基于現代造船模式的船舶舾裝模塊化設計應用研究

摘 要：現代造船模式不斷發展，模塊化設計理念在船舶領域得到了廣泛的應用，船舶舾裝是船舶的重要組成部分，本文簡要介紹了船舶舾裝，研究了船舶舾裝的模塊設計，探討了船舶舾裝模塊化設計的應用實施，旨在為現代船舶行業的發展做出貢獻。

關鍵詞：現代造船模式；船舶舾裝；模塊化設計

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2015.22.037

現代造船模式指的是在統籌化理論的指導下，應用各種先進的成組技術，按照區域進行組織生產及相關作業，實現在時間和空間上都有序進行的設計、生產管理一體化的連續總裝造船模式，在現代造船模式下，船舶舾裝模塊化設計的應用研究是十分必要的。

1 船舶舾裝模塊化設計

本文以瑞典KCS公司推出的Tribon軟件為基礎，研究了基于現代造船模式的船舶舾裝模塊化設計。Tribon軟件包括的模塊有很多，例如船體模塊、設備模塊、電纜模塊、生產設備模塊、內裝模塊等等。

Tribon系統主要應用統一的產品信息模型，在船舶舾裝設計的各個階段都能實現信息的共享，這就有效的降低了不同專業的協調成本與具體設計制造的修改工作量，對提高設計效率有著重要的意義。

在船舶舾裝模塊化設計中，用到的基礎數據有symbol、component、equipment。這些數據模塊主要用來建立、儲存和維護整個船舶舾裝系統的部件信息[1]。例如：船舶舾裝系統的各個子系統模塊都是建立在component基礎上的。

（1）管系設計。管系設計共分為管系原理設計模塊、管路建模模塊和生產信息提取模塊：①管系原理設計模塊：Tribon采用單一數據庫進行管理，因此在關系原理設計的過程中，管材、設備、閥門等在與附件信息建立聯系的同時也會與管系三維模型建立聯系，這樣就可以利用管系原理設計圖來檢驗管系三維放樣設計前后的一致性；②管路建模模塊：管系設計中管路的綜合布置就是由管路建模模塊完成的，在并行原則下，各個專業建立的模型裝配定位。設計人員可以直接在三維界面布放管線，增加了直觀性，這樣就能夠有效的減少設計圖紙，縮短了設計周期；③生產信息模塊：生產信息模塊包括生產信息的生成和輸出模塊，利用生產信息模塊能夠統計生產信息和制作管路圖，在管路建模之后，則進行管路制作圖的生成程序，制作好的管路制作圖存放到數據庫中，設計人員可以隨時查看編輯，此外管路生產信息提取程序還可以生成各種統計信息的BOM表。

（2）電纜設計模塊。電纜設計模塊包括電纜放樣模塊和電纜原理圖設計模塊。與關系原理圖設計類似，電纜原理圖設計中，系統能夠自動導出電纜布放的原理圖和相關的清單列表。在三維圖形環境中，可以進行電纜放樣，調入船體分段、電氣設備、管路及支架布置，就能夠構成電纜的具體路徑及托架，電纜放樣模塊能夠檢查電纜路徑的連接狀況以及真實敷設及貫通的具體情況[2]。

（3）艙室布置設計。通過計算機實現艙室設計出圖和具體清單，以此來輔助專業人員的藏式布置。將船體結構作為艙室布置設計的甲板，在艙室布置設計模塊下，能夠輸出任意區域的視圖，例如衛生單元視圖等等。同時設計中將每一個房間作為一個單位，通過艙室設計模塊等夠實現各個房間單位的拷貝、修改以及刪除工作，并且能夠為設計人員提供房間內各個要素的具體參數，例如門窗參數、壁板參數、甲板敷料參數等等。

（4）鐵舾裝件設計模塊。鐵舾裝件設計模塊獨立存在于模型庫之中，其能夠實現與其他專業的模型信息共享，鐵舾裝件設計模塊的主要設計內容有鐵舾裝件、扶梯以及支架等等。

2 船舶舾裝模塊化設計應用實施

（1）系統模塊化設計。船舶設計過程中，很多都是對原有船型或原有系統進行改進，將這些原有的系統進行模塊化設計，之后將模塊進行存檔，這樣就可以實現各個系統的快速更改，減小了對后續設計及施工訂貨的影響。

系統模塊數據的存檔主要受限于設計圖紙CAD/CAM的形式，主要以專業項下存檔涉及到的單元及圖紙。單元、模塊設計能夠增加通用圖紙、減少工程用圖紙，這就能夠有效的縮短生產設計實踐，提升產品設計質量，實現圖紙從檔案文件中的檢索獲取。

（2）全寬式單元模塊化設計。船舶機艙區域的設計難度較大，其中涉及到大量的管子以及機電設備的安裝和布置。一旦布置出現問題，則會對整個船舶舾裝間的預裝完整性造成影響。其具體設計內容如下：①機艙底層有5個獨立的小單元，其他總組階段安裝也會有散裝的管件，將二者結合成一個全寬型單元，就可以進行整體的制作和分塊吊裝。全寬型單元包含設備、基座、管子、梯子、欄桿等所有的元素；②原總組階段，泵艙底層的管子為100多根散裝的管件，將這些管件改裝為一個綜合性的整體單元；③將若干管附件以及管子組成具有專有功能的單元體，這些單元體形成組合件單元，例如蒸汽減壓閥以及壓縮空氣減壓閥，溫度調節閥等組成的單元體就可以形成組合件單元；④對于需要貨倉特涂處理的船舶，可以對主甲板單元支架以及舾裝件墊塊等進行預焊處理；⑤將設計單元的大小及重量進行仔細控制，保證其在舾裝能力范圍內，例如低溫淡水泵單元長控制在3.9m，寬控制在2.1m，重量控制在2.7t。

（3）集控室單元模塊化設計。①集控室頂部就是機艙甲板的頂部，為了保證隔離艙的形成，在集控室分段頂部增設甲板，這樣就能夠形成一個獨立的空間作為隔離艙，集控室單元就不會受到上一層甲板施工影響，若為落地式集控室，則集控室底部抬高，加一層集控室底；②集控室單元中的管系、風管的管碼布置在隔離艙頂部；③完整的布置室內的管系；④主配電板、控制臺等應從底部進入敷設；⑤將整個項目進行逐級分解，劃分為五大托盤：管系托盤、鐵舾件托盤、設備托盤、電氣系統托盤、內裝托盤。

3 結論

模塊化造船是船舶建設的發展趨勢，現代造船模式下，船舶舾裝模塊化設計的開發會引起船舶建造的未來變革，對船舶建造業的發展有著重要的推動作用，本文簡要研究了船舶舾裝模塊化設計，并對其具體的應用實施做了簡要探討，旨在推進現代造船模式下，船舶舾裝模塊化設計的發展。

參考文獻：

[1]李永旺，姚壽廣，陳寧.船舶模塊化設計與制造的現狀及發展方向[J].江蘇船舶，2005（03）：5-7+13-4.

[2]常愛平.船舶區域舾裝計劃模型及系統實現[D].哈爾濱工業大學，2008.