高技術遠洋客船內艙房艙室樣板艙設計與實物匹配度研究

王彥博

（中船第九設計研究院工程有限公司，上海 200090）

1 引言

高技術遠洋客船的設計與建造是一項多系統、多維度、多層面相互穿插交織構成的龐雜系統性工程，加之其各項技術指標要求苛刻，對參與工程建設的各方都是巨大挑戰。我國長期以來受限于經濟發展條件，該領域的技術積累一直較為薄弱，在實際建造中將面臨更多的問題和挑戰。為了在有限的時間與成本范圍內更好地理解設計、吃透技術，掌握經驗，選取全船最具技術代表性的點建造樣板艙是最佳的選擇。其中，內艙房居住艙室作為該類型船舶室內面積占比最大的空間，它們設計與建造的優劣與整船的品質與檔次息息相關。因此，需要對內艙房居住艙室單元的樣板艙設計與實物匹配度進行研究，以期掌握其建造過程的核心關鍵技術，為我國未來高技術遠洋客船的居住艙室單元建造提供充足、完備的技術儲備。這也正是本研究的目的和意義。

2 內艙房樣板艙設計概況

內裝設計是基于一個逐步細化的過程，從船東藝術家的“概念圖”開始，對設計進行細化和內容豐富，最終達到執行設計（生產設計）。從概念設計到執行設計總共經歷了6 個階段的細化：

（1）A0 階段（概念圖）：空間定義，包含房間的布局，和所有建筑元素的構成。定義天花板結構的類型和高低跳躍，初步標識飾面材料（漆、防火板、瓷磚、石材等）和所有燈具（數量、位置、類型、功率等）。

（2）A1 階段：在退審結構圖中核實并集成藝術家的“概念圖”，增加消防、HVAC、LES 等信息。

（3）BO 階段：完成所有材料（含照明燈具及飾面材料等）信息（品牌、材質、色卡等），且包含了V/E和MU。

V/E: Value Engineering 價值工程，根據B0 圖中材料的指定信息進行成本測算，與報價成本（母型船/參考船）進行對比分析，在保證藝術家效果和施工質量的前提下，提出材料替代化方案，從而降低成本；

MU:Mouck Up 樣板艙，展示材料屬性（含替代材料）及施工工藝質量；

（4）A2 階段：總包商將替代材料、室內照明等信息輸入圖紙中，展示所有組件（包括不是總包商提供的元素）的集成和同質化。

（5）SD 階段：補充A2 圖的節點圖，用于現場施工的圖紙；

（6）完工圖：工程驗收合格后，按實際變更修改后的圖紙；

以上為內裝設計的出圖流程與界面劃分，而MU 樣艙設計是內裝設計的一小部分，只需針對艙室內部進行設計出圖即可。由上圖可以看出，MU 樣艙設計圖主要包括詳設/A2、生設/SD 及完工圖（背景工程圖并不包含在MU 樣艙圖紙系統內）。

3 內艙房設計圖紙研究

內艙房位于船體內部，因而沒有對外的窗戶或舷窗，它是郵輪上面積最小，也是最便宜的客艙。內艙房大多數沒有對外的窗戶或舷窗，空間較為封閉幽暗。隨著游客對舒適度要求逐步提高，加之可實現建造的船體不斷擴大，現有郵輪在船體中部設露空中庭，內艙房設開向中庭的窗戶，大大改善了內艙房完全封閉的不足。

內艙房雖然面積小，卻仍然會提供游客所需要的家具及設施。典型的設施包括：兩張單人床（可轉雙人大床）、獨立衛浴、閉路電視、保險箱、儲藏柜等。有些房間可以增加折疊床，根據房間的性質不同，內艙房能容納2—4 人。

內艙房具體圖紙內容信息描述如下：

（1）平面布置圖主要表達內艙房艙室的布置格局、平面尺寸及相應的家具配置。內艙房樣板艙主要分為三個功能區：休息區、梳妝區/衣帽區、衛生間/盥洗區。整體布局簡約緊湊，設施配套較為完整，可滿足乘客的基本需求，屬于價格低廉、性價比較高的經濟型客艙。

（2）天花布置圖主要表達了艙室高度、天花設備、檢修門及天花板排版等。天花設備主要包括了普通照明燈具、應急燈具、噴淋、煙感及布風器。

（3）艙室立面圖主要表達以下幾個內容：①投影方向可見的艙室立面輪廓、裝修造型及立面裝飾的工藝要求等。②立面裝飾材料名稱、規格、顏色及工藝做法等。③門及構、配件的位置及造型。④靠壁板的固定家具、燈具以及靠壁板的非固定家具、燈具形狀及位置關系。

（4）家具詳圖。家具是艙室設計中非常重要的一部分，家具的設計直接影響了使用功能及品質。基于此，設計師會對一些主要的艙室家具進行詳細的設計，從而控制家具的品質提升室內設計的藝術效果。從上圖可以看出家具詳圖主要表達家具的材料、結構、外觀形式和交接節點。家具結構是主干，是實現功能的基礎；家具的交接節點影響了家具的功能效果，而家具的材料與外觀形式體現了品質與風格。[1]因此，控制了這幾個要素，家具的整體功能與品質也將得到保障。

（5）主材示意圖。主材示意圖主要便于現場施工人員的安裝使用。根據主材示意圖，現在人員可以快速安裝主材，可及時發現問題解決問題，節約安裝時間與材料成本。

4 內艙房樣艙設計與實物匹配度研究

本小節內容主要針對內艙房樣板艙實物與原設計文件（詳細設計）的匹配程度，驗證實物樣艙是否達到設計規范的標準，滿足批量化生產的要求、分包商是否具備足夠技術實力完成對設計的還原。逆向工程3D 測繪的主要目的正是為實物樣艙的設計驗證提供對比驗證所需的數字模型，與設計模型進行對比。運用逆向工程3D 測繪數字化的分析與圖像對比，實現對實物樣板的全面設計驗證。

逆向工程3D 測繪，也稱反向工程。它是將已有產品或實物轉化為工程模型和概念模型，在此基礎上對已有的產品進行解構、深化和再創造過程。本專題主要利用逆向工程3D 測繪技術，對實物樣艙進行逆向驗證。通過逆向工程3D 測繪將實物樣艙轉化為數字模型，利用數字模型與實物樣艙、CAD 模型進行對比分析，驗證實物樣板艙是否與設計吻合。

設計匹配度驗證主要從以下兩個維度進行：

（1）平面維度：分析實物樣艙3D 測繪模型的平面布局、位置是否與CAD 模型完全匹配。

（2）立面維度：分析實物樣艙3D 測繪模型的立面與CAD 模型的立面是否完全匹配。

考慮到現場環境及測量本身的誤差，色譜圖按照±20mm 作為測量標準范圍。超過+20mm，以色譜軸正向顏色顯示；低于-20mm,以色譜軸負向顏色顯示。

表1 逆向工程3D 測繪模型與CAD 模型對比

（1）造成艙室位置定位偏差的原因：由于樣板艙分段鋼板在建造時不夠平整存在一定的誤差，導致內艙房樣板艙單元的位置定位與設計理論的數據存在一定偏差。

（2）造成天花設備定位偏差的原因：項目推進過程中，由于風管、水管等其他專業的原因，船東與分包商根據現場條件對天花設備進行了調整，但設計團隊不能實時的獲取最新資料從而未對設計圖紙進行及時的調整，導致設計模型與實物存在偏差。

（3）造成家具樣式偏差的原因：項目推進過程中，船東與分包商對家具進行了優化修改，但設計團隊不能實時獲取最新資料從而未對設計圖紙進行及時的調整，導致設計模型與實物存在偏差。

5 結論及建議

本文總結出的內艙房樣板艙設計工作技術要點，通過現場記錄境外總包商實樣建造以及采用逆向工程模型推演驗證的方式深入學習了來自國外的先進建造技術體系；通過實物樣艙與逆向模型對比并參照量化標準表可知，實物樣艙與設計圖紙基本匹配。內艙房實物樣艙與設計圖紙主要差異點集中在艙室位置定位、天花設備定位偏差及家具樣式。

針對上述的原因，提出幾點建設性的意見可為日后批量化樣艙生產工作提供參考。①選擇平整度更高、強度更強的優質鋼板，減少艙室位置定位的偏差。②建立更有效的溝通機制，使設計與施工現場能同步調整與更新，避免后期誤會，影響樣板艙建造的進度。