淺析船舶外舾裝模塊化設(shè)計應(yīng)用

董青青

摘 要：航運(yùn)市場的快速發(fā)展在2008年金融危機(jī)的挑戰(zhàn)下面臨重大阻礙，也發(fā)生了較大的變動。船舶的類型和結(jié)構(gòu)的需求同之前相比有所區(qū)別，完善適應(yīng)新市場的船舶設(shè)計成為現(xiàn)如今最重要的任務(wù)。船舶外舾裝在船舶中占據(jù)較大比重，進(jìn)行模塊化設(shè)計符合時代要求，也具有顯著優(yōu)勢。本文首先介紹了船舶外舾裝模塊化設(shè)計的發(fā)展現(xiàn)狀，對相關(guān)設(shè)計情況有一定的了解；然后重點(diǎn)介紹了船舶外舾裝模塊化設(shè)計的理論與方法，對該設(shè)計的原理、特點(diǎn)及方法進(jìn)行探究，對船舶外舾裝模塊化設(shè)計應(yīng)用的完善和未來的發(fā)展有一定的參考價值。

關(guān)鍵詞：船舶；舾裝；模塊化；設(shè)計應(yīng)用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.06.030

0 引言

船舶廣泛應(yīng)用在國防、經(jīng)濟(jì)、海洋開發(fā)等多個領(lǐng)域，是指通過航行或停泊在水域上來進(jìn)行運(yùn)輸或作業(yè)的一種交通工具。舾裝是構(gòu)成船舶的重要部分，建造工程量大，占船舶總工程量的一半以上，值得不斷地研究來全面了解它的細(xì)節(jié)構(gòu)造及加工制造過程等。模塊化設(shè)計方法是一直以來受到廣泛認(rèn)可的造船方法，發(fā)揮了一定的優(yōu)勢，也有其特殊的要求和規(guī)范。另外，從整體來看，我國造船業(yè)的發(fā)展雖然有著明顯的進(jìn)步，但同其他發(fā)達(dá)國家相比仍然存在較大的差距，有很大的提升空間。盡早找出阻礙發(fā)展的因素和問題，提出適合我國發(fā)展的新的設(shè)計方案，有利于完善模塊化設(shè)計理論，對船舶的發(fā)展必將起到重要的促進(jìn)作用。

1 船舶外舾裝模塊化設(shè)計的發(fā)展現(xiàn)狀

早在上個世紀(jì)七十年代左右，模塊化造船理念就被提出，這一概念開始于艦船，后來得到了深入的研究和推廣，在船舶的設(shè)計、制造思想上和維修管理方法上都具有重大的意義和影響，是促進(jìn)船舶發(fā)展的一大推動力。模塊化技術(shù)的應(yīng)用滲透到船舶制造的各個方面，從總體到部分，包括控制系統(tǒng)、自動化系統(tǒng)、機(jī)電裝置、舾裝設(shè)備等等，而且都表現(xiàn)出優(yōu)質(zhì)的效果和強(qiáng)大的優(yōu)勢，發(fā)展趨勢一片光明。日本是最早進(jìn)行模塊化造船的國家，并且一直處于世界領(lǐng)先水平，對歐美等國家都產(chǎn)生了一定影響。相比之下，我國的模塊化技術(shù)起步較晚，在上個世紀(jì)八十年代初才初露端倪，而且應(yīng)用范圍也十分有限，只集中在部分機(jī)電設(shè)備和衛(wèi)生單元模塊等方面。我國目前主要存在這樣三個突出性的問題，第一，在生產(chǎn)效率方面，我國的人均造船修正總噸與日本相差10倍，差距明顯。而且生產(chǎn)效率過低也導(dǎo)致了造船工期的延長、產(chǎn)品多余功能過剩，整體效益大大降低。這種種問題對我國船舶行業(yè)的發(fā)展又將帶來嚴(yán)重的阻礙。第二，在造船成本方面，我國造船企業(yè)的能源消耗水平與其他國家也存在明顯差距，管理模式不合理和造船技術(shù)落后都是造成資源浪費(fèi)從而產(chǎn)生差距的重要原因。第三，在工作環(huán)境方面，我國大部分造船企業(yè)處于勞動力密集型狀態(tài)，而且工作環(huán)境大多臟亂、危險，給工作人員的正常工作增加難度。這種工作模式既不利于造船工作的進(jìn)行和工作質(zhì)量的保證，也不利于企業(yè)長久和穩(wěn)定的發(fā)展。

2 船舶外舾裝模塊化設(shè)計理論與方法

2.1 船舶產(chǎn)品應(yīng)用模塊化設(shè)計的原理

全面完整地了解船舶外舾裝模塊化設(shè)計，并保證這一技術(shù)方法可以得到順利地進(jìn)行，當(dāng)然首先就要從設(shè)計原理的分析入手。進(jìn)行船舶產(chǎn)品的模塊化設(shè)計，主要的發(fā)展方向就是殼舾涂一體化模塊，從船體和舾裝兩個大的方面同時推進(jìn)。這種技術(shù)方法得到廣泛使用，而且與舾裝模塊的特點(diǎn)十分契合，受到大多數(shù)造船企業(yè)的青睞。舾裝模塊根據(jù)其與船體之間的不同關(guān)系而分為自持式模塊和依附式模塊，自持式模塊是以單元中的設(shè)備模塊化為主的模塊類型，擁有獨(dú)立的支架結(jié)構(gòu)，用于安裝到船體或其他各個部分。而依附式模塊需要從功能和布置兩方面進(jìn)行研究，具備可選性和通用性等特點(diǎn)，設(shè)備固定要求較高而且布置范圍廣，但這一模塊容易受到造船工作進(jìn)度的限制，并不是獨(dú)立進(jìn)行的過程。進(jìn)行舾裝模塊設(shè)計時，必須全面分析這兩類模塊類型的特點(diǎn)，然后有針對性地選擇最合理的設(shè)計方法，保證各個環(huán)節(jié)能夠順利完整地進(jìn)行，從而實現(xiàn)更加完善的舾裝模塊設(shè)計技術(shù)。

2.2 船舶外舾裝模塊化的設(shè)計特點(diǎn)

外舾裝設(shè)備要按照依附式模塊的一系列要求進(jìn)行，也就是說工程進(jìn)度會受到造船總體建設(shè)進(jìn)度制約。進(jìn)行船舶外舾裝模塊化設(shè)計就要全面了解依附式模塊的各種特征，從功能和布置兩方面進(jìn)行詳細(xì)地模塊化設(shè)計研究。在船舶外舾裝功能模塊化設(shè)計方面，完善設(shè)備的配套功能模塊化是最重要的工作內(nèi)容，需要嚴(yán)格按照規(guī)范進(jìn)行，不能出現(xiàn)任何差池。做好這一環(huán)節(jié)的工作不僅有利于最大限度地提高安裝效率、完善設(shè)計工作，而且能夠縮短工作周期，避免不必要的資源浪費(fèi)。另外，外舾裝功能模塊化設(shè)計是容易實現(xiàn)的，可以充分保證總系統(tǒng)和子系統(tǒng)之間的結(jié)構(gòu)關(guān)系，全面提升穩(wěn)定性。在船舶外舾裝布置模塊化方面，我們要嚴(yán)格遵循外舾裝區(qū)域的要求，特殊環(huán)節(jié)特殊處理。外舾裝布置具有范圍廣而且比較分散、對稱性強(qiáng)等特點(diǎn)，是進(jìn)行設(shè)計時需要考慮的重要因素。另外需要注意的一點(diǎn)就是，外舾裝暴露在外部區(qū)域，影響別人對它的第一眼印象，所以設(shè)計時還應(yīng)該保證外表上的整齊性和美觀性。經(jīng)過總結(jié)，布置設(shè)計的工作主要在四個不同的系統(tǒng)上，分別為錨、舵、桅檣信號和救生系統(tǒng)，當(dāng)然，不同系統(tǒng)包含不同的設(shè)備，也同樣需要不同的設(shè)計方法。傳統(tǒng)的外舾裝布置設(shè)計經(jīng)過長期的發(fā)展暴露出越來越多的問題和不足，資源過度浪費(fèi)、設(shè)計者能力不足、工作質(zhì)量低下等弊病已經(jīng)嚴(yán)重阻礙了船舶舾裝制造業(yè)的發(fā)展，是當(dāng)前形勢下迫切需要改善的問題。所以，提出新的設(shè)計方案很有必要，我們可以在傳統(tǒng)的基礎(chǔ)上做出修改，然后根據(jù)實際情況不斷進(jìn)行調(diào)整和完善，進(jìn)一步找到最合理的設(shè)計，為船舶發(fā)展做出貢獻(xiàn)。

2.3 船舶外舾裝模塊化設(shè)計的方法和應(yīng)用

外舾裝模塊化設(shè)計開始于功能設(shè)計，也就是配套設(shè)備的功能模塊化設(shè)計，重點(diǎn)工作為子系統(tǒng)的模塊化和通用化設(shè)計，然后通過完善子系統(tǒng)模塊構(gòu)成的中間產(chǎn)品來最終實現(xiàn)外舾裝功能模塊。這一工作的基礎(chǔ)和前提就是要全面了解設(shè)備的性能和屬性，明確設(shè)備模塊化的范圍?，F(xiàn)主要從兩個設(shè)計方面進(jìn)行分析和總結(jié)，第一個就是重要的子系統(tǒng)模塊化和通用化設(shè)計。首先要從構(gòu)建產(chǎn)品平臺角度進(jìn)行概念設(shè)計，了解產(chǎn)品系統(tǒng)的功能及原理等；然后就要對產(chǎn)品的功能、總系統(tǒng)和子系統(tǒng)及其結(jié)構(gòu)進(jìn)行全面分析，了解系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)，選取最佳設(shè)計方案；最后通過進(jìn)行工藝設(shè)計的工作來增加工藝的通用性。第二個內(nèi)容則是接口設(shè)計，首先進(jìn)行的工作就是對外舾裝模塊接口的定義，明確模塊自身的功能及特征。然后就要按照一定的原則進(jìn)行設(shè)計工作，滿足接口部分的要求。這兩項內(nèi)容是船舶外舾裝模塊化設(shè)計的重要組成部分，也是需要認(rèn)真并嚴(yán)格進(jìn)行的工作環(huán)節(jié)。當(dāng)然，要想保證整體工作過程的完善和順利并全面提高工作質(zhì)量，就要在每個細(xì)節(jié)處按照設(shè)計方案來嚴(yán)格把關(guān)。

3 總結(jié)

船舶的發(fā)展是社會發(fā)展的一項重要內(nèi)容，未來也必然會有更大的需求量并面臨更大的挑戰(zhàn)。研究外舾裝模塊化設(shè)計應(yīng)用對完善造船技術(shù)、促進(jìn)船舶發(fā)展具有強(qiáng)烈的現(xiàn)實意義，值得進(jìn)行深入探討和分析，從而不斷總結(jié)經(jīng)驗，爭取實現(xiàn)創(chuàng)新。我國目前造船技術(shù)的發(fā)展同國外相比存在明顯的差距，暴露的諸多問題也為進(jìn)一步發(fā)展帶來重重阻礙。因此，全面分析船舶外舾裝模塊化設(shè)計理論與方法，深入了解這一設(shè)計理念，才能將模塊化設(shè)計更加高效合理地應(yīng)用到我國船舶發(fā)展中。未來必將有更多關(guān)于這一設(shè)計應(yīng)用的研究工作的開展，也將會對船舶外舾裝設(shè)計甚至船舶行業(yè)的發(fā)展帶來更大的幫助。

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