現(xiàn)代造船模式的船舶舾裝模塊化設(shè)計(jì)

王宇庭 徐盛楊 周延波

摘要：船舶的舾裝制造工作主要包含船舶的主體設(shè)備和舾裝管件的安裝、電氣設(shè)備安裝、船體用具和船舶艙室設(shè)備安裝、油漆涂裝和絕緣敷設(shè)等。傳統(tǒng)的造船工藝，將舾裝作業(yè)作為船體建造的后續(xù)工序，即船體先行建造，船體完工下水后，?？吭隰秆b碼頭進(jìn)行設(shè)備、管路、電纜的安裝和調(diào)試，直至交船。而根據(jù)現(xiàn)代造船模式的指導(dǎo)思想，舾裝過程已經(jīng)變成在舾裝標(biāo)準(zhǔn)的指導(dǎo)下，進(jìn)行單元模塊化設(shè)計(jì)，并且整個過程都需要系統(tǒng)等數(shù)字化設(shè)計(jì)方法?；诖耍疚闹饕接懥爽F(xiàn)代造船模式的船舶舾裝模塊化設(shè)計(jì)。

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

1船舶舾裝模塊設(shè)計(jì)

船舶舾裝模塊化設(shè)計(jì)主要是基于Tribon系統(tǒng)和CIMS系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)，Tribon設(shè)計(jì)軟件是近幾年某公司新推出的船舶設(shè)計(jì)專用軟件，其設(shè)計(jì)模塊主要包括生產(chǎn)設(shè)備、管子、電纜、鐵舾裝等，以產(chǎn)品信息模型為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)船舶的并行設(shè)計(jì)模塊，這樣的模塊化設(shè)計(jì)，有助于提高造船工業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。在實(shí)際的模塊化設(shè)計(jì)中，所涉及到的基礎(chǔ)是數(shù)據(jù)包括了symbol、component、equipment。這些基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的作用是構(gòu)建、儲存以及維護(hù)船舶舾裝的系統(tǒng)。

1.1管系模塊設(shè)計(jì)

在實(shí)際的設(shè)計(jì)過程中，管系模塊設(shè)計(jì)可以分管系原理模塊設(shè)計(jì)、管路建模模塊以及生產(chǎn)信息提取模塊。管系原理模塊設(shè)計(jì)過程中，Tribon使用一些較為單一的數(shù)據(jù)庫管理信息，然后對相關(guān)信息進(jìn)行聯(lián)系，通過其中關(guān)系，完成管系三維模型的構(gòu)建。管路建模模塊此環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)過程中，相關(guān)工作人員能夠直接在三維截面進(jìn)行管線布線，有效的提高了工作效率以及工作質(zhì)量。生產(chǎn)信息模塊，此環(huán)節(jié)中，主要包括了生產(chǎn)信息的形成以及輸出，工作人員通過對生產(chǎn)信息模塊利用，實(shí)現(xiàn)了對生產(chǎn)信息的統(tǒng)計(jì)，并且，還能對管路的制作圖進(jìn)行生成，將其放入數(shù)據(jù)庫，工作人員能夠隨時對其進(jìn)行查看。

1.2電纜模塊設(shè)計(jì)與鐵舾裝件設(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。鐵舾裝件模塊設(shè)計(jì)過程中，工作人員應(yīng)將此模塊進(jìn)行單獨(dú)儲存于獨(dú)立的數(shù)據(jù)庫中，并且，還要和其他模塊進(jìn)行信息連接，實(shí)現(xiàn)信息共享。

1.3艙室布置設(shè)計(jì)

通過計(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。同時設(shè)計(jì)中將每一個房間作為一個單位，通過艙室設(shè)計(jì)模塊等夠?qū)崿F(xiàn)各個房間單位的拷貝、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)各個要素的具體參數(shù)，例如門窗參數(shù)、壁板參數(shù)、甲板敷料參數(shù)等等。

2現(xiàn)代造船模式的船舶硒裝模塊化設(shè)計(jì)應(yīng)用

2.1系統(tǒng)模塊化設(shè)計(jì)

船舶設(shè)計(jì)過程中，很多都是對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)各個系統(tǒng)的快速更改，減小了對后續(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/CMA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。

2.2全寬式單元模塊化設(shè)計(jì)

在船舶的整體設(shè)計(jì)過程中，船舶機(jī)艙存在的難度較大，主要是由于其中所涉及的管子以及相關(guān)機(jī)電設(shè)備較多，如果某環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，就會導(dǎo)致整個船舶舾裝的預(yù)裝質(zhì)量，因此，應(yīng)該積極的加強(qiáng)對其的設(shè)計(jì)。主要設(shè)計(jì)內(nèi)容包括：①機(jī)艙底層必須設(shè)置5個小單元，并且，還要具有一定的獨(dú)立性；同時，還要將一些相關(guān)的組件進(jìn)行綜合，使其成為一個全寬型的單元，從而實(shí)現(xiàn)整體制作以及整體安裝。②原總組階段，泵艙底層的管子有100多根，并且極其分散，應(yīng)該將這些管子進(jìn)行綜合，使其形成一個綜合性的單元。③應(yīng)該積極的對船艙進(jìn)行處理，工作人員應(yīng)該對主甲板的單元支架和舾裝件墊塊等相關(guān)配件進(jìn)行預(yù)焊接處理。

2.3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獨(dú)立的空間作為隔離艙，集控室單元就不會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、控制臺等應(yīng)從底部進(jìn)入敷設(shè)。⑤將整個項(xiàng)目進(jìn)行逐級分解，劃分為五大托盤：管系托盤、鐵曬件托盤、設(shè)備托盤、電氣系統(tǒng)托盤、內(nèi)裝托盤。

3現(xiàn)代造船模式的未來展望

未來造船模式，就是造船計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)。未來造船技術(shù)創(chuàng)新，是集成一體化機(jī)制的更進(jìn)一步發(fā)展，依靠信息高速公路、信息數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化把分散在異地的各家模塊工廠、材料和設(shè)備制造廠、船廠等相互鏈接起來，及時地、可視化地異地聯(lián)合生產(chǎn)，實(shí)時監(jiān)控全部生產(chǎn)過程，形成一個動態(tài)的、以產(chǎn)品為導(dǎo)向的無縫整合的建造系統(tǒng)。這種SCIMS為未來的徹底的模塊化造船提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支持，只有在這樣的系統(tǒng)中才能實(shí)現(xiàn)徹底的模塊化造船。生產(chǎn)中心造船模式是一種全新的綜合型生產(chǎn)組織方式，它是一種獨(dú)立的相對封閉的責(zé)任生產(chǎn)單元，它能建造專門的分段并展開相應(yīng)的預(yù)舾裝工作形成模塊產(chǎn)品，或制造專門的功能（設(shè)備）單元模塊，或進(jìn)行總裝工程形成終端產(chǎn)品。根據(jù)生產(chǎn)中心的性質(zhì)可分成職能中心和制造中心；根據(jù)中心的設(shè)置位置和體系結(jié)構(gòu)，又可分為實(shí)體中心和虛擬中心。虛擬中心比實(shí)體中心更具靈活性，也更具有競爭力。虛擬中心是一個虛擬企業(yè)，它是動態(tài)聯(lián)盟的盟主工廠，能充分發(fā)揮其承接造船訂單、船臺、船塢、合攏船舶和試航交船能力。虛擬中心在信息技術(shù)和智能技術(shù)的支撐下，運(yùn)用最先進(jìn)的通訊聯(lián)絡(luò)監(jiān)督控制方式，形成跨地域的高效聯(lián)動，為船舶的設(shè)計(jì)制造，跨越時間和空間的限制，實(shí)現(xiàn)眾多工廠和企業(yè)無縫整合和異地同行。

4結(jié)束語

綜上所述，隨著造船方式的變化，以及船舶大型化、船舶精細(xì)化的向前發(fā)展，我國要向國外優(yōu)秀造船廠的成功經(jīng)驗(yàn)學(xué)習(xí)，提高生產(chǎn)效率，縮短造船周期，降低生產(chǎn)成本。但是，更要加快船舶系統(tǒng)、標(biāo)準(zhǔn)的自主研發(fā)設(shè)計(jì)能力，早日促進(jìn)中國數(shù)字化造船邁向更高的水平。

參考文獻(xiàn)：

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[2]中國船舶舾裝現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J].王華飛.中國水運(yùn).2013（12）.

（身份證號：王宇庭211481xxxxxxxx3936 徐盛楊 210881xxxxxxxx0031 周延波 211324XXXXXXXX0018）