船舶前期开发设计理念

船舶前期开发设计理念

杨海燕

南通航运职业技术学院船舶与海洋工程系 ，江苏南通 226010

摘 要 本文系统的阐述了船舶前期开发和设计理念 ，包括技术要领和理论依据等 ，并详细分析了前期设计中每

个环节之间的联系 ，以达到最合理的设计。

关 键 词 前期设计 ；生产设计 ；合同设计 ；详细设计

船舶是一种庞大而复杂的水上工程建筑物 ，具有类型多、

环境条件特殊、技术含量高、投资较大、使用周期长等特点。

因此 ，设计船舶是一门综合性的科学技术 ，必须持认真慎重的

态度。

当前 ，对于船舶设计阶段的划分说法不一。按照近几年最

为流行的分法可分为合同设计、详细设计、生产设计。为了简

单起见 ，本文把船舶的设计阶段分为前期设计和生产设计 ，即

把生产设计前所有的设计统称为前期设计。作为生产设计的前

提和依据 ，前期设计应涵盖船舶的全部技术性研究和经济性考

虑。所以 ，船舶前期开发设计理念应该是技术性和经济性的统

一。

船舶是一个商品 ，商品有它的质量 ，质量的合格与否需要

有法定的检验标准和检验机构来衡量。根据船舶以后的运营航

线和船籍 ，它要满足的相关规则规范不尽相同 ，但是大同小异。

拿跑国际航线的船舶为例 ，它需要满足船籍国、相关港口和当

局政府的技术规定要求 ，需要满足国际船级社（IACS）以及所

入级的船级社（Classification Society）的规范要求 ，同时

还要满足国际海事组织 (IMO) 的相关条款规定。这就是船舶前

期设计最基本的技术要求和理论依据 ，这些都是纯技术性的法

定要求 ，船舶必须满足。另外 ，船东根据自己以往的经验和船

舶以后的运营特点往往会提出一些额外的技术要求。而这些技

术要求往往夹带着很多的经济因素。例如 ，某些船东为了加快

装卸货的速度而要求舱口尺寸增大、吊机数量或起重吨位增加

等等。这些要求 ，我们在前期设计中都要充分考虑 ，提前分析 ，

任何一项都有可能影响到后面的设计。其实 ，船舶的前期设计

很大程度上是围绕一个经济目标而进行的设计。合同设计阶段

的关键技术文件——全船技术规格书 ，就包含了很多与经济因

素有关的规定 ，例如航速规定 ，主机功率规定 ，载重吨规定等。

经济性好的船舶产品才能吸引大量的船东来购买 ，这正是船舶

前期设计的目标和追求。所以 ，技术性分析和经济性考虑在船

舶前期设计中是分不开的。

为了让大家能够进一步的理解前期设计这一理念 ，下面就

简单介绍一下前期设计的技术要领和理论依据。我们来揭开这

一道神秘的面纱 ，让大家了解一下一艘船是怎么从无到有开发

出来的 ，让大家对船舶的前期设计有一个大致的认识 ，也可以

帮助生产设计人员扩大知识面 ，培养处理问题的高瞻性、预见

性、准确性和快速性。

一个最典型的例子。一个船东有了造船意向之后 ，就会找

相关的设计公司（部门）咨询相关技术问题和社会行情。其中

最关键的就是准备造什么类型的船 ，多大的船（主尺度），什

么配置的船（一些主要设备怎么配置），跑什么航线（影响到

船舶的设计和营运），航速多少 ，市场造价大概多少。造价是

船东最关心的 ，但是这不是凭空就可以估出来的 ，这就需要设

计公司做一个初步的设计和报价工作 ，即合同设计。这一设计

阶段突出体现了“以市场为导向”的理念 ，把承接船舶订单作

为这一阶段设计工作的主要目标 ，将重点放在解决船东提出的

关键技术 ( 包括航速、载重量等 ) 问题上 ，并将完成建造合同

所需的总布置图、全船技术规格书、中横剖面图、主要设备清

单及厂商表、型线图、机舱布置图等技术文件。一般来讲 ，这

一设计阶段首先需要做的工作是把船的主尺度定下来 ，航速确

定下来 ，计划入级的船级社及船级符号确定下来。然后找相关

母型船得到一些总体方面的数据（母型改造设计方法 ，就是设

计时首先选择一艘与设计船技术性能相近的优秀实船作为母型

船 ，新船的各项要素都是在母型船的基础上加以改造和创新

而得到的），如装载手册中的最大许用弯矩和剪力、总布置图、

机舱布置图、主要设备参数、舾装数等。有了这些母型船的数

据资料 ，我们就可以在此基础上根据船东的要求和相应船级社

的规范做相应的计算和修改 ，从而设计出舯横剖面图和总布置

图。参考母型船的数据资料 ，我们才有把握控制所设计船的稳

性、空船重量、舱容、航速等 ，如果没有母型船那就要冒风险 ，

走很多弯路 ，应充分应用好计算机辅助设计技术 ，发挥团队合

作精神。设计好了舯横剖面图和总布置图之后 ，就进入到最重

要一个环节 ，编写技术规格书（俗称技术协议）。这个技术规

格书的内容包括各专业的设计和建造技术条款 ，是对本船的一

个概括的描述和规定 ，也对一些关键的设备和布置做了要求 ，

相当于对本船以后的设计和建造定下了限制条件。一般会把这

一阶段的舯横剖面图和总布置图写进技术规格书中作为技术依

据。有了这个技术规格书 ，就可以找船厂报价签定船舶设计和

建造合同。一旦合同生效，一艘新船的设计即将开始。可以说，

合同设计是以技术规格书为经济为中心而展开的技术设计。这

一阶段的方案设计应权衡各因素 ，充分考虑船舶的建造成本和

使用价值 ，从经济角度去指导我们的技术设计思路。

合同设计结束后 ，接下来就要进行详细设计。该阶段的主

要目的是完成合同约定的技术文件送审和最终确定船舶的全部

技术性能 ，为开展生产设计提供依据。详细设计是在初步设计

的基础之上 ，对各个局部的技术问题进一步的深化。可以说 ，

详细设计合理则生产设计顺利 ，从而建造成本降低 ，经济效益

好。合同生效的同时 ，船模实验会依次进行 ，最终型线尽快确

定。有了最终型线之后 ，我们就可以进行总体性能的设计、计

算和结构设计、计算 ，最终设计出满足船级社送审要求的图纸。

由于船舶设计是分专业、分部门协调完成的 ，其他轮机、电

气、舾装专业相继展开各自的设计工作直至详细设计图纸全部

结束。由于详细设计是生产设计前的准备 ，直接服务于生产设

计 ，所以详细设计应充分考虑后面生产设计的方便性、优越性、

经济性。例如 ，在结构设计的时候应充分考虑到分段划分的合

理性和装配的方便性 ，艏、艉狭窄区域船体结构应充分考虑到

施工的方便性和焊接的可行性 ；在布置舱室的时候应充分考虑

各专业的空间可协调性 ；设计本专业图纸的时候应充分考虑到

其他专业的方便行、合理性。一个好的详细设计应该是各专业

协调一致 ，能给生产设计阶段留下很大的可协调空间 ，而不会

在生产设计阶段出现大量的问题和专业间的冲突。这样就需要

详细设计人员有丰富的生产设计经验。

详细设计除了要考虑生产设计之外 ，同时也要充分考虑合

同设计并受其制约。前面提到过 ，前期设计要仔细考虑船东的

要求、船级社的相关规范要求、IMO 的相关规则规定和挂旗国

的相关条款。这一些技术要求我们应该在合同设计阶段就充分

考虑 ，它会在详细设计阶段完全体现出来。一些关键技术参数

要由一个非常有经验的人员来敲定 ，一般由总工程师来完成这

一工作。合同设计的好与坏 ，考虑问题的全面与否直接关系到

后面详细设计的合理性、流畅性。所以 ，合同设计的质量对详

细设计致关重要 ，因此对船舶的经济性影响也非常之大。一个

好的设计应该是考虑全面的设计 ，权衡了各因素的最佳设计 ，

不应该盲目追求某一方面的优点而带来很多的负面影响。例如，

我们不能一味的追求艏部甲板的系泊布置面积而忽略型线过于

外飘导致的冲击载荷和波浪载荷问题 ；我们不能一味的追求船

舶的航速而把水下部分型线做的过于狭窄 ，这样的话会给舱室

的布置、结构的设计、建造工艺等带来很多意想不到的困难。

同样 ，我们不能一味的答应船东的各种要求 ，应充分考虑各种

因素的厉害关系 ，考虑到问题的主次关系 ，考虑到问题的合理

性、适用性。不能只要可以做的就答应 ，要权衡各因素后把最

合理的设计告诉船东说服船东 ，这是做设计的原则也是对船东

的负责。另外 ，在合同设计阶段我们要善于发现一些不合理因

素并对可能出现的隐患预先考虑。还有一点特别值得大家注意，

那就是在做设计的时候能按常规设计就按常规设计 ，没有绝对

的把握千万不要搞创新。因为在某个方面做了优化创新 ，往往

会在另外很多方面出现很多意想不到的问题 ，如果处理不当 ，

会给设计带来很多的烦恼。由此可见 ，合同设计与详细设计也

需要紧密配合才能设计出最经济实用的船型 ，因为这两个设计

阶段同为船舶前期设计 ，都是生产设计的前提和依据。

综上所述 ，船舶前期设计的理念就在于对各方面因素进行

综合考虑以达到最合理的设计。而这些因素包括了法定的规则

规范要求、船东的技术要求、生产设计的合理性要求等 ，体现

了技术性和经济性的统一。

参考文献

[1]蔡厚平.船舶设计基础.哈尔滨工程大学出版社，2012.

[2]杨海燕.船舶设计负荷分析与预测.科协论坛，2012.