一种集中区域管路系统协同设计排序方法
阅读说明：本技术 一种集中区域管路系统协同设计排序方法 (Collaborative design ordering method for centralized area pipeline system ) 是由 卢永进 韩海荣 林锐 龚伟 陈治国 于 2021-06-22 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种集中区域管路系统协同设计排序方法,包括如下步骤：对于集中区域管路系统,明确管路系统范围,获取管路系统数量；逐一清理每个管路系统的设备、管材和阀件组成；运用专家打分法确定权重,计算管路系统中每一型设备的技术成熟度值、管材和阀件的技术成熟度值、工艺要求的技术成熟度值；逐一计算管路系统的技术成熟度值,根据计算获得的各管路系统技术成熟度值的大小,对所有管路系统排序。本发明的有益效果为：本发明通过提供管路系统设备、管材和阀件的技术成熟度值计算方法,进而计算出管路系统的技术成熟度值,并对集中区域所有管路系统按成熟度值排序,从而对管路系统协同设计提供技术指导,提高了设计效率,同时避免了经验排序方法的失真,客观公正,安全可靠。(The invention discloses a collaborative design ordering method for a centralized area pipeline system, which comprises the following steps: for a centralized area pipeline system, determining the range of the pipeline system and acquiring the number of the pipeline systems; equipment, pipes and valves of each pipeline system are cleaned one by one; determining the weight by using an expert scoring method, and calculating the technical maturity value of each type of equipment in the pipeline system, the technical maturity values of pipes and valves and the technical maturity value of process requirements; and calculating the technical maturity values of the pipeline systems one by one, and sequencing all the pipeline systems according to the calculated technical maturity values of the pipeline systems. The invention has the beneficial effects that: the invention provides the technical maturity value calculation method of the pipeline system equipment, the pipe and the valve, further calculates the technical maturity value of the pipeline system, and sorts all pipeline systems in a concentrated area according to the maturity values, thereby providing technical guidance for the collaborative design of the pipeline system, improving the design efficiency, avoiding the distortion of the empirical sorting method, and being objective, fair, safe and reliable.)
技术领域
本发明属于船舶管路系统协同设计
技术领域
，具体涉及一种集中区域管路系统协同设计排序方法。背景技术
作为船舶的重要组成部分，船舶管路系统是量大面广的“血管”类系统。在机舱或某封闭区域的管路系统协同设计过程中，需掌握系统及主要设备技术状态，按系统技术成熟度进行设计排序，依次开展管路系统设计。
设计排序是管路系统协同设计中极其重要也是较为复杂的工作之一，其实质是为管路设计安排合适的时间和空间位置，使协同设计能有计划和有秩序的开展。排序问题的约束条件很复杂，在协同设计排序中受研制单位、设备技术状态、总体布置等诸多因素影响。目前，大多型号产品的管路系统排序通常由经验丰富的设计人员独立完成，以便安排具体设计任务。由于受脑力数据处理能力限制，主观意识强烈，凭经验排序的结果通常不理想。随着船舶大型化、复杂化发展，都对协同设计提出了更高的要求，因此建立规范有效的排序方法替代经验排序成为发展趋势。
由于管路设计量大面广，同时，受技术状态不确定的影响修改频繁。为便于对集中区域管路系统更好地开展协同设计，有必要梳理设备、管材和阀件等系统组成的技术状态，采用合适的计算方法，基于同一规则进行各管路系统技术状态评估，从而对各管路系统进行设计排序，以指导设计人员开展协同研制，从而提高管路设计效率。
发明内容
本发明的目的在于，针对现有技术的不足，提供一种集中区域管路系统协同设计排序方法。
本发明采用的技术方案为：一种集中区域管路系统协同设计排序方法，包括如下步骤：
步骤一、对于集中区域管路系统，明确管路系统范围，获取管路系统数量；
步骤二、逐一清理每个管路系统的设备、管材和阀件组成；
步骤三，运用专家打分法确定权重，计算管路系统中每一型设备的技术成熟度值；
步骤四、计算管路系统中管材和阀件的技术成熟度值；
步骤五、计算管路系统工艺要求的技术成熟度值；
步骤六、逐一计算各管路系统的技术成熟度值；
步骤七、根据计算获得的各管路系统技术成熟度值的大小，对所有管路系统排序。
按上述方案，在步骤四中，设备成熟度值Me计算公式为：
Me＝C1M1+C2M2+C3M3+C4M4 (1)，
上式中，M1、M2、M3和M4依次为反映设备研制单位状态、外形尺寸、接口属性和布置要求确定性的指标，C1、C2、C3、C4依次为M1、M2、M3和M4这四个指标所占权重值，四个权重值之和为1；C1、C2、C3、C4的取值区间分别依次为[0.25，0.45]、[0.1，0.3]、[0.05，0.25]、[0.2，0.4]。
按上述方案，M1的取值为研制单位数量的倒数，M2、M3和M4按其技术状态划分“高、较高、中等、较低、低”五个等级，对应取值区间分别为[1，0.8)、[0.8，0.6)、[0.6，0.4)、[0.4，0.2)、[0.2，0)。
按上述方案，采用专家打分法对C1、C2、C3、C4进行取值，具体方法为：多名技术专家分别对设备成熟度计算公式权重打分，打分时确保四个权重值之和为1，打分后按平均值确定权重值。
按上述方案，在步骤四中，管材和附件的技术成熟度值按供货单位数量的倒数来计算。
按上述方案，在步骤五中，工艺要求成熟度按技术状态明确程度，分为“高、较高、中等、较低、低”五个等级，对应取值区间分别为[1，0.8)、[0.8，0.6)、[0.6，0.4)、[0.4，0.2)、[0.2，0)。
按上述方案，在步骤六中，管路系统成熟度值Ms的计算公式如下：
上式中，m表示系统中不同设备数量，n表示系统中阀件数量；Mp表示管材技术成熟度值；Mv表示不同阀件技术成熟度值；Mt分别表示管路系统工艺要求技术成熟度值。
本发明的有益效果为：
1、本发明通过提供管路系统设备、管材和阀件的技术成熟度值计算方法，进而计算出管路系统的技术成熟度值，并对集中区域所有管路系统按成熟度值排序，从而对管路系统协同设计提供技术指导，有效提高了设计效率，同时避免了经验排序方法的失真，客观公正，安全可靠。
2、本发明引入系统设备、管材、阀件、工艺要求和管路系统成熟度计算方法，并明确相应取值要求和范围，形成了详细且规范化的设计排序流程；本发明操作性强，能有效避免人为因素的影响，以指导设计人员开展协同研制，可提高协同设计的工作效率和质量。
附图说明
图1为本发明一个具体实施例的流程示意图。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步地描述。
实施例
某船舶机舱布置有主机、减速齿轮箱、日用燃油泵、滑油泵、消防泵、风机等机械设备，通过各种管材连接组成了主机进排气、主机日用燃油、主机滑油、减速齿轮箱滑油、海水冷却、燃油和滑油输送与补给等系统，属于典型集中区域管路系统。如图1所示的一种集中区域管路系统协同设计排序方法，该方法包括如下步骤：
步骤一、对于集中区域管路系统，明确管路系统范围，获取管路系统数量n，收集并整理系统相关技术资料，包括管路系统组成设备、管材和阀件等。管路系统数量n按船舶管路系统分类进行计算，本实施例中，管路系统数量为15，具体见表1所示。
表1船舶机舱管路系统
序号
系统名称
1
燃油舱清洗管路系统
2
滑油注入、输送管路系统
3
减速齿轮箱滑油海水管路系统
4
主机日用燃油管路系统
5
燃油注入、输送管路系统
6
主机滑油管路系统
7
主机进气系统
8
减速齿轮箱滑油管路系统
9
主机排气系统
10
燃油舱蒸汽加热管路系统
11
主机滑油海水冷却管路系统
12
压缩空气管路系统
13
滑油舱蒸汽加热管路系统
14
水灭火系统管路系统
15
机舱通风管路系统
步骤二、逐一清理每个管路系统的设备、管材和阀件组成。对于新研复杂阀件或阀组按设备处理。
步骤三、按照设备成熟度计算公式，计算管路系统中每一型设备的技术成熟度值。设备成熟度值Me为：
Me＝C1M1+C2M2+C3M3+C4M4 (1)，
上式中，M1、M2、M3和M4依次为反映设备研制单位状态、外形尺寸、接口属性和布置要求确定性的指标，M1的取值为研制单位数量的倒数，M2、M3和M4按其技术状态划分“高、较高、中等、较低、低”五个等级，对应取值区间分别为[1，0.8)、[0.8，0.6)、[0.6，0.4)、[0.4，0.2)、[0.2，0)；M2、M3和M4取值根据外单位提供设备资料的明确程度进行取值，更具体地，根据专家打分法取值。C1、C2、C3、C4依次为M1、M2、M3和M4这四个指标所占权重，C1、C2、C3、C4的取值区间分别依次为[0.25，0.45]、[0.1，0.3]、[0.05，0.25]、[0.2，0.4]。采用专家打分法对C1、C2、C3、C4进行取值，具体方法为：从协同项目组中选择多名业务能力强且经验丰富的技术人员成立技术专家组，技术专家结合技术资料，对设备成熟度计算公式权重分别打分取值，按平均值确定权重值，并确保四个权重值之和为1。本实施例中，各权重系数取值如表2所示。
表2各权重系数的取值
序号
C<sub>1</sub>
C<sub>2</sub>
C<sub>3</sub>
C<sub>4</sub>
1
0.36
0.15
0.16
0.33
2
0.29
0.2
0.14
0.37
3
0.28
0.22
0.15
0.35
4
0.31
0.19
0.45
0.35
平均值
0.36
0.15
0.16
0.33
本实施例以减速齿轮箱滑油系统为例，整个滑油系统由减速齿轮箱、电动滑油泵、滑油滤器、滑油冷却器、温控阀等组件组成，首先计算减速齿轮箱的技术成熟度。作为新研设备，设备单位唯一，M1取值为1；对减速齿轮箱的技术状态掌握较为详细，外形尺寸的M2成熟度高，取值为0.85；但接口属性受布置位置船体结构影响，尚未完全确定，取值为0.5；M3成熟度较高，取值为0.72；由于主机与轴系相连，布置位置确定时间较早，M4成熟度高。通过公式(1)计算得到主机的成熟度Me为0.81。同理，电动滑油泵的成熟度Me为0.553；同理，滑油滤器的成熟度Me为0.5，滑油冷却器的成熟度Me为0.42，温控阀的成熟度Me为0.5。
步骤四、按照相应规则计算管路系统中管材和阀件的技术成熟度值。管材和附件的技术成熟度值按供货单位数量的倒数来计算。本实施例中，整个滑油系统的管材采用022Cr19Ni10，三家竞优供货，技术成熟度值为0.333；而两型止回阀、截止止回阀均为三家竞优供货，技术成熟度值为0.333。
步骤五、根据工艺要求明确程度计算管路系统工艺要求的技术成熟度值。工艺要求成熟度按技术状态明确程度，分为“高、较高、中等、较低、低”等五个等级，对应取值区间分别为[1，0.8)、[0.8，0.6)、[0.6，0.4)、[0.4，0.2)、[0.2，0)；更具体地，根据专家打分法具体取值。本实施例中，由于滑油管路系统工艺要求明确，技术成熟度按中等偏高计，取值0.65。
步骤六、结合管路系统成熟度计算公式，逐一计算管路系统的技术成熟度值Ms，直至完成全部计算。管路系统成熟度Ms计算公式如下：
其中，m表示系统中不同设备数量，n表示系统中阀件数量；Mp表示管材技术成熟度值；Mv表示不同阀件技术成熟度值；Mt分别表示管路系统工艺要求技术成熟度值。
本实施例中，根据公式(2)可计算出滑油系统管路的成熟度为：
(0.81×0.553×0.5×0.42×0.5×0.333×0.333×0.333×0.65)1/9＝0.470。
本实施例的计算结果如表3所示。
步骤七，按技术成熟度值对所有管路系统排序：结合各个管路系统的技术成熟度值，根据数值大小确定各个管路系统的技术成熟度排序。本实施例中，具体排序如表3所示。
表3管路系统排序表
序号
系统名称
系统成熟度值
设计排序
1
燃油舱清洗管路系统
0.408
14
2
滑油注入、输送管路系统
0.441
8
3
减速齿轮箱滑油海水管路系统
0.470
4
4
主机日用燃油管路系统
0.429
10
5
燃油注入、输送管路系统
0.453
6
6
主机滑油管路系统
0.449
7
7
主机进气系统
0.495
3
8
减速齿轮箱滑油管路系统
0.41
13
9
主机排气系统
0.537
2
10
燃油舱蒸汽加热管路系统
0.417
11
11
主机滑油海水冷却管路系统
0.436
9
12
压缩空气管路系统
0.405
15
13
滑油舱蒸汽加热管路系统
0.415
12
14
水灭火系统管路系统
0.467
5
15
机舱通风管路系统
0.555
1
最后应说明的是，以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，但是凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。