船舶机舱区域单元模块化设计的探讨

[摘 要]机舱区域实行单元模块化预装是造船企业提高生产效率，缩短造船周期，推进现代化造船模式的重要手段之一，本文对机舱单元模块化的设计进行了详细的介绍和探讨。

[关键词]现代化造船模式；单元模块化设计；中间产品成品化

中图分类号：TG333.7 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）20-0115-01

随着现代化造船模式的建立和推进，船舶制造企业的生产管理体系正在发生重大的改革，以统筹优化理论为指导，设计、生产、管理一体化，以中间产品成品化组织生产，实行船台总装的模式正在逐步形成。单元模块化设计逐渐地走向规范化、标准化，单元模块预舾装必将在船舶各部位大量实施，壳、舾、涂一体化造船将得到不断的完善。

船舶机舱区域是整个船舶舾装生产设计难度较大的区域，大量的机电设备和近万米的管子在这个区域进行布置和安装。而布置得是否合理将直接会影响舾装件的预装的完整性。而预装率直接影响船台建造、码头舾装和交船的周期，同时对质量控制，壳、舾、涂一体化的完整性有着极其重要的影响。这其中生产设计的深化和完善是首要因素。因此就需要对该区域的舾装生产设计要做到更深入、更细化、更完整，提供完整的中间产品工程管理信息。如：各种类型单元图、模块图、铁舾件预装图、各类托盘表等。这样才能够与现代的造船工程管理理念融为一体，形成一个按节拍的流水生产作业体系。

1 机舱区域底部设备、管系、花钢板为一体的单元化设计

机舱底部是指船的内底至花钢板这一区域，因机舱大部分的泵、阀门、滤器等设备、油水舱和大口径管子集中布置在这个区域，安装件密度高，空间小，施工时不同工种交叉作业，给施工和质量控制带来一定的困难，也给安全生产带来隐患。同时，这个区域是功能性单元和区域性单元预舾装最合适的区域。近几年我们在该区域的生产设计上进行了大胆地改革和尝试，采用单元预舾装，把船上舾装移到内场作业，改变了施工环境，降低了劳动强度，减少了码头与车间之间的往返，提高工作效率，控制了舾装质量，保证了安全作业。我们在73400吨成品油轮进行实施，收到了良好的效果。根据该船机舱底部油水舱分布的情况和各种辅机操作的需要，我们把为油系统服务的辅机和为水系统服务的辅机相对集中，这样可以把设备、设备基座、管子等组合成一个整体的单元，剩下部分分成若干块做成管子与地板构架连成一体的单元。这些单元框架的支腿兼作花钢板的支腿，同时又兼作管子支架，把管子固定在支腿上。底部单元建成后，根据各单元的特点及在船上的位置，我们把几个较大型的单元，绘制单元连接总图，在车间内预连接好，把各单元在制作过程中所产生的误差及时、方便地消除掉（车间内的修改要比船上修改容易得多），然后再拆开并按顺序吊运上船进行复装。这样单元在船上安装质量得到大大提高。73400吨成品油轮船采用单元设计后，提高了工效约2―3倍，缩短了舾装周期约1.5―2个月时间，制造和安装的质量也得到很大提高，很少出现废返。

2 机舱各平台管系、通风的正转和翻转生产设计及单元设计

各机舱平台以分段为单位翻转预舾装生产设计，已经运行了好几年，经过不断的完善，取得了比较理想的效果，翻转预舾装设计已达到100%，图纸里的生产信息完全满足了生产管理和施工的要求。各机舱平台正转预舾装我公司已开始逐步得到应用，并收到良好的效果。正转预舾装设计，按照设备使用和操作要求，尽量将安装在平台上的设备做成单元，在设计时应注意单元尽可能不要跨越分段线，这样单元可以在分段正转和总组正转阶段预装完成，使预舾装的时期又可以提前一个阶段。

3 模块化设计

根据单元设计和单元预装在几条船上的成功经验，我们开始以单元设计为基础，向模块化设计方面发展，模块化造船是公司发展的方向。例如，将3台发电机作为模块，在这个模块里包含设备、管系、铁舾等，再按具体情况设计若干块单元，这些单元可在车间制作好后，与发电机组成一体，形成一个发电机模块，在这个模块里，所有的舾装工作在船台合拢之前基本结束，这样对船台舾装周期又提前一步。发电机模块设计成功，把中间产品模块化生产向前推进一步，为公司以模块化中间产品为导向的区域化造船打下良好的基础。

4 单元、模块的标准化作用

单元、模块的设计应向标准化设计方面发展，其作用在于增加通用图纸，减少专门的工程图纸，提高了产品的设计质量，缩短生产设计时间。大量设计基本上可以从档案文件检索中获取，标准化设计图纸将得到重复使用，以达到简化设计，降低了设计成本的目的。

5 单元、模块的种类和组成要点

单元、模块基本分五大类：组合件单元、功能性单元、区域性单元、模式单元、模块化。各自的组成要点如下：

5.1 组合件单元：组合件单元主要由若干管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，所组成的单元体。

5.2 功能性单元：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，而且具有独立作用，独立运转试验、交验的单元体。该种单元技术性能强，操作方便，质量可靠。如：燃油供给单元，燃、滑油净油机单元等。

5.3 区域性单元：区域性单元主要以甲板、机舱区域为主要范围组成，根据全船总体布局和设备应用的特点及建造工艺流程的划分，大小不等，不分系统属性所构成区域性单元体。如：甲板管架与管子组成的单元，机舱内设备、管子、附件、地板架等组成一体的单元等。

5.4 模式单元：模式单元具有一定的外形尺寸和工作参数。工作特性的标准化、通用化的单元体，它的基本性能符合每种船舶都能选用的对象。它是组合件单元和功能性单的发展。主要来源选用专业厂家订货。如：卫生单元，各种水压力罐单元等。

6 单元、模块的主要特点

6.1 单元、模块是一种先进的工艺措施，目的在于简化生产流程。

6.2 减少舾装件及它们在船上相互连接的工作量，使安装工作更趋完善化。

6.3 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）的舾装工作量。

6.4 单元、模块可以利用施工场地多，分散制作，加快了船舶舾装施工进度。

6.5 单元、模块改变了施工阶段，避免了多工种船上施工交叉作业时相互干扰的现象。

6.6 大量工作在室内施工，施工者可以充分利用室内设备手段，利用360度空间，施工质量易控制，提高了施工质量。

6.7 工作环境的改善，有利于文明生产和安全生产。

6.8 降低了成本，单元、模块的室内制造费用一般要比船台（船坞）分散安装费用要低5-7倍。

6.9 单元、模块化给壳、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。

6.10 单元、模块可以与船体平行或提前建造，保证了船台（船坞）舾装施工的完整性提供了有力的支持， 缩短了船台（船坞）舾装周期。

结束语

随着中国船舶工业的快速度发展，造船总量的不断增加。提高生产效率，缩短造船周期，降低生产成本，是每个造船公司考虑和急待解决的问题，采取单元模块化设计和制造，走中间产品成品化道路，是有效的途径和必要的手段。

参考文献

[1] 船体建造精度管理。

[2] 中国造船质量标准。