船舶舾裝模塊化設(shè)計與制造的現(xiàn)狀及發(fā)展方向

程 孟

（蓬萊中柏京魯船業(yè)有限公司， 山東 煙臺 265601）

1 船舶舾裝設(shè)計作業(yè)的簡介及施工特點

舾裝工程在整個生產(chǎn)過程中起著十分重要的作用，如今隨著船舶制造工業(yè)的發(fā)展，船舶的規(guī)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(yè)在施工的過程中就時常面臨著高空作業(yè)的挑戰(zhàn)。由于舾裝作業(yè)包括了船舶制造作業(yè)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(lián)系，需要協(xié)調(diào)才能更好的完成工作，這也就為整個舾裝作業(yè)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(jǐn)慎，就很容易發(fā)生各種各樣不可預(yù)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(jìn)行相應(yīng)施工的現(xiàn)象，在這些空間狹小的地方進(jìn)行施工會產(chǎn)生很多的不便，再加上通風(fēng)條件較差，會導(dǎo)致空間里易燃易爆的氣體或物質(zhì)濃度過高，極易造成爆炸事故。在舾裝作業(yè)的施工中經(jīng)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(yè)的施工增加了很大的難度。

2 模塊化設(shè)計的特點

模塊化設(shè)計是指將產(chǎn)品要素按照性能和規(guī)格進(jìn)行功能劃分，將其規(guī)劃為一個個的模塊，通過對模塊進(jìn)行設(shè)計、制作、選擇、組合構(gòu)成新的系統(tǒng)，產(chǎn)生多種不同功能、不同性能的系列產(chǎn)品，具有設(shè)計周期短、制造成本低、維修簡單等特點。傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計從產(chǎn)品構(gòu)思到模具設(shè)計再到成品加工，設(shè)計周期長，生產(chǎn)線復(fù)雜。模塊化設(shè)計能進(jìn)行模塊之間的有效組合，并根據(jù)實際需求進(jìn)行調(diào)整，形成特定產(chǎn)品，設(shè)計周期短；。模塊化設(shè)計能通過科學(xué)的組合，用最少的模塊組合實現(xiàn)所需功能，能用一種設(shè)計滿足不同產(chǎn)品需要，減少對機(jī)械的重復(fù)設(shè)計，有效降低成本；模塊化設(shè)計結(jié)構(gòu)具有良好的互換性，當(dāng)機(jī)械設(shè)備出現(xiàn)故障后，只需進(jìn)行故障模塊的調(diào)試或更換，避免大規(guī)模檢修，簡化維修程序，提高維修效率。

3 船舶的模塊化設(shè)計與制造

3.1 船舶模塊化的意義

現(xiàn)代化的船舶制造是一種多學(xué)科多維度的先進(jìn)生產(chǎn)，特別是近年來引入了人工智能技術(shù)的概念，人工智能技術(shù)的發(fā)展使得船舶的制造過程變得更加精細(xì)與準(zhǔn)確，同時對于提升船舶制造與設(shè)計生產(chǎn)所用部件的整體利益提升與推動船舶制造與設(shè)計生產(chǎn)所用部件的轉(zhuǎn)型都有著十分重要的促進(jìn)作用。同時在現(xiàn)代船舶制造中其核心技術(shù)是指船舶模塊化技術(shù)，對于船舶模塊化的設(shè)計探究是相當(dāng)必要的。

3.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

當(dāng)前我國船舶生產(chǎn)所用部件整體的制造技術(shù)已經(jīng)有很大進(jìn)步，但仍然與國際發(fā)達(dá)國家有一定的差距，以往的船舶制造技術(shù)隨著科學(xué)技術(shù)革命有三次整體的進(jìn)步，我們目前的船舶制造技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r正處于更加先進(jìn)的第4 個提升。在第一個船舶制造技術(shù)發(fā)展進(jìn)程中，船舶制造以船舶各部位的功能為指引目標(biāo)，具體表現(xiàn)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(shù)發(fā)展進(jìn)程中就提升為較為先進(jìn)的以船舶各小部位的部分功能作為生產(chǎn)指引，具體表現(xiàn)為分段制造與預(yù)舾裝以及預(yù)涂裝。到了第三個船舶制造技術(shù)發(fā)展進(jìn)程中就是更加精細(xì)與準(zhǔn)確的以船舶制造所處的階段作為船舶制造的生產(chǎn)指引，具體表現(xiàn)是分段制造和區(qū)域舾裝以及區(qū)域涂裝。目前的第四船舶制造技術(shù)發(fā)展進(jìn)程成為了模塊化產(chǎn)品導(dǎo)向型，生產(chǎn)中成為殼舾涂一體化。

3.3 設(shè)計對象的模塊化設(shè)計

船舶的模塊化設(shè)計不能孤立地說。為了使船舶的模塊化設(shè)計和施工在其早期設(shè)計和后期生產(chǎn)的整個過程中進(jìn)行，必須從基本設(shè)計實現(xiàn)模塊化設(shè)計方法。本文設(shè)計對象的模塊化只能局限于有限區(qū)域。模塊根據(jù)其功能分為船舶舾裝模塊和船舶結(jié)構(gòu)模塊。由于設(shè)計對象屬于小型功能船，本文設(shè)計對象的模塊化設(shè)計從較小層次開始。成功的編碼可以準(zhǔn)確地表達(dá)所需的零件信息，傳統(tǒng)編碼基于傳統(tǒng)的造船模式。在傳統(tǒng)編碼中，共同部分和非共同部分也是有區(qū)別的。模塊化設(shè)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(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化。模塊化系統(tǒng)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(shè)計與現(xiàn)代制造技術(shù)的融合

4.1 計算機(jī)輔助技術(shù)利用

CAD、CAM、CAE 等計算機(jī)輔助技術(shù)對產(chǎn)品進(jìn)行建模，在虛擬環(huán)境中實現(xiàn)對產(chǎn)品的設(shè)計、仿真、加工。計算機(jī)輔助技術(shù)能存儲模塊化設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，簡化對產(chǎn)品尺寸和參數(shù)的計算。利用建模和測量軟件將產(chǎn)品結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)化，利用數(shù)字文件充當(dāng)制造模具，接受計算機(jī)傳輸指令，對設(shè)計的產(chǎn)品進(jìn)行虛擬加工，檢驗設(shè)計效果，能有效縮短設(shè)計周期，節(jié)省原材料。

4.2 柔性制造技術(shù)

柔性制造技術(shù)是在計算機(jī)軟件的和數(shù)據(jù)庫的支持下，結(jié)合信息技術(shù)、自動化技術(shù)、機(jī)械加工技術(shù)，根據(jù)產(chǎn)品的設(shè)計要求、性能參數(shù)、生產(chǎn)批量對機(jī)械設(shè)計和制造的過程進(jìn)行控制，具有高效率、高質(zhì)量和高可靠性。模塊化設(shè)計對柔性制造技術(shù)的應(yīng)用主要在利用模塊的組合實現(xiàn)1 機(jī)多用、1 模多用，用一種設(shè)計滿足不同產(chǎn)品需要，進(jìn)行柔性制造。

4.3 智能制造技術(shù)

智能制造利用計算機(jī)系統(tǒng)模擬人腦思維，進(jìn)行制造過程中的分析、判斷項決策，實現(xiàn)機(jī)械制造的設(shè)計、加工和控制，是中國制造2025 國家戰(zhàn)略五大重點工程之一。

5 結(jié)語

總的來講，舾裝設(shè)計在整個船舶設(shè)計中占據(jù)著很重要的成分，舾裝的設(shè)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(shè)計。