺寸進(jìn)行檢測，包括結(jié)構(gòu)骨架形式、鋼板拼接形式等，確保其符合設(shè)計要求。在對船底板尺寸檢測過程中，要確保實際拼接情況以及接縫焊接質(zhì)量符合要求，保證船體結(jié)構(gòu)的整體性。船體結(jié)構(gòu)骨架對整個船舶船體建造質(zhì)量有重要影響，因此必須確保檢查數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，真實反映船體各部分尺寸的拼接情況，使其能夠滿足實際使用需求。

4.3分道作業(yè)的支撐技術(shù)

船舶要實施分道建造還需要船廠在實施建造前，對原生產(chǎn)模式下的生產(chǎn)線進(jìn)行調(diào)整，形成適應(yīng)分道建造的新生產(chǎn)線，同時還需要轉(zhuǎn)變管理思路，形成與之相應(yīng)的管理制度。此外，由于涉及到不同專業(yè)之間的交叉施工，因此需要各專業(yè)之間加強協(xié)作，減少施工過程中的摩擦，增加施工效率，同時有利于分道作業(yè)的完成。完成前述準(zhǔn)備后，船舶需按照成組技術(shù)以及相似性原理，對中間產(chǎn)品進(jìn)行分類、確定工藝流程，以保證生產(chǎn)的并行進(jìn)程和均衡性。因此，分道建造技術(shù)除了需要相應(yīng)的軟件外，還需要生產(chǎn)等方面的硬件和與之相適應(yīng)的生產(chǎn)技術(shù)的支撐。分道作業(yè)主要包含如下技術(shù)：

（1）合理的分段劃分

船體分段劃分的合理性是否能順利實施船體分道建造的關(guān)鍵技術(shù)也是基本要求之一。分段劃分是在船體生產(chǎn)設(shè)計過程中完成的，它不僅需要考慮分道建造的原則與分段劃分的相似性，同時還需要考慮船廠生產(chǎn)設(shè)施、生產(chǎn)能力等實際情況，最終形成科學(xué)、合理并能夠符合船廠實際生產(chǎn)情況的分段。

（2）推行船體精度控制技術(shù)

基于船體建造標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合精度計算、管理方式和建造工藝等方面因素，分析船體建造過程的尺寸精度以確定生產(chǎn)補償量和控制精度，使現(xiàn)場生產(chǎn)的修正量最小化，提升現(xiàn)場工作質(zhì)量和工作效率。

4.4對斷梁進(jìn)行優(yōu)化處理

在整個船體的建造中，對于斷梁問題的優(yōu)化處理也是不容小覷的。如何有效、安全的對斷梁問題進(jìn)行一個優(yōu)化，是急需我們解決的問題。我們的操作步驟是，對斷梁進(jìn)行一個合理的定位分析，然后將其分段處理，在斷梁的每個作用部位點行進(jìn)焊接處理。是實際的工作生產(chǎn)中，我們要避免出現(xiàn)拆東墻補西墻的情況，要避免出現(xiàn)截斷新梁去補舊梁的情況，這樣對整體工作量的減少也是具有一定的幫助意義。我們可以引進(jìn)新的理論線結(jié)構(gòu)，這個結(jié)構(gòu)的優(yōu)點是，既可以保證梁的整體結(jié)構(gòu)在強度上的剛硬也可以保證對梁的結(jié)構(gòu)不會造成任何的影響變換，這樣也可以打消客戶對于截斷新梁去補救舊梁的擔(dān)憂。

結(jié)語：相較于傳統(tǒng)的故障獨立計算方法，故障并行計算方法在診斷電力設(shè)備故障信號時計算量要更小，計算時長要更大，計算結(jié)果的準(zhǔn)確性要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于故障獨立計算方法。目前，分道建造技術(shù)在我國的應(yīng)用已經(jīng)日趨成熟，但是并行工程的實施依然受到很多因素制約，仍有很大提升空間，需進(jìn)一步研究與實踐。并行工程與分道建造技術(shù)合理的組合與使用，是現(xiàn)代造船模式發(fā)展的需要。它將使我國的造船工業(yè)得到進(jìn)一步發(fā)展，并向著世界造船強國的目標(biāo)邁進(jìn)。

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