散貨船機艙鐵舾優(yōu)化單元模塊化設計方法

方 鵬

（中船澄西船舶修造有限公司，江蘇 江陰 214433）

0 引言

散貨船也被稱之為散裝船，主要運送雜物、煤炭礦石和谷物等。利用散貨船運送散物時，散貨船還會被分類，如運送干物可以選擇干散貨船。干散貨船的貨種不單一，在運輸過程中需要選擇具有一定特殊性的散貨進行運輸，如不怕擠壓的或者便于裝卸的，一般散貨船總承重量可以達到5×104t以上。對于散貨船而言，整體設計起到了決定性作用，如鐵舾優(yōu)化單元的設計。散貨船機艙鐵舾優(yōu)化單元模塊設計是舾裝工程中最重要的環(huán)節(jié)之一，其中包含的內容較多，需要對其細化分析，將其整體劃分為各個模塊后進行設計，此過程中最重要的是對區(qū)域進行劃分，一般包括機艙區(qū)、居住區(qū)和甲板區(qū)域。不同區(qū)域的設計方法不同，對于居住區(qū)域而言，需要結合上層建筑結構對其居住區(qū)域進行劃分；對于舾裝工程而言，連鎖、鐵、管、木舾是重要的組成部分，此類裝置也屬于內裝，還需在甲板上進行外裝，才能滿足實際需求，內外裝一起才可被稱之為船裝。

1 船的總體設計說明

船體在設計過程中需要滿足以下條件，螺旋槳和柴油發(fā)動機都需滿足單層散貨船行駛需求，在此過程中還需對駕駛室和引擎室進行優(yōu)化，按照總體布置圖進行分析。此過程中隔板和甲板也需對各個平臺進行分割和劃分，對于尾部而言，需對各個艙進行優(yōu)化。引擎需要進行有效安排，方便各個機器的有效推進。對于輔助機械設備而言，需在平臺甲板上進行優(yōu)化，引擎控制室工作間需要結合船舶的等級進行劃分。為保證船舶的使用效果，需對各個艙內進行設計[1]。

在裝載貨物區(qū)域內包括料斗等設施，需要通過貨輪實現各個艙室的有效連接，從而確保散貨船可以有效進行操作，滿足運行需求。

2 機艙鐵舾單元模塊化設計特點

單元模塊設計方式是一種較為先進的工藝，可以減少管道和舾裝元件的連接工作，滿足生產技術的準備需求，還可對安裝工作進行完善，在實際工作中更符合造船的前移設計需求。在設計工作中，大部分的舾裝工程需要在車間或者分段進行操作，此過程可以減少舾裝火工的操作量。在施工現場方面，機艙鐵舾單元模塊化設計可以在實際設計工作中更能滿足分散式制作的需求，使整體施工進度得到優(yōu)化。在施工的前期階段，可以使工種的交叉作業(yè)得到簡化，改善施工環(huán)節(jié)。在散貨船建設過程中，可以降低整體成本。一體化的工作模式可以優(yōu)化勞動組織，減少生產工序，更符合實際需求[2]。

3 散貨機艙鐵舾優(yōu)化單元模塊的優(yōu)勢

3.1 簡化船舶制造的整體結構

散貨船船艙鐵舾優(yōu)化單元模塊設計工作具有一定優(yōu)勢，在船舶實施模塊方面需要結合整體結構設計實際情況進行劃分，以保證船舶整體設計的合理性，此時設計人員需要結合散貨船機艙鐵舾的具體結構進行設計，選擇鐵舾結構，根據整體設計圖紙，設計其分散部分，以精確優(yōu)化船體機艙鐵舾各部分，最終提高整體設計質量和效率。例如，在進行1艘散貨船船艙鐵舾設計模塊優(yōu)化時，需要結合船艙內部的實際寬度和存儲量進行設計，以保證各部分的優(yōu)化措施，降低造船過程中的復雜流程，提升散貨船船艙鐵舾工作的便捷性，為后續(xù)使用奠定良好基礎[3]。

3.2 實現各部分制造的相互獨立

對于散貨船船艙鐵舾單元模塊設計工作而言，整體設計需要遵循簡化的要求，確保船艙設計和制造工作均為獨立。對于船舶設計工作而言，整體設計需要保證船舶建設的整體性，減少各類設計之間的制約性。為滿足上述需求，保證設計工作的完整性，設計人員應在各個模塊設計過程中同時進行作業(yè)。由于此類設計方式規(guī)模較大，整體建設時間較長，設計容易受到外界因素的影響，若想要滿足設計工作的質量需求，需將其進行精細化拆分，一部分制造工作可以在室內進行操作，結合各個獨立的模塊空間，優(yōu)化船舶中各部分制造效率，保證設計質量。

3.3 實現船舶制造材料的綜合利用

對于應用單元模塊而言，散貨船機艙鐵舾建設工作需要實現船舶制造的區(qū)域化分析，結合各個部分的船艙鐵舾資源實際情況來看，需要對資源進行合理利用，合理設定金屬資源的供給，使得船舶資源供給滿足各部分的劃分需求，最終提升船舶涂裝工作的專業(yè)水平。例如，在模塊單元化制造過程中，需要結合船臺和船身的前期制造資源，對船舶設計進行綜合優(yōu)化，對船艙鐵舾部分進行綜合運用，以降低資源浪費，降低造船成本，提升整體經濟效益[4]。

4 散貨機艙鐵舾單元模塊構成部分

4.1 散貨船機艙鐵舾底部模塊化優(yōu)化設計

散貨船船艙位置主要指對船體和船舶動力設備進行優(yōu)化設計，包括金屬設計工作。在設計散貨船船艙的過程中需要對船舶桅桿和煙囪進行優(yōu)化。在此過程中，需要結合船舶艙內的設計進行分析，依照船舶機艙鐵舾實際需求進行存儲空間的擴建，盡可能滿足容量大的需求，對鐵舾設計模塊進行劃分，分為底部模塊、管道模塊和散貨船機艙鐵舾單元模塊等。

機艙底部設計工作是最重要的部分之一，也是船舶動力輸出的關鍵，在此過程中需要對主要地段的動力進行優(yōu)化。在此過程中，應使用花鋼板和鋼管作為底部設計的主要材料，提升對船舶泵和閥門等過濾器部分的重視程度，保證安裝的密封性和防水性。在散貨船船艙鐵舾模塊設計時，需要不斷擴大底部區(qū)域面積，滿足外部空間安裝的需求，促使管道和鋼板的有效安裝，還需滿足底部零件重力的平衡需求及重力和浮力之間的平衡關系，降低船底的重力，確保船可以依靠海上浮力上升，以此增加散貨船的承載能力[5]。

4.2 散貨船機艙鐵舾管道模塊優(yōu)化設計

管道設計工作也屬于船舶設計的重要內容之一，需要得到重視，還需保證對其進行細化分析，提升整體設計工作的有效性。一般情況下，船舶的管道工作主要對凈油及內部淡水輸送進行設計。對于散貨船來說，船艙鐵舾管道設計遍布整個船體，在設計過程中需要明確管道設計的各個分支，直至最后一部分設計完成為止，還需對機艙管道安裝工作進行優(yōu)化，保證管道動力資源的完善性，確保各類物資可以第一時間進行輸送，并優(yōu)化管道建設中各個電氣設備的連接，實現溫度的有效調節(jié)，以此滿足船員和操作人員的需求。

4.3 散貨船機艙鐵舾通風系統模塊優(yōu)化設計

散貨船機艙鐵舾通風系統的設計主要目的是控制煙霧，實現有效通風。對于散貨船而言，在進行機艙鐵舾中煙囪設計工作時，需要安裝機艙煙囪及排煙控制器，結合管道設計，將煙霧輸送至外部環(huán)境。對此項工作進行優(yōu)化，可以確保整體設計的精準性，減少內部煙霧的密度，最終滿足整體排煙工作的效果。除此之外，還需對通風系統中風扇正轉和反轉進行變頻設定，并結合實際需求進行調節(jié)，以此滿足快速流通的需求。在變頻過程中可以增強船舶動力，對螺旋槳和齒輪的工作進行完善，以此實現船艙內部空氣的更換，滿足通氣需求。

4.4 煙囪鐵舾單元的設計

在設計工作中，需要對散貨船的等級進行確定，在設計過程中需將保護海上作業(yè)人員的生命安全當作重中之重。為保證設計效果，減少員工的工作量，直觀地查看船上的情況，以此對空間進行有效利用，此項工作需要利用三維建模對煙囪進行設計，并且在設計過程中減少碰撞概率，以解決生產階段暴露的問題。

在建模過程中應結合船體的實際情況進行建模，對煙囪的具體位置進行分析，同時結合周邊各個模塊的設計情況，對各類復雜的幾何體進行優(yōu)化，最終建立設備模型。此時還需對各自的重量進行提取，由于在平臺上各類鐵舾件具有一定優(yōu)勢，可以在建模過程中對各類參數進行設定，還可結合船體的等級合理選擇板材，以此進行智能計算，此過程可以直接調用鐵舾件進行重量提取。

后續(xù)設計人員可以將建模數據與資料進行對比，了解煙囪設計的相關排量和物資類型，結合圖紙進行制作，提取零件的各方面信息。后期三維建模系統可以結合各類數據充實建筑圖紙，以此制作船舶設計的三維立體圖，結合圖形對各類鐵舾件進行完善，提升后期安裝工作的有效性，并且還需保證安裝工作可以與設備圖紙之間具有較高的匹配度，保證煙囪鐵舾單元設計的合理性。

5 散貨機艙鐵舾優(yōu)化單元模塊的發(fā)展趨勢

在設計散貨船機艙鐵舾優(yōu)化單元模塊時，需要對船舶各個制造部分進行劃分，其中包括底部模塊、管道模塊和散貨船機艙鐵舾單元模塊設計工作。從整體設計的角度進行分析，該工作需要先從基礎部分進行設計，再對后續(xù)設計模塊進行規(guī)劃，最終以推進我國海洋事業(yè)發(fā)展作為前提，對鐵舾優(yōu)化模塊進行完善，從而助推我國船舶制造業(yè)的發(fā)展。在船舶壓縮空氣部分，可以將其劃分為制造和凈化供油部分。通過對其進行劃分，以進行針對性的優(yōu)化設計，促進我國船舶制造水平的提升。

6 結語

當前，為確保我國散貨機艙鐵舾優(yōu)化單元可以滿足實際設計需求，需要結合時代發(fā)展需求進行優(yōu)化設計，以此提高我國船舶制造業(yè)的精確化程度，優(yōu)化設計工作質量。在實際設計工作中，機艙鐵舾設計屬于重點設計內容之一，基于此需要高度重視，此單元模塊內的各項設計工作還需進行優(yōu)化，細化分析船舶制造的各項需求，提升我國船舶設計水平，最終促使我國海洋產業(yè)高質量發(fā)展。相關設計人員需要熟練掌握散裝船的結構和原理，對功能進行完善，構造出較有前景的散裝船。結合散貨船在實際運輸過程中常出現的問題進行分析并解決，從而完成散貨船機艙鐵舾模塊的設計，保證整體設計工作的有效性，提高我國造船行業(yè)的經濟效益。