江南造船（集團）有限責任公司總工程師 胡可一

我是“文革”結束后恢復高考的第二屆大學生。1978年10月，我考入上海交通大學船舶工程系；1982年7月大學畢業(yè)后，我被分配至當時的江南造船廠工作。在船廠工作36年，我見證了祖國的改革開放和船舶工業(yè)的快速發(fā)展。

令人難忘的手工設繪、計算的年代

1982年8月，我分配到江南造船后到船體車間放樣樓實習，在這半年的實習過程中，不僅深深體驗了勞動的艱辛，也對船體線型光順、外板展開和曲面構件布置等的技能得以了解和掌握。

1983年3月，我被抽調(diào)到了設計研究所的各個專業(yè)設計室，從此開始了船舶設計生涯。那個年代的圖紙設繪完全靠手工，用細繩固定在0號圖板上的直尺、形狀各異的曲線板、樣條和壓鐵、三棱比例尺以及粗粗細細的鴨嘴筆是圖紙設繪的主要工具；計算的主要工具是計算器和算盤，一套德國產(chǎn)的ROTRING品牌的墨水筆和寫字板簡直是奢侈品。船舶制圖曾經(jīng)是我在大學里學得最好的一門專業(yè)課，再加上我在工業(yè)設計方面有一定的基礎、對船舶的濃厚興趣、較強的空間想象力和細節(jié)觀察能力，這些優(yōu)勢漸漸地在日后的設計工作中顯現(xiàn)出來了。在我的記憶中， 手工制圖那個時代一直是最令人難忘的。

首先是圖紙的韻味是現(xiàn)在計算機輔助設計（CAD）出的圖紙所不具備的。常言道：“圖紙是工程師的語言”“圖若其人”。每位技術人員所設繪的圖紙均有不同的風格。其次是那個時代三級校審的嚴謹程度，校對審核是非常關鍵的一個環(huán)節(jié)，擔任校對審核的都是經(jīng)驗豐富的技術人員。正是他們的嚴格把關保證了圖紙質(zhì)量。手工制圖并非總是低效，當時我和年輕同事們在“計件承包制”激勵下，就創(chuàng)造了“多人串聯(lián)制圖法”和“作圖法計算重量重心”等，對繪圖方法和程序進行了優(yōu)化，把上層建筑結構分段的繪制效率提高了5倍。盡管當時船舶設繪、計算基本上靠手工，沒有現(xiàn)在CAD系統(tǒng)所具有的拓撲關系和干涉檢查，但老一輩設計工藝人員在圖紙質(zhì)量、建造工藝、嚴謹?shù)墓ぷ髯黠L和技術功底方面給我們年輕一代技術人員留下了深刻的印象。

HP9845臺式機

設計人員自己可編程的平臺

20世紀80 年代初，船廠配置計算機為國產(chǎn)的TQ-16型中型計算機，全部依靠專業(yè)人員指令操作，而且計算機的可靠性很差。總體性能計算通常由設計人員將數(shù)據(jù)填入規(guī)定的表格后再由計算機專業(yè)人員用穿紙帶的方式錄入數(shù)據(jù)。由于輸入的型值數(shù)據(jù)無法用圖形來檢驗，再加上設計人員很難檢驗紙帶上的錄入數(shù)據(jù)，因此常常出現(xiàn)輸入數(shù)據(jù)的差錯導致計算結果出現(xiàn)偏差。當時設計人員非常渴望能夠配置可以自己編程并有圖形顯示的計算機。

HP9845臺式機

1983年，船廠的一位工程師從丹麥留學歸來并帶回了一套總體計算和結構計算軟件，為此船廠特意購置了一臺HP9845臺式計算機和與之配套的打印機和彩色繪圖機，以運行此套軟件。該機使用簡單易學、功能強大的擴展型BASIC語言并有直觀的菜單和圖形顯示，因此很受設計人員的青睞，曾一度出現(xiàn)“上機兩班倒”的現(xiàn)象。當時我利用這個程序完成了供應船首制船的裝載手冊編制工作，并在第二艘船的裝載手冊編制過程中通過自己編程對程序進行改進，使計算效率提高了6倍。船廠的技術人員在這臺計算機上還開發(fā)了許多總體性能、結構計算乃至管理軟件，確確實實成為技術人員自己可編程的平臺。

隨著計算機應用逐步地開展和應用骨干人員的成長，船廠先后在中型機和PC機平臺上開發(fā)出了一批各專業(yè)的應用軟件。這一批軟件都是利用當時計算機初步的圖形交互技術、數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)共享技術開發(fā)，或移植后加以擴充完善而成的。這些軟件經(jīng)過較長時間的使用和維護，都具有較高的可靠性和較強的適用性。

CASIS 工程

自主開發(fā) CAD/CAM 的先導

中國船舶工業(yè)總公司組織了計算機輔助船舶設計集成系統(tǒng)（CASIS）工程的開發(fā)。CASIS-Ⅰ期工程所取得的最有實用價值的成果是基于PC平臺的管系放樣PCPS系統(tǒng)，它的應用使管系放樣計算機化。

80年代末，中船總又組織進行目標為船機電一體化的CASIS-Ⅱ期工程的開發(fā)，引進了當時較為先進的圖形工作站和基礎CAD系統(tǒng)平臺。現(xiàn)在回想起來，由于當時參與開發(fā)的骨干是船舶設計專業(yè)人員，因此，在系統(tǒng)設計的理念上還是相當貼近船舶設計實際的。經(jīng)過多年的努力，該系統(tǒng)在1994年通過了評審，初步完成了CASIS-Ⅱ期工程預定目標。但由于采用高級語言編制的接口程序運行效率較低，CASIS-Ⅱ期工程僅有部分成果在實船設計中得到應用，并未形成真正實用的設計集成系統(tǒng)。但不可否認，CASIS工程的實施開創(chuàng)了自主開發(fā)船舶設計 CAD/CAM 的先河。在幾乎在同期，中船總下屬的六一一所也在 Apollo 工作站上開發(fā)了DFS二維CAD系統(tǒng)，艙室設計人員以此系統(tǒng)為平臺開發(fā)了艙室布置系統(tǒng)，在一些船廠設計建造船舶的艙室設計方面得到了廣泛地應用。由于當時參與系統(tǒng)設計的人里有經(jīng)驗豐富的設計人員，艙室設計系統(tǒng)的開發(fā)設計理念即便到現(xiàn)在還是有不少可圈可點之處的。

Tribon

船舶設計手段進入了一個新時代

1995年，船廠從KCS公司引進了KCS船舶設計軟件和20套MARS物資管理軟件，并于當年派遣了技術人員前往瑞典馬爾默的KCS公司總部參加應用性培訓。以這些培訓人員為核心，船廠首先進行擴展性培訓并在散貨船的部分分段進行試驗性應用，同時進行大量的配合船廠造船設備設施、工藝習慣接口的二次開發(fā)以及一些對 Tribon 系統(tǒng)的功能性補充程序，這些二次開發(fā)工作為Tribon系統(tǒng)的全面應用打下了堅實的基礎。盡管KCS軟件在某些功能的實現(xiàn)上還有一些不盡人意之處，但在船舶設計的歷史上是具有里程碑式意義的。

1999 年，船廠在1236TEU無艙口蓋集裝箱船進行了全船性的三維建模。通過在1236TEU無艙口蓋集裝箱船上全面試用，船廠更加堅定了全面推進Tribon軟件的應用的信心和決心，經(jīng)過后續(xù)幾年的努力，船廠在設計過程中的三維建模范圍從船體結構、管系逐步擴展到現(xiàn)在的設備、電纜和鋼制舾裝件，并于2004年在16500立方米液化氣船基本設計階段實現(xiàn)了三維建模。這是對傳統(tǒng)的船舶設計流程的革命性創(chuàng)新。

2004年，江南造船在16500立方米液化氣船基本設計階段實現(xiàn)三維建模

2008年，江南造船搬遷到長興島后，船廠設計的船舶不僅實現(xiàn)了全船三維建模，而且在設計深度上也大大加深，完全可滿足現(xiàn)代造船模式區(qū)域化、總裝化和精度造船的出圖要求。297000噸VLCC是采用全船三維建模、按照現(xiàn)代造船模式出圖的典型例子。Tribon 軟件成為江南長興島新廠船舶設計的中堅力量。

CAE/CFD 軟件

船舶設計人員“如虎添翼”

90年代末期，船廠從美國的MSC公司引進了Nastran有限元分析軟件并從瑞典的 Flowtech公司引進了計算機輔助流體計算軟件（Shipflow CFD）以及軸系對中軟件，這些軟件的引進使江南造船的計算分析能力大大加強。設計人員不僅將Nastran有限元分析軟件應用于船舶結構設計，而且將其應用于建造過程中的總段吊裝分析、船體下水時的受力分析等； 同時應用CFD分析軟件進行船體線型設計和優(yōu)化，提高了船模試驗的成功率，節(jié)約了試驗費用。

應用CFD分析進行船體線型設計和優(yōu)化

此外，船廠還為總體設計人員配置了 NAPA 總體性能計算軟件。這個軟件是開發(fā)、設計人員在前期的方案設計優(yōu)化和完工時總體完工文件計算的得力助手，大大提高了工作效率。

CATIA 3DEXP

船舶設計手段再次騰飛

隨著復雜船舶的承接，設計、建造和管理效率提升的迫切性，船廠原有的Tribon軟件無法滿足現(xiàn)代化造船模式對三維電子模型的需求。

2015年，江南造船引進了法國達索公司的CATIA 3DEXP軟件。經(jīng)過3年努力，江南造船不僅將CATIA 3DEXP軟件應用到了船舶研發(fā)設計，而且還拓展應用建造流程模擬、建造工法、內(nèi)裝體驗式設計等。

從上述我的親身經(jīng)歷不僅可以看出船舶設計手段的變遷和發(fā)展，同時這些船舶設計手段的變遷和發(fā)展也見證了中國船舶工業(yè)的發(fā)展歷程。確實，改革開放40多年來，特別是近20年，中國船舶工業(yè)得到了飛速發(fā)展，已經(jīng)躋身國際造船業(yè)的第一方陣。在這飛速發(fā)展的歷程中，雖然造船能力設施的建設對船舶工業(yè)發(fā)展起到了強烈的助推作用，但設計手段的改善特別是計算機技術的應用也是非常重要的一個方面。