□ 張 斌

湖南常德達(dá)門(mén)船舶有限公司 湖南常德 415001

1 模塊化設(shè)計(jì)概述

模塊化設(shè)計(jì)理念產(chǎn)生于新時(shí)代,船舶工程采用模塊化設(shè)計(jì),能夠縮短產(chǎn)品生產(chǎn)周期,提高效率。

建造經(jīng)濟(jì)性是船舶設(shè)計(jì)工作的重要課題。船舶的建造經(jīng)濟(jì)性涉及三個(gè)基本因素:建造成本、運(yùn)營(yíng)開(kāi)支、運(yùn)營(yíng)收入。設(shè)計(jì)中的技術(shù)措施是否恰當(dāng),決策正確與否,對(duì)船舶的建造經(jīng)濟(jì)性會(huì)產(chǎn)生很大影響。設(shè)計(jì)時(shí)必須把建造經(jīng)濟(jì)性放在十分重要的地位來(lái)考慮?？v觀現(xiàn)代船舶的發(fā)展,新船型的出現(xiàn)和新技術(shù)的采用無(wú)一不是受經(jīng)濟(jì)因素的刺激。經(jīng)濟(jì)是技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)和動(dòng)力,技術(shù)是實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)目的的手段和工具,兩者互相滲透,互相推動(dòng)。

模塊化設(shè)計(jì)工作所需的技術(shù)資料是保證設(shè)計(jì)工作順利開(kāi)展和進(jìn)行的必要條件,也是保證設(shè)計(jì)質(zhì)量的重要因素。船舶是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng),設(shè)計(jì)中的矛盾很多,船舶模塊化設(shè)計(jì)工作的一項(xiàng)重要內(nèi)容就是通過(guò)系統(tǒng)分析、綜合考慮,提出合理的解決方案。在船舶模塊化設(shè)計(jì)工作中,無(wú)論是全局總體設(shè)計(jì)還是某項(xiàng)局部設(shè)計(jì),出現(xiàn)問(wèn)題都不能就事論事予以修改,不顧前后左右的影響,否則會(huì)給設(shè)計(jì)帶來(lái)更多的矛盾和問(wèn)題。因此,在進(jìn)行船舶模塊化設(shè)計(jì)之前,作為一名設(shè)計(jì)人員,需要對(duì)輸入的信息做到心中有數(shù),具體包括系統(tǒng)原理圖、整船基本布置圖、人孔布置圖、艙室布置圖等。對(duì)模塊化系統(tǒng)管件、支撐件,需要有合理的布置。通常船舶模塊化設(shè)計(jì)遵循的思路為:定義系統(tǒng)設(shè)備模塊,設(shè)計(jì)機(jī)艙地板模塊,管道分層布置, 完成管道設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)基座支撐架,在三維軟件中進(jìn)行管道布置,對(duì)管道添加支撐架。

2 系統(tǒng)設(shè)備模塊化設(shè)計(jì)

根據(jù)船廠的特點(diǎn)和條件,按照船舶建造的技術(shù)、設(shè)備、設(shè)施方案、工藝要求、流程、生產(chǎn)管理等情況,設(shè)計(jì)和繪制施工圖紙。生產(chǎn)設(shè)計(jì)的詳細(xì)程度要求很高,要能反映組裝和管理的要求。因此,生產(chǎn)設(shè)計(jì)相當(dāng)于在計(jì)算機(jī)上預(yù)演完成船舶建造的全過(guò)程。生產(chǎn)設(shè)計(jì)的詳細(xì)、完整、深入程度對(duì)提高船舶建造質(zhì)量、縮短船舶建造周期、提高生產(chǎn)效率有很大影響。

系統(tǒng)設(shè)備模塊化設(shè)計(jì)是為了使生產(chǎn)部門(mén)得到詳細(xì)的生產(chǎn)圖紙,以提高生產(chǎn)效率,節(jié)約成本。在進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)備模塊化設(shè)計(jì)時(shí),要考慮盡可能將更多的泵、管道、閥門(mén)等部件組合在一起,最終形成一個(gè)便于運(yùn)輸和安裝的緊湊單元。鑒于很多管道在安裝之前就已經(jīng)進(jìn)行了模塊化安裝,生產(chǎn)部門(mén)可以規(guī)避船上安裝空間狹小帶來(lái)的困擾,同時(shí)也能夠減少現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量、安裝的工作量,大大提高安裝效率。模塊化設(shè)計(jì)的系統(tǒng)設(shè)備如圖1所示。

3 機(jī)艙地板模塊化設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)是一種技術(shù)實(shí)踐活動(dòng),目的是解決所面臨的問(wèn)題,使生產(chǎn)具有可操作性和簡(jiǎn)便性。設(shè)計(jì)同時(shí)也是施工前的模擬和檢驗(yàn)。因此,設(shè)計(jì)除需要科學(xué)知識(shí)外,還需要工藝和技巧知識(shí),同時(shí)還需要結(jié)合生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況,否則設(shè)計(jì)的圖紙不具有可操作性。在進(jìn)行機(jī)艙地板模塊化設(shè)計(jì)之前,設(shè)計(jì)人員需要結(jié)合設(shè)計(jì)特點(diǎn)與生產(chǎn)部門(mén)進(jìn)行技術(shù)交流。

機(jī)艙地板模塊化設(shè)計(jì)包括機(jī)艙區(qū)域和機(jī)艙地板下管道兩方面,是船舶模塊化設(shè)計(jì)中難度最大的部分,直接關(guān)系到生產(chǎn)效率和建造周期。

▲圖1 模塊化設(shè)計(jì)系統(tǒng)設(shè)備

(1) 機(jī)艙區(qū)域模塊化設(shè)計(jì)。機(jī)艙區(qū)域是整個(gè)船舶的核心,是設(shè)備、管道、閥門(mén)等部件布置最為密集的區(qū)域。機(jī)艙區(qū)域在進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)時(shí),要綜合考慮所有相關(guān)的管道布置。機(jī)艙區(qū)域模塊化設(shè)計(jì)包括:① 定義地板層的高度,地板層之間的臺(tái)階高度一般保持為250 mm,機(jī)艙地板之上的凈空距應(yīng)大于2 200 mm;② 根據(jù)機(jī)艙布置圖定義整個(gè)機(jī)艙區(qū)域模塊的主要輪廓;③ 定義縱向的框架,此處應(yīng)注意設(shè)計(jì)人孔和需要進(jìn)行維護(hù)操作的區(qū)域,設(shè)計(jì)為可拆、可移動(dòng)的結(jié)構(gòu)形式;④ 定義橫向的框架,為了提高地板材料的利用率,橫向尺寸應(yīng)該和地板尺寸匹配,機(jī)艙地板采用鋁制防滑花紋地板,橫向框架需要和縱向框架保持同一高度,在人孔和需要維護(hù)操作的區(qū)域,橫向框架也需要設(shè)計(jì)為可拆、可移動(dòng)結(jié)構(gòu)形式;⑤ 定義地板,為了提高地板利用率,減少地板裁剪,避免形狀復(fù)雜,通常從機(jī)艙中間或者機(jī)艙艙壁處開(kāi)始布置。

(2)機(jī)艙地板下管道模塊化設(shè)計(jì)。在進(jìn)行管道系統(tǒng)模塊化設(shè)計(jì)時(shí),對(duì)機(jī)艙地板下管道進(jìn)行分層布置。通常情況分為三層。最下面一層為尺寸較大的管道,如艙底水管、冷卻水管等。第二層為尺寸中等的管道,如注入管、測(cè)深管、透氣管等。最上面一層布置小管道和一些可選系統(tǒng)的管道,如燃油、潤(rùn)滑油、液壓、加熱等管道。分層布置可以使管道在機(jī)艙內(nèi)有序布置,在進(jìn)行地板模塊化設(shè)計(jì)時(shí)能夠合理提供管道支撐。

機(jī)艙地板模塊化設(shè)計(jì)不僅能很好地協(xié)調(diào)相關(guān)系統(tǒng)的合理布置,而且可以提高船舶的舾裝率,降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度,減少船舶在建造過(guò)程中的重復(fù)修復(fù)工作,節(jié)約勞動(dòng)成本。管道系統(tǒng)分層布置如圖2所示。

4 結(jié)束語(yǔ)

船舶工程模塊化設(shè)計(jì)是模塊化造船的要求,在船舶設(shè)計(jì)領(lǐng)域具有先進(jìn)性和可操作性,以計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)為依托,以模塊化總裝為目的。對(duì)系統(tǒng)設(shè)備等進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì),可以避免生產(chǎn)過(guò)程中的盲目性,在很大程度上提高設(shè)計(jì)質(zhì)量和生產(chǎn)效率,給船廠帶來(lái)較大的經(jīng)濟(jì)效益。

▲圖2 管道系統(tǒng)分層布置