船舶模块化

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船舶设计趋势未来船舶设计的关键变革和创新

船舶设计趋势未来船舶设计的关键变革和创新

船舶设计趋势未来船舶设计的关键变革和创新船舶设计趋势:未来船舶设计的关键变革和创新随着科技的不断进步和全球经济的发展,船舶设计领域也在不断演变和创新。

未来船舶设计的成功与否将取决于各种关键变革和创新。

本文将探讨未来船舶设计的几个关键趋势以及可能的变革和创新。

**1. 智能化船舶设计**随着人工智能和自动化技术的快速发展,智能化船舶设计成为了未来船舶设计的重要趋势。

智能船舶设计系统可以通过大数据分析和机器学习算法,优化船舶的结构、性能和运行效率。

智能船舶设计系统还可以通过虚拟现实技术,模拟船舶的各种工况和应力分布,从而优化设计方案。

**2. 绿色船舶设计**环境保护和可持续发展成为了全球的共识,绿色船舶设计已成为未来船舶设计的重要方向。

绿色船舶设计通过减少废气排放和能源消耗,降低对海洋环境的污染和破坏。

未来的绿色船舶设计可能采用新型清洁能源,如氢能、太阳能和风能,以及先进的废气处理技术,如SCR和“洋葱式”废气处理系统。

**3.数字化船舶设计**数字化技术的快速发展为船舶设计带来了许多新的机遇和挑战。

数字化船舶设计通过建立精确的三维船体模型和性能模拟模型,实现了全面的虚拟设计和仿真分析。

数字化船舶设计还可以实现协同设计和远程合作,提高设计效率和质量。

**4.模块化船舶设计**模块化船舶设计通过将船舶的各个功能模块分离,实现了船舶设计和建造的模块化和标准化。

模块化船舶设计不仅可以提高建造过程的效率,缩短交付周期,还可以方便维护和更新。

未来,模块化船舶设计可能会应用更多的可重复使用模块,如模块化电力系统和模块化货舱。

**5.生物启发船舶设计**生物启发船舶设计是将自然界中的优秀设计思想和结构应用到船舶设计中。

例如,通过仿生学的方法,设计新的抗污染涂层,减少藻类和海洋生物的附着。

生物启发船舶设计还可以借鉴鲨鱼皮肤的特殊纹理,减少水下摩擦阻力。

未来,生物启发船舶设计将成为一种新的创新方向,为船舶的性能和效率带来巨大的提升。

模块化造船技术应用综述

模块化造船技术应用综述


要 本 文 分 别从 舰 船 建 造 、 民船 建 造 、 海 洋 工 程 装 备 建 造 三 个 方 面 论 述 了模 块 化 技 术 的 应 用现 状 。
关键词Hale Waihona Puke 造船技术U6 7 1
模块化
应 用

中 图分 类 号
文献标识码
Th e Ap pl i c a t i o n S u mma r y o f M o d ul a r S hi pb u i l d i ng
过 程或 方法 。模 块化 造船技 术 是指将 船 舶 结构 和 系
的武 器装备 、 电子 系统 、 机 电设 备等从 舰 船 总系统 中
分解 出来 , 初 步进行 模块 化设计 与 建造 。至 今 , 大致
经历 了三个 阶段 。
( 1 )第一 阶段 : 创 始 阶段 ( 6 0年代 末 ~ 7 0年 代
作者简介 : 王金娥( 1 9 8 2 一) , 女, 讲 师。
化技术 造舰 对舰 艇总 体布 置和 强度 以及 电磁 环境 等 设 计参 数所 造成 的影 响 , 制 订 出武器 装备 、 电子设 备 等多种 功能 模 块 的物 理 尺 寸 , 与 舰 艇 平 台 的接 口方 式、 标准, 以及信 息界 面等 。例 如 , 在德 国 ME K 0 技 术中, 制定 了 NAT O 安装 界 面 控 制计 划 ( NI I C P ) 及 数据传 输 网络 的标 准 界 面 , 精 确 规 定 了标 准界 面 的
王金娥 , 等: 模 块 化 造 船 技 术 应 用 综 述
模 块 化 造 船 技 术 应 用 综 述
王金 娥 ,曹 红梅 。 ,李 兰 美
( 1 . 武汉船舶职业技术学 院 , 湖北 武汉 4 3 0 0 5 0 ; 2 . 上 海 船 舶 工 艺 研 究 所 ,上 海 2 0 0 0 3 2 )

舰船模块化技术发展综述

舰船模块化技术发展综述

2 舰船模块 化的国际发 展概况
国际上 , 船 模 块 化 技 术 得 到 了 广 泛 的 研 究 和 应 舰
用 。到 目前 为 止 , 界 范 围 内 比较 成 熟 的 模 块 化 技 术 世
主要 有 德 国 的 M口 0 技 术 和 美 国 的 s ^、 技 术 。 ( EI 们0
ME O模 式 与 S_MD 模 式 是 两 种 风 格 不 同 、 K F A D 各有 侧
重的模 块化 设计 方法 。
2 1ME O 模式 . K
ME O的含 义 是 多 用 途 标 准 组 合 设 计 。ME O 模 K K
式是 由护卫 舰的 制造 商 Bom+V s 公 司开 发 出来 的 , l h os
能得到满足特定功能或需求的系统或舰船。
根据设 计 原理 , 块 化 有三 层 含 义 : 模 建造 模 块 化意 味着可 把舰 艇 设 计 成若 干 个 独 立 子 系统 , 结 构 集 成 在 前可 先行组 装 和测试 , 少 制造 时 间 和 费用 ; 术模 块 减 技 化意 味着可 把 舰 艇 子 系 统 配 置 在 可 修 改 、 放 结 构 部 开
平 台与 电子武器模块集成需解决 的关键技术作 了初步的探讨。
关键词 :模块化 ; 全寿命周期 ; 开放式系统 ; 集成 ; 能重构 功
1 舰船模块化的基本概念
模块化设计技术是指 : 了开发具有多种功能的 为
不 同系统 , 不必 对 每种 系统 施 以单 独 设 计 , 而是 精 心设 计 出多种通 用或 标 准模 块 , 其进 行 不 同方 式 的组 合 对 来构 成不 同 的 系 统 , 以解 决 系 统 的 种 类 、 格 、 计 制 规 设 造周 期 以及成 本之 间的 矛 盾 。舰船 模 块 化设 计 包 含两 层意 思 : 先是 对舰 船或 系 统 的分 解 , 首 即对 某一 类 装备 或设施 按 照标 准 化 、 预 制性 和 可 组 装性 的 原则 进 行 可 分析 、 分解 , 成 系列 的 通 用模 块 或 标 准模 块 ; 次, 形 其 是 对 系列通 用模 块 或 标准 模 块 的选 取 和 重 新 组 合 , 以期

船舶建造模式,船舶建造流程

船舶建造模式,船舶建造流程

船舶建造模式,船舶建造流程船舶建造是一个综合性的工程项目,其建造模式和流程是非常复杂和严谨的。

船舶建造模式主要包括传统造船和模块化建造两种,其具体流程也各有特点。

本文将分别介绍这两种船舶建造模式及其流程。

一、传统造船模式传统造船模式是指按照船坞传统的建造方式,通过分段建造、拼装组合,最终完成整艘船舶的建造。

其主要流程如下:1. 设计阶段:根据客户的需求和要求,设计专业工程师进行船舶的设计工作,包括船体结构、船体尺寸等。

2. 材料采购:根据设计要求,采购各种材料,包括钢板、钢管、电气设备等。

3. 船坞建造:根据设计标准,进行船坞的修建和准备工作。

4. 分段建造:将各部分船体分段建造,包括船头、船中、船尾等。

5. 拼装组合:将各个分段(船尾、船中、船头)进行拼装组合,形成整体船体。

6. 安装设备:安装船舶所需的设备和装备,包括发动机、舵机、导航设备等。

7. 调试试航:进行船舶的调试和试航工作,检查船舶各项功能是否正常。

8. 交付使用:完成所有测试和验收工作后,最终交付给客户使用。

二、模块化建造模式模块化建造是指将整艘船舶分为多个模块,分别在不同厂家进行建造,并最终在船坞内进行组装的建造模式。

其主要流程如下:1. 设计阶段:同传统造船模式,进行船体设计工作。

2. 模块分包:将整艘船舶进行分模块包,分别交由不同的厂家进行建造。

3. 模块建造:各个厂家按照设计要求,分别建造各自的模块。

4. 运输运送:将建造好的模块运送至船坞所在地点。

5. 模块组装:在船坞内进行各模块的组装工作。

6. 安装设备:同传统造船模式,进行设备的安装工作。

7. 调试试航:进行船舶的调试和试航工作,检查各项功能是否正常。

8. 交付使用:最终将完成的船舶交付给客户使用。

传统造船模式和模块化建造模式各有优劣,传统造船模式的优点是建造工艺成熟、稳定,但建造周期较长;模块化建造模式的优点是工期短、效率高,但对接质量和运输要求较高。

在实际应用中,需要根据客户需求、船舶类型等多方面考虑,选择合适的船舶建造模式和流程。

现代造船模式名词解释

现代造船模式名词解释

现代造船模式名词解释现代造船模式是指在现代船舶制造过程中所采用的一套工艺和方法,旨在提高船舶制造的效率、质量和环保性能。

现代造船模式包括了许多关键技术和理念,如数字化设计与建模、模块化制造、自动化装配、智能制造和绿色环保等。

首先,数字化设计与建模是现代造船模式的重要组成部分。

通过使用计算机辅助设计软件,设计师可以在虚拟环境中进行船舶的设计和模拟。

这种数字化设计和建模的方法不仅提高了设计的精度和效率,还可以对船舶的性能进行全面的评估和优化,从而降低了制造过程中的风险和成本。

其次,模块化制造是现代造船模式的另一个重要特点。

模块化制造将整个船舶制造过程分解为多个模块或部件,并在专门的工厂中进行制造。

每个模块都经过严格的质量控制,然后在船台上进行组装。

这种模块化制造的方法不仅能够提高制造的效率,还可以减少现场施工的时间和风险。

自动化装配也是现代造船模式的重要内容之一。

通过引入自动化装配设备和机器人技术,可以实现对船舶各个部件的自动化组装。

自动化装配不仅可以提高装配的速度和精度,还可以减少人力成本和提高工作安全性。

智能制造是现代造船模式中的新兴概念。

通过引入人工智能技术和互联网技术,可以实现对船舶制造过程的智能化管理和监控。

智能制造可以实现对制造过程的实时监控和数据分析,提高生产效率和质量控制水平。

最后,绿色环保是现代造船模式的一个重要关注点。

船舶制造过程中产生的废水、废气和废料会对环境造成污染。

现代造船模式倡导采用环保材料、节能技术和废物处理技术,以降低船舶制造对环境的影响,推动船舶制造业的可持续发展。

综上所述,现代造船模式是一种综合了数字化设计与建模、模块化制造、自动化装配、智能制造和绿色环保等技术和理念的船舶制造方法。

通过采用现代造船模式,可以提高船舶制造的效率、质量和环保性能,推动船舶制造业的进步和发展。

船舶舾装模块化设计与制造的现状及发展方向

船舶舾装模块化设计与制造的现状及发展方向

船舶舾装模块化设计与制造的现状及发展方向摘要:船舶的发展是影响一个国家发展的重要因素,而随着我国综合国力的上升,对于各方面的发展要求也就越来越高。

其中船舶行业就是其中之一,但同时船舶的设计是一个相当复杂的过程,想要持续的推动船舶的发展,尤其要加强设计与制造的发展,因为设计与制造是船舶发展中最为重要的组成部分。

而在如今的发展中船舶模块化设计更是重中之重。

因此,本文就将对船舶模块化的设计与制造的现状与发展的方向做一次简单的概述和分析。

关键字:船舶;模块化;设计与制造;现状与发展引言随着我国造船业的进步与发展,船舶制造业不断创新,船舶舾装需要创新设计,对目前的船舶舾装安装方式进行优化,对船舶生产过程进行创新设计。

1 国内船舶舾装的现状一直以来我国具有悠久的船舶制造历史,从古代开始我国的船舶制造工艺就开始萌芽,经历了数百年的发展,我国的船舶设计理念不断更新,船舶制造工艺技术也在不断完善,而随着近年来船舶制造业的迅猛发展,船舶制造的技术已经走进了不同的发展阶段之中。

研究了我国从古至今的船舶制造业发展可以知道,船舶制造工艺主要有以下发展阶段,首先是系统导向型的船舶制造模式,其次是区域导向型的船舶制造模式,以上两个阶段的船舶制造工艺属于古代工艺,随着时代的发展,目前我国的船舶制造工艺已经从过去盲目模仿美国、日本等国家工艺转变为依靠自主创新的发展阶段,而目前国际船舶舾装工艺也与我国工艺水平保持在同一发展阶段。

信息化、数字化设计按照基于模型的系统工程理念,探索了基于单一数字模型、自顶而下的船舶设计制造的新方法论。

持续开展关键技术攻关,打通一批技术障碍和关键瓶颈,形成大量基础库和标准库建设成果。

2船舶舾装模块化设计的实际应用分析2.1 系统模块设计实际的设计过程中,基本上都是对原来的一些船型或者系统进行优化,同时,也对相关的模块进行优化设计,然后在将这些模块进行存档,能够实现系统的快速更换,有效降低了设计对后续工作的开展。

船舶模块化设计与制造的现状及发展方向

船舶模块化设计与制造的现状及发展方向
1.舾 装 模 块
对于模 块这个概念可 以进行这样 的定义 ,它是一个具 有 标准 的尺 寸与标准件 的,同时它还是可 以进行主要部件 的选 择 的最终产 品的预制单元 。模 块化 也是一个有 目标有 组织的 活动 工程 ,在这一项工作 中既有技 术也有技术 的管理 。如表 2所 示 。
第 1期
代号林等 :船舶模块化设计与制造 的现状及发展 方向
11
着制造 成本低、制造简单 、设 计的周短 的优点 。模 块化 设 计就是对船舶 系统 的模 块化 分解 ,如图 1所示就是船 舶建 造 的模块化设计 。
同时 ,在进行船舶 的回收 与维护、更新 时也可 以使得 再 造 的工作 变得 更加的简单。
有着 工作 量大、工作内容复杂且繁琐 的特点 。在原 先的设 计 中往往是 先通 过设 计人员先形成关于船舶设计 的思路 ,形成 一 个对于船舶 的三维构思 ,在通过 图纸 的方式将其基 本的视 图从不 同的角度进行管路布置与管子加工 的表达 。表达 出来 , 但是这样一来就容易使得表达不清晰 ,不准确 。
但是在近 些年 来 ,计算机技术 的应 用推动 了设计 的数 字 化发展与智能化 的发展 ,使得船舶 的管路设计变得 更加的准 确 ,构 图更加 的立 体与准确 。也极大 的提升 了设计 的各个 方 面 ,减少 了设计 的时间与故障概率、提高 了设计的效率 。
三 、船舶模块化设计 与制造 的发展方 向 未来 的造船将 会是大规模的批量化 的,同时针对 不同的 需求还要做 出相 应的改变 。而模块化生产正是解决这一 问题 的首选 办法 ,它可以进行批量化 的生产 ,同时在对于模 块的 完善 和开 发上也有着相当 的优势 ,还可 以让 不同的船 型可以 拥有 更多的通 用的模块 。 1. 未 来 造 船模 式 未来造船模式就是指 SCIMS,它 的含义就是造船计算机 集成制造 系统。它的最大 的目标就是实现一体化 的生产。它 可 以把分 散在 不 同地方的模块 生产工厂 ,与船厂 、设 备制作 厂与材料 制作厂进行相互 的连接 ,从而达 到可以有效 的、及 时的对每 一个工厂的生产进行实 时监控 ,从而做 到无缝连接 的系统。同时 ,这样的系统 的建立是通过信 息的数字化 与信 息高速 公路 以及信息 的网络化来实现 的 。总之这种 SCIMS 可 以给未 来进 行彻底的模块化造船提供 了有 力的技术 帮战 , 也只有在这样 的系统 中才可 以实现真正 的模块化造船 。 2. 生 产 中心 造 船模 式 生产 中心造 船模式是一个独立 的责任 生产单元 ,在建造 的过程 中它的任务就是建造专 门的分段 ,同时在 专门的分段 的建造过 程中进行预舾装工作形成模块 产品。也可以是进行 专 门的单元模块 的制造、 或者只是进行 总装 的部分。 同时生 产中心的建造模式 ,可 以依据它 的性质 的不用而 划分成进行 制造 的中心与职能中 心。同时它还可 以进行进一 步的划分为 实体 中心与虚拟 中心 ,对于实体 中心与 虚拟中心的划分是根 据它 的体 系结构与设置位置来进行 的。 总之 ,对于未来 的发展方 向上首 先它是要依 靠计算机技 术 发展的,同时模 块化 总装 是发展 的 目标 。 四 、 结 束 语 综上所述 ,船舶行业想要实现 更进一 步的发展 ,进行模 块化 设计与制作是十分必要 的。船 舶模 块化发展在设计上要 合理的进行各个方面 的设计与 统筹 ,同时还要有长远 的发展 目标 ,从而实现船 舶真正的进步。 参 考 文 献 【11刘斌 ,李积源.舰船模 块化 设计一 预算 紧缩时的解决方案

模块化在船舶设计中的应用

模块化在船舶设计中的应用

一、引言船舶制造业如同其它制造业一样,随着科学技术的发展,市场竞争越来越激烈,竞争的焦点主要体现在:缩短船舶产品建造周期、提高质量和性能以及降低成本,故只有采用先进的造船技术和造船模式方能立于不败之地.由于船舶产品的复杂性和制造规模,使其难以实现批量化生产.船舶制造成本高,投资回收期长、风险大,且制造厂需要满足船东的多样化需求,这种多品种、单件小批生产模式给标准化工作带来了极大的困难,使设计工作量大,制造周期长成了船舶制造业的顽疾.模块化提供了一种有效的解决途径,它可以利用已标准化、系列化的模块,迅速组成整船。

在降低产品开发成本,缩短建造周期的同时,亦能满足客户的个性化需求.此外,模块化技术既便于船舶设备与系统的操作与维护管理,又利于船舶功能的日后修复与改装,大大提高了船舶产品整个生命周期的经济性.目前,模块化造船技术得到了广泛的研究,为全球造船业争相开发应用。

二、模块化造船概述所谓模块,就是可组合成系统的、具有某种功能和接口结构的、典型的通用独立单元.模块是模块化产品的基本组成元素,是一种实体的概念模块化产品设计过程中,通过不同模块的组合和匹配可以产生大量的变型产品,使其具有独特的功能、结构及性能特点和层次.因此,模块化产品设计使企业可以通过组合现有模块或新模块,快速、低成本地生产出能够适应市场和技术变化的产品。

船舶建造是一项庞大的工程,船舶模块相比其它行业的模块也要复杂得多.船舶模块可分为结构模块和功能模块,它们都具有特定的界面、连接尺寸及连接形式,具有独立的功能和良好的通用性.结构模块是指具有尺寸互换性的结构部件,其安装连接部分的几何参数满足某种规定的要求,而能保证通用互换或兼容.如舱壁模块、甲板模块等,不但可以在一艘船的船舱区域通用,还可以在载重量相当的不同船舶的相同区域互换.功能模块是具有相对独立的功能,并具有功能互换性的功能部件,其性能参数和质量参数(常指线性尺寸以外的特性参数)能满足通用互换或兼容的要求.如机舱设备模块、上层建筑的舱室模块、梯道模块等可以在不同船型上通用.通过标准模块的重新组合,有效减少了船舶设计工作量,能快速提供多样化的新船型以适应市场的需求。

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船舶模块化设计与制造的现状及发展方向ZHHUZHYE江苏科技大学船海系,江苏张家港 (215600)E-mail:zhhuzhye@摘要:综述了造船模式的发展历程,指出了船舶抽装模块化是提高造船生产率的有效途径,并展望了未来造船模式的发展方向。

文中分析了我国总体造船水平相对落后的现状及问题,阐述了应压成组技术和大力开展模块化设计和制造技术研究的关健技术及实现途径。

关键词:模块化;中间产品;成组技术1.引言中国造船工业从20世纪80年代初开始与日本的造船业合作,引入设计、制造、管理技术,经过17年才改变传统的系统导向型造船模式,基本建立了区域导向型的现代造船模式。

尽管这种模式尚处在初级阶段,但这对中国造船工业却是一次十分深刻的造船“革命”。

船舶工业的生产过程是一个复杂的有机的整体大系统,随着计算机技术、信息技术在工业中的广泛应用,造船行业正经历着又一次新的技术革命,其目标是通过现代集成制造技术带来造船业更高的经济效益,其主要特征是由区域导向型造船走向中间产品导向型造船。

这其中核心技术是基于设计制造一体化的船舶模块化建造技术的发展。

本文首先就目前国内外模块化造船技术发展现状作一概述,然后重点对船舶模块化设计制造技术的开发与实施进行分析,以为国内向以中间产品为导向的船舶模块化设计制造技术的研究与应用提供思路。

2.系统介绍2.1国内外模块化造船的现状2.1.1船舶制造技术的历史阶段纵观船舶制造技术的发展,由于制造技术和设计技术的不断进步,已经经历了三个历史阶段,当前正处于第四个阶段,正在形成未来的第五个阶段,即更高水平的造船技术一敏捷制造技术(简称AMT)。

目前综合船舶生产模式、企业生产要素密集状态、生产过程断续分界和国外新一代造船技术的研究开发,可归纳如下造船模式的五个发展阶段:第一阶段:系统导向型造船模式――船台散装、码头舾装、整船涂装.第二阶段:系统和区域导向型造船模式――分段建造、预舾装、预涂装;第三阶段:区域、类型和阶段型造船模式――分道建造、区域舾装、区域涂装;第四阶段:中间产品导向型阶段――壳舾涂一体化;第五阶段:产品导向型阶段――设计制造一体化。

前两个阶段属于传统造船技术,中间两个阶段属于现代造船技术,第五阶段属于来造船技术。

现代造船模式可以理解为以统筹优化理论为指导,应用成组技术原理,以中间产品为导向,按区域组织生产,壳舾涂作业在空间上分道,时间上有序,实现设计、生产、管理一体化,均衡、连续的总装造船。

2.1.2模块化造船概念产生与发展船舶建造的模块化概念始于二战期间美国的大量造船,当时,美国曾拥有165万造船职工,建造了军用舰船1768艘。

大量标准船的建造促进了焊接技术和分段建造技术的发展。

这些建造技术又在20世纪50年代由日本造船业加以发展,60年代,则结合成组技术产生了今天模块化建造技术的雏形。

1971年,前苏联正式提出了模块化造船方法,于1977年用此方法建造了10万吨级的“鲍里斯.布托玛”矿油两用船。

随后美国开始研究模块化造船方法并开始组织生产,到70年代末,美国的模块化造船思想更趋成熟。

80年代中期,我国造船业引入模块化造船,开始了模块化造船技术的研究和探索。

由于模块化造船具有明显的优越性而表现出强大的生命力,发展速度很快,从长远来看,它的推广和逐渐完善无疑将带来造般工业上的一场革命。

3.成组技术与中间产品传统的造船模式采用功能型组织结构,即按共同的生产活动调集资源。

工程师和生产人员按功能组织起来。

而现代造船模式采用产品导向型组织,即以产品导向型工程分解和成组技术为基础。

中间产品是指生产的作业单元,是对最终产品进行任务分解的一个组成部分,也是逐级形成最终产品的组成部分。

成组技术(简称GT)适宜多品种生产,即多种产品小批量生产.设计和生产以同一方法加以组织,均以同一产品为目标,在造船中即以中间产品(Interim Product)为目标。

一切设计、计划、船体建造、舾装和涂装均按船舶的地理区域进行,船厂把整艘船舶作为最终产品,用工业工程的方法把它分解为零件和层层部件(部件、分段、总段、舾装单元等)以及特定的任务(如涂装、调试、试航)称之为“中间产品”。

把所有“中间产品”委托给厂内外专业化高效的生产组织制造,这种先进的造船方法称之为“中间产品”导向型法。

“中间产品”是一种概念导向,其目的是将传统的生产过程加以层次化分解,其实质是船舶设计数据信息的一种管理方式。

现代造船理论的技术权威契里洛先生认为,为了多品种,少批量生产获得大批量生产的效益,合乎逻辑的有序设定公司面临的所有工作,必须应用成组技术。

国际一流水平的船厂有序设定工作采用“产品导向的工程分析”(PWBS). PWBS包括船体分道建造法、区域舾装法、区域涂装法。

所谓区域是包含一个“族”的产品,如零件、部件、组件、分段或采用特定形式服务的作业。

生产者把信息和物资转换为中间产品。

现代造船企业趋向于总装厂方向发展,其主要任务将只是船体制造和管子制作。

近10多年来我国建造出口船舶的经验表明,管子制作已成为船厂生产中的一条短线,影响着造船的进度和产量,并直接关系到船舶建造成本和船厂信誉。

推行造船生产设计是解决这一问题和缩短造船周期的有力措施。

生产设计开创于日本,早在20世纪50年代初,曾担任日本造船学会会长、石川岛播磨重工业公司董事长的真藤恒先生受到美国汽车和航空工业生产体系中提供必要生产信息和数据方法的启示,在造船行业首次推行了生产设计。

我国自1978年开始,从日本引进了生产设计的概念。

经过二十多年的认识、探索、推广和提高,我国船舶行业的生产设计水平有了很大程度的提高。

基本理顺了生产设计、生产管理和现场施工之间的协调关系。

但是统计资料反映:我国造船业单船管子预舾装率几年来一直在65%-75%之间徘徊,与国外先进造船企业的生产率差距相当大,约差10~20倍。

所以,我国不少船厂己将管子生产设计和加工列为技术改造的主要内容之一,如江南造船厂、沪东造船厂和广船国际等船厂纷纷引进先进的管子设计软件并对管子车间实施了改造。

4.船舶舾装模块化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。

基于模块化设计技术的模块化建造方法能够给造船业带来巨大收益,并为长远带来降低设计成本,缩短设计周期,使个性化产品和系列化产品之间的维护、更新、回收和设计再造变得更容易等好处。

直至近几年,模块化造船概念的应用仍主要集中在有序的建造所需要的生产和装配计划上,生产设计继续按照传统的功能系统方式进行,结果在一张图上表示了一大堆以专业划分的工作,并没有去考虑诸如区域装配等模块化建造概念的应用。

问题的关键在于设计,模块化建造不仅要求从系统观点出发,更要求从建造观点出发进行提前设计。

这已不是生产设计和成组技术能够解决的问题,模块化船舶设计概念的产生源于设计优化、结构简化、功能单元化、目标多样化。

造船模块可以定义为,具有标准尺寸和标准件,且主要部件具有可选性的最终产品的预制单元。

这种预制单元可以是结构功能单元或系统功能单元。

由于模块中含有可选部件,因此可作局部修改,以满足船东的使用要求。

实现造船模块化可以从船体结构和船舶舾装两个方面同时推进,根据模块与船体的结构关系,顺装模块可以分为自持式模块和依附式模块两大类。

自持式模块原先是分段或船上的预舾装单元,它具有独立的基座或支架结构,可以在内场预制,完工后在外场安装到船体上。

将预舾装单元升级为造船模块,从设计与建造的角度来看,自持式舾装模块是真正的模块即实物造船模块。

如:二氧化碳灭火装置、输液系统遥控阀组、海水淡水压力柜、燃油供油、凸轮轴滑油、普通船员舱室等典型船用模块。

依附式舾装模块通常是指设计模块,因其设备布置范围较广或固定要求较高,实际建造中需以船体分段或船上区域的结构为依托,模块的预制性受船体建造进度所制约,但其设备的可选性和单元的通用性与自持式舾装模块相同,因而可以称为图面造船模块。

这些模块的特征是:具有独立功能;具有完善的接口特性;互换性强;具有适用性和超前性:商品性。

除上述两类以设备为主的模块外,船上还有许多分布的舾装件。

分布舾装件模块是依附式模块的一个特例,单元中通常没有供船东选择的主要设备,仅是舾装件在船体结构上布置的一种通用程式。

分布舾装件主要是管路、电缆及其附件。

其中主机周围的管路单元也可以做成自持式舾装模块,以开展“盆舾装”,这无疑将大大提高管系安装的生产率。

分布舾装件模块中,典型的管路模块有管弄单元,单元所含管件可以绑在一起运送,在双层底分段建造的适当阶段装入箱形龙骨,同型船舶的管弄具有很强的相似性,只要在典型模块可选部件的规格尺寸上做适当的调整就可以用于一条新船;典型的电缆模块,如机舱主干电缆单元,单元所含的电缆按其放样长度预裁收卷,在船上舾装的适当阶段,随着船体区域的逐步延伸,将收卷电缆逐步拉放架设,实现电缆预舾装。

近年来,对船舶舾装模块化的研究主要集中在开发各种船型中应用的自持式的舾装设备模块,而对直接影响造船水平和进度的管舾装模块的研究却很少。

对管舾装模块的研究和开发可以从舾装生产设计出发,从典型的船型向类似船型发展。

船舶管系设计是轮机设计中工作量最大、最复杂、最繁琐的部分,同时也是船舶制造过程中生产设计及工艺设计、加工制造和现场安装工作量最大、最复杂、最繁琐的部分。

长期以来,船舶管路设计采用的是在头脑中进行三维构思而用二维绘图表达的传统方式,通过平面、立面、侧面及剖面等几个基本视图表达管路布置和管子加工信息。

随着计算机软硬件水平的不断提高和计算机应用技术的不断进步,设计数字化技术实现了产品设计手段与设计过程的数字化和智能化。

数字化设计优点集中体现在:减少设计时间、减少生产准备时间、提高生产效率、故障的早期诊断、使改变设计变得容易、尽量减少信息错误及面向生产的数据的可获得性。

目前国际上和国内使用的集成化船舶设计软件主要有:TRIBON, CADDS5i, CATIA, NAPA等。

近年来世界上许多造船发达国家应用计算机模拟造船,并取得了很大程度上的成功,同时也推动了船舶设计与制造向模块化方向发展。

模块化造船相对于传统的造船法存在着巨大的优势,但是从目前国内外模块化造船的实践看,要达到真正的模块造船仍有很多工作要做,其中最主要的工作是设计方法的变更。

也就是说,模块造船法要想取得突破性的进展,就必须开展模块化船舶的设计研究,充分发挥上述集成设计软件的优势,以管舾装模块化为目标,以舾装生产设计为途径,对管舾装模块的划分、结构形式、通用性、系列性、组合性、标准化、设计方法及相应的组织管理等进行研究是极为必要的,只有这样才能尽早实现设计、生产、管理一体化,实现真正意义上的模块化造船。

5.未来造船模式展望未来造船模式,就是造船计算机集成制造系统(Shipbuilding Computer Integrated ManufacturingSystem,简称SCIMS) 。

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