淺析船舶外舾裝模塊化設計應用

董青青

摘 要：航運市場的快速發展在2008年金融危機的挑戰下面臨重大阻礙，也發生了較大的變動。船舶的類型和結構的需求同之前相比有所區別，完善適應新市場的船舶設計成為現如今最重要的任務。船舶外舾裝在船舶中占據較大比重，進行模塊化設計符合時代要求，也具有顯著優勢。本文首先介紹了船舶外舾裝模塊化設計的發展現狀，對相關設計情況有一定的了解；然后重點介紹了船舶外舾裝模塊化設計的理論與方法，對該設計的原理、特點及方法進行探究，對船舶外舾裝模塊化設計應用的完善和未來的發展有一定的參考價值。

關鍵詞：船舶；舾裝；模塊化；設計應用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.06.030

0 引言

船舶廣泛應用在國防、經濟、海洋開發等多個領域，是指通過航行或停泊在水域上來進行運輸或作業的一種交通工具。舾裝是構成船舶的重要部分，建造工程量大，占船舶總工程量的一半以上，值得不斷地研究來全面了解它的細節構造及加工制造過程等。模塊化設計方法是一直以來受到廣泛認可的造船方法，發揮了一定的優勢，也有其特殊的要求和規范。另外，從整體來看，我國造船業的發展雖然有著明顯的進步，但同其他發達國家相比仍然存在較大的差距，有很大的提升空間。盡早找出阻礙發展的因素和問題，提出適合我國發展的新的設計方案，有利于完善模塊化設計理論，對船舶的發展必將起到重要的促進作用。

1 船舶外舾裝模塊化設計的發展現狀

早在上個世紀七十年代左右，模塊化造船理念就被提出，這一概念開始于艦船，后來得到了深入的研究和推廣，在船舶的設計、制造思想上和維修管理方法上都具有重大的意義和影響，是促進船舶發展的一大推動力。模塊化技術的應用滲透到船舶制造的各個方面，從總體到部分，包括控制系統、自動化系統、機電裝置、舾裝設備等等，而且都表現出優質的效果和強大的優勢，發展趨勢一片光明。日本是最早進行模塊化造船的國家，并且一直處于世界領先水平，對歐美等國家都產生了一定影響。相比之下，我國的模塊化技術起步較晚，在上個世紀八十年代初才初露端倪，而且應用范圍也十分有限，只集中在部分機電設備和衛生單元模塊等方面。我國目前主要存在這樣三個突出性的問題，第一，在生產效率方面，我國的人均造船修正總噸與日本相差10倍，差距明顯。而且生產效率過低也導致了造船工期的延長、產品多余功能過剩，整體效益大大降低。這種種問題對我國船舶行業的發展又將帶來嚴重的阻礙。第二，在造船成本方面，我國造船企業的能源消耗水平與其他國家也存在明顯差距，管理模式不合理和造船技術落后都是造成資源浪費從而產生差距的重要原因。第三，在工作環境方面，我國大部分造船企業處于勞動力密集型狀態，而且工作環境大多臟亂、危險，給工作人員的正常工作增加難度。這種工作模式既不利于造船工作的進行和工作質量的保證，也不利于企業長久和穩定的發展。

2 船舶外舾裝模塊化設計理論與方法

2.1 船舶產品應用模塊化設計的原理

全面完整地了解船舶外舾裝模塊化設計，并保證這一技術方法可以得到順利地進行，當然首先就要從設計原理的分析入手。進行船舶產品的模塊化設計，主要的發展方向就是殼舾涂一體化模塊，從船體和舾裝兩個大的方面同時推進。這種技術方法得到廣泛使用，而且與舾裝模塊的特點十分契合，受到大多數造船企業的青睞。舾裝模塊根據其與船體之間的不同關系而分為自持式模塊和依附式模塊，自持式模塊是以單元中的設備模塊化為主的模塊類型，擁有獨立的支架結構，用于安裝到船體或其他各個部分。而依附式模塊需要從功能和布置兩方面進行研究，具備可選性和通用性等特點，設備固定要求較高而且布置范圍廣，但這一模塊容易受到造船工作進度的限制，并不是獨立進行的過程。進行舾裝模塊設計時，必須全面分析這兩類模塊類型的特點，然后有針對性地選擇最合理的設計方法，保證各個環節能夠順利完整地進行，從而實現更加完善的舾裝模塊設計技術。

2.2 船舶外舾裝模塊化的設計特點

外舾裝設備要按照依附式模塊的一系列要求進行，也就是說工程進度會受到造船總體建設進度制約。進行船舶外舾裝模塊化設計就要全面了解依附式模塊的各種特征，從功能和布置兩方面進行詳細地模塊化設計研究。在船舶外舾裝功能模塊化設計方面，完善設備的配套功能模塊化是最重要的工作內容，需要嚴格按照規范進行，不能出現任何差池。做好這一環節的工作不僅有利于最大限度地提高安裝效率、完善設計工作，而且能夠縮短工作周期，避免不必要的資源浪費。另外，外舾裝功能模塊化設計是容易實現的，可以充分保證總系統和子系統之間的結構關系，全面提升穩定性。在船舶外舾裝布置模塊化方面，我們要嚴格遵循外舾裝區域的要求，特殊環節特殊處理。外舾裝布置具有范圍廣而且比較分散、對稱性強等特點，是進行設計時需要考慮的重要因素。另外需要注意的一點就是，外舾裝暴露在外部區域，影響別人對它的第一眼印象，所以設計時還應該保證外表上的整齊性和美觀性。經過總結，布置設計的工作主要在四個不同的系統上，分別為錨、舵、桅檣信號和救生系統，當然，不同系統包含不同的設備，也同樣需要不同的設計方法。傳統的外舾裝布置設計經過長期的發展暴露出越來越多的問題和不足，資源過度浪費、設計者能力不足、工作質量低下等弊病已經嚴重阻礙了船舶舾裝制造業的發展，是當前形勢下迫切需要改善的問題。所以，提出新的設計方案很有必要，我們可以在傳統的基礎上做出修改，然后根據實際情況不斷進行調整和完善，進一步找到最合理的設計，為船舶發展做出貢獻。

2.3 船舶外舾裝模塊化設計的方法和應用

外舾裝模塊化設計開始于功能設計，也就是配套設備的功能模塊化設計，重點工作為子系統的模塊化和通用化設計，然后通過完善子系統模塊構成的中間產品來最終實現外舾裝功能模塊。這一工作的基礎和前提就是要全面了解設備的性能和屬性，明確設備模塊化的范圍。現主要從兩個設計方面進行分析和總結，第一個就是重要的子系統模塊化和通用化設計。首先要從構建產品平臺角度進行概念設計，了解產品系統的功能及原理等；然后就要對產品的功能、總系統和子系統及其結構進行全面分析，了解系統的結構和特點，選取最佳設計方案；最后通過進行工藝設計的工作來增加工藝的通用性。第二個內容則是接口設計，首先進行的工作就是對外舾裝模塊接口的定義，明確模塊自身的功能及特征。然后就要按照一定的原則進行設計工作，滿足接口部分的要求。這兩項內容是船舶外舾裝模塊化設計的重要組成部分，也是需要認真并嚴格進行的工作環節。當然，要想保證整體工作過程的完善和順利并全面提高工作質量，就要在每個細節處按照設計方案來嚴格把關。

3 總結

船舶的發展是社會發展的一項重要內容，未來也必然會有更大的需求量并面臨更大的挑戰。研究外舾裝模塊化設計應用對完善造船技術、促進船舶發展具有強烈的現實意義，值得進行深入探討和分析，從而不斷總結經驗，爭取實現創新。我國目前造船技術的發展同國外相比存在明顯的差距，暴露的諸多問題也為進一步發展帶來重重阻礙。因此，全面分析船舶外舾裝模塊化設計理論與方法，深入了解這一設計理念，才能將模塊化設計更加高效合理地應用到我國船舶發展中。未來必將有更多關于這一設計應用的研究工作的開展，也將會對船舶外舾裝設計甚至船舶行業的發展帶來更大的幫助。

參考文獻：

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