浅析船舶管系舾装模块化技术

浅析船舶管系舾装模块化技术

蔡坤

招商局重工（江苏）有限公司 江苏南通 226116

摘要：在我国造船事业现代化发展的进程中，各项技术方案以及设计模式获得了有效的更新，尤其是在船舶舾装中融入了模块化的工作思路，逐渐的提高设计的针对性，将不同的零散模块融为一体，符合我国现代化造船模式的发展需求。因此设计人员需要加强对工作理念的有效转型，将现代造船模式渗透至船舶舾装模块化设计的各个环节，配合着单元组装和分段组装，保证造船的质量以及品质，为船舶的稳定运行提供重要的基础。鉴于此，本文探究分析了船舶管系舾装模块化技术，以供参考。

关键词：船舶管系；舾装；模块化技术

前言：在现代造船模式背景下进行船舶舾装模块化设计的过程中，设计人员要贯彻落实因地制宜的工作原则，根据造船等需求选择合适的设计方案，并且加强对整个设计过程的反复推敲，快速的应对在模块化设计中存在的各项问题，以此来保证设计工作的顺利进行。

1基于现代造船模式的船舶舾装模块化的设计特点

首先，船舶舾装模块化设计具有高度的标准化和通用性。在设计阶段，船舶舾装被划分为多个独立的模块，每个模块都具有相对独立的功能和结构。这些模块可以根据船舶的需求进行组合，形成不同类型和规格的船舶。这种标准化和通用性的设计思路，使得船舶建造过程更加灵活，能够适应不同船舶需求的变化。

其次，船舶舾装模块化设计具有高度的工程化和自动化水平。在模块化设计中，每个舾装模块都经过精确的工程计算和设计，确保模块的结构和功能能够满足船舶的要求。同时，模块化设计还可以借助计算机辅助设计和制造技术，实现模块的自动化制造和装配。这种工程化和自动化的设计方式，大大提高了船舶建造的效率和质量。

再次，船舶舾装模块化设计具有较低的建造成本和短的建造周期。由于船舶舾装模块化设计采用标准化和通用化的模块，可以实现批量生产和组装，从而降低了建造成本。此外，模块化设计还能够将船舶建造过程中的工序并行化，缩短了建造周期。这种高效的建造方式，使得船舶能够更快地投入使用，降低了船舶建造的风险和成本。

最后，船舶舾装模块化设计具有较高的可维护性和可升级性。在模块化设计中，舾装模块可以独立拆卸和更换，使得船舶的维护和修理更加方便。同时，船舶舾装模块化设计还能够根据船舶的需要进行升级和改造，以适应新的技术和市场需求。这种可维护性和可升级性的设计特点，使得船舶具有更长的使用寿命和更高的市场竞争力。

2船舶舾装模块化设计及制造技术的优势

2.1有助于降低造船成本

在进行船舶舾装模块化设计及制造过程中，可以通过机电设备标准化、模块化和过程简单化等措施，不仅可以有效缩短船舶设计、制造等环节的时间，而且还可以降低船舶舾装模块化设计及制造的总成本。对于批量船、系列船、舾装设备甚至分段等都可以进行成批生产，通过大批量生产不仅可以有效提高装配作业的效率，而且还可以降低各个环节的造船成本，但是在真正开展起来还存在一定的难度，是未来造船技术发展的主要趋势。同时，随着船舶舾装模块化设计及制造技术的发展，使最初的船台（船坞）场所转移到室内或外场，也在一定程度上降低了造船的成本。与船台（船坞）内对各单元、模块进行安装相比，在室内或外场所产生的安装费用降低了5-7倍。

2.2有助于优化改善工作方法和环境

传统的造船业被定义为困难、肮脏、危险的3K行业，属于劳动力密集型产业。在对工作方法进行改善的基础上，可以完成对工作环境的有效改善，使工作人员从肮脏和繁重的体力劳动中彻底的解放出来，从“劳动力密集”产业逐渐过渡到“头脑（知识）密集”和“设备密集”产业。借助船舶舾装模块化设计及制造技术，使原本在总段、分段、坞内安装的零散部件，转移到空旷的平地上得以实现，有效的改善的工作的环境，更好的提高了船舶舾装模块化的使用效率。

3船舶舾装的模块设计

3.1船舶舾装的管系模块设计

管系模块设计是现代船舶舾装模块化设计中的重要环节，它的优化与完善对于船舶的性能和安全具有至关重要的作用。管系模块设计的方法应当综合考虑船舶的结构特点、功能需求、工艺要求以及人机工程等多方面因素，以确保管系的稳定性、可靠性和安全性。在管系模块设计的过程中，先需要进行充分的前期调研和分析。通过对船舶的结构特点和功能需求的深入了解，可以明确管系的布局和结构形式。同时，还需要考虑到船舶的航行环境、航速、载重量等因素，以确定管系的材料选用和尺寸设计。在具体的管系模块设计中，应当采用模块化的思想，将整个管系划分为若干个相互独立但又相互关联的模块。每个模块都应具备完整的功能，同时又可以与其他模块进行有效的连接和协调。这种模块化设计的方法可以提高设计的灵活性和可扩展性，便于后期的维护和更新。在管系模块设计的过程中，还需要充分考虑工艺要求。管系模块的制造和安装需要遵循一定的工艺流程和标准，以确保管系的质量和可靠性。在设计过程中，应当与制造工艺人员进行密切的合作和沟通，及时解决设计与制造之间的矛盾和问题。此外，人机工程也是管系模块设计的重要考虑因素之一。管系模块的布局和操作方式应当符合人体工程学原理，以提高操作的便利性和舒适性。设计人员应当充分考虑人员的工作环境和工作强度，合理安排管系模块的位置和布局，以减少操作的疲劳和错误。

3.2船舶舾装的电缆模块设计

在电缆模块设计中，首先需要进行系统的规划和分析。设计人员需要仔细研究船舶的结构和功能需求，确定电缆的布置位置和数量。之后还需要考虑电缆的类型和规格，以及电缆的保护措施和敷设方式。这些规划和分析工作的准确性和全面性，直接影响着电缆模块的设计效果和船舶的整体性能。

其次，电缆模块设计需要注重船舶的结构和空间布局。船舶的舾装空间有限，因此，在设计电缆模块时，必须充分考虑船舶的结构特点和布局要求。设计人员需要合理安排电缆的敷设路径，避免与其他系统和设备发生冲突。同时，还需要确保电缆的敷设路径具有足够的可访问性和维护性，方便后续的维修和更换工作。此外，电缆模块设计还需要关注电缆的安全性和可靠性。电缆在船舶运行中承担着重要的功能，因此，必须确保电缆的安全性和可靠性。设计人员需要选择合适的电缆材料和保护措施，以提高电缆的耐久性和抗干扰能力。之后进行电缆的合理敷设和固定，避免电缆受到外部环境的损坏或者误操作导致的故障。在电缆模块设计中，创新思维和技术应用也是至关重要的。随着科技的不断发展，船舶舾装模块化设计中的电缆模块设计也在不断创新和改进。设计人员可以借助计算机辅助设计软件，进行电缆模块的虚拟设计和仿真分析，以提高设计效率和准确性。还可以应用新材料和新技术，提高电缆模块的性能和可靠性。

3.3船舶舾装的集控单元模块设计

首先，在集控单元模块设计中，需要充分考虑船舶的功能需求。不同类型的船舶在功能上存在差异，因此集控单元模块的设计也需要根据船舶的具体需求进行定制。例如，一艘客船可能需要集成多个系统，包括动力系统、通信系统、安全系统等，而一艘货船可能只需要集成少数几个系统。因此，在设计过程中，需要根据船舶的功能需求，合理确定集控单元模块的规模和功能。

其次，在集控单元模块设计中，需要考虑各个系统之间的相互关系。船舶的各个系统之间存在着复杂的相互作用和依赖关系，因此，在集控单元模块设计中，需要合理划分各个系统的控制单元，并确保它们之间的通信和协作能够顺畅进行。例如，船舶的动力系统和导航系统之间存在着密切的联系，因此，在集控单元模块设计中，需要将它们的控制单元集成到同一个模块中，以便实现更加高效的控制和协调，满足船舶运行要求。

4模块化的设计和应用

船舶机舱区域是整个船舶舾装生产设计中最为困难的区域，大量的机电设备和管道、阀门附件、电缆等都是在该地区布置和安装的。在机舱区域实施模块化设计及制造，能够简化工艺程序，保证分段、总组阶段的舾装完整性，可以有效减少施工时间，缩短制作周期，提高船舶建造的效率。下面就以35000DWT散货船为例，对模块化的应用展开相关的分析。

（1）舱底主要包含大多数的机舱泵、阀门、过滤器和其他设备,以及水和油的“仓库”和大口径管道都集中在这个领域,安装一个高密度,小空间,建设不同类型的工作交叉操作，给施工和质量控制带来了很大的困难,确保安全生产的同时,这个区域是最合适的区域功能单位。在这样的背景下，某船舶企业工作小组通过召开单元评审会，与船体专业、管加工区、单船项目组等反复研讨，达成以下共识：①机舱底层分段划分高度定为花钢板上200mm处，机舱底层单元可在分段阶段完整安装；②根据机舱布置图与管路放样及铁舾平台设计，机舱底层划分为9个小单元,如图1所示；③考虑结构施工顺序与安装便捷性，底层单元安装应按照具体顺序。

图1机舱底层单元策划与布置

（2）机舱平台一般用于布置油水柜、分油机、制淡装置、空气瓶、发电机组、供油单元等重要设备。采用预舾装设备的设计，将平台上安装的设备组成单元，如油箱单元、油分配器单元、轻单元机组、发电机组管道单元、供油设备单元等等。

（3）机舱顶部的管路比较复杂和密集，现场施工的误差较大，容易出现干涉情况。因此充分利用分段倒装预舾装阶段，把机舱上下平台分段的预装管设计为模块化，有利于精度控制，减少误差。

结束语：

概而言之，在船舶舾装模块化设计过程中融入现代造船模式所发挥的作用较为突出，因此设计人员需要融合现代化的设计理念，逐步的调整原有的模块化设计思路，对每个模块设计进行科学的控制，以此来减少在船舶舾装模块化设计中存在的各项阻碍，提高整体的设计效果。

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