《造船生产设计讲义》
第一章：绪论
1 什么是造船生产设计？
定义： 造船生产设计是承接详细设计（或初步设计）与现场施工建造之间的关键环节，它不是对详细设计的简单重复或深化，而是一个以“船体建造”和“舾装”为中心，以“区域”为单元，以“壳、舾、涂”一体化为原则，以“数据”为驱动的，为生产现场提供最优施工方案和完整生产信息（图纸、表册、物料清单等）的设计过程。
核心思想：
（图片来源网络，侵删）
- 从“设计”到“制造”的桥梁： 将设计部门的“设计语言”转化为生产部门的“制造语言”。
- 面向制造的设计： 在设计阶段就充分考虑生产工艺、资源、成本和周期，确保设计成果是可高效、高质量、低成本建造的。
- 数据驱动： 生产设计产生的是一套完整的、结构化的数据集，用于指导后续的切割、加工、装配、焊接、涂装、安装、调试等一系列生产活动。
2 生产设计与详细设计的区别与联系
| 特征 | 详细设计 | 生产设计 |
|---|---|---|
| 目的 | 满足船级社、船东、法规要求，确定船舶总体性能和基本结构。 | 满足现场施工要求，提供具体的建造方案、工艺信息和物料数据。 |
| 对象 | 整船系统、设备、结构。 | 施工区域、分段、总段、托盘。 |
| 成果 | 计算书、说明书、总布置图、系统原理图、基本结构图等。 | 分段图、安装图、托盘管理表、开孔图、支撑图、焊接工艺图等。 |
| 核心 | “是什么” (What is it?) - 描述船舶的功能和形态。 | “怎么做” (How to build it?) - 指导船舶的建造过程。 |
| 阶段 | 在生产设计之前。 | 在详细设计之后，施工建造之前。 |
联系： 生产设计必须以详细设计图纸和技术文件为依据，不能违背设计原则，生产设计在深化过程中，若发现详细设计存在不便施工或可以优化的地方，会提出反馈，促使设计不断完善。
3 生产设计在现代化造船中的地位与作用
在现代化造船模式（如“壳、舾、涂一体化”造船）中，生产设计处于“龙头”和“核心”地位。
- 龙头作用： 生产设计的计划和出图节奏，直接决定了后续所有生产活动的进度，是整个造船计划的源头。
- 核心作用：
- 实现一体化： 通过区域划分，将船体、舾装、涂装三大作业在设计和计划层面融为一体，避免相互干扰和返工。
- 提高效率： 提供最优的施工顺序和工艺，最大限度地减少高空作业、仰焊、交叉作业，提高工效。
- 控制成本： 精确的物料管理和工程量统计，能有效控制材料消耗和人工成本。
- 保障质量： 标准化、模块化的设计成果，便于质量控制，减少建造过程中的错误。
- 支撑数字化： 生产设计产生的数据是数字化造船（如三维建模、BIM、数字孪生）的基础，是实现智能制造的前提。
第二章：生产设计的基本原则与流程
1 基本原则
-
区域造船原则：
- 将全船划分为若干个相对独立的施工区域（如：机舱、货舱、艏尖舱、艉尖舱、上层建筑等）。
- 以区域为单位,组织“壳、舾、涂”作业的同步、并行、交叉进行。
- 优点： 减少船台/船坞的占用时间，提高场地利用率，缩短建造周期。
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壳舾涂一体化原则：
（图片来源网络，侵删）- 在同一个区域内,统筹考虑船体结构建造、舾装件安装和涂装作业的顺序和逻辑关系。
- 核心逻辑： 船体结构建造 -> 频繁/早期涂装 -> 舾装件安装 -> 最终涂装。
- 优点： 避免涂装被二次破坏，减少返工，保证涂装质量。
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托盘管理原则：
- “托盘”是生产设计的核心管理单元，是一个集成了图纸、物料、工艺信息的施工包。
- 按照施工区域、阶段和类型，将所需的舾装件、材料、设备等集成为一个托盘。
- 优点： 实现物料准时化供应，减少现场堆放，提高物流效率，便于成本核算。
-
标准化与模块化原则：
- 标准化： 对结构、管路、电缆、支架等的连接形式、尺寸、材料等进行统一，减少种类，提高通用性。
- 模块化： 将功能相关的设备、管路、电气、仪表等在地面预先组装成一个大型模块，整体吊装上船。
- 优点： 提高预舾装率，改善作业环境，缩短船坞/船台周期。
2 生产设计的一般流程
这是一个典型的迭代和协同流程：
- 接收输入： 接收详细设计图纸（总布置、结构、系统原理等）、技术规格书、设备资料等。
- 模型建立/深化：
- 在三维设计软件（如AVEVA Marine, Tribon, CADMATIC）中，建立或深化船体、舾装、涂装的三维模型。
- 核心工作： 在船体模型上开孔、布置管路、电缆、支架、设备等。
- 生产出图：
- 船体： 生成零件图、套料图、分段图、安装图。
- 舾装： 生成管路图、支架图、设备安装图、电缆敷设图等。
- 涂装： 生成区域涂装图、开孔封堵图等。
- 编制表册：
- 托盘管理表： 核心文件，列出托盘内所有物料的名称、规格、数量、图纸号、到货状态等。
- 材料清单： 统计钢材、管材、电缆等材料的规格和数量。
- 焊接工艺清单、密性试验清单等。
- 审查与发放： 设计内部审查，与生产、采购、质量等部门协调，确认无误后，将图纸和表册发放到生产一线。
- 现场反馈与设计变更： 收集现场施工反馈，处理设计问题，进行必要的修改和优化，形成闭环管理。
第三章：生产设计的主要内容
1 船体生产设计
- 任务： 将详细设计的结构图纸转化为可供车间切割、加工、装配、焊接的生产数据。
- 主要工作：
- 零件分离： 在三维模型上提取船体零件的几何形状、尺寸、坡口信息。
- 套料： 将多个零件在钢板上进行优化排版，以最大限度地提高钢板利用率。
- 生成数控切割文件： 根据套料结果，生成NC切割机床可直接识别的指令文件。
- 分段划分： 根据船厂起重能力、场地条件，确定分段的划分方案。
- 绘制分段图： 表达分段的组成、零件信息、焊接要求、吊装信息等。
- 绘制安装图： 表达在分段阶段需要安装的舾装件、临时支撑等。
2 舾装生产设计
舾装是生产设计最复杂、工作量最大的部分，通常分为铁舾、管舾、电舾、居装等。
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铁舾装生产设计：
- 船体结构上的各种基座、箱柜、扶梯、栏杆、管子支架、电缆托架等。
- 工作： 在船体模型上确定安装位置，设计支架结构，绘制支架图和安装图。
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管舾装生产设计：
- 全船的管路系统（压载水、燃油、滑油、冷却水、消防等）。
- 工作：
