船舶外舾装生产设计研究

船舶外舾装生产设计研究

吴超

黄海造船有限公司，山东威海， 264309

摘要：目前，社会经济不断进步，科学技术水平不断提高，在船舶业发展过程中，其基于目前社会背景，实现制造业现代化进步，生产技术以及生产能力提升支持下，船舶制造领域生产设计质量以及效率不可同日而语，基于这一情况，出于适应现代化船舶制造业发展快速化以及标准化需求，需要结合实际发展情况，全面分析船舶制造过程中的问题，完善其生产设计模式，提高生产设计质量，促进船舶制造行业朝着现代化趋势发展进步。本文通过对船舶外舾装生产设计模式进行分析，结合生产过程中的问题，提出生产设计模型，促进船舶外舾装生产设计质量提高，促进船舶制造业长久稳定发展，实现发展可持续性。

关键词：船舶；外舾装；生产设计

伴随经济建设不断进步，船舶始终是占据重要位置的水上交通工具，应用领域较为广泛，例如国防领域、经济领域以及海洋领域等，舾装是船舶整体构造中不可或缺的一部分，占比较大，工程量也是其中占比数值突出部分，因此相关研究人员需要深入化分析舾装细节构造以及加工过程。在模块化设计受到人们重视后，获得人们得到认可，其优势显著，但实际使用要求和规范性也具有特性，船舶实现模块化设计可有效降低生产成本，提高生产效率，实际建设周期缩短，因此受到船舶制造企业的青睐和认可。

1. 船舶外舾装制造发展情况分析

模块化理念提出的时间是在上世纪70年代，概念始于舰船制造，伴随时间发展逐渐获得推广和使用，其意义和价值主要体现在船舶设计工作以及维修管理措施等方面，在船舶发展中提供较大助力。通过模块化技术应用，其逐渐渗透到船舶制造领域的各个方面，在整体构造到细节设计上，涵盖控制系统设计工作、自动化系统以及机电装置等设计工作，均凸显强大的设计优势和效果，发展趋势十分明朗^[1]。最早进行模块化造船的国家是日本，其技术水平始终处于世界领先水平，对欧美国家也产生较大影响。与其相比，我国的模块化设计水平起步时间相对较晚，最早出现时间是上世纪80年代，实际应用范围具有局限性，前期阶段使用范围仅局限于部分机电设备以及卫生单元领域中，现阶段使用过程中主要产生以下问题：其一是生产效率上，在人均造船领域中，修正总吨数值与日本相比，差距数值显示为10倍左右，这种差距十分显著，生产效率较低也会造成以下问题，延长造船工期，产品出现功能过剩，整体效益受到较大影响，以上问题均会严重阻碍船舶行业的发展和进步；其二是造船成本上，相关造船企业其能源消耗水平上与其他发达国家相比，差距明显，其中主要问题是管理模式不合理，造船技术相对落后等，以此造成资源严重浪费，出现较大差距；其三是工作环境上，我国造船企业基本模式均是劳动密集型，工作环境基本是危险状态，因此工作人员的工作正常开展受到较大影响，此种工作模式难以保证工作正常进行和工作质量，因此对企业长久以及稳定发展造成较大影响^[2]。

2. 船舶外舾装生产设计主要内容分析

这一部分工作进行主要是结合企业的实际生产条件以及生产特点，基于详细的生产设计技术条件支持，需要将生产设计中的系统设计部分以及功能设计部分转化为区域设计内容，结合区域以及类型等内容，分解以及组合设计内容，以此形成具备设计、生产以及管理综合功能的技术系统，在设计阶段需要依据船舶制造实际条件开展生产设计以及实施工作，船舶制造企业生产管理工作以及物资采购等计划开展制定工作需要具备准确性的信息数据支持，以此船舶外舾装生产需具备图纸以及工艺文件，保证生产设计工作顺利开展。通过综合性分析船舶外舾装生产设计问题，区分船舶生产内容以及设计内容，其中可细分为两个部分，分别是船体生产设计部门以及舾装生产设计部门，将船装生产以及外舾装设计作为例子，生产设计内容可确定为图纸绘制，将此作为依据，分段托盘，这一部分工作内容是将处于同一区域的船装件划分成不同部分，结合现场安装步骤，指导生产工作。船装部分外舾装生产设计工作中，设计绘制图表，主要内容有托盘表以及清单等。依据上述生产设计内容，其具体生产设计的范围涉及较大，因此类型划分数量也较多，过程中需配备的外协件设备数量也会同比增加，不同专业之间的协同工作也会呈现复杂性，生产设计实践工作需明确划分作业环节以及相关内容，准确掌握作业流程，提高船舶外舾装生产设计质量^[3]。

3. 生产设计原理以及方法分析

1. 设计原理分析

在模块化设计过程中，其需要遵循相应理论，比较常见的设计理论主要有系统论理论以及相似理论等，其作为基础性理论应用。在船舶产品开展模块化设计过程中，其主要方向可以确定是壳舾涂一体化，因此需要确定重点部分为船体以及舾装，在舾装部分，其可以划分为以下两种模块，分别是自持式以及依附式。前者主要依据的单元设备模块化，自身具备完整性的支架结构，因此可以实现安装在船体任何位置。后者主要依据的功能以及布置功能，完成自由化选择，通用性较强，设备固定过程中需要满足较高要求，分布范围相对较广，但使用过程中会受到造船进度因素影响，难以独立完成。开展船舶舾装模块化设计过程中，工作人员需要引起注意的是掌握两种模块的特点，利用针对性的措施和方案，提高舾装模块化设计的完善性

^[4]。

2. 舾装模块化设计特征内容分析

以往外舾装设计过程中，其会产生较为严重的资源浪费，工作质量相对较低，设计过程中凸显的不完善性会对船舶业的发展进步造成较大妨碍影响，目前，船舶外舾装模块化设计工作主要利用的是依附式的特点，着手点为功能以及布置方面，配套设备利用上也需要严格按照相关要求，以此安装效率得以提高，缩短工作时间。在设计阶段，需要综合性分析外舾装布置，在处理布置范围广并且分散性较强、具备相应对称性等情况时，需要结合实际情况选择合理性的设计方案。除此之外，需要重视外舾装部分，其本质上属于表面工程，因此设计过程中需要凸显美感，因此需不断完善设计方案，提高技术水平，促进船舶事业的发展壮大。

3. 模块化设计方法以及利用措施分析

外舾装开展模块化设计的初始目的是为功能化模块提供相应服务，同时实现配套设备的功能化，主要工作核心是促使子系统的模块化，完成通用化设计，借助子系统模块实现部分产品，工作开始前，需要掌握配套设备的实际性能以及特点，确定设备的实际安装部位^[5]。在设计子系统模块化以及通用化过程中，需要综合性分析产品结构，掌握产品的功能以及特点部分，在整体层面上掌握产品功能，结合总系统结构以及子系统结构中的要点，宏观层面上确定最优设计方案，在工艺上，需保证设计的通用性，子系统模块本身具备独立性，因此新产品的开发以及拓宽、升级等，可对子系统部分开展单独设计工作。在接口部分设计过程中，首先需要确定外舾装的接口定义，掌握模块性能，确定合理化的子系统设计方案，检验接口设计质量，其次是遵循相应原理确保设计与接口所需模块相适应。上述设计内容十分重要，需要研究人员深入分析，按照规范执行工作环节，通过细节处理全面提高整体工程质量。

4. 传播外舾装技术改进方式分析

1. 锚系统改进措施分析

目前在我国设计过程中，主要利用导轨滚轮闸刀掣链器，因此在设计过程中可以借鉴德国标准改进结构，原来的结构形式可改进成为垫片调节的结构形式，通过改进后外形更加简洁美观，加工过程具有便利性，节省大量供料，使用具备安全性。在船舶设计过程中，可采用中国船舶标准形式的锚，可推广我国高性能锚的知名度^[6]。

2. 舵系统改进措施分析

在设计阶段可采用带舵柱托体铸钢艉柱，同时选择悬挂舵采用的铸钢挂舵臂，针对其外形尺寸可进行缩小，促使其更加轻巧和美观，设计过程中，研究人员需要多方调查，在完成对比分析工作后选择使用。

3. 系泊系统改进措施分析

新船设计过程中可借鉴德国焊接带缆桩标准，将桩径进行统一，以此为前提，其主要优势为用料较少，制造具有简易性，外形美观，强度数值充分，相比于我国以往使用的GB焊接带缆桩方式，优势比较显著。选择过程中，除考虑舾装数值以外，需要对同种类型的船舶布置进行选择，确定缆桩径数值，避免出现过度粗大情况，高度数值需要控制在850毫米以下，船员在使用过程中操作更加便利^[7]。在多滚轮导缆器使用过程中需控制轮径，例如载重量数值处于2-3万的船舶，其轮径数值需要确定为220-450mm，以此方式确保适用性，与船体相匹配。

5. 船舶外舾装模块化设计发展趋势分析

目前船舶制造领域以及海洋工程发展趋势逐渐凸显现代化以及自动化等，以此也会对舾装设计工作产生影响，促使其生产设计工作更加数字化、集成化以及自动化等。船舶外舾装生产设计工作实现快速发展，需要继续投入以及深入化研究，分解舾装模块，确保通用性以及组合性，在组织管理措施以及设计措施等方面提高重视程度。在舾装模块化设计过程中融合数字化设计方式，促使模块化设计技术更加先进，设计理念具备成熟性和完善性，以此实现设计工作的不断优化^[8]。

相比于欧美或者是日本等发达国家造船工艺，我国舾装设备优势为结构强度数值大，用料更为扎实等，但其劣势也比较突出，例如设备重量相对较大，外观不够精美，制造精确度较低等。出于适应市场发展需求，致力于我国船舶出口国际竞争力，需要重视设计制造精度提高，朝着精品化舾装道路发展。精品化特征主要是指舾装设备外观美观程度，凸显对称性，其性能应用过程中可转动顺畅等，在接口方面对接顺利，具备互换性等^[9]。精品化属于舾装发展的重要目标，但过程中不宜过度追求精品化，增加生产成本。基于此，企业需要结合实际生产情况，综合性分析产品的竞争效果以及经济效益，通过两方因素的综合考虑，保证自身的产品具备更好的竞争性。

人类活动实现不断开展，对海洋造成的污染情况也逐渐加重，人们需要将舾装设备的环保节能设计纳入到考虑范围内^[10]。舾装设备的材料需要保证无害以及环保，缓解环境污染程度。尽可能对船舶能源进行节约，增加多种人工操作功能，缓解设备重量，有效节约材料，降低能源消耗。

总结：

伴随我国海洋事业不断深入发展，其全面性逐渐凸显，船舶制造业发展对海洋工程具有深刻意义，提供重要支持，因此船舶制造业既面临广阔的市场机遇，也面临较多的威胁挑战。在现代化造船模式中，其核心内容是舾装技术，通过船舶外舾装模块化设计可对未来趋势下的造船技术发展需求进行适应，基于此，需要相关研究人员不断探索和实践，通过更加积极有效的生产设计技术为船舶事业发展提供助力。目前我国造船技术相比于欧美、日本等发达国家存在一定差距，但通过未来不断研究和实践，船舶外舾装模块化设计不断强化，可进入到世界领先造船技术发展领域中，获得充足的国际竞争力。

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