摘 要：对于船体结构设计而言，三维设计是重要方向。从专业角度讲，船体结构设计与船舶安全息息相关，是关键性环节，在质量方面要求较高。在船舶制造领域，在船体结构设计方法的应用下，船舶制造质量显著增强，生产效率得以提高，对整个船舶制造行业的发展意义深远。在此基础上，本文介绍了生产导向设计的概念，并分析和探讨了船体结构的设计，提出了相关的优化措施。
关键词：生产导向；船体；设计
通过合理地组合并连接各种构件，船体达成了力的有效传递目的。所以，船体结构本身的强度是其结构设计的基础，而成本和现场施工的安全性等都很重要。因为为了在国际市场上取得成功，具有竞争力，船厂企业必须缩短建造周期并降低成本。因此，应基于生产导向，对节约型设计进行大力推广，引入先进的造船技术，提高施工效率，降低施工成本。针对以上现象，下文进行了有关论述。
一、介绍生产导向设计的概念
生产导向设计的主旨为在节约的前提下，通过提高生产效率，以实现生产成本的降低。
二、优化船体结构设计的措施
1.采用先进的模块化建造模式
随着信息技术的飞速发展，船舶行业通过数字化造船技术的运用，与此同时，船舶设计、建造、管理的数字化水平也成为造船业提高自身核心竞争力的关键因素。数字模块化造船技术能够进一步降低生产成本，同时在很大程度上提高生产效率，从而加快了造船业的发展，模块化造船技术在未来将具有更加广阔的应用范围。
通过部件和组件的特定结合产生模块，船舶模块化的含义为，按分段或者片体分解船舶为很多个独立的建造单元，同时将这些分解的独立模块进行系统的建造并和其它的单元一起组成一个整体的系统过程的技术。通过模块化设计，可以在很大程度上缩短设计周期，节约船舶建造费用。船舶模块化设计的具体过程，与搭积木来的过程很相似，它需要结合不同的需要和要求，来完成裝配组合。目前，主要有以下几种模块化造船模式：
（1）结构模块化的造船模式：在船舶设计中，融合各类自成体系，同时又能进行相互衔接的模式，基于先期测试和组装，是船壳结构集成化，从而能缩短制造时间和并减少费用开支。比如，这种模式在“海狼”号潜艇及“弗吉尼亚”级潜艇中，就得到了很好的应用，在他们成型之前，就使结构模块化得以导入了；
（2）功能模块化的造船模式：进行设计前，按舰艇的不同功能，对他们进行分类划分，形成具有各种功能的模块，进行同一部位的建造过程中，应结合各种需要，来建造具有各种功能、尺度相同的各类的模块，比如服役后舰船需要具有能进行特种、混合作战的要求，结合各种任务要求，应在设计前，就装备各类相对应的模块模式，以便使一舰多能的要求得以确保。在这种标准建造模式的基础上，进行船舶的批量化生产，将变得具有可行性，比如典型的MEKO船舶生产技术，就实现了该目标；
（3）任务模块化的造船模式：基于船舶设计，并对各种任务，采用相关配置，具体体现为，在建造不同模块的后期，实施填充或事后的模块改进，比如典型的Stanflex造船技术；
（4）技术模块化的造船模式：将子系统在适合开放结构的部件中，进行合理的配置，从而有利于新技术的开发及后期的维护开展。
在进行船舶的实际建造过程中，常常不会仅仅只选择一种模块化造船模式，通常都会结合几种模块化造船模式，该种方法在造船行业和使用人员中，已经得到了广泛的认可。
2.采用AVEVA MARINE 12.1 设计软件
通过现代化的模块化造船模式，船厂得到总布置图和初步的结构图纸，按照船厂的建造能力和标准划分分段布置图，同时设计公司拿到船厂提供的图纸后，可结合初步的结构图纸，进行详细设计，从而实现生产成本的降低。船舶设计阶段的划分与生产设计的衔接把生产设计纳入船舶设计工作范围，并认为生产设计是船舶设计的扩展或其中的一个阶段。在这种认识下，船舶设计始于船舶总体功能和系统设计，最终是按区域/阶段/类型完成的生产设计。
在AM系统中每个专业领域都能使用本专业专用的应用程序来最高效地完成建模工作，通过模型的建立发现设计图纸中隐藏的局部存在干涉的问题，通过船体、舾装（管系&设备&电气）等相关专业的协调解决图纸中隐藏的问题，船舶结构设计人员通过模型的建立发现最优的解决方案进行结构的局部优化，从而提高生产效率，避免后期建造过程中的补救措施。
采用AM软件对图形的开发，主要是进行输出施工图、制作图及安装图的二次开发，保证输出的所有图纸均能满足船舶详设、施工图纸方面的要求。已经开发的自动标注图形的功能，能节省设计人员的出图时间，以便他们有时间进行相关的设计检查，从而促进设计质量的提高。已经开发的零件图纸表，使图像的信息内容更加全面，从而方便了施工的进行，从而提高施工效率。通过装配、焊接模块的使用，使装配的相关内容得以方便的进行，同时减少焊接的工作量，从而提高生产效率，使造船的船体结构更加精益化。
三、寻找最优的船體结构设计
目前，船厂对造船质量提出了越来越高的要求，旧的的方法已无法满足现在的质量要求，所以应优化原标准节点的设计。通过数字化的造船理念完善船舶模型的建造，通过软件导出船舶建造过程中的施工图纸来替代靠老旧的出图方式无缝过渡到详细设计，能1：1的还原船舶建造的所需的材料和空间问题，使船舶性能计算和结构计算能更贴近建造船舶性能的要求。
四、 结语
总之，应不断地学习先进的造船技术，优化船体结构设计，同时通过生产导向思想的引入，改变了船体设计人员的设计理念，他们会更加积极主动地去探究船体结构节点优化措施，很大程度上调动了其主观能动性，从而能设计出具有最优结构的船舶。与此同时，在进行现场施工中，如果遇到问题，相关人员会主动进行实验，从而找到相应的解决方法，极大地提高了现场施工的质量及效率。因此，生产导向的船体结构设计值得推广应用。
参考文献：
[1]胡杰.基于模块化设计的舰船结构模块划分方法及仿真研究[D].江苏科技大学，2010.
[2]容术昌，朱成平.船体结构节点优化设计[J].广船科技，2012（2）：4-9.
[3]方舟，戴锦阳，贺振洋.Solid works应用于船体生产设计的可行性研究[J].科技创新导报，2014（19）：83-84.
[4]伍蓉晖.CATIA软件在大型耙吸式挖泥船船体结构设计中应用[D].上海交通大学，2008.
[5]曾晓光.非线性载荷作用下船体结构强度虚拟测试技术研究[D].哈尔滨工程大学，2012.
[6]张瀚哲.基于CAA的船体生产设计数据开发利用技术分析与应用[D].哈尔滨工程大学，2015.
