船舶舾装模块化设计与制造的现状及发展方向

2019-11-28 19:53
建材发展导向 2019年21期
关键词:舾装模块化编码

程 孟

(蓬莱中柏京鲁船业有限公司, 山东 烟台 265601)

1 船舶舾装设计作业的简介及施工特点

舾装工程在整个生产过程中起着十分重要的作用,如今随着船舶制造工业的发展,船舶的规格不断被提高,也就是说,船舶的体型越来越大,然而有很多施工点都位于船舶的上舱位置,因此舾装作业在施工的过程中就时常面临着高空作业的挑战。由于舾装作业包括了船舶制造作业的很多方面,这些方面不是仅仅属于一个工种,不同的工种之间相互联系,需要协调才能更好的完成工作,这也就为整个舾装作业施工增加了很大的难度,在整个施工过程中稍微有一些不谨慎,就很容易发生各种各样不可预料的安全事故,具有很大的危险性。各种型号的船舶型号不同,虽然有大有小,但也不可避免的存在很多要在密闭狭小的空间进行相应施工的现象,在这些空间狭小的地方进行施工会产生很多的不便,再加上通风条件较差,会导致空间里易燃易爆的气体或物质浓度过高,极易造成爆炸事故。在舾装作业的施工中经常要用到火种,在同一艘船舶上施工往往要在很多地方用到火,这也为舾装作业的施工增加了很大的难度。

2 模块化设计的特点

模块化设计是指将产品要素按照性能和规格进行功能划分,将其规划为一个个的模块,通过对模块进行设计、制作、选择、组合构成新的系统,产生多种不同功能、不同性能的系列产品,具有设计周期短、制造成本低、维修简单等特点。传统机械设计从产品构思到模具设计再到成品加工,设计周期长,生产线复杂。模块化设计能进行模块之间的有效组合,并根据实际需求进行调整,形成特定产品,设计周期短;。模块化设计能通过科学的组合,用最少的模块组合实现所需功能,能用一种设计满足不同产品需要,减少对机械的重复设计,有效降低成本;模块化设计结构具有良好的互换性,当机械设备出现故障后,只需进行故障模块的调试或更换,避免大规模检修,简化维修程序,提高维修效率。

3 船舶的模块化设计与制造

3.1 船舶模块化的意义

现代化的船舶制造是一种多学科多维度的先进生产,特别是近年来引入了人工智能技术的概念,人工智能技术的发展使得船舶的制造过程变得更加精细与准确,同时对于提升船舶制造与设计生产所用部件的整体利益提升与推动船舶制造与设计生产所用部件的转型都有着十分重要的促进作用。同时在现代船舶制造中其核心技术是指船舶模块化技术,对于船舶模块化的设计探究是相当必要的。

3.2 国内外研究现状

当前我国船舶生产所用部件整体的制造技术已经有很大进步,但仍然与国际发达国家有一定的差距,以往的船舶制造技术随着科学技术革命有三次整体的进步,我们目前的船舶制造技术发展状况正处于更加先进的第4 个提升。在第一个船舶制造技术发展进程中,船舶制造以船舶各部位的功能为指引目标,具体表现为船台散装与码头舰装,以及整船涂装。在第二个船舶制造技术发展进程中就提升为较为先进的以船舶各小部位的部分功能作为生产指引,具体表现为分段制造与预舾装以及预涂装。到了第三个船舶制造技术发展进程中就是更加精细与准确的以船舶制造所处的阶段作为船舶制造的生产指引,具体表现是分段制造和区域舾装以及区域涂装。目前的第四船舶制造技术发展进程成为了模块化产品导向型,生产中成为壳舾涂一体化。

3.3 设计对象的模块化设计

船舶的模块化设计不能孤立地说。为了使船舶的模块化设计和施工在其早期设计和后期生产的整个过程中进行,必须从基本设计实现模块化设计方法。本文设计对象的模块化只能局限于有限区域。模块根据其功能分为船舶舾装模块和船舶结构模块。由于设计对象属于小型功能船,本文设计对象的模块化设计从较小层次开始。成功的编码可以准确地表达所需的零件信息,传统编码基于传统的造船模式。在传统编码中,共同部分和非共同部分也是有区别的。模块化设计和编码旨在增加零件和组件的通用部件的比例,并以模块形式对其进行标准化。模块化系统编码的最重要特征是将组件和部件的编码形式从限制在每艘船上改为查看所有类型的船舶。

4 模块化设计与现代制造技术的融合

4.1 计算机辅助技术利用

CAD、CAM、CAE 等计算机辅助技术对产品进行建模,在虚拟环境中实现对产品的设计、仿真、加工。计算机辅助技术能存储模块化设计标准,简化对产品尺寸和参数的计算。利用建模和测量软件将产品结构数据化,利用数字文件充当制造模具,接受计算机传输指令,对设计的产品进行虚拟加工,检验设计效果,能有效缩短设计周期,节省原材料。

4.2 柔性制造技术

柔性制造技术是在计算机软件的和数据库的支持下,结合信息技术、自动化技术、机械加工技术,根据产品的设计要求、性能参数、生产批量对机械设计和制造的过程进行控制,具有高效率、高质量和高可靠性。模块化设计对柔性制造技术的应用主要在利用模块的组合实现1 机多用、1 模多用,用一种设计满足不同产品需要,进行柔性制造。

4.3 智能制造技术

智能制造利用计算机系统模拟人脑思维,进行制造过程中的分析、判断项决策,实现机械制造的设计、加工和控制,是中国制造2025 国家战略五大重点工程之一。

5 结语

总的来讲,舾装设计在整个船舶设计中占据着很重要的成分,舾装的设计主要是增加船舶的功能和舒适度,是必不可少的一部分,因此,要十分重视船舶的舾装设计。

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