摘要：随着船舶行业的发展，船舶建造技术已经愈发成熟，其中船舶的管路布置又是船舶生产过程中一个非常重要的环节，同时也是一种要求严格的技术工艺，管路的布置情况关系到船舶的建造速度及其建造质量。因此文章重点就船舶管路布局优化方法及应用展开分析。
关键词：船舶；管路；布局；方法；应用
船舶管路在船舶的运行实践中发挥着重要的作用，比如船舶运行需要水、油、气等资源，如果管路出现了问题，这些资源的输送会产生迟滞或中断，这将影响船舶的运行安全。在实践中发现，不合理的船舶管路布局会造成船舶空间资源的浪费，也会加大船舶管路的故障发生率，而且在故障发生的时候，管路检修的效率和质量也会严重下降，所以从船舶的整体运行状态考虑，管路布局的优化是必须重视的问题，因此讨论管路布局的优化方法以及具体的应用现实意义显著。
一、船舶管路布置的作用
船舶管路能否正常工作关系到整个船舶系统运行的安全性，而船舶管路布置也就成了整个船舶建造过程中一个非常重要的环节。船舶管路由大量的管道组成，分散布置在整个船舶系统的动力装置及附属设备中，科学合理的对管路进行布置，可以有目的对船舶管路系统进行预制及安装工作，有利于人力资源的优化配置，在缩短船舶建造周期的同时，提高船舶建造的效率。同时，船舶管路的布置还可以有效的将管道系统与船上其他系统更高效地结合起来，使船舶更好的发挥自身性能。
二、船舶管路布置要点
船舶的管路布置应当符合一定的规范标准，检查系统原理图，优化施工环节，尽量使管路布局合理。在施工安装时，管道的安装质量受管道布置顺序的影响，布置管道的顺序由大管道到小管道，如果有特殊管道，则优先考虑特殊管道布置。一般采用分段式布局，并对部分管路预先进行组合。船舶管路布置时应该使船舶中的管路设计科学合理。对于一般管路，布置要点如下：（1）当船舶在复杂环境中航行时，例如船体倾斜、温度变化时能够保证管路系统正常工作。（2）对于像粪便污水一类的管路，通常要与管排分开布置，并且应特别注意该类管子的倾斜斜度。（3）上层建筑房间内管路一般禁止设计成可拆接头，以使管路系统具有良好的密封性，防止因管路泄漏而发生安全事故，并且布置的管路应尽可能减少气泡产生。（4）在布置可燃气体探测管路时，为了保证船舶航行的安全，严禁压载舱内的可燃气体超标。该管路采用左舷集中布置，这种布置方式，除了使船舶整体美观外，还具有节约焊材，减少焊接工作的优点，而且能够减轻船舶重量，降低人工费用。（5）在船舶易腐蚀区域布置管路过程中，应注意对管路进行特涂。例如：甲板区，该区域长期经受海水侵蚀、日晒风吹，极易腐蚀；因管路之间间距较小导致不易进行涂装，应对甲板区管路的连接法兰进行相应调整。对于特殊管路，布置要点有：（1）油管布置时应与电气设备及配电板保持一定的距离，避免在锅炉、烟道和排气管的上方进行布置。（2）除了要求管路所使用的材料具备防火外，必须在管路布置过程中考虑不安全因素，具有防火措施。（3）注意将废气管与客舱保持一定的距离。（4）风管布置时必须认真了解船体结构。布置过程中应科学合理的选择风管开口位置及风筒，并掌握对风量进行合理分配原则。另外，考虑到船舶系统散热，对于风管无论是送风还是抽风管路一般都在船舶设备上方安装；在布置过程中，在不改变船体结构前提下，要对船舶有限空间进行充分利用。在进行管路布置时，还应保证管路系统能够方便管理及操作，例如仪表和阀门的布置位置，各种管路之间的间距等。
除以上所述外，管路在进行布置时还要考虑经济性和美观，因此在进行布置时应注意：遵循由下而上，由纵到横的布置原则；在管路系统中有大通径管路时应优先布置；在同时有大、中、小三种不同管径时的管路中，布置时分别对应的是下层、中层、上层。
完成管路布置后，需要进一步检查在进行管路布置的过程中所使用图纸的正确性，其中包括船体结构图、设备布置图、管路系统图等。认真检查设备进出口位置，防止其与船体结构、管路等碰撞。检查是否在布置过程中有遗漏的地方，避免因返工而影响建造工期。
三、管路布局的具体优化方法
从目前的具体分析来看，在船舶的管路布局优化工作中，有两种方法有突出的应用价值，以下是对两种方法的具体分析。
（一）结构分析法
所谓的结构分析法：具体指的是将现有船舶的整体结构进行数字建模，并利用数字建模方法将船舶的管路系统进行立体化的展示。基于数字模型可以对船舶管路的结构进行分析，具体分析内容如下：①对管路系统的整体结构进行分析，比如管路系统的结构框架，系统结构和船舶其他结构的接触等。通过分析可以了解到船舶管路系统的整体结构是否存在缺陷。②对管路系统的内部结构进行分析，比如各管路之间的距离、管路的接触性等。通过内部结构的分析可以对管路系统做进一步的评价。③对管路系统的具体管路做针对性的分析，比如管路的尺寸大小、布局空间等。通过这些内容的分析，管路是否存在缺陷会一目了然。就管路的具体布局优化来看，主要是为了实现管路的科学布局，而基于结构分析的结果可以执行具体的优化措施，这样，管路的优化目标可以实现。
（二）实践检验法
所谓的实践检验法：具体指的是利用实验仿真的方法对管路的具体运行状态进行检测。一般来讲，管路设计有科学的标准，其布局等会有明确的要求。对船舶的管路系统进行仿真实验分析，这样可以确定管路在实践中的具体运行状态，比如水、气、油的具体输送时间、输送状态等，通过实验仿真可以得到准确的数据。基于实验数据对比设计数据，可以确定二者之间的差异，如果差异在允许的范围内，说明管路合理，如果差异在允许范围外，说明管路的布局存在问题。基于具体的结果分析研究管路可能存在的问题，并就布局做调整和优化，这样，管路的布局优化目标得以实现。
四、船舶管路布局优化方法应用分析
以下以结构分析法为例进行船舶管路布局优化，某船舶生产厂生产的船舶在管路布局方面一直被同行诟病，所以该厂决定利用结构分析法对管路的布局进行优化。为了达到管路布局的优化目的，该生产企业实施的如下的工作：①积极的利用网络信息平台收集船舶生产方面的资料，并对其他生产企业生产的船舶结构进行了研究，深入彻底的了解了其他企业在船舶管路方面的布局。②对本企业船舶管路结构进行了数字模型建立。在数字模型建立的过程中，对其他企业生产的船舶管路系统也进行了建模。③基于数字建模分析了管路结构的基本特点，然后在对比的基础上研究了自身企业管路布局的缺陷。④基于数字模型对管路进行了优化和调整，使其满足了具体的要求。总的来讲，结构分析法在船舶的管路布局优化中具有投入少、效果好的优势，不过此种方法的专业性要求比较高。
总之，为了保证船舶整体性能，必须做好每一个环节。在管路系统布置过程中，从船舶整体重量、管路的空间位置等方面入手，充分发挥技术工艺。同时结合实际，选取适宜的布局优化方法，促使船舶管路布局的更加美观、经济、实用，同时全面提升船舶管路布局质量，以确保船舶航行的安全性。
参考文献：
[1]万隆君,涂婉丽,徐轶群,郭涛.基于VR技术的船舶管路装配虚拟仿真系统设计[J].中国造船,2017,58(01):186-192.
[2]董宗然,林焰.基于协同进化和并行计算的船舶管路布置方法[J].大连理工大学学报,2016,56(04):367-374.
[3]王运龙,王晨,韩洋,林焰.船舶管路智能布局优化设计[J].上海交通大学学报,2015,49(04):513-518.
[4]范小宁,林焰,纪卓尚.基于自适应退火遗传算法的船舶管路布局优化方法[J].大连理工大学学报,2007(02):215-221.
[5]范小宁,林焰,纪卓尚.船舶管路三维布局优化的变长度编码遗传算法[J].中国造船,2007(01):82-90.