引入模塊化舾裝概念后評估船舶制造過程優(yōu)化結(jié)果的方法

徐寶影 趙會章 宋學(xué)坤 白文武

摘 要：通過模塊化舾裝的新理念，實現(xiàn)船舶制造過程的優(yōu)化，降低生產(chǎn)成本，提高船舶制造過程的效率，采用標(biāo)準(zhǔn)化和統(tǒng)一化的船舶制造方法，在應(yīng)用模塊化舾裝的領(lǐng)域里加大實踐力度，增加分段預(yù)舾裝，優(yōu)化船舶制造過程

關(guān)鍵詞：模塊化舾裝；制造過程優(yōu)化；分段舾裝

某船廠進(jìn)行舾裝設(shè)備和船舶裝配的改進(jìn)，引入了模塊化舾裝概念，得到了評估優(yōu)化的方法。對于船廠在下水前后的舾裝設(shè)備的運(yùn)行情況的觀察，對分段舾裝、分段形狀、運(yùn)輸工具等加以嚴(yán)格的要求，滿足更高層次的舾裝要求的分段，進(jìn)而實現(xiàn)分段預(yù)舾裝水平的提高，提高運(yùn)輸能力，運(yùn)用分段舾裝平臺，達(dá)到船舶制造過程的優(yōu)化。在泊位和下水后，優(yōu)化舾裝工作車間，在船體制作過程中降低成本，減少時間，采用分支定界法、數(shù)據(jù)采集法等，通過模糊調(diào)度技術(shù)獲得[1]。

1、模塊化船舶舾裝

船舶舾裝模塊根據(jù)模塊與船體的結(jié)構(gòu)關(guān)系，舾裝模塊可以分為自持式模塊和依附式模塊兩大類。自持式模塊是分段或船上的預(yù)舾裝單元，它具有獨(dú)立的基座或支架結(jié)構(gòu)，可以在內(nèi)場預(yù)制，完工后在外場安裝到船體上。將預(yù)舾裝單元升級為造船模塊，是因為單元適用于要求相似的不同船型。通常單元中的主要設(shè)備選自性能相近的三種型號作為船廠的標(biāo)準(zhǔn)件，這三種型號設(shè)備可以分別屬于高、中、低三檔產(chǎn)品，以供船東選用，船廠也可借以控制材料成本。從設(shè)計建造角度來看，自持式舾裝模塊是真正的模塊。依附式模塊要以船體分段或船上區(qū)域的結(jié)構(gòu)為依托，但又因其設(shè)備的可選性和單元的通用性與自持性舾裝模塊相同，也可以稱為圖面自持模塊。

模塊化造船是采用“積木式”組件，即一些獨(dú)立的單元件和標(biāo)準(zhǔn)件，通過組裝，形成造船中廣泛采用的結(jié)構(gòu)模塊、舾裝模塊、殼舾涂一體化模塊，這些既相對獨(dú)立，最終又將組合成一體的模塊，不但具有獨(dú)立功能、通用性和特定界面，而且要在船臺（塢）內(nèi)合攏成船舶。當(dāng)整條船舶是由這些模塊合攏而成時，就實現(xiàn)了模塊化造船，使船廠真正成為了總裝企業(yè)。實施模塊化造船是傳統(tǒng)造船模式向現(xiàn)代造船模式的轉(zhuǎn)變過程，也是目前世界上造船業(yè)的發(fā)展趨勢[2]。

2、評估優(yōu)化結(jié)果

2.1船廠進(jìn)行造船過程的優(yōu)化，輸入的數(shù)據(jù)包括工作時間、活動持續(xù)時間、生產(chǎn)過程效率等，還能顯示成本和裝備時間，用于船舶制造過程前期工作的規(guī)劃和設(shè)計。

增加模塊化舾裝的優(yōu)化過程，采用舾裝車間的整體安裝方式，進(jìn)行分段的舾裝工作，減少船舶的油漆噴涂工作，防止設(shè)備損壞。

船舶結(jié)構(gòu)預(yù)舾裝和舾裝的復(fù)雜性、最終設(shè)計的延遲交付、以及不可預(yù)測的車間活動等問題致使建造順序互相沖突。船艙空間不足、資源限制以及不可行的裝配順序等問題導(dǎo)致時間調(diào)度遭遇重重挑戰(zhàn)。

現(xiàn)代科技帶來了技術(shù)的進(jìn)步。四維規(guī)劃（4D規(guī)劃）可以虛擬展示舾裝進(jìn)度，預(yù)先制定合適的、沒有沖突的裝配順序——這是提升車間效率的關(guān)鍵要素之一。事實證明，4D規(guī)劃可以大幅減少舾裝返工，并提高規(guī)劃、資源分配及采購的可靠性。

考慮到船艙內(nèi)所需安裝的部件數(shù)量之巨、所涉及的利害關(guān)系，很難由工作人員完全依賴經(jīng)驗和知識對建造順序進(jìn)行變更，且該過程的復(fù)雜程度很可能無法管理。但是，短時間內(nèi)也不大可能出現(xiàn)能夠全面、自動地對舾裝建造計劃進(jìn)行重新計算的自動算法。很多活動之間仍存在相互依存關(guān)系，只能由經(jīng)驗豐富的規(guī)劃師根據(jù)空間考量進(jìn)行處理[3]。

為了創(chuàng)建適當(dāng)?shù)聂秆b順序，造船廠既要實現(xiàn)一定程度的自動化以便簡化規(guī)劃師的工作，同時又要保持一定水平的人員互動性，而至關(guān)重要的是在這二者之間達(dá)成平衡。圖1顯示了一定程度的自動化和一定水平的人員互動性之間的權(quán)衡。“人員互動水平”指的是專家為確保流程符合相關(guān)規(guī)定而時常選擇放棄的所有驗證步驟。這一過程通常依賴經(jīng)驗和知識，不過也有一定的難度。“自動化”指的是自動創(chuàng)建或更新建造計劃的能力。

模塊化舾裝占到了舾裝的大部分比重，船舶制造過程中設(shè)計和構(gòu)建以及制備的成本都降低了，在船舶舾裝模塊化的運(yùn)輸成本上有所增加。

采用模塊化舾裝前后工時對比

A B C D

工序描述工序耗時比例工時變化前后工時對比

分段舾裝150000 26.43 0 0

模塊化舾裝30000 5.18 180000 60

船上舾裝250000 43 160000-36

最后舾裝150000 25.33 150000 0

舾裝過程中的改變，導(dǎo)致了過程中工時耗費(fèi)的改變，引入修正系數(shù)描述改變帶來的影響，通過模糊調(diào)度技術(shù)實現(xiàn)修正系數(shù)的確定，通過經(jīng)驗和結(jié)論進(jìn)行評估，但是這種方法誤差較大，采用智能舾裝過程工序的時間的相互關(guān)系的計算，能夠?qū)υ齑汪秆b的網(wǎng)絡(luò)模型活動耗費(fèi)的公時進(jìn)行計算[4]。

經(jīng)過研究，采用不同的網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行船上舾裝的方案的結(jié)果的評估，可以看到，通過改善船上舾裝和最后舾裝的過程，能夠縮短工時。

結(jié)語

模塊化舾裝可以應(yīng)用在龐大而標(biāo)準(zhǔn)的分段舾裝中，有利于應(yīng)用車間舾裝的方法，進(jìn)行傳播系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化和統(tǒng)一化組裝，通過不同類型船舶制造過程中的優(yōu)化，對于船舶優(yōu)化結(jié)果進(jìn)行評估，測量生產(chǎn)過程中的相關(guān)參數(shù)，用于計算確定的系數(shù)，評估工序耗時和工序成本優(yōu)化的而結(jié)果，改進(jìn)算法的結(jié)果現(xiàn)實，大大降低了船舶制造成本，縮短了造船工藝的時間。

參考文獻(xiàn)

[1]葉江波.現(xiàn)代船舶舾裝設(shè)計與制造效率提高方法研究[J].價值工程，2017，（35）：163-164.

[2]劉東濤.引入模塊化舾裝概念后評估船舶制造過程優(yōu)化結(jié)果的方法[J].機(jī)電設(shè)備，2016，（3）：33-37.

[3]葉江波.現(xiàn)代船舶舾裝設(shè)計與制造效率提高方法研究[J].價值工程，2017，（35）：163-164.

[4]劉東濤.引入模塊化舾裝概念后評估船舶制造過程優(yōu)化結(jié)果的方法[J].機(jī)電設(shè)備，2016，（3）：33-37.

（作者單位：1/2大連中遠(yuǎn)海運(yùn)重工；

3 大連船舶重工集體船務(wù)工程有限公司；

4大連江河船舶設(shè)計咨詢有限公司）