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[设计理论] 【Orisun设计室】合格设计师需要具备什么样的专业能力——兼谈中西方船舶设计专业...

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发表于 2016-8-30 15:38 | 显示全部楼层 |阅读模式
这都至少七八年了吧,我还是第一次在网上公开谈论这个问题,不过呢,在设计圈子里面大家都很清楚,我就这个问题抨击过的人绝对不是一二个了,当时还没白皮公开放言说国内无帆船设计师,所以也不值得我冒泡出来接设计了。

那么,什么样的设计者可以叫做设计师呢?这篇帖子不是在设计圈里面的专业技术讨论,而是要给客户、准客户以及有志于成为设计师的爱好者们看的,他们基本上都是行外人士,所关心的无非就是自己的生命、金钱以及体验,除此之外都不重要,因此,这篇帖子就从这三个方面来谈谈一个合格的设计师应该具备的专业素养究竟是些什么样的内容,而这三个方面也就把设计人员区分开成了三个水平层次。这下面讲的基本都是船舶专业本科的内容,其实做个合格的设计师用好用足本科的知识也已经足够了。

首先从安全方面来说,船检机构是安全性的终极评价者,没有船检机构颁发的适航证书,船舶产权登不了记,保险公司不能给船舶进行保险,船东的利益就无法得到保证,所以这是个基础,而一个设计者,无论他是大专生,或者是博士,达不到这个基础标准的都不能叫做一个合格的设计者。

一个合格的设计者,在这类关系到安全性的基础内容方面,他的专业素养可以从以下二个方面来进行考察:

  • 船舶专业本科二年级的的专业基础课程“船舶静力学”内容,能够熟练地掌握静水力学计算,静稳性及动稳性的基础计算及应用,头脑里面随时能反应得出来动稳性曲线的概念和表达方式,这才能叫做入门。
  • 从本科二年级开始直到四年级的专业基础课和专业课:理论力学、材料力学、结构力学以及弹性力学基础这几门课,培养的是一个设计者独立的结构设计能力,具体到安全性方面,从整船的结构设计计算、舵轴强度设计,以及风帆部份的桅杆强度、吊索及帆索受力和对应的绞盘受力,乃至桅索拉板上的螺栓强度,现代帆船外压载龙骨的连接螺栓强度。这才算是满足了最基本的设计能力。

举例说明:
比如最近有设计圈同仁电话咨询我的问题:他计算出来的复原力矩曲线上RMmax=60°,RM100~140°<=0,RM180°>0。作为设计圈的行内人士,同仁第一时间头脑里面反应出来的就是这个曲线不对,所以我们在电话里面交流的内容都在后二项内容上,而对于另外的人来说,他在第一时间里面所反应出来的问题却是第一项内容。且不论这个最大复原力矩横倾角度是否很平常的问题,仅仅就是不同纬度国家的船检机构根据自身海域海况定义的这个角度都不同,高纬度国家的船检机构就有必须达到这个60°的规定,我国的规定也是这个角度需大于55°;这个反应都足以说明这另外一个评价者的专业素养还没有达到大二程度入门的水平了。

另外一个例子是一个包括了华人及白皮在内的小组做的北海机动工作艇设计,失稳角AVS=30°,在当时我的评价就是这个设计不及格。在我几年前的微博上就说了,AVS<140°,我自己都不好意思自称是个帆船设计师了。

再有一个例子就是众多网上免费的设计参数计算,以及某个设计者免费提供的比如动稳性计算表格等等,我只能说这些都是业余级别的计算,和送审要求完全就是二回事,船检部门也不会承认非认可专业软件计算出来的计算结果,否则现在的点云扫描现有船体的型值数据就完全是白费功夫。因为这些业余级别的计算表格,采用的都仅仅是参数法的计算方法,远远达不到专业设计的要求。举个自己做过的例子拿来作为对照,读研时给中远集团做的船队规划,参数法基于现有船舶的各项主要性能参数,用于在规划级别这个程度上选择什么样的参数可以让设计出来的船舶营运得更经济,然后再根据这个参数来设计具体的船体型线方案,从这个角度上来说,真正的船型方案设计阶段还没开始呢。另外就是,基于现有船型参数法选取的设计参数,不可避免地带有现存的船型的影响,因此对于从无到有的新船型开发来说,这就根本没达到新船型开发的设计目的。至于为啥会有这种情况,后面的中西方教育方式比较中再来具体阐述。

接下来从金钱方面来说明,专业设计师应该具备什么样的设计能力。在这点上,除了所有的力学课程之外,另外需要的就是比如同样是本科二年级的专业基础课“船舶阻力”的内容了,至于另外一门本科三年级的专业课“船舶推进”,主要是用于设计螺旋桨的,按说“船机桨”三位一体构成了一个系统,也是不可或缺的部份,不过在规范中,这部分已经划到轮机专业里面去了,这里就不说了。

首先我们谈谈阻力对设计的影响,那就直接牵涉到了设计要求航速下需要的动力,无论这个动力是发动机或者是风帆。用一个例子来说明,差不多排水量情况下,设计航速下有的人设计的主机功率需要360KW,而专业设计的船型,要求的主机功率只有270KW,且不论主机功率大小的耗油量这类问题,仅仅从采购费用的角度来说,孰优孰劣都是一目了然的,更不要说专业设计上一条15m的帆船主机功率仅仅需要40KW就能跑到12kn的设计航速了。同样的,风帆驱动下为了达到设计航速,有的设计者的一根桅杆费用就超百万,而另外的不超过40万。这里说明了二个问题,第一是设计者的船型设计能力,第二就是设计者是否站在了船东的角度上来考虑问题。因此才会把我最佩服的一个设计师的原文摘抄在了设计广告贴上,那也是我们作为一个专业设计室的宗旨。

其次,设计者是否具有独立的结构和强度设计能力,是判断合格设计师的标准一个重要因素。单从船体结构上来讲,因为在每一段船体的不同深度上,船体承受的压力都不一样,甚至仅仅是规范法,在具体的计算方法上,每一处船底升高带来的压力都是变化的,所以需要在设计船型的方案基础上仔细地量取,这样下来每段结构和外板的厚度都不一样,目的就一个,在满足安全性的前提下,尽可能地减轻船重,也就减少了需要的船体材料,最后就是达到省钱的目的了。在这点上要靠参数法来做设计,就属于玩笑了,风帆部份属于同样一个道理,非标非选购桅杆更是考察设计师专业能力的重要因素;更不要说有时船检要求的直接计算法等等之类的了。

再一个船东关注的问题就在于体验了,体验这个说法对船东来说可能是个模糊的概念,但对于一个合格的设计师来说,专业的素养把这种模糊的概念区分为了一个个具体的设计参数,比如船东关注的操控性,就变成了回转半径和回转横倾角度;比如减摇,就变成了横摇周期以及对应的耐波性能。在这一点上,船检不会关注这类非安全性之外的东西,因此也成为了区分设计师水平高低的衡量标准。比如甲板上浪的3/10概率有多少,不同航速及海况下最大横摇角度有多少,人在海上不同海况下连续工作数小时的忍耐标准,晕船标准如何等等,都对船东在海上的实际操作情况有直接的影响,按设计专业的行话来说,“人不湿身是必要条件,甲板干燥是尽可能要满足的要求”。而这部分,包括权威的英国皇家造船师学会(RINA)会员,尤其是游艇界的会员,也不是个个都能搞明白的。

这上面说的基本属于国内船舶专业本科四年所要接触到内容,其中的耐波部份,在本科阶段不属于重点,仅仅是个基本概念,但对于一个合格设计师来说,都是不可或缺的专业能力,除非有的设计者就仅仅是为了过个船检了。

剩下的就是帆船专有的航速预报VPP,一般来说国际帆联ISAF属下的离岸竞赛委员会ORC每过一段时间就会针对它组织内的竞赛帆型发布一个VPP计算表格程序,常规的休闲船或者ORC形式的赛艇风帆设计者买来就可以使用了,但对于如古典帆、非常规帆型,以及中式帆等等之类的风帆航速预报来说,想用一个常规VPP程序搞定那就不适用了,所以又得回到原理设计上来,这也是区分设计师专业素养的一个重要因素了,对于这部分原理设计来说,考究的是力学原理的分析和运用,仅仅画个帆型就号称能设计风帆,只能说是不知天高地厚的说法了。

谈完了要达到船东关注的安全、金钱以及体验这三方面对一个合格的帆船设计师专业能力的要求,接下来我要说说这七八年中我抨击过的对象是些什么类型的了,这里呢主要就是工业设计专业甚至是艺术类专业毕业生在游艇设计领域的说法了,本来呢,工业设计专业按照百度的解释是“工业设计(Industrial Design),简称ID。指以工学、美学、经济学为基础对工业产品进行设计”,那么,这几个学科的基础知识就属于不可或缺的,而不是可以瘸了某一条腿就能成立的说法了,但偏偏在实际中,工业设计类专业毕业生往往以为自己建了模型就叫设计师了,画个帆型也能叫风帆设计了,甚至有的艺术生反问过我:“你知道XX螺栓直径是多少吗?”这类的问题,搞得我实在哭笑不得,只能告诉他,这个设计圈里面的人基本都是用受力分析和计算的方法得到你说的直径的,而不是靠你建过几个模型得到的经验数据。因为船型尺度一变,受力情况跟着变化之后,仍然采用经验法得到数据,造成比如桅杆倒掉这种情况,在国内以前诸多白皮设计师的设计中,已经发生过不少了。或者就如某个工业设计专业生用参数计算法得到的计算数据,为什么船检不予认可,原因就在于,在他们的专业学习经历中,已经不知不觉被带入天生缺乏基础知识的坑里去了,想用偷懒的办法,采用个便捷的计算表格,或者就干脆是采用某个老外编写的某段宏程序,自以为就能达到设计师的专业能力要求了,那这个设计师也太不值钱了吧。至于为什么会这样,还是在后面的中西方专业教育比较中详细阐述吧。这一类,我们的专业称呼叫建模师,或者美工师,和设计师就不是一个概念,至少,在有船舶设计师这个职业名称的几百年时间中,没有建模师美工师,照样造出来了那么多经典船型,已经足以说明问题了。

最后说说中西方船舶设计专业教育方式的区别,这个问题造成思维方式可以说直接坑掉了一代人,而且还在遗留影响。

先说说国内的教育体系,国内的教育方式和课程大纲基本都还是运用前苏联的教育模式,优点是基础很扎实全面,目的就是在只有原材料没有配套专业的情况下,自己都能独立设计得出来,所以一旦读到硕士以上程度,自己又能融汇贯通了的话,出个小成果完全不是啥问题。对应的缺点就是读书时候苦逼啊,不说最容易挂科的三大课程,单单考研时候的一类数学,就足以挡住海龟考国内大学的路子了,而且苏联模式课程最大的问题是,读书时开的课程,一开始很多人都是不知道怎么把相关知识串起来的,也就是纯粹为考试而考试,能否在毕业后做到具备合格的设计能力全靠自己悟性,加上以前的实用主义指导思想,机动船本来就是帆船设计的简化版嘛,是人都想省事走捷径,所以就干脆断代了。另外就是一直被人诟病的动手能力了。

再说说西方的教育模式,没读过西方的本科教育,但接触的本科及以上海龟不少了,教材论文之类的也看过不少了,以我的观点来看,优点第一就是实用简单,只要是按照教材内容步骤,再怎么样都能凑成个常规休闲船设计出来,当然,这个过程中由于教育思想的不一样,的确省掉了很多我们看来不可缺少的东西,第二呢就是动手能力,以我小时候船模队的体会来说,每一步的精细化制造的确是达到了工匠精神的程度了,包括正式上水池风洞的试验模型,都是自己一寸寸打磨出来的,在国内肯定就交给师傅去做的了。同样的也有缺点,前面说了,很多在我们看来不可缺少的基础课程都省略了,再加上专业分工的细化,很多老师的说法都是这部分交给具体对应专业去搞就行了,再加上有意无意的忽悠,培养出来的本科生乃至非研究类硕士,绝大多数都是知其然不知其所以然的程度,以我历来的说法就是培养的是工匠,只要学会选配零部件就行了,这直接造成了不少海龟毕业多年之后,仍然不具备脱离教材独立设计的能力。加之出国读游艇设计的学生,绝大部分都是半路出家改的专业,没经过国内科班的系统培训,在国外这个专业里面就纯属菜鸟了,简单来说,自己根本就提不出来专业上的问题,也只能老外怎么忽悠都当成了真理。这点我可以举个例子,国内船界某设计大佬,也是个海龟,几年前我们在设计圈里面争论过一个专业问题,白皮教科书上内容的确他一点都没记错,但就是在白皮作者的阐述过程中,变换了坐标系来偷换了概念,等等之类,例子很多。而非研究类硕士,基本就是在补国内本科三四年级专业基础课,以至于我在面试国内员工时,所有的非研究类海龟硕士全部当成本科生级别来用,而恰恰就是这类海龟,他们囫囵吞枣接受的西方设计专业教育,却把国内原本还比较注重原理的游艇设计专业当成了个工业设计专业,或者更甚的就干脆变成了建模专业,这才是国内游艇设计专业在不少学校中都有,但居然多年都没出现建模之外的帆船设计能力的原因。

写到这里,发觉实在没啥心情说这些了,我也没组织语言,文笔自己都觉得干巴巴的,说清楚就行了,也就懒得修改润色了。奉劝一句,有志于游艇帆船设计专业的出国学生,如果你不是从头读到博士,那就注重下制造工艺吧,别搞得几头不靠就行了。但当你读完了博士课程,你就会发现前面可供你探索的领域无限宽广,举个例子来说,现在华尔街上大名鼎鼎的金融工程学,就是NASA出来的流体力学博士创立的;而一旦你真正掌握了船舶设计技术,你会发现设计个飞行器完全就是个小CASE啦,现在的SpaceX公司雇员中船舶专业出身的差不多占了三成了吧(具体数据没仔细查,不是个小数就是了);至于难度,维基百科上明明白白写着的,船舶设计的难度远远高于设计飞机、汽车甚至是太空船..........说句玩笑话,我们的目标从来都是星辰大海 :-)

另外,这篇帖子主要还是为船东之类的行外人士所写,关系到你们的安全、金钱和体验的部份,自己还是多注意一下,也可以用上面写的合格设计师需要具备的专业能力具体考察一下你们中意的设计人员,至少别让人拿个网上游艇设计开放课程的案例论文就当成自己设计的作品来忽悠了。再加一点,就是设计技术值不值价,这个的确是每个人都有适合自己的选择,山寨品都有不少人买的嘛,至于是否需要精品,看各人的意愿了哦。







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发表于 2016-8-30 22:06 | 显示全部楼层
       基本说道点子上去了!用简单的计算表格出来的东西,也只是大路货色的性能!非安全性能的设计,才是体现设计师水准的,因为非安全相关的设计内容,是没有硬性法规的要求,基本属于自由发挥,能够依靠的也只是前人的经验数据。有实力的设计师,对于原理的深刻理解,能够在这些内容上融会贯通,协调相关参数,达到趋于完美的性能!
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发表于 2016-8-31 12:33 | 显示全部楼层
我觉得设计船型确实是个超高难度的事情,不太懂,所以还是比较倾向于买个实际的品牌船型,但是如果单独设计一个船型,从设计到制作再到下水过船检,价格都差不多了

点评

在理! 二、三人玩的小船,帆船爱好者们自己设计做做有可能,国内外网上也有大量的实例,可供选择。 真正要设计合乎规范标准的大游艇帆船,还是要由专业人士来完成。如楼上所讲的,购买  详情 回复 发表于 2016-8-31 13:02
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发表于 2016-8-31 13:02 | 显示全部楼层
jingang0 发表于 2016-8-31 12:33
我觉得设计船型确实是个超高难度的事情,不太懂,所以还是比较倾向于买个实际的品牌船型,但是如果单独设计 ...

在理!专业,帆船,网上,专业技术,保险公司 【Orisun设计室】合格设计师需要具备什么样的专业能力——兼谈中西方船舶设计专业...

      二、三人玩的小船,帆船爱好者们自己设计做做有可能,国内外网上也有大量的实例,可供选择。

      真正要设计合乎规范标准的大游艇帆船,还是要由专业人士来完成。如楼上所讲的,购买成熟的品牌船型不失为一个选择。
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 楼主| 发表于 2016-8-31 13:58 | 显示全部楼层
jingang0 发表于 2016-8-31 12:33
我觉得设计船型确实是个超高难度的事情,不太懂,所以还是比较倾向于买个实际的品牌船型,但是如果单独设计 ...

价格都差不多的情况下,你了解下定制和量产在质量控制和体验方面的区别,就不会这么说了,全世界范围内,谁都知道定制和量产没可比性的
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发表于 2016-8-31 16:09 | 显示全部楼层
Orisun 发表于 2016-8-31 13:58 专业,帆船,网上,专业技术,保险公司 【Orisun设计室】合格设计师需要具备什么样的专业能力——兼谈中西方船舶设计专业...
价格都差不多的情况下,你了解下定制和量产在质量控制和体验方面的区别,就不会这么说了,全世界范围内, ...

恩,但是如果定制的找不到好的设计师,那差别可就不小了,还有就是材料质量和工艺方面,让人不太放心。
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 楼主| 发表于 2016-8-31 16:39 | 显示全部楼层

jingang0 发表于 2016-8-31 16:09
恩,但是如果定制的找不到好的设计师,那差别可就不小了,还有就是材料质量和工艺方面,让人不太放心。

嗯嗯,所以才有这篇帖子,直接把设计师按专业能力分成个三个层次。船厂的材料质量和制造工艺,之前有船东自己考察,定制船一般都有船东的监工在场的。
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发表于 2016-9-1 12:15 | 显示全部楼层
比如如果我想定制一个40尺的帆船,倾向于参加国内的比赛和休闲功能大概得多少银子?
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 楼主| 发表于 2016-9-2 13:03 | 显示全部楼层
jingang0 发表于 2016-9-1 12:15
比如如果我想定制一个40尺的帆船,倾向于参加国内的比赛和休闲功能大概得多少银子?

作为一个需要有严谨态度的专业设计师来说,你的问题实在太模糊。首先,你的设计目标除了一个船长之外其余都没有限制条件,排水量不同造价肯定不一样。在用材上,光是钢材,从不锈钢每吨2万多到普通钢材每吨2千元,桅杆用铝合金自造还是选购,或者是木桅杆钢桅杆甚至碳纤维桅杆,主机选国产的还是进口的,风帆部份零部件用大品牌甚至是某些代工产品,等等之类,仅仅是材料费差价都足以让你有几倍甚至十几倍的区别了。其次,赛艇基本没有内装,目的就是为了减重,而休闲艇注重舒适,很多设施都是不可或缺的,以至于我的广告贴上有作为赛艇时候最高26kn而退役后用于营运最高船速只有19kn的区别;赛艇和休闲艇的由于设计目标不一样,在主尺度上也有很大的区别,在船价方面造成的后果绝对不是一般人的理解程度。

上面说的还仅仅是材料费,每家船厂具体的制造加工水平不一样,直接造成需要花费的人工费和加工费有相当大的区别,所以在考察船厂时,每家厂拿出来的报价单绝对不是一样的,而且这还是某家船厂针对类似船型已有的报价,只有在船厂拿到了设计师的图纸之后,才有可能像建筑行业的造价师那样对设计船型提出来个靠谱的报价。更有甚者,造船订单不断的正规船厂和时断时续的沙滩船厂,因为有连续订单的船厂工人队伍稳定,制造水平和加工工时基本上有保证,人工加工费预算也就比较靠谱,而沙滩厂往往到最后要么就是预算超支让船东再追加造价,要么就是船厂内部偷工减料了哦。

上面说的这些,都是造价的主要构成部分,所以一般来说是由船东自己提出来个总预算,再根据船东的费用具体在设计和制造上进行合适的选择,至少我不能拿个量产船的报价给你说定制船的造价,这种事情有人会干,但绝对不是我们这种专业设计室该做的事情。
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