船舶舾裝模塊化設計與制造的現狀及發展方向

程 孟

（蓬萊中柏京魯船業有限公司， 山東 煙臺 265601）

1 船舶舾裝設計作業的簡介及施工特點

舾裝工程在整個生產過程中起著十分重要的作用，如今隨著船舶制造工業的發展，船舶的規格不斷被提高，也就是說，船舶的體型越來越大，然而有很多施工點都位于船舶的上艙位置，因此舾裝作業在施工的過程中就時常面臨著高空作業的挑戰。由于舾裝作業包括了船舶制造作業的很多方面，這些方面不是僅僅屬于一個工種，不同的工種之間相互聯系，需要協調才能更好的完成工作，這也就為整個舾裝作業施工增加了很大的難度，在整個施工過程中稍微有一些不謹慎，就很容易發生各種各樣不可預料的安全事故，具有很大的危險性。各種型號的船舶型號不同，雖然有大有小，但也不可避免的存在很多要在密閉狹小的空間進行相應施工的現象，在這些空間狹小的地方進行施工會產生很多的不便，再加上通風條件較差，會導致空間里易燃易爆的氣體或物質濃度過高，極易造成爆炸事故。在舾裝作業的施工中經常要用到火種，在同一艘船舶上施工往往要在很多地方用到火，這也為舾裝作業的施工增加了很大的難度。

2 模塊化設計的特點

模塊化設計是指將產品要素按照性能和規格進行功能劃分，將其規劃為一個個的模塊，通過對模塊進行設計、制作、選擇、組合構成新的系統，產生多種不同功能、不同性能的系列產品，具有設計周期短、制造成本低、維修簡單等特點。傳統機械設計從產品構思到模具設計再到成品加工，設計周期長，生產線復雜。模塊化設計能進行模塊之間的有效組合，并根據實際需求進行調整，形成特定產品，設計周期短；。模塊化設計能通過科學的組合，用最少的模塊組合實現所需功能，能用一種設計滿足不同產品需要，減少對機械的重復設計，有效降低成本；模塊化設計結構具有良好的互換性，當機械設備出現故障后，只需進行故障模塊的調試或更換，避免大規模檢修，簡化維修程序，提高維修效率。

3 船舶的模塊化設計與制造

3.1 船舶模塊化的意義

現代化的船舶制造是一種多學科多維度的先進生產，特別是近年來引入了人工智能技術的概念，人工智能技術的發展使得船舶的制造過程變得更加精細與準確，同時對于提升船舶制造與設計生產所用部件的整體利益提升與推動船舶制造與設計生產所用部件的轉型都有著十分重要的促進作用。同時在現代船舶制造中其核心技術是指船舶模塊化技術，對于船舶模塊化的設計探究是相當必要的。

3.2 國內外研究現狀

當前我國船舶生產所用部件整體的制造技術已經有很大進步，但仍然與國際發達國家有一定的差距，以往的船舶制造技術隨著科學技術革命有三次整體的進步，我們目前的船舶制造技術發展狀況正處于更加先進的第4 個提升。在第一個船舶制造技術發展進程中，船舶制造以船舶各部位的功能為指引目標，具體表現為船臺散裝與碼頭艦裝，以及整船涂裝。在第二個船舶制造技術發展進程中就提升為較為先進的以船舶各小部位的部分功能作為生產指引，具體表現為分段制造與預舾裝以及預涂裝。到了第三個船舶制造技術發展進程中就是更加精細與準確的以船舶制造所處的階段作為船舶制造的生產指引，具體表現是分段制造和區域舾裝以及區域涂裝。目前的第四船舶制造技術發展進程成為了模塊化產品導向型，生產中成為殼舾涂一體化。

3.3 設計對象的模塊化設計

船舶的模塊化設計不能孤立地說。為了使船舶的模塊化設計和施工在其早期設計和后期生產的整個過程中進行，必須從基本設計實現模塊化設計方法。本文設計對象的模塊化只能局限于有限區域。模塊根據其功能分為船舶舾裝模塊和船舶結構模塊。由于設計對象屬于小型功能船，本文設計對象的模塊化設計從較小層次開始。成功的編碼可以準確地表達所需的零件信息，傳統編碼基于傳統的造船模式。在傳統編碼中，共同部分和非共同部分也是有區別的。模塊化設計和編碼旨在增加零件和組件的通用部件的比例，并以模塊形式對其進行標準化。模塊化系統編碼的最重要特征是將組件和部件的編碼形式從限制在每艘船上改為查看所有類型的船舶。

4 模塊化設計與現代制造技術的融合

4.1 計算機輔助技術利用

CAD、CAM、CAE 等計算機輔助技術對產品進行建模，在虛擬環境中實現對產品的設計、仿真、加工。計算機輔助技術能存儲模塊化設計標準，簡化對產品尺寸和參數的計算。利用建模和測量軟件將產品結構數據化，利用數字文件充當制造模具，接受計算機傳輸指令，對設計的產品進行虛擬加工，檢驗設計效果，能有效縮短設計周期，節省原材料。

4.2 柔性制造技術

柔性制造技術是在計算機軟件的和數據庫的支持下，結合信息技術、自動化技術、機械加工技術，根據產品的設計要求、性能參數、生產批量對機械設計和制造的過程進行控制，具有高效率、高質量和高可靠性。模塊化設計對柔性制造技術的應用主要在利用模塊的組合實現1 機多用、1 模多用，用一種設計滿足不同產品需要，進行柔性制造。

4.3 智能制造技術

智能制造利用計算機系統模擬人腦思維，進行制造過程中的分析、判斷項決策，實現機械制造的設計、加工和控制，是中國制造2025 國家戰略五大重點工程之一。

5 結語

總的來講，舾裝設計在整個船舶設計中占據著很重要的成分，舾裝的設計主要是增加船舶的功能和舒適度，是必不可少的一部分，因此，要十分重視船舶的舾裝設計。