蔣鳴　劉康

摘要：目前，我國的經(jīng)濟(jì)在快速發(fā)展，社會在不斷進(jìn)步，針對當(dāng)前船舶管系采用零散化安裝預(yù)裝率低、質(zhì)量不高等問題，充分利用先進(jìn)技術(shù)力量和優(yōu)勢資源，對船舶管系舾裝模塊化技術(shù)進(jìn)行分析;引進(jìn)單元模塊化技術(shù)，采用系統(tǒng)工程方法，對船舶管系單元劃分設(shè)置、設(shè)計因素、制作和吊裝要求等問題展開探討，提出以管系單元模塊為核心的獨(dú)立生產(chǎn)和安裝模式，創(chuàng)新了船舶管系舾裝手段，提高了管系預(yù)裝率，加強(qiáng)了對管系安裝質(zhì)量的有效把控;并結(jié)合某型船舶機(jī)艙進(jìn)行實例分析，效果良好。

關(guān)鍵詞：船舶管系;單元;模塊化

引言

管路系統(tǒng)是艦船結(jié)構(gòu)的重要組成部分，擔(dān)負(fù)著多種介質(zhì)的傳輸功能，牽涉系統(tǒng)類型多、材質(zhì)多、尺寸雜，它的舾裝是艦船建造中施工量大且重要性很高的一項工作。在現(xiàn)階段艦船建造過程中，管路系統(tǒng)的施工安裝受制于船體結(jié)構(gòu)的完整情況，一般是在區(qū)域造船的總段階段結(jié)構(gòu)完整后逐步進(jìn)行，使得總段建造周期延長，也使得總組平臺的利用率無法提高，造成建造艦船周期的延長，無法滿足艦船快節(jié)奏的建造需要。目前，民用船舶管系舾裝多采用單元模塊的生產(chǎn)方式，即在總段施工期間同步進(jìn)行管系單元模塊預(yù)制，在總段結(jié)構(gòu)完整后直接將管系單元模塊吊裝到位。單元模塊技術(shù)是世界各大造船強(qiáng)國都在積極探索的新方法，如韓、日等國家的造船企業(yè)都實行單元模塊專業(yè)化制造，整體吊裝，效益明顯，國內(nèi)各造船企業(yè)在民用船舶的建造中也普遍采用了舾裝管系單元模塊技術(shù)，有效提高了造船的效率。因此，研究艦船管系舾裝單元模塊化技術(shù)意義重大。

1船舶舾裝模塊設(shè)計分析

（1）管系模設(shè)計。在實際的設(shè)計過程中，管系模塊設(shè)計可以分管系原理模塊設(shè)計、管路建模模塊以及生產(chǎn)信息提取模塊。管系原理模塊設(shè)計過程中，Tribon使用一些較為單一的數(shù)據(jù)庫管理信息，然后對相關(guān)信息進(jìn)行聯(lián)系，通過其中關(guān)系，完成管系三維模型的構(gòu)建。管路建模模塊此環(huán)節(jié)設(shè)計過程中，相關(guān)工作人員能夠直接在三維截面進(jìn)行管線布線，有效的提高了工作效率以及工作質(zhì)量。生產(chǎn)信息模塊，此環(huán)節(jié)中，主要包括了生產(chǎn)信息的形成以及輸出，工作人員通過對生產(chǎn)信息模塊利用，實現(xiàn)了對生產(chǎn)信息的統(tǒng)計，并且，還能對管路的制作圖進(jìn)行生成，將其放入數(shù)據(jù)庫，工作人員能夠隨時對其進(jìn)行查看。（2）電纜模塊設(shè)計。船舶設(shè)計過程中，電纜模塊設(shè)計主要包括了放樣模塊、原理圖設(shè)計模塊。在實際的三維模型圖中，設(shè)計工作人員可以進(jìn)行電纜放樣，積極對船體的電氣設(shè)備、管路等內(nèi)容進(jìn)行布置，同時，還能形成具體的電纜路徑。另外，電纜放樣模塊還能夠?qū)﹄娎|路徑的連接狀況進(jìn)行檢查。（3）鐵舾裝件設(shè)計模塊。此模塊設(shè)計過程中，工作人員應(yīng)將此模塊進(jìn)行單獨(dú)儲存于獨(dú)立的數(shù)據(jù)庫中，并且，還要和其他模塊進(jìn)行信息連接，實現(xiàn)信息共享。鐵舾裝件設(shè)計模塊的設(shè)計內(nèi)容鐵舾裝件、扶梯、支架。

2船舶管系舾裝模塊化技術(shù)

2.1管系單元模塊

管子和設(shè)備組成了管系單元模塊，并且包括有管束和加熱盤管功能的單元模塊，其組成減少了分段和舾裝數(shù)量，能夠讓其舾裝方便在地面作業(yè)并快速完成整體吊裝。甲板面可以采用框架固定管子形成的單元模塊，不用依附船體結(jié)構(gòu)，即可在地面進(jìn)行組裝，并全部吊裝組合成單元模塊?？墒沁@種模塊不僅對管系固定形式、船廠吊裝能力要求更高，更可能改變船廠生產(chǎn)模式、部門人員配備。因為這是一個多工種生產(chǎn)模式，所以要求在生產(chǎn)設(shè)計時，要以分段模塊化為基礎(chǔ)進(jìn)行設(shè)計。在實際操作中，應(yīng)盡量采用單元模塊組裝，并入設(shè)備、舾裝件及管子等設(shè)備。并且裝備布置在滿足所需通道、維修空間需求后，盡量往船中靠;在滿足不了操作要求或維修空間情況下，再采取舷側(cè)布置。綜上所述，管系分布要仔細(xì)考慮，使單元模塊更好地形成;對于各方面需求，一般使用框架形式;面對在甲板下布置的管子，想要使其變成管束單元模塊，應(yīng)盡量采用多聯(lián)或多層管碼布置方式，在分段未翻身前將管束單元安裝到位，這將大大降低安裝難度和勞動強(qiáng)度。

2.2管系單元模塊制作

（1）編制管系單元模塊制作工藝流程（2）編制單元模塊制作要求1）管子安裝前，檢查管子的外表質(zhì)量及電焊質(zhì)量、管子閥件及附件的封口是否去除和管子里面是否有雜物存在。2）管子安裝前，進(jìn)行管子安裝所需的墊片、緊固件的規(guī)格、材質(zhì)、等級、表面處理的校核。3）檢查落實單元模塊拖盤中特種金屬管的制作進(jìn)度，以跟上單元模塊配套計劃。4）落實單元模塊生產(chǎn)場地布置和工作，加強(qiáng)設(shè)備防雨保護(hù)工作。5）做好單元模塊中涉及到的設(shè)備、基座的配套和提交工作。6）單元模塊完整性檢查。（3）編制單元模塊制作方法1）在鋼質(zhì)安裝平臺上單元模塊下平面以內(nèi)底板中心線為基線平行向兩舷延伸，上平面格柵平面為基線。2）按照管系安裝圖、管系零件圖和支架圖進(jìn)行主要支架的定位。在支架上劃出管子中心線，根據(jù)管子安裝尺寸，借助于天線錘，用拉線的方法定出主要支架位置。3）按照設(shè)備基座安裝圖，在平臺上定位基座尺寸，吊入設(shè)備基座，臨時用角鋼固定。按照設(shè)備安裝圖，吊入設(shè)備，臨時用角鋼固定。按照格柵布置圖，確定平臺上的大致框架，用槽鋼或角鋼臨時搭建。4）管子的安裝順序：先大后小、先下后上、先里后外、先支管多后支管少，同時考慮管子安裝后是否影響作業(yè)人員的進(jìn)出和后續(xù)管路的安裝、管子制作誤差的影響。

2.3模塊化設(shè)計計算機(jī)輔助系統(tǒng)

1）圖形處理器本文設(shè)計的圖像處理器主要有2個基本功能，即船舶模塊化圖形顯示和船舶的幾何構(gòu)型。圖形顯示功能主要包含船舶模塊化圖形的產(chǎn)生、修改、變換和刪除等。幾何構(gòu)型功能則能實現(xiàn)用戶對不同船舶結(jié)構(gòu)的幾何形狀及關(guān)聯(lián)關(guān)系進(jìn)行定義。2）數(shù)據(jù)庫為了有效地存儲、管理和處理船舶模塊化設(shè)計過程中的模塊信息，實現(xiàn)不同用戶和應(yīng)用程序在共享這些信息資源的同時，保持?jǐn)?shù)據(jù)庫與應(yīng)用端口相對的獨(dú)立性，本文選取了較為成熟的SQL數(shù)據(jù)庫，保障船舶模塊化的數(shù)據(jù)能夠快速的寫入和讀取。3）軟件程序;在該計算機(jī)輔助系統(tǒng)中，軟件程序的作用是解決模塊化設(shè)計中的數(shù)據(jù)計算難題，以matlab程序的方式儲存在上位機(jī)中。此外，計算機(jī)輔助系統(tǒng)中內(nèi)置了軟件程序庫，其中儲備了各類常用的軟件程序，以滿足不同計算方法、多樣模塊組合配置算法等應(yīng)用需求。4）存儲器存儲器可以根據(jù)運(yùn)行原理劃分為內(nèi)存儲器和外存儲器兩種，簡稱為內(nèi)存和外存。內(nèi)存儲器是主機(jī)的主要組成，外存儲器則劃分為外部設(shè)備，常稱為輔存。CPU可以直接訪問內(nèi)存，而訪問外存時，則需要通過數(shù)據(jù)傳輸訪問內(nèi)存才可進(jìn)行。本文選取了具有1?GB存儲空間的FLASH存儲器作為外部存儲器。

結(jié)語

目前，國內(nèi)造船領(lǐng)域逐漸朝向模塊化設(shè)計、作業(yè)快速發(fā)展，并接近國際水平，但是很多船廠依舊處于探索階段。在未來舾裝模塊化發(fā)展過程中，應(yīng)從以下幾方面著手進(jìn)行發(fā)展。第一，從思想觀念上入手，要從上到下都確立以模塊化為導(dǎo)向的設(shè)計和建造思想，這樣推進(jìn)模塊化的工作才能事半功倍。第二，從國際要求入手，國際共同標(biāo)準(zhǔn)有益于更好地設(shè)計制造，并依托于國際水平原料及設(shè)備來確定船體構(gòu)件與舾裝單元模塊各項標(biāo)準(zhǔn)，以縮減誤差，從而推進(jìn)建造進(jìn)程。第三，從規(guī)范性與需求性入手，迎合不同用戶需求，用模塊內(nèi)部可變化性來滿足船東某些要求。第四，從預(yù)制性、可組裝性入手，縮減作業(yè)周期，提高船體建造效率，促進(jìn)船舶舾裝單元模塊建造技術(shù)水平快速提高。

參考文獻(xiàn)：

[1]童時中.模塊化原理設(shè)計方法及應(yīng)用[M].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2000.

[2]余曉松.基于模塊化技術(shù)的艦船設(shè)計與建造[J].船舶工程，2008，（4）：85-87.

[3]牛俊，顧睿華，饒昌波，等.可收放式減搖鰭裝置模塊化制造與安裝工藝研究[J].船舶，2014，（6）：62-68.