引入模塊化舾裝概念后評估船舶制造過程優化結果的方法

徐寶影 趙會章 宋學坤 白文武

摘 要：通過模塊化舾裝的新理念，實現船舶制造過程的優化，降低生產成本，提高船舶制造過程的效率，采用標準化和統一化的船舶制造方法，在應用模塊化舾裝的領域里加大實踐力度，增加分段預舾裝，優化船舶制造過程

關鍵詞：模塊化舾裝；制造過程優化；分段舾裝

某船廠進行舾裝設備和船舶裝配的改進，引入了模塊化舾裝概念，得到了評估優化的方法。對于船廠在下水前后的舾裝設備的運行情況的觀察，對分段舾裝、分段形狀、運輸工具等加以嚴格的要求，滿足更高層次的舾裝要求的分段，進而實現分段預舾裝水平的提高，提高運輸能力，運用分段舾裝平臺，達到船舶制造過程的優化。在泊位和下水后，優化舾裝工作車間，在船體制作過程中降低成本，減少時間，采用分支定界法、數據采集法等，通過模糊調度技術獲得[1]。

1、模塊化船舶舾裝

船舶舾裝模塊根據模塊與船體的結構關系，舾裝模塊可以分為自持式模塊和依附式模塊兩大類。自持式模塊是分段或船上的預舾裝單元，它具有獨立的基座或支架結構，可以在內場預制，完工后在外場安裝到船體上。將預舾裝單元升級為造船模塊，是因為單元適用于要求相似的不同船型。通常單元中的主要設備選自性能相近的三種型號作為船廠的標準件，這三種型號設備可以分別屬于高、中、低三檔產品，以供船東選用，船廠也可借以控制材料成本。從設計建造角度來看，自持式舾裝模塊是真正的模塊。依附式模塊要以船體分段或船上區域的結構為依托，但又因其設備的可選性和單元的通用性與自持性舾裝模塊相同，也可以稱為圖面自持模塊。

模塊化造船是采用“積木式”組件，即一些獨立的單元件和標準件，通過組裝，形成造船中廣泛采用的結構模塊、舾裝模塊、殼舾涂一體化模塊，這些既相對獨立，最終又將組合成一體的模塊，不但具有獨立功能、通用性和特定界面，而且要在船臺（塢）內合攏成船舶。當整條船舶是由這些模塊合攏而成時，就實現了模塊化造船，使船廠真正成為了總裝企業。實施模塊化造船是傳統造船模式向現代造船模式的轉變過程，也是目前世界上造船業的發展趨勢[2]。

2、評估優化結果

2.1船廠進行造船過程的優化，輸入的數據包括工作時間、活動持續時間、生產過程效率等，還能顯示成本和裝備時間，用于船舶制造過程前期工作的規劃和設計。

增加模塊化舾裝的優化過程，采用舾裝車間的整體安裝方式，進行分段的舾裝工作，減少船舶的油漆噴涂工作，防止設備損壞。

船舶結構預舾裝和舾裝的復雜性、最終設計的延遲交付、以及不可預測的車間活動等問題致使建造順序互相沖突。船艙空間不足、資源限制以及不可行的裝配順序等問題導致時間調度遭遇重重挑戰。

現代科技帶來了技術的進步。四維規劃（4D規劃）可以虛擬展示舾裝進度，預先制定合適的、沒有沖突的裝配順序——這是提升車間效率的關鍵要素之一。事實證明，4D規劃可以大幅減少舾裝返工，并提高規劃、資源分配及采購的可靠性。

考慮到船艙內所需安裝的部件數量之巨、所涉及的利害關系，很難由工作人員完全依賴經驗和知識對建造順序進行變更，且該過程的復雜程度很可能無法管理。但是，短時間內也不大可能出現能夠全面、自動地對舾裝建造計劃進行重新計算的自動算法。很多活動之間仍存在相互依存關系，只能由經驗豐富的規劃師根據空間考量進行處理[3]。

為了創建適當的舾裝順序，造船廠既要實現一定程度的自動化以便簡化規劃師的工作，同時又要保持一定水平的人員互動性，而至關重要的是在這二者之間達成平衡。圖1顯示了一定程度的自動化和一定水平的人員互動性之間的權衡。“人員互動水平”指的是專家為確保流程符合相關規定而時常選擇放棄的所有驗證步驟。這一過程通常依賴經驗和知識，不過也有一定的難度。“自動化”指的是自動創建或更新建造計劃的能力。

模塊化舾裝占到了舾裝的大部分比重，船舶制造過程中設計和構建以及制備的成本都降低了，在船舶舾裝模塊化的運輸成本上有所增加。

采用模塊化舾裝前后工時對比

A B C D

工序描述工序耗時比例工時變化前后工時對比

分段舾裝150000 26.43 0 0

模塊化舾裝30000 5.18 180000 60

船上舾裝250000 43 160000-36

最后舾裝150000 25.33 150000 0

舾裝過程中的改變，導致了過程中工時耗費的改變，引入修正系數描述改變帶來的影響，通過模糊調度技術實現修正系數的確定，通過經驗和結論進行評估，但是這種方法誤差較大，采用智能舾裝過程工序的時間的相互關系的計算，能夠對造船和舾裝的網絡模型活動耗費的公時進行計算[4]。

經過研究，采用不同的網絡模型進行船上舾裝的方案的結果的評估，可以看到，通過改善船上舾裝和最后舾裝的過程，能夠縮短工時。

結語

模塊化舾裝可以應用在龐大而標準的分段舾裝中，有利于應用車間舾裝的方法，進行傳播系統的標準化和統一化組裝，通過不同類型船舶制造過程中的優化，對于船舶優化結果進行評估，測量生產過程中的相關參數，用于計算確定的系數，評估工序耗時和工序成本優化的而結果，改進算法的結果現實，大大降低了船舶制造成本，縮短了造船工藝的時間。

參考文獻

[1]葉江波.現代船舶舾裝設計與制造效率提高方法研究[J].價值工程，2017，（35）：163-164.

[2]劉東濤.引入模塊化舾裝概念后評估船舶制造過程優化結果的方法[J].機電設備，2016，（3）：33-37.

[3]葉江波.現代船舶舾裝設計與制造效率提高方法研究[J].價值工程，2017，（35）：163-164.

[4]劉東濤.引入模塊化舾裝概念后評估船舶制造過程優化結果的方法[J].機電設備，2016，（3）：33-37.

（作者單位：1/2大連中遠海運重工；

3 大連船舶重工集體船務工程有限公司；

4大連江河船舶設計咨詢有限公司）