船舶設計階段提高鋼材利用率的方法探討

吉玉龍

摘 要：近幾年，船舶的設計和船舶的制造工藝得到了較大的改革，在船舶制造期間，依靠現代化技術和先進的電腦軟件，可以輕易的完成各種船舶模型的拆解工作，更為直觀的查找出目前的船舶設計中存在的問題和可以改進的地方，從而有效的提高鋼材原料的利用效率并節省鋼材原料的使用。本文將針對如何在船舶設計階段提高鋼材利用率的方法進行初步的探討。

關鍵詞：船舶設計；利用率；鋼材

中圖分類號：U668 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）03-0079-01

鋼材原料在船舶制造的過程中，所占的比重是最大的，如果能在船舶制造的過程中提高鋼材原料的利用效率并節省鋼材原料的使用，就可以為船廠節省大量的成本。而這一問題也是大部分船廠一直想要攻克的難題，經過多年的研究經驗積累，已經為未來船廠在船舶制造的過程中如何提高鋼材的率用率打下了良好的基礎。

1 影響船舶制造過程中鋼材利用率的主要因素

1.1 船舶型號及其噸位對于鋼材利用率的影響

由于船型的不同將會對造船過程中鋼材的利用率產生重大的影響，在目前的主流船型中，因為船體結構和線型的因素影響，油輪對于鋼材原料的利用率最高，而集裝箱船對于鋼材原料的利用率最低；此外船舶的載貨量也會影響鋼材原料的利用率，按照現有的船舶型號對比，噸位越高的船舶其鋼材的利用率也越高。

1.2 產品生產批次和型號對鋼材利用率的影響

在工作中發現，同型號同批次的鋼材在加工過程中更容易搭配和拼接，并減少鋼材原料的浪費。因此如能在材料采購時將同型號同批次的鋼材一次性采購充足，也可以提高鋼材的利用率。

1.3 鋼材利用率與鋼板規格型號的平衡

在工作中發現，采購的鋼材型號種類越多，在船舶制造過程中鋼材的利用率就會越高。在造船的過程中，經常會出現采購的板材不適用的情況，通常的處理辦法是對現有的板材進行加工處理，然而這樣的做法就加大鋼材的損耗。

1.4 造船周期太短造船鋼材不必要的浪費

國內大部分的船廠，在造船的過程中受到合同工期的限制，造船實際可用時間非常緊張，因此往往會將船舶制造圖紙和鋼材的切割同時進行，但是如果出現圖紙審查未通過的情況，就浪費一部分已加工完成的鋼材原料。因此，如果能將造船的周期延長，為造船的各個階段提供充足的時間，就可以避免這一情況的發生。

2 如何在設計過程中提高鋼材的利用率

2.1 現代化信息技術在船舶制造的合理應用

利用現代化的信息技術，可以將船舶的模型輸入到電腦之中，并由電腦對船舶的規格、尺寸等數據進行分析，并提供出造船中所需的各種材料規格型號及其數量。此外，利用電腦制造的船舶模型，可以清楚的看到船舶的各個剖面，有助于查找出現有設計中存在的問題，進而完善造船工藝[1]。

2.2 改變現有的造船工藝

在目前的船舶制造過程中，是將船舶劃分為若干個分段，并逐一分段加工制造，待所有部分都完成后，再進行拼接組對，這樣的造船工藝對于鋼材原料的損耗是巨大的。經實踐證明，可以在造船的過程中，待完成船舶分段后，如可以將所有的分段同時進行加工制造，可以有效的提升鋼材的利用率。

2.3 總結工作經驗為新人提供工作依據

目前從事船舶設計的都是剛剛走出校門的大學畢業生，極其缺乏船舶設計經驗，對于船舶套料缺乏直觀的認識和相關的經驗，經常導致零件排列不合理，板縫排列錯誤的情況，造船了船舶制造過程中不必要的鋼材損耗[2]。因此，各船廠應總結多年的造船經驗，形成一套造船的標準化設計依據，對于船舶設計可以提高指導下的意見，新進員工可以參照它來避免未來工作中出現不必要的錯誤。

2.4 借鑒首制船的經驗為后續船的制造做好鋪墊

總結首制船制造過程中出現的所有問題，將可以避免的問題在制造后續船時，全部完成整改工作。尤其是在鋼材原料的使用方面，可以從鋼材的采購、加工和后期使用幾個方面入手，從而大大減低原料的損耗，進而實現鋼材原料的率用率[3]。

3 提高余料的管理水平

在制造船舶的工程中，采購的鋼材原料經過加工之后會變成形狀不一的余料，但是這些余料不是廢料，經過合理的加工之后，也可以應用于后期的船舶制造之中。具體的操作方法如下：首先，利用率較高的余料形狀為矩形、直角三角形和直角梯形等，在鋼材原料加工完成后，可以將余料按照具體情況加工成上述的形狀，并按形狀歸類儲存。其次，按照最新的分類方法，將余料進行編號、整理、分類登記，每一個余料都有其唯一的編號，在輸入電腦之后，可以通過輸入編號即可查找到編號對應的余料的型號、規格等其他信息。而對于那些已經不再具有使用價值的余料，應盡快將其清除出場，為船舶制造提供出更多的可利用空間，同時也可以避免將這些廢料和有利用價值的余料混在一起，難以區分。

4 結語

設計人員在設計船舶的過程中，應盡量多的采用新材料和新技術，以提升材料的利用率，而船廠也要加大對造船新工藝研究經費的投入，為設計研發人員創造出更多的便利條件，待新的更為節省材料的造船工藝研發成功后，可以為船廠節省大量的造船成本，進而實現利潤創收。

參考文獻

[1]曾麗佳，李云艷.在船體生產設計中如何節約鋼材的方法研究[J].科技風，2014，05：205.

[2]何麗華.降低鋼材消耗，提高鋼材利用率的措施[J].珠江水運，2015，16：56-57.

[3]朱書峰，楊康，等.淺談船體詳細設計對船舶建造的影響[J].中國水運（下半月），2015，11：6-7+10.