摘要：随着现代化造船模式的完善和推广，船舶制造企业的生产管理体系正在发生着重大的改革。在世界造船业竞争加剧的形式下，如何保质保量、创新科技、降低成本，成为竞争中取胜的关键。本文阐述了模块化造船技术的应用。
关键词：模块化；造船技术；应用分析
随着科学技术的不断进步，现代造船业应用了新的模块化造船技术。模块化造船技术是当代造船技术发展的一个崭新方向，很多国家都已广泛地应用了这一技术。事实证明，模块化造船技术作为一项先进的技术，不仅将生产成本进一步降低，而且使生产效率大大提高，促进了造船业迈向一个新的高度，未来模块化造船技术的发展将会更加广阔。
一、模块化造船技术的含义
模块是具有一定功能的，可以和特定构件结合的部件或组件，是具有通用性与组合性的标准化单元。模块化则是指把硬件或者软件，按其功能分解为很多单元，并把其设计为一个硬件或者软件模块，然后再与少数的非标准硬件或者软件合成一个系统的过程或者方法。模块化造船技术是指把船舶的结构与其系统，按其功能分成若干个具有接口关系且又相对独立的单元，再依据通用化、系统化的设计，用不同的方式组合排列成为船舶的装备或者系统，最后组装成完整的船舶的一种技术。模块化设计是建立在符合产品多规格与多品种标准要求基础上的，可以极大的缩短设计周期，更易于产品维修，可以用“搭积木”来形象概括模块化设计过程：根据不同的需要与要求进行装配组合。
模块化造船的几种模式：
（1）结构的模块化：将船舶的设计融合为各种自成体系又相互衔接的模式，在先期测试和组装的基础上集成船壳结构，以此节约制造时间和费用。如我局设计建造的大型航标首制船“海巡153”轮就采用了这种模式 ,成型前即导入结构模块化；
（2）功能的模块化：事前按不同功能将舰艇分类划出各种功能模块，建造时在同一部位根据不同需要、在同一尺度下建造各种功能不同的模块，服役后舰船具备特种、混合作战能力，针对不同的任务要求，事前随时装备相应的模块模式，确保一舰多能。基于此种标准的建造模式，使得造船批量化生产成为可能；
（3）任务的模块化：在设计的基础上结合各种任务予以配置，具体是不同模块后期建造填充或事后改进模块，如天津海事局设计建造并应用于我处的新型夹持船“海巡15036”轮；
（4）技术的模块化：在适应开放结构部件中将子系统合理配置，为后期的维护和新技术改进增加便利。
实际建造过程中，并不是单纯采用以上模块化建造中的一种，而是几种同时采用，这种技术已得到行业和用户的广泛推崇。
二、单元模块化的优势
在设计和生产过程中，单元模块化具有很多优势：（1）单元模块化是一种先进的工艺和设计方法，符合造船工序前移的原则；（2）减少管路、舾装件在船台阶段连接的工作量，有利于生产技术准备及安装工作提前；（3）大部分舾装工作移到车间内和分段总组时进行，大幅度减少船台（船坞）的舾装火工作业；（4）可利用施工场地多，分散制作，加快了船舶舾装施工进度；（5）使施工阶段提前，减少了多工种船上施工交叉作业时相互干扰的现象，改善了工人的施工环境；（6）大量施工工作在室内，可以充分利用室内设备，把原来船台（船坞）空间作业转移成车间平面作业，提高了施工质量；（7）车间内制造费用一般要比船台（船坞）分散安装费用低很多，降低了造船成本；（8）给壳、舾、涂一体化创造了条件，优化了劳动组织，简化了工艺程序，极大地方便了生产管理；（9）可以与船体平行或提前建造，既保证了分段、总组舾装施工的完整性，又缩短了船台（船坞）舾装周期。
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三、单元模块的种类和组成
单元模块基本分为 5 大类：加热盘管单元、组合件单元、功能性单元、设备模块单元、区域性单元。
（1）加热盘管单元：船舶最为常见的管系单元，放置在油舱内部，一般为蒸汽管、热油管单元。（2）组合件单元：主要由若干阀附件与管子组成的具有专有功能的单元体，如各种蒸汽、压缩空气的减压阀、温度调节阀等所组成的单元。（3）功能性单元：具有一定的独立性，以专用设备为主体，连接管路、附件、电气设备、铁舾件等组成一体，是具有独立作用、独立运转试验、交验的单元体。该单元技术性能强、操作方便、质量可靠。这类单元模块既可以由厂家供货，也可以由船厂自行设计安装，如燃油供给单元、燃滑油净油机单元、热水柜、技术水柜单元等。（4）设备模块单元：以若干台设备为单元主体，围绕单元主体的管子、管支架、阀附件、压力表传感器座、电缆管、设备电气接地、花钢板、格栅通道等组合而成。（5）区域性单元：主要以花钢板、设备区域为主要范围组成，根据机舱设备布置、船体分段划分和设备应用的特点及建造工艺流程，划分出大小不等、不分系统属性所构成的区域性单元体，如由花钢板平台内设备、管子、附件、电缆托架扁铁、地板架等组成一体的单元等。
四、模块化造船技术的发展趋势
计算机高性能技术平台为模块化的合理设计与高效建造提供了有力的技术支持，也是模块化造船技术发展的大势所趋。模块化造船技术的设计之初着力于设计软件的开发，在此基础上展开技术设计。首先要做的是设计建模与虚拟模型尝试，通过计算机反复研发，在最终成型的基础上，全面展开生产，不仅缩短了生产建造周期，而且大大节约了费用开支。就标准化而言，采用组建式结构模块化的标准化设计显得至关重要。无论模块化的接口还是模块化的每个子系统，都是在同一标准下“量身定做”的。应用户的不同需求，生产商所做的只是部件的更换和功能模块的切换，在同一尺度、同一标准的船体上，灵活方便地实时进行安装。这种开放式的体系结构无论在当下还是将来都是作为基础的性重要构件 , 贯穿于实现模块化始终的。开放式结构体系的最大优势也是最终本意 ,即方便进行安装、随意更换流行产品等。
五、模块化造船技术在民船建造中的应用
模块是一个标准化的单元，它适合应用于系列化的大批量船舶建造，目前主要应用于军船的建造。随着经济的发展，民船市场也在不断发展，模块化造船技术在民船建造方面的应用，同样可以发挥它标准化与通用化的优点，因此模块化造船技术也逐渐应用于民船建造中，如机舱模块、卫生单元模块与上层建筑模块等。我国从80 年代开始引用模块化技术，并在90年代初由中船总公司组织成立了模块化造船研究课题，以 35 000 DWT 浅吃水散货船为标准船型，组织广州造船厂与上海船舶设计研究院开发研究船用模块，目前已应用于多种类型的船舶。这些模块都具备独立功能，在出厂之前就已做过了密性与运行试验，装船之后再将接口与相对应的系统接通，这样就可以进行操作运行了。此外，这些模块还可以根据不同的需求，组合成具有不同功能的新模块。例如，船用热井模块，可以根据锅炉的容量选择相对应的给水泵与大气冷凝器，而且选择也比较灵活，可以是离心泵，也可以是立式泵或者旋涡泵，还能根据不同的位置需求来布置泵的位置。也就是说，数量一定的部件，可以通过组合派生出多种不同的产品，以满足不同的使用需求。
综上所述，模块化造船技术是船舶建造中一项里程碑式的技术，它不仅是对传统造船业的一种挑战，更说明了造船业未来的发展趋势。目前我国在模块化造船技术的应用水平上，在世界排名已经比较靠前，而且技术也越来越成熟。模块化造船技术还有很大的进步空间，随着计算机技术的发展，模块化技术在未来将会得到更为广泛的应用，并且最终能够实现真正意义上的模块化造船技术，对丰富和发展我国造船业的技术宝库具有重要意义。
参考文献
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[2]李加亮,王越.模块化造船的现状及未来发展趋势的思考[J].中国水运(下半月),2013,1303
[3]王金娥,曹红梅,李兰美.模块化造船技术应用综述[J].造船技术,2013,05
论文作者:王晓晴
论文发表刊物:《基层建设》2017年第33期
论文发表时间:2018/2/26
标签：单元论文; 技术论文; 模块论文; 组合论文; 船舶论文; 造船业论文; 船台论文; 《基层建设》2017年第33期论文;