浅谈船舶模块化设计与建造

浅谈船舶模块化设计与建造

王志

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摘要:

制造船舶是一个巨大的工程，制造过程十分复杂，所以需要有一个系统的模式来完成整个的制造过程。由于船舶体积较大，不可能整体制造，因此，要分区制造，分区制造是船舶制造的新模式，这种模式可以减少制造时间，提高制造效率，提高制造质量。本文从分区制造船舶的新模式出发，讨论这种模式在船舶制造中的优缺点。

关键词:船舶生产；模块化理念；模块技术；关键技术

1分区化制造船舶模式

因为船舶制造需要十分精密的数据，整体制造不仅会大大增加制造难度，还会降低制造效率，因此，分区化制造船舶模式就显得十分必要，分区化制造船舶模式的重点在于怎样分区。分区化造船模式主要应用于建造船只所用的配件上，而船舶的船体等还是依据传统的建造模式进行建造。模块化造船的概念贯穿于船舶的初始设计、建造过程和试航、操作过程。模块化造船的关键是模块化设计，这样并不能有效的提高造船效率。我们应当制造出一种新的模式，从船舶建造的设计图纸出发，不仅从零件与船体制造进行分区，还要以区域进行划分，才能真正实现通过分区建造船舶的模式达到节省时间，提高效率的目的。分区化不仅使得船舶的建造更加的高效率，对废旧船舶的处理也会有很大的帮助，如果分区制造船舶，证明每个区域都可以作为一个独立的整体，那么旧船舶的回收也会十分简便。

主体区域本是船整体的一部分，它有一定的独立性，但与船体又不可分割，可以先在场中制造完毕，再安装到船体上。将船舶的整体部分作为制造的一个区域，从船舶制造角度来看，船舶的主体区域是最重要的区域，主要有船舱，控制舱，员工休息，用餐等区域。这些都是固定的，面基较大的区域。

附带区域一般指船上的零部件等，它可以作为连接装置，也可以作为主体的附件，它要求有极高的严密性。附带区域的制造会收主体区域制造的约束，但它有特殊的灵活性，具有可调换性，要求附带区域具有较高的严密性，很强的质量保障，可替换性。因此，在制造这部分区域时，我们要更加注重制造的细心和严密，可能很小的一点误差就会导致这些零件变成作废零件，无法使用，这样不仅不能达到分区制造船体的高效率，还会增加生产成本，减少了分区制造船体模式的实用性。

2.船舶模块化设计建造的关键技术

2.1模块体系的开发

设计和建造过程比较复杂是船舶的模块化设计和建造过程中最难解决的问题，这个过程包含了多个平台、功能模块的设计和建造，船舶的规模越大，其系统设计和建造的工作量就越大，所以要达到预期的设计和建造目标就必须先对工程进行合理规划。就当前情况来看，我国在船舶的制造和研究方面的主线还处于纵向方面，也就是针对不同规模和型号的产品而进行不同的设计和研发，而模块化生产的前提却是在船舶的制造和研究方面进行跨型号的横向产品开发和研制工作。所以想要实现模块化生产目标首先就要解决影响模块系统划分的问题，即制定合理可行的模块化体系然后再针对不同型号和设计要求的产品进行个性化的研究和开发工作，逐步加强各个功能系统、装配对象生产模块化部件的性能，在此基础上进行在生产中的推广，完成这一系列的工作，才能保证船舶设计建造的模块化得以最大限度地实施，同时还能保证对新型船舶进行持续性的研发和生产。整个模块化生产要保持长期的稳定，也就是能够具备必备的先进性和持续性，所有的的板块设计都要符合一个系列的船舶提出的能够长期运用的要求，进而得到大范围的推广，并提高其运用过程中的适应性。另外，在设计的过程中可以借鉴外国的制造和研发经验教训，避免走过多的弯路，但并不是将外国的经验进行一比一的照搬照抄，而是在国外的经验基础上建造一套符合我国国情、具有中国特色、并且符合国际技术发展潮流的模块研发体系模式，为实际生产提供模式方面的支持。

2.2对模块层次的划分

从上文的简单论述来看，模块属于一种带有特殊性能的组成部件。模块化设计过程中最明显、最主要的特点就是具有独立的功能和结构，并且可以根据实际情况进行灵活的组合。而模块的这项突出特点却是从与某种功能的系统型划分中得来的，也就是将繁杂的系统分为一个个结构简单的、具有完整的独立的功能的抹开，这是实现模块化建造船舶技术的基础。

由于船舶的板块化设计的系统较为复杂，并且船舶建造的系统功能性及高，结构也比较独特，因此，船舶的板块设计的建造过程，必须要将系统进行一定的分解。影响船舶生产和质量的因素十分复杂，它的每个系统也不是相对于单独存在的，而是相互之间都有各种关联，因此，想要更好的建造船舶的板块化设计，首先要将系统进行一定的分解，通过分解获得一些具体的生产模块，针对这些一个个的模块进行一些设计以及生产的相关分析，最终把这些模块组合起来，构建成一个完整的整体。船舶的设计主要可分为三个方面，机械系统，能量供应和信息传递。在对这些体系进行剖析时，应该注重这些系统之间相互关联的关系，如何更好地将其分解，同时又保持他们之间的紧密联系度，最终还能够构成一个独立的完整系统，是十分重要的。再者，不同的模块之间应该尽量要求接口简化性，在模块进行连接时，也要控制其对应的系统与要连接的模块系统相结合，只有这样才能够。最终生产出合理的，符合生产标准的工艺。

2.3模块的接口要通用

对船舶制造来说，其中的所有模块都有一定的特殊功能，这种独特的功能并不是他一个系统就能独特彰显出来的，而必须要与其它的系统相互联系起来，紧密的结合，最终才能够达到生产目的。因此，如果我们进行模块化的生产设计，把船舶的生产和船舶的本身进行一些分解之后，虽然可以建立成大量的标准化模块，但在这个分解过程中，这些模块必须要适应独特的特征来组合起来，最终才能够实现模块化的建造过程。你通过上文的相关结论，我们可以得到，这些模块具有一定的可组装性，而这种可组性就在分解过程以及结合的过程能够体现出来，它的接口具有一定的通用性，这种通用性就是为了模块的设计和制造以及后续的组装而准备的，因此这种接口的通用性是大多数生产商所面临的问题之一。在实际的生产模块化的船舶过程中，需要确保接口的通用性，从而才能在上文的基础上，最终达到生产目的。

3 总结

模块化的设计方法是一种全新的方式，通过这种方式来深入解读传播的产品涉及相关问题，从而通过模块化的设计，使得船舶的产品设计整个充满活力。因此，模块化的船舶设计在一定程度上具有极其广阔的发展空间，也有很大的研究价值作用。这种模块化的设计可以为船舶产品的类型，产品的设计以及生产成本，生产周期等各个方面，解决他们互相之间的矛盾，最后加快了船舶产品的更新换代，提高了我国船舶的生产品质量，最终也能增强船舶的产品在市场上的竞争力，为我国船舶发展做贡献。

参考文献

[1]冀凯，蒋志勇．《基于模块化设计的舰船标准平台的设计流程研究》．舰船科学技术，2014，03．

[2]杨运桃．《舰船模块化技术发展综述》．中外船舶科技，2016，0l.

[3]李永旺，姚寿广，陈宁．《船舶模块化设计与制造的现状及发展方向》．江苏船舶，2015，03.