船舶内装模块化技术及应用研究

李夺

摘 要：模块化技术施工简单、灵活，兼具环保节能，是内装模块化技术显著优势，不但有效解决了传统船舶建造现场作业的难的问题，而且有效节约了时间与资金成本，同时也存在难以实现多样化的局限性。文章在对船舶内装模块技术进行探讨分析。

关键词：船舶内装;模块化技术;标准化设计;建造效率

引言：模块化技术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，然后分模块进行设计，最后再合成一个系统。模块化设备为流程工业企业提供了许多可能性，例如按照模块化的方式扩展现有的流程工艺设备和更加高效地集成到现有流程工艺设备中去。对于新建企业来讲，模块化设备的吸引力在于能够在降低工程费用的情况下，将灵活性提高至50%。模块自动化的用户群体正在稳步增长。一部分粉丝来自自动化技术领域，例如控制器、传感器和执行器等制造商企业;另一部分则是来自运营商、模块化设备制造商和流程设备制造商，以及高等院校和不同协会、组织的成员。模块化设备简化了工程设计，使流程工业生产过程更加灵活，缩短了产品上市的时间，提高了生产效率和企业竞争力。

一、船舶内装模块化技术相关概述

船舶内装模块化起源于上世纪四十年代初的美国，后逐渐在日本、德国、英国等发达国家普及开来。随着豪华邮轮的兴起，内装模块化技术在邮轮舱室单元建造的应用规模得到了进一步扩大，船舶内装模块配套厂商也具备了向全球化供应能力。而在我国由于受传统造船思维、思想禁锢，造船体系较长时间停留在现场切割、安装模式上，造成了船舶总装流程化、模块化能力较差，在产品设计、物资配套以及建造设备落后，使得我国船舶建造模块化模式发展较为缓慢。

内装模块化技术在船舶建造中的应用主要是对内装产品进行模块化的分解、组合，模块在工厂完成预制，这些模块同时具备结构单元与产品单元属性，能够组成完整舱室单元。模块化在舱室空间设计上融入了可持续发展理念，舱室建造模块化提高了船舶建造的标准化与摸数化设计水平。船舶内装建造中使用单元标准件进行设计，需考虑到其附属设备、设施的标准化制造，确保预制件开孔、定位以及安装标准对应，完美衔接，在维修过程中可以通过更换相应模块完成维护。施工简单、灵活，兼具环保节能，是内装模块化技术显著优势，不但有效解决了传统船舶建造现场作业的难的问题，而且有效节约了时间与资金成本，同时也存在难以实现多样化的局限性。

二、船舶内装模块化技术应用特点

（一）标准化设计特点

船舶内装模块化，关键是在产品构建与连接方式上都采用了标准化设计，在尺寸、规格、工艺节点、接口等都形成了系列化设计方法，形成了高层度、高水平的标准化。

（二）模数化设计特点

模数指的是选定尺寸单位，并以此为尺度协调增值单位。船舶内装中基本模数就是其内装部件模数化尺寸，通常为50mm或者100mm倍数。模数协调实现了船舶内装制造的自动化、智能化，尤其是实现了设计、制造等各个环节间的互相协调，通过对内装各部位尺寸准确分割，明确了预制构件尺寸标准边界条件，通过优先通用构件标准化、构件互换性、可改性，对内装产品和功能空间之间尺寸关系进行有效协调，避免可设计与建造脱节，也有利于产品维修与再利用。

（三）多专业协同合作特点

内装模块化技术在船舶设计制造中的应用，不但应用了模块化设计思维，还将结构模块化、机电模块化、管系模块化列入了设计协同重要内容，避免出现设计建造阶段出现信息遗漏，更好地保障船舶建造效率。

（四）存在一定应用局限性

虽然模块化技术在实际应用中，在理念与技术上有着较大优势，然而并不意味着模块化技术能够适用于所有船型的内装建造，许多实践表明，除了远洋海工平台、大型游轮、超大型运输邮轮，以及大型舰船等规模大、结构明显的船舶之外，其他船舶模块化技术应用效果并不理想。

三、船舶内装模块化技术的优势

（一）产品标准化优势

在船舶内装中应用模块化技术理念，采用模块化设计方式，把天花板、家具、舱室板等船舶各舱室产品的设计进行标准化，生产出各个标准模块，通过产品模块有效组合，形成适用于各舱室内装产品。

（三）提高内装建造质量

除了工艺上的该表，模块化技术在船舶内装中的应用，更是颠覆了传统现场定位、切割、组装的船舶内装模式，形成以集成预制构件现场安装的方式的变革，实现对产品、设备设施的精细化质量管理与控制，有效提升了船舶内装建造质量。

（四）改善作业环境，节约劳动成本

在船舶内装建造过程中，模块化安装技术及理念的应用使得原来投入到船舶建造现场作业的部分劳动力与劳动成本转移到工厂身上，降低了船舶建造成本。加上在科技水平不断提升推动作用下，许多工厂逐步走向机械化、自动化、智能化发展，产品模块构件制作成本得到进一步压缩控制。就总体发展情况与发展趋势而言，模块化安装技术不断成熟、完善，产品构件模块化与标准化水平不断提升，将会大幅提高船舶内装建造质量与建造效率，并且通过优化现场作业结构，避免了现场岩棉板切割、家具切板产生粉尘污染，实现了对作业环境有效改善。

四、船舶内装模块化技术应用分析

（一）模块化整体建造单元设计应用

模块化技术在船舶内装中的应用最早始于在整体卫生单元上的运用。在卫生单元构建方面，尺寸与及配置相对单一，能够实现较高标准化施工，进而逐渐拓展到天花板、家具、舱室板等其他位置的模块化施工，并且模块化构件及相关散件可以在内装构件预制阶段完成，避免较为繁琐的现场施工工序，以及提升船舶内装建造效率。

（二）模块化整体建造单元设计流程

首先，在总体布置上进行模块划分，对模块形尺寸进行模数化设计。在对模块构件进行整体设计过程中，需要对模块单元式样与尺寸进行充分考虑、分析，在确保设计充分满足使用需求和使用功能前提下，尽量避免模块整体造型差异化。在模块单元的外形、尺寸等采用模数化、标准化方法进行设计。其次，对内部产品、构件进行标准化设计。结合模块单元类型、外形尺寸等，列出相应单元的标准配置明细，确保内部产品、构件在设计、安装、使用过程中尽可能符合人体工学要求。例如在卫生单元设计与制作中，坐便器、淋浴、浴缸、洗脸盆等的样式、类型应安照功能要求进行标准化设计，为材料采购、制作、安装提供指导。此外，模块单元建造精确安装定位。在船舶内装建造中由于模块单元尺寸较大，且有些模块是船上的封舱件，必须在船体与上层建筑进行分段合拢之前实现吊装进舱，在安装过程中需要快速、精确的吊装到定位位置，并确保与上一模块肋位尺寸、位置高度一致。必须出现上下管系接口误差。船舶内装整体模块化设计，不但优化了构建的安装定位方式，并且有效提升了內装水平与预舾装率，大大节约了船舶建造成本。

五、结束语

大型船舶内装建造经历了材料现场加工、部分预制件现场安装、模块化设计安装的阶段发展。在现代化船舶内装建造过程中，模块化设计与应用已然成为了重要发展趋势，并显示出了显著应用优势，在我国船舶建造事业发展过程中发挥着极为关键的推动作用。这就要求相关工作人员必须加强对模块化设计技术及理念的分析、应用，不断提升船舶内装模块化建造水平，更好地提升船舶内装建造质量与效率。

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