船舶內裝模塊化技術及應用研究

李奪

摘 要：模塊化技術施工簡單、靈活，兼具環保節能，是內裝模塊化技術顯著優勢，不但有效解決了傳統船舶建造現場作業的難的問題，而且有效節約了時間與資金成本，同時也存在難以實現多樣化的局限性。文章在對船舶內裝模塊技術進行探討分析。

關鍵詞：船舶內裝;模塊化技術;標準化設計;建造效率

引言：模塊化技術是指解決一個復雜問題時自頂向下逐層把系統劃分成若干模塊的過程，然后分模塊進行設計，最后再合成一個系統。模塊化設備為流程工業企業提供了許多可能性，例如按照模塊化的方式擴展現有的流程工藝設備和更加高效地集成到現有流程工藝設備中去。對于新建企業來講，模塊化設備的吸引力在于能夠在降低工程費用的情況下，將靈活性提高至50%。模塊自動化的用戶群體正在穩步增長。一部分粉絲來自自動化技術領域，例如控制器、傳感器和執行器等制造商企業;另一部分則是來自運營商、模塊化設備制造商和流程設備制造商，以及高等院校和不同協會、組織的成員。模塊化設備簡化了工程設計，使流程工業生產過程更加靈活，縮短了產品上市的時間，提高了生產效率和企業競爭力。

一、船舶內裝模塊化技術相關概述

船舶內裝模塊化起源于上世紀四十年代初的美國，后逐漸在日本、德國、英國等發達國家普及開來。隨著豪華郵輪的興起，內裝模塊化技術在郵輪艙室單元建造的應用規模得到了進一步擴大，船舶內裝模塊配套廠商也具備了向全球化供應能力。而在我國由于受傳統造船思維、思想禁錮，造船體系較長時間停留在現場切割、安裝模式上，造成了船舶總裝流程化、模塊化能力較差，在產品設計、物資配套以及建造設備落后，使得我國船舶建造模塊化模式發展較為緩慢。

內裝模塊化技術在船舶建造中的應用主要是對內裝產品進行模塊化的分解、組合，模塊在工廠完成預制，這些模塊同時具備結構單元與產品單元屬性，能夠組成完整艙室單元。模塊化在艙室空間設計上融入了可持續發展理念，艙室建造模塊化提高了船舶建造的標準化與摸數化設計水平。船舶內裝建造中使用單元標準件進行設計，需考慮到其附屬設備、設施的標準化制造，確保預制件開孔、定位以及安裝標準對應，完美銜接，在維修過程中可以通過更換相應模塊完成維護。施工簡單、靈活，兼具環保節能，是內裝模塊化技術顯著優勢，不但有效解決了傳統船舶建造現場作業的難的問題，而且有效節約了時間與資金成本，同時也存在難以實現多樣化的局限性。

二、船舶內裝模塊化技術應用特點

（一）標準化設計特點

船舶內裝模塊化，關鍵是在產品構建與連接方式上都采用了標準化設計，在尺寸、規格、工藝節點、接口等都形成了系列化設計方法，形成了高層度、高水平的標準化。

（二）模數化設計特點

模數指的是選定尺寸單位，并以此為尺度協調增值單位。船舶內裝中基本模數就是其內裝部件模數化尺寸，通常為50mm或者100mm倍數。模數協調實現了船舶內裝制造的自動化、智能化，尤其是實現了設計、制造等各個環節間的互相協調，通過對內裝各部位尺寸準確分割，明確了預制構件尺寸標準邊界條件，通過優先通用構件標準化、構件互換性、可改性，對內裝產品和功能空間之間尺寸關系進行有效協調，避免可設計與建造脫節，也有利于產品維修與再利用。

（三）多專業協同合作特點

內裝模塊化技術在船舶設計制造中的應用，不但應用了模塊化設計思維，還將結構模塊化、機電模塊化、管系模塊化列入了設計協同重要內容，避免出現設計建造階段出現信息遺漏，更好地保障船舶建造效率。

（四）存在一定應用局限性

雖然模塊化技術在實際應用中，在理念與技術上有著較大優勢，然而并不意味著模塊化技術能夠適用于所有船型的內裝建造，許多實踐表明，除了遠洋海工平臺、大型游輪、超大型運輸郵輪，以及大型艦船等規模大、結構明顯的船舶之外，其他船舶模塊化技術應用效果并不理想。

三、船舶內裝模塊化技術的優勢

（一）產品標準化優勢

在船舶內裝中應用模塊化技術理念，采用模塊化設計方式，把天花板、家具、艙室板等船舶各艙室產品的設計進行標準化，生產出各個標準模塊，通過產品模塊有效組合，形成適用于各艙室內裝產品。

（三）提高內裝建造質量

除了工藝上的該表，模塊化技術在船舶內裝中的應用，更是顛覆了傳統現場定位、切割、組裝的船舶內裝模式，形成以集成預制構件現場安裝的方式的變革，實現對產品、設備設施的精細化質量管理與控制，有效提升了船舶內裝建造質量。

（四）改善作業環境，節約勞動成本

在船舶內裝建造過程中，模塊化安裝技術及理念的應用使得原來投入到船舶建造現場作業的部分勞動力與勞動成本轉移到工廠身上，降低了船舶建造成本。加上在科技水平不斷提升推動作用下，許多工廠逐步走向機械化、自動化、智能化發展，產品模塊構件制作成本得到進一步壓縮控制。就總體發展情況與發展趨勢而言，模塊化安裝技術不斷成熟、完善，產品構件模塊化與標準化水平不斷提升，將會大幅提高船舶內裝建造質量與建造效率，并且通過優化現場作業結構，避免了現場巖棉板切割、家具切板產生粉塵污染，實現了對作業環境有效改善。

四、船舶內裝模塊化技術應用分析

（一）模塊化整體建造單元設計應用

模塊化技術在船舶內裝中的應用最早始于在整體衛生單元上的運用。在衛生單元構建方面，尺寸與及配置相對單一，能夠實現較高標準化施工，進而逐漸拓展到天花板、家具、艙室板等其他位置的模塊化施工，并且模塊化構件及相關散件可以在內裝構件預制階段完成，避免較為繁瑣的現場施工工序，以及提升船舶內裝建造效率。

（二）模塊化整體建造單元設計流程

首先，在總體布置上進行模塊劃分，對模塊形尺寸進行模數化設計。在對模塊構件進行整體設計過程中，需要對模塊單元式樣與尺寸進行充分考慮、分析，在確保設計充分滿足使用需求和使用功能前提下，盡量避免模塊整體造型差異化。在模塊單元的外形、尺寸等采用模數化、標準化方法進行設計。其次，對內部產品、構件進行標準化設計。結合模塊單元類型、外形尺寸等，列出相應單元的標準配置明細，確保內部產品、構件在設計、安裝、使用過程中盡可能符合人體工學要求。例如在衛生單元設計與制作中，坐便器、淋浴、浴缸、洗臉盆等的樣式、類型應安照功能要求進行標準化設計，為材料采購、制作、安裝提供指導。此外，模塊單元建造精確安裝定位。在船舶內裝建造中由于模塊單元尺寸較大，且有些模塊是船上的封艙件，必須在船體與上層建筑進行分段合攏之前實現吊裝進艙，在安裝過程中需要快速、精確的吊裝到定位位置，并確保與上一模塊肋位尺寸、位置高度一致。必須出現上下管系接口誤差。船舶內裝整體模塊化設計，不但優化了構建的安裝定位方式，并且有效提升了內裝水平與預舾裝率，大大節約了船舶建造成本。

五、結束語

大型船舶內裝建造經歷了材料現場加工、部分預制件現場安裝、模塊化設計安裝的階段發展。在現代化船舶內裝建造過程中，模塊化設計與應用已然成為了重要發展趨勢，并顯示出了顯著應用優勢，在我國船舶建造事業發展過程中發揮著極為關鍵的推動作用。這就要求相關工作人員必須加強對模塊化設計技術及理念的分析、應用，不斷提升船舶內裝模塊化建造水平，更好地提升船舶內裝建造質量與效率。

參考文獻：

[1]李明.成組技術在現代船舶舾裝模塊化設計的應用[J].艦船科學技術，2019，41（18）：22-24.

[2] 劉文平.淺析船舶管系舾裝模塊化技術[J].現代制造技術與裝備，2019（07）：158-159.

[3] 范之柢.船舶內裝模塊化技術及應用研究[J].科技與創新，2019（13）：123-124.

[4] 彭波， 趙凌凌. 船舶內裝工程在生產過程中的質量控制技術初探[J]. 科學與信息化， 2019，