基于現(xiàn)代造船模式的船舶舾裝模塊化設(shè)計(jì)應(yīng)用研究

摘 要：現(xiàn)代造船模式不斷發(fā)展，模塊化設(shè)計(jì)理念在船舶領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，船舶舾裝是船舶的重要組成部分，本文簡(jiǎn)要介紹了船舶舾裝，研究了船舶舾裝的模塊設(shè)計(jì)，探討了船舶舾裝模塊化設(shè)計(jì)的應(yīng)用實(shí)施，旨在為現(xiàn)代船舶行業(yè)的發(fā)展做出貢獻(xiàn)。

關(guān)鍵詞：現(xiàn)代造船模式；船舶舾裝；模塊化設(shè)計(jì)

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

現(xiàn)代造船模式指的是在統(tǒng)籌化理論的指導(dǎo)下，應(yīng)用各種先進(jìn)的成組技術(shù)，按照區(qū)域進(jìn)行組織生產(chǎn)及相關(guān)作業(yè)，實(shí)現(xiàn)在時(shí)間和空間上都有序進(jìn)行的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)管理一體化的連續(xù)總裝造船模式，在現(xiàn)代造船模式下，船舶舾裝模塊化設(shè)計(jì)的應(yīng)用研究是十分必要的。

1 船舶舾裝模塊化設(shè)計(jì)

本文以瑞典KCS公司推出的Tribon軟件為基礎(chǔ)，研究了基于現(xiàn)代造船模式的船舶舾裝模塊化設(shè)計(jì)。Tribon軟件包括的模塊有很多，例如船體模塊、設(shè)備模塊、電纜模塊、生產(chǎn)設(shè)備模塊、內(nèi)裝模塊等等。

Tribon系統(tǒng)主要應(yīng)用統(tǒng)一的產(chǎn)品信息模型，在船舶舾裝設(shè)計(jì)的各個(gè)階段都能實(shí)現(xiàn)信息的共享，這就有效的降低了不同專業(yè)的協(xié)調(diào)成本與具體設(shè)計(jì)制造的修改工作量，對(duì)提高設(shè)計(jì)效率有著重要的意義。

在船舶舾裝模塊化設(shè)計(jì)中，用到的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)有symbol、component、equipment。這些數(shù)據(jù)模塊主要用來(lái)建立、儲(chǔ)存和維護(hù)整個(gè)船舶舾裝系統(tǒng)的部件信息[1]。例如：船舶舾裝系統(tǒng)的各個(gè)子系統(tǒng)模塊都是建立在component基礎(chǔ)上的。

（1）管系設(shè)計(jì)。管系設(shè)計(jì)共分為管系原理設(shè)計(jì)模塊、管路建模模塊和生產(chǎn)信息提取模塊：①管系原理設(shè)計(jì)模塊：Tribon采用單一數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行管理，因此在關(guān)系原理設(shè)計(jì)的過(guò)程中，管材、設(shè)備、閥門(mén)等在與附件信息建立聯(lián)系的同時(shí)也會(huì)與管系三維模型建立聯(lián)系，這樣就可以利用管系原理設(shè)計(jì)圖來(lái)檢驗(yàn)管系三維放樣設(shè)計(jì)前后的一致性；②管路建模模塊：管系設(shè)計(jì)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(gè)專業(yè)建立的模型裝配定位。設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)圖紙，縮短了設(shè)計(jì)周期；③生產(chǎn)信息模塊：生產(chǎn)信息模塊包括生產(chǎn)信息的生成和輸出模塊，利用生產(chǎn)信息模塊能夠統(tǒng)計(jì)生產(chǎn)信息和制作管路圖，在管路建模之后，則進(jìn)行管路制作圖的生成程序，制作好的管路制作圖存放到數(shù)據(jù)庫(kù)中，設(shè)計(jì)人員可以隨時(shí)查看編輯，此外管路生產(chǎn)信息提取程序還可以生成各種統(tǒng)計(jì)信息的BOM表。

（2）電纜設(shè)計(jì)模塊。電纜設(shè)計(jì)模塊包括電纜放樣模塊和電纜原理圖設(shè)計(jì)模塊。與關(guān)系原理圖設(shè)計(jì)類似，電纜原理圖設(shè)計(jì)中，系統(tǒng)能夠自動(dòng)導(dǎo)出電纜布放的原理圖和相關(guān)的清單列表。在三維圖形環(huán)境中，可以進(jìn)行電纜放樣，調(diào)入船體分段、電氣設(shè)備、管路及支架布置，就能夠構(gòu)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(shí)敷設(shè)及貫通的具體情況[2]。

（3）艙室布置設(shè)計(jì)。通過(guò)計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)艙室設(shè)計(jì)出圖和具體清單，以此來(lái)輔助專業(yè)人員的藏式布置。將船體結(jié)構(gòu)作為艙室布置設(shè)計(jì)的甲板，在艙室布置設(shè)計(jì)模塊下，能夠輸出任意區(qū)域的視圖，例如衛(wèi)生單元視圖等等。同時(shí)設(shè)計(jì)中將每一個(gè)房間作為一個(gè)單位，通過(guò)艙室設(shè)計(jì)模塊等夠?qū)崿F(xiàn)各個(gè)房間單位的拷貝、修改以及刪除工作，并且能夠?yàn)樵O(shè)計(jì)人員提供房間內(nèi)各個(gè)要素的具體參數(shù)，例如門(mén)窗參數(shù)、壁板參數(shù)、甲板敷料參數(shù)等等。

（4）鐵舾裝件設(shè)計(jì)模塊。鐵舾裝件設(shè)計(jì)模塊獨(dú)立存在于模型庫(kù)之中，其能夠?qū)崿F(xiàn)與其他專業(yè)的模型信息共享，鐵舾裝件設(shè)計(jì)模塊的主要設(shè)計(jì)內(nèi)容有鐵舾裝件、扶梯以及支架等等。

2 船舶舾裝模塊化設(shè)計(jì)應(yīng)用實(shí)施

（1）系統(tǒng)模塊化設(shè)計(jì)。船舶設(shè)計(jì)過(guò)程中，很多都是對(duì)原有船型或原有系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)，將這些原有的系統(tǒng)進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)，之后將模塊進(jìn)行存檔，這樣就可以實(shí)現(xiàn)各個(gè)系統(tǒng)的快速更改，減小了對(duì)后續(xù)設(shè)計(jì)及施工訂貨的影響。

系統(tǒng)模塊數(shù)據(jù)的存檔主要受限于設(shè)計(jì)圖紙CAD/CAM的形式，主要以專業(yè)項(xiàng)下存檔涉及到的單元及圖紙。單元、模塊設(shè)計(jì)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(chǎn)設(shè)計(jì)實(shí)踐，提升產(chǎn)品設(shè)計(jì)質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)圖紙從檔案文件中的檢索獲取。

（2）全寬式單元模塊化設(shè)計(jì)。船舶機(jī)艙區(qū)域的設(shè)計(jì)難度較大，其中涉及到大量的管子以及機(jī)電設(shè)備的安裝和布置。一旦布置出現(xiàn)問(wèn)題，則會(huì)對(duì)整個(gè)船舶舾裝間的預(yù)裝完整性造成影響。其具體設(shè)計(jì)內(nèi)容如下：①機(jī)艙底層有5個(gè)獨(dú)立的小單元，其他總組階段安裝也會(huì)有散裝的管件，將二者結(jié)合成一個(gè)全寬型單元，就可以進(jìn)行整體的制作和分塊吊裝。全寬型單元包含設(shè)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(gè)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(diào)節(jié)閥等組成的單元體就可以形成組合件單元；④對(duì)于需要貨倉(cāng)特涂處理的船舶，可以對(duì)主甲板單元支架以及舾裝件墊塊等進(jìn)行預(yù)焊處理；⑤將設(shè)計(jì)單元的大小及重量進(jìn)行仔細(xì)控制，保證其在舾裝能力范圍內(nèi)，例如低溫淡水泵單元長(zhǎng)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(shè)計(jì)。①集控室頂部就是機(jī)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(shè)甲板，這樣就能夠形成一個(gè)獨(dú)立的空間作為隔離艙，集控室單元就不會(huì)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(fēng)管的管碼布置在隔離艙頂部；③完整的布置室內(nèi)的管系；④主配電板、控制臺(tái)等應(yīng)從底部進(jìn)入敷設(shè)；⑤將整個(gè)項(xiàng)目進(jìn)行逐級(jí)分解，劃分為五大托盤(pán)：管系托盤(pán)、鐵舾件托盤(pán)、設(shè)備托盤(pán)、電氣系統(tǒng)托盤(pán)、內(nèi)裝托盤(pán)。

3 結(jié)論

模塊化造船是船舶建設(shè)的發(fā)展趨勢(shì)，現(xiàn)代造船模式下，船舶舾裝模塊化設(shè)計(jì)的開(kāi)發(fā)會(huì)引起船舶建造的未來(lái)變革，對(duì)船舶建造業(yè)的發(fā)展有著重要的推動(dòng)作用，本文簡(jiǎn)要研究了船舶舾裝模塊化設(shè)計(jì)，并對(duì)其具體的應(yīng)用實(shí)施做了簡(jiǎn)要探討，旨在推進(jìn)現(xiàn)代造船模式下，船舶舾裝模塊化設(shè)計(jì)的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

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

[2]常愛(ài)平.船舶區(qū)域舾裝計(jì)劃模型及系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)[D].哈爾濱工業(yè)大學(xué)，2008.