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1.2 船舶裝備的設計原則

船舶裝備設計是指其總體設計,是任何一型(艘)船舶研制的基礎和技術依據。它也是一型(艘)船舶裝備從最初的概念設想,通過將先進的理念、理論、方法、技術及預先研究成果與有關知識綜合集成優化,設計出符合用戶需求、反映當代科學技術水平的新型船舶的創新過程。設計準則則是船舶總體設計中應遵循、貫徹的具有指導性、法規性及一定強制性的設計規則或綱領。船舶總體設計一般應遵循以下原則。

(1)更新設計理念 設計理念即設計思想,它是船舶研究設計者對船舶這種客觀事物的研究設計在意識中所構成的思路體系和方法,也可以說是總體設計的“靈魂”,在船舶設計中具有舉足輕重的作用和極其重要的指導意義。而創新則是船舶總體設計理念、理論和方法不斷發展的不竭動力。在船舶總體設計中,研究設計者要不斷感悟、勇于總體設計理念創新,站在國家海洋戰略發展和用戶需求的角度,將總體設計理念創新轉化為謀劃研究設計新型船舶的正確思路、方法和手段,通過以適應變革、集成優化、隱身引領等為主要內涵的設計理念創新,設計出滿足用戶需求、技術先進的新型船舶裝備。

(2)體現“大總體”概念 現代船舶的總體設計概念隨著科技的進步在不斷地更新,已呈現出嶄新的內涵。傳統的船舶總體設計概念通常是指船舶的總體布置、性能、結構等的研究設計及其管理工作(有人稱其為“小總體”設計概念)。現代的船舶總體設計概念則是對船舶及其構成系統/分系統、設備、功能部件進行優化配置的綜合集成設計的過程,也可以說是“小總體”總體設計概念與船舶工程技術及工程管理技術的系統綜合(有人稱其為“大總體”設計概念)。可見,“大總體”設計概念反映了船舶系統工程的完整技術范疇和全壽期管理形態,其實質是船舶總體綜合優化設計理論及工程控制和評估方法的綜合集成。因此,在船舶總體設計及研制中,要貫徹以“大總體”和全壽期設計為主要內涵的總體設計新概念,既追求先進性,又注重綜合優化及保障性(含維修)設計,將其列為船舶總體設計的主要原則。

(3)滿足用戶需求——需求牽引 船舶研究設計者要認識到:設計船舶的任務是用戶給予的,設計的船舶是給用戶使用的,設計的船舶質量高低是由用戶評價的。因此,在船舶設計中,要樹立“用戶至上”的總體設計理念,以設計的新船舶達到既具有先進性,又“頂用、耐用、實用”為目標,以用戶滿意為衡準,設計出滿足用戶需求的新船舶“最佳方案”。這就是說,應以用戶需求牽引總體設計,并以總體設計牽引新研船舶的配套材料、設備、系統的研究、應用與發展。滿足船舶用戶需求,以用戶需求為牽引是船舶總體設計的主要原則,也是船舶研究設計者必須履行的使命和應盡的職責。

(4)遵守技術法規 在船舶設計中,要增強“守規矩”觀念,認真貫徹執行國家制定的相關技術政策(如軍民融合,提高標準化、通用化水平,講求經濟性等),遵守、實施船舶裝備方面的國際、國內相應部門頒發的各相關公約、規范和規則[如鋼質海船入級與建造規范,艦船船體規范,國際海事組織(IMO)頒布的防污、減排、低碳標準、公約等]。同時,由于科技不斷進步,新技術不斷被應用,船舶用戶不斷提出新需求,在新研船舶設計中,也不能“機械地遵守”規范,對規范尚未涉及的某些新技術應用的要求,經科學論證、研究試驗,確定相關要求后可“突破”規范的某些條款,也可對現行規范進行“剪裁”,形成設計指導性文件,以追求最好的設計,滿足新研船舶的研制要求,待經研制、實用的實踐表明剪裁或修改條款或設計指導性文件是科學合理的后,再按程序修訂相應規范的有關條款,使之更適應科技發展。

(5)精選配套材料與設備 船舶配套材料與設備及系統是船舶裝備研制與發展的最基礎的因素,也是在現代設計條件下,保證船舶裝備獲得各項預定使用性能(對軍船為戰術技術性能)、安全可靠最關鍵的因素之一。因此,船舶研究設計者要熟悉各種配套材料和設備及系統的基本功能、特性、工藝性、先進性、經濟性及相應的新產品、新技術,并根據要求,精心選擇配套材料、設備、系統。在選擇配套材料、設備中,應注重提高被選配套材料、設備的自主化(自主創新產品)率、本土化(國產化)率以及環保化、信息化、可靠化、融合化(軍民融合化)、低價化水平。

(6)處理好先進性與現實性(創新性與繼承性)的關系 實現一型新研船舶具備技術先進性是設計者追求的目標之一。為實現這一目標,在船舶設計中,必須采用新理論、新技術、新材料、新工藝、新設備,但應根據國情、技術基礎合理選用,使之具有現實性。不論是民船還是軍船,在論證、確定性能指標時,既要先進、高指標,又要實事求是,定得合理,通過努力“跳一跳”能“摘到”。也就是說,船舶設計者要處理好先進性與現實性(創新性與繼承性)的關系,使所設計的船舶既體現出先進性的“新”,又體現出現實性的“度”,以力求規避技術風險。

(7)貫徹軍民融合 軍船和民船及其配套設備(含船用配套材料),雖然要求不同,但技術上本質是相通的,可互相借鑒、融合使用。至今,不論是國外還是國內,有的技術和配套設備軍船比民船先進,有的則民船比軍船先進,且民用的價格低。鑒此,歐美等國家和地區在艦船及其配套裝備研發中始終貫徹“軍民相互借鑒,融合應用”的策略。在我國,船舶行業先后經歷了“以軍為主”“以軍帶民”“以民養軍”“寓軍于民”等階段,黨的十八大以來,黨中央和習近平總書記作出了“軍民融合深度發展”的重要決策部署。軍民融合深度發展,已成為時代潮流和國家戰略。因此,在船舶裝備總體設計及研制中,必須認真貫徹軍民融合深度發展的戰略要求,找準軍民融合的切入點,促進民船的先進技術和配套設備在軍船領域的轉化與應用,民船也借鑒軍船的先進技術與配套設備,實現軍工與民用資源的互動共享,以提升我國船舶裝備的自主創新能力。這是船舶裝備的一項重要設計原則。

(8)注意驗證減少風險 在新研船舶的總體設計中,要注重被應用的重大關鍵技術(或重大的高新技術)、新型重要配套設備(含船體新型材料應用、新型結構形式、大潛深技術、隱身技術、新型動力裝置等)的試驗研究與演示驗證,包括總體設計結果的仿真計算和驗證、評估,同時慎析技術成熟度,由此充分釋放技術風險,達到消除新研船舶研制風險的目的。

(9)增強質量與品牌意識 作為一名船舶研究設計者,要體會“一筆千金”和“質量不好,等于自殺”的深刻內涵。在新研船舶設計中,要樹立質量意識和品牌意識,用現代質量觀,把握住設計各環節的質量,努力使自己設計的船舶每一艘、每一型、每一代都呈現“新面孔”,具有一流的質量,成為“名牌”設計,為新研船舶成為“精品”奠定技術基礎。同時,要認識設計質量與進度的辯證關系,建立“進度服從質量”,“以質量促進度,由進度看質量”的觀念,處理好設計質量與進度的關系。

(10)提高可承受性 可承受性是以經濟性為主線,將船舶裝備的各項技術性能(對軍船為戰術技術性能)的使用(含軍船的作戰)效果貫穿、交融在一起,用效費比來予以度量船舶裝備的重要特征參數。對于經濟性,要考慮船舶從概念研究設計開始到退役處理為止的全壽期的全部費用。經濟性好一直是以往船舶設計的重要原則之一,冷戰結束后,這一設計原則的重要性更趨突顯,以經濟性為主線的可承受性已成為決定船舶設計方案能否被采納——能否被用戶“承受”的重要前提,成為未來新研船舶裝備的重要特征。鑒此,應將可承受性列為船舶裝備總體設計的重要原則,并在設計中予以貫徹實施。

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