引入模块化舾装概念后评估船舶制造过程优化结果的方法

徐宝影 赵会章 宋学坤 白文武

摘 要：通过模块化舾装的新理念，实现船舶制造过程的优化，降低生产成本，提高船舶制造过程的效率，采用标准化和统一化的船舶制造方法，在应用模块化舾装的领域里加大实践力度，增加分段预舾装，优化船舶制造过程

关键词：模块化舾装；制造过程优化；分段舾装

某船厂进行舾装设备和船舶装配的改进，引入了模块化舾装概念，得到了评估优化的方法。对于船厂在下水前后的舾装设备的运行情况的观察，对分段舾装、分段形状、运输工具等加以严格的要求，满足更高层次的舾装要求的分段，进而实现分段预舾装水平的提高，提高运输能力，运用分段舾装平台，达到船舶制造过程的优化。在泊位和下水后，优化舾装工作车间，在船体制作过程中降低成本，减少时间，采用分支定界法、数据采集法等，通过模糊调度技术获得[1]。

1、模块化船舶舾装

船舶舾装模块根据模块与船体的结构关系，舾装模块可以分为自持式模块和依附式模块两大类。自持式模块是分段或船上的预舾装单元，它具有独立的基座或支架结构，可以在内场预制，完工后在外场安装到船体上。将预舾装单元升级为造船模块，是因为单元适用于要求相似的不同船型。通常单元中的主要设备选自性能相近的三种型号作为船厂的标准件，这三种型号设备可以分别属于高、中、低三档产品，以供船东选用，船厂也可借以控制材料成本。从设计建造角度来看，自持式舾装模块是真正的模块。依附式模块要以船体分段或船上区域的结构为依托，但又因其设备的可选性和单元的通用性与自持性舾装模块相同，也可以称为图面自持模块。

模块化造船是采用“积木式”组件，即一些独立的单元件和标准件，通过组装，形成造船中广泛采用的结构模块、舾装模块、壳舾涂一体化模块，这些既相对独立，最终又将组合成一体的模块，不但具有独立功能、通用性和特定界面，而且要在船台（坞）内合拢成船舶。当整条船舶是由这些模块合拢而成时，就实现了模块化造船，使船厂真正成为了总装企业。实施模块化造船是传统造船模式向现代造船模式的转变过程，也是目前世界上造船业的发展趋势[2]。

2、评估优化结果

2.1船厂进行造船过程的优化，输入的数据包括工作时间、活动持续时间、生产过程效率等，还能显示成本和装备时间，用于船舶制造过程前期工作的规划和设计。

增加模块化舾装的优化过程，采用舾装车间的整体安装方式，进行分段的舾装工作，减少船舶的油漆喷涂工作，防止设备损坏。

船舶结构预舾装和舾装的复杂性、最终设计的延迟交付、以及不可预测的车间活动等问题致使建造顺序互相冲突。船舱空间不足、资源限制以及不可行的装配顺序等问题导致时间调度遭遇重重挑战。

现代科技带来了技术的進步。四维规划（4D规划）可以虚拟展示舾装进度，预先制定合适的、没有冲突的装配顺序——这是提升车间效率的关键要素之一。事实证明，4D规划可以大幅减少舾装返工，并提高规划、资源分配及采购的可靠性。

考虑到船舱内所需安装的部件数量之巨、所涉及的利害关系，很难由工作人员完全依赖经验和知识对建造顺序进行变更，且该过程的复杂程度很可能无法管理。但是，短时间内也不大可能出现能够全面、自动地对舾装建造计划进行重新计算的自动算法。很多活动之间仍存在相互依存关系，只能由经验丰富的规划师根据空间考量进行处理[3]。

为了创建适当的舾装顺序，造船厂既要实现一定程度的自动化以便简化规划师的工作，同时又要保持一定水平的人员互动性，而至关重要的是在这二者之间达成平衡。图1显示了一定程度的自动化和一定水平的人员互动性之间的权衡。“人员互动水平”指的是专家为确保流程符合相关规定而时常选择放弃的所有验证步骤。这一过程通常依赖经验和知识，不过也有一定的难度。“自动化”指的是自动创建或更新建造计划的能力。

模块化舾装占到了舾装的大部分比重，船舶制造过程中设计和构建以及制备的成本都降低了，在船舶舾装模块化的运输成本上有所增加。

采用模块化舾装前后工时对比

A B C D

工序描述工序耗时比例工时变化前后工时对比

分段舾装150000 26.43 0 0

模块化舾装30000 5.18 180000 60

船上舾装250000 43 160000-36

最后舾装150000 25.33 150000 0

舾装过程中的改变，导致了过程中工时耗费的改变，引入修正系数描述改变带来的影响，通过模糊调度技术实现修正系数的确定，通过经验和结论进行评估，但是这种方法误差较大，采用智能舾装过程工序的时间的相互关系的计算，能够对造船和舾装的网络模型活动耗费的公时进行计算[4]。

经过研究，采用不同的网络模型进行船上舾装的方案的结果的评估，可以看到，通过改善船上舾装和最后舾装的过程，能够缩短工时。

结语

模块化舾装可以应用在庞大而标准的分段舾装中，有利于应用车间舾装的方法，进行传播系统的标准化和统一化组装，通过不同类型船舶制造过程中的优化，对于船舶优化结果进行评估，测量生产过程中的相关参数，用于计算确定的系数，评估工序耗时和工序成本优化的而结果，改进算法的结果现实，大大降低了船舶制造成本，缩短了造船工艺的时间。

参考文献

[1]叶江波.现代船舶舾装设计与制造效率提高方法研究[J].价值工程，2017，（35）：163-164.

[2]刘东涛.引入模块化舾装概念后评估船舶制造过程优化结果的方法[J].机电设备，2016，（3）：33-37.

[3]叶江波.现代船舶舾装设计与制造效率提高方法研究[J].价值工程，2017，（35）：163-164.

[4]刘东涛.引入模块化舾装概念后评估船舶制造过程优化结果的方法[J].机电设备，2016，（3）：33-37.

（作者单位：1/2大连中远海运重工；

3 大连船舶重工集体船务工程有限公司；

4大连江河船舶设计咨询有限公司）