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1、模块化造船模式浅析模块化造船模式浅析引言近年来，船舶行业市场低迷，导致全球造船业竞争更加激烈，迫使造船厂家必须降低成本、大幅度提高生产效率,才能在市场中赢得一席之地。有些船厂通过裁员、采用弹性机构、工程转包等方式,来尽量降低成本和提高工作效率,虽然这些做法使船厂效益有所改观,但不可能有大幅度的改善。实践证明,采用先进的设计和建造技术是根本举措。目前模块化造船技术颇受国内外造船界的关注，成为全球造船界争相开发和利用的新技术。模块化造船概述模块化是指解决一个复杂问题时自顶向下逐层把系统划分成若干模块的过程，有多种属性，分别反映其
2、内部特性，是一种处理复杂系统分解为更好的可管理模块的方式。模块化用来分割，组织和打包软件。每个模块完成一个特定的子功能，所有的模块按某种方法组装起来，成为一个整体，完成整个系统所要求的功能。模块化理论认为，任何系统都是由若干功能模块、通过他们共享的界面链接而构成的。所谓模块化造船，是指造船过程中采用一些独立的单元件或标准件，通过组装建造形成具有一定功能的集成模块，最终又将这些相对独立的模块组合成一体。基本流程是首先把设备组装成标准化模块，通常在设备制造厂完成并试验合格，这些模块具有独立功能、通用性和特定界面的特点。然后将各个
3、模块上船安装，这一阶段需要在造船厂完成，在造船厂内对各个模块的标准化连接口进行结合，完成船舶的建造。模块化造船的概念始于二战时期，由于美国建造了大量军用舰船，在大量标准船舶的建造中促使了焊接技术和分段建造技术的发展。50年代随着日本造船业的快速发展，并结合成组技术形成了模块化造船技术的雏形。欧美、日韩等发达国家在模块化造船应用方面都取得了引人显著的成绩，并呈不断发展的趋势，模块化造船技术的研究和应用使得现代船舶的设计思想、建造流程和维修管理发生重大的变革，开启了现代化造船的新起点。80年代中期中国引入了模块化造船的概念，开始
4、了模块化造船技术的研究和探索。造船生产模块包括船体结构和船舶舾装模块两大类。主要开发了下列模块建造单元：(1)船体结构模块(HM)①船体板块(HP)、金属板及骨架：②船体板模块(HMP)，基本的标准船壳板，装配在标准尺寸的金属板上；③船体模块(HMS)，两个或更多的HMP的半而组合；④船体分段模块(HMB)，三维船体预舾装，结合HMS和HMP；图1分段结构模型在模块化造船中,船体结构的模块化是最困难的。原因在于结构模块不仅要考虑其本身组成的船体的总体性能,还涉及其内部的设备、系统模块的安装、线型、结构型式及通用性等多种因素。
5、船体结构模块化看似容易,因为船体分段建造法本身就是积木化的建造方法。但是仔细分析,船体结构模块化有一定的难度。首先,多数船舶是按船东要求建造的,因而发布的标准化尺度,应在可能的范围内以局部结构的标准化来对待。其次,船舶的结构尺寸和构造型式应符合船级社规范的要求,不同尺度、不同船型及不同规范的结构适用性有限,只能按相似性原理对局部构造作通用化处理。因此船体结构的模块化主要体现在局部构造的通用化和主要尺寸的标准化两个方面。不同类型的船舶其结构有其相似性。现代油船、集装箱船和散货船等的货舱区均为双底双舷侧结构,而且大型船舶的双层底
6、和上甲板均采用纵骨架式结构,双层底中央设置箱型龙骨。这种结构上的相似性,为尺度相近的各类船舶的部分结构通用化创造了条件。特别是在船体平边线、平底线范围内的船体分段和平行中体的舭部分段,凡有条件的可采用模块化构造,进而为分段结构的标准化创造条件。因此,可逐步采用标准化构造,广泛采用标准件和标准版,进而实行分段结构的通用化。当然,标准化结构要充分考虑钢材的利用率,以及制造的工艺性。设计方案间的通用化,不仅缩短了设计工作的周期,而且给建造一定数量尺度组船舶的船厂增加了效益。可以广泛采用结构划分法,根据一种图纸制造不同船型的同类分段
7、,运用功能互换性,制造结构模块化、分段模块乃至建造居住舱室的标准模块和生活区成组模块等，如图2。在船体结构模块化方面进展较快的是前苏联。他们在潜艇建造时已广泛采用模块化的船体结构,在甲板驳的建造中更是采用板架模块和分段模块组装的办法。美国正在开发的新一代超级油轮,用两类标准化零件制造除艏艉外的船体结构,每个船体总段由相同的7种模块构成,其中两种是标准化的舾装模块。图260000吨级油船模块划分图分段船体模块划分层次性和划分角度对于结构复杂的产品，无论在功能上还是结构上都具有分级的特点。因此，在以模块描述产品组成时，也应体现出
8、这种分级结构。从模块化船舶区域概念出发，结合分段造船法的实际情况，将船体模块划分为四个层次，如图3。图3船体模块装配层次结构图分段船体模块划分角度当划分较高级别的模块时，由于这些高级模块往往是由用户直接进行选择和替换的，通常侧重从设计和使用的角度进行模块划分：当进行较低级别的模块划分时，由
