课题三 船舶舾装技术
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§3-4 模块化造船
模块化造船概念的提出与发展 造船模块 船舶舾装模块 船体结构模块 模块化造船的发展优势及经济效益
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一、模块化造船概念的出现与发展
造船的模块概念萌芽于二战期间的美国大量造船年代，而形成于60年代日本造 造船的模块概念萌芽于二战期间的美国大量造船年代，而形成于60年代日本造 60 船工业兴旺时期。70年代末～80年代初，美国在“国家造船研究计划”的促进 船工业兴旺时期。70年代末～80年代初，美国在“国家造船研究计划” 年代末 年代初 下，模块造船的思想又重新得到发展。 模块造船的思想又重新得到发展。 1969年，德国博隆与伏斯造船（Blohm+Voss）公司开始开发模块化的舰船建造 1969年 德国博隆与伏斯造船（Blohm+Voss） 方法（最早、水平最高），该公司模块化技术应用到了从舰船主体到主机推进 方法（最早、水平最高），该公司模块化技术应用到了从舰船主体到主机推进 ）， 系统、全船控制系统、自动化系统、武器装备、机电装置和舾装设备，尤其在 系统、全船控制系统、自动化系统、武器装备、机电装置和舾装设备， 居住舱室、机电装置、自动化系统及武器装备方面的模块化，发展更快，效果 居住舱室、机电装置、自动化系统及武器装备方面的模块化，发展更快， 也更佳。 也更佳。 80年代中期，模块造船被引入我国造船业。 80年代中期，模块造船被引入我国造船业。 年代中期
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五、模块化造船的优势及经济效益
1. 模块化造船的发展基础
模块化造船的研究和实践已经30多年，在舰船的建造方面已经取得了很 模块化造船的研究和实践已经30多年， 30多年 多成果。 多成果。 模块化造船是区域造船向标准化发展的一个高级阶段，即已经具有了一 模块化造船是区域造船向标准化发展的一个高级阶段， 向标准化发展的一个高级阶段 定的发展基础。 定的发展基础。 生产设计的深化和成组技术的熟练应用，能为模块化设计（模块化造船 生产设计的深化和成组技术的熟练应用，能为模块化设计（ 的关键）继续发挥重要作用。 的关键）继续发挥重要作用。
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2.船体模块标准化及其可行性 2.船体模块标准化及其可行性
不同类型的船舶仍存在结构的相似性，为尺度相近的各类船舶局部结构通用化 不同类型的船舶仍存在结构的相似性， 创造了条件。 创造了条件。 按照船级社规范允许最小构件尺寸的规定，并考虑实际材料规格、结构工艺性 按照船级社规范允许最小构件尺寸的规定，并考虑实际材料规格、 及船厂惯例等因素，对肋骨、纵骨间距在规范基础上作标准化处理，可以提高 及船厂惯例等因素，对肋骨、纵骨间距在规范基础上作标准化处理， 模块标准尺寸的适应性。 模块标准尺寸的适应性。 从船舶结构设计的角度分析，对船体舯部0.4倍船长范围的平边线、 从船舶结构设计的角度分析，对船体舯部0.4倍船长范围的平边线、平底线范 0.4倍船长范围的平边线 围内的船底分段作通用化、标准化设计，其图纸可在一定条件下通用； 围内的船底分段作通用化、标准化设计，其图纸可在一定条件下通用；对船型 不同而结构相似的船体分段，在对结构形式、材料规格进行统一、标准化处理 不同而结构相似的船体分段，在对结构形式、材料规格进行统一、 后，同一套图纸经少许修改和补充说明后，可扩大图纸的通用性。 同一套图纸经少许修改和补充说明后，可扩大图纸的通用性。
结构技术，因此成本可降低25％～30％，造船时间也节约了20％～25％。 结构技术，因此成本可降低25％～30％，造船时间也节约了20％～25％。 25％～30％，造船时间也节约了20％～25
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可简化设备的维修、更换、改装，减少相应的费用 可简化设备的维修、更换、改装， 对舰船而言，武器和电子设备的先进性直接体现了舰船作战性能的好坏， 对舰船而言，武器和电子设备的先进性直接体现了舰船作战性能的好坏， 正因为如此，武器和电子设备的相关技术发展得很快，更新和升级速度也相对 正因为如此，武器和电子设备的相关技术发展得很快， 加快，而舰船平台的寿命一般大于30年，因此使得舰船在其寿命周期内需要进 加快，而舰船平台的寿命一般大于30年 30 行现代化改装以适应战事的需要。 行现代化改装以适应战事的需要。 采用模块化技术进行设计和建造的舰船在这方面具有独特的优势。由于武 采用模块化技术进行设计和建造的舰船在这方面具有独特的优势。 器和电子等设备大量地以模块的形式装舰，且舰船平台— 模块间的接口都是标 器和电子等设备大量地以模块的形式装舰，且舰船平台 准化的，因此现代化改装不会对舰船平台进行过多的改动。这样既能满足使用 准化的，因此现代化改装不会对舰船平台进行过多的改动。 部门的要求，又能大幅度降低现代化改装的费用。 部门的要求，又能大幅度降低现代化改装的费用。
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2. 模块化造船的经济效益
缩短造船设计及建造周期，提高产品质量，降低制造成本 缩短造船设计及建造周期，提高产品质量， 模块化技术在船舶行业所取得的应用成果，充分说明了模块化造船可极大 模块化技术在船舶行业所取得的应用成果， 地简化管理、优化设计，改善生产条件和提高生产率，降低建造周期和费用， 地简化管理、优化设计，改善生产条件和提高生产率，降低建造周期和费用， 并能满足使用方多样化的要求。 并能满足使用方多样化的要求。 举例1 举例1 举例2 举例2 [ 教材 P66 ] 由于采用模块化，美国DD963驱逐舰的设计建造周期从49个月减 由于采用模块化，美国DD963驱逐舰的设计建造周期从49个月减 DD963驱逐舰的设计建造周期从49
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三、船舶舾装模块
根据模块与船体的结构关系， 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。 两大类。 ① 自持式舾装模块 这种模块原先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， 这种模块原先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。 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，是因为单元中的主要设备是可调换的，并 将预舾装单元升级为造船模块，是因为单元中的主要设备是可调换的， 且这种单元适用于要求相似的不同船型。 且这种单元适用于要求相似的不同船型。 ② 依附式舾装模块 这种模块其设备布置范围较广或固定要求较高，实际建造中要以船体分段 这种模块其设备布置范围较广或固定要求较高， 或船上区域的结构为依托，模块的预制性受船体建造进度所制约，但其设备的 或船上区域的结构为依托，模块的预制性受船体建造进度所制约， 可选性和单元的通用性与自持式舾装模块相同，因而可以称为图面造船模块。 可选性和单元的通用性与自持式舾装模块相同，因而可以称为图面造船模块。
1.船体结构模块双重含义 1.船体结构模块双重含义
一般“模块”概念——分段 一般“模块”概念 分段 特定意义的“模块”（即通用标准结构模块）——船体结构的模块化，它 船体结构的模块化， 特定意义的“模块” 即通用标准结构模块） 船体结构的模块化 主要体现在局部构造的通用化和主要尺寸的标准化。 主要体现在局部构造的通用化和主要尺寸的标准化。
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二、造船模块
1. 造船模块的三个特征要素
一般说来，造船的模块应具备标准化、可选性和预制作等特征要素。 一般说来，造船的模块应具备标准化、可选性和预制作等特征要素。 ① 模块应具有标准尺寸和标准构造 造船采用模块化的目的之一，就是要缩短设计与制造周期，而标准化是简 造船采用模块化的目的之一，就是要缩短设计与制造周期， 化设计、便于制造的有效措施。根据原材料和配套设备的标准化状况，可以确 化设计、便于制造的有效措施。根据原材料和配套设备的标准化状况， 定船体构件和舾装单元的标准尺寸和标准构造，以减少尺寸种类和构造类型， 定船体构件和舾装单元的标准尺寸和标准构造，以减少尺寸种类和构造类型， 从而可以加快设计进程，方便施工建造。 从而可以加快设计进程，方便施工建造。
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② 模块应具有标准件和可选部件的特点 造船是属于按合同要求订货型的装配工业，要完成装配性生产却必须依赖 造船是属于按合同要求订货型的装配工业， 外部配套工业提供各种标准器材和定型设备。 外部配套工业提供各种标准器材和定型设备。 标准件的可选性是“定制”设计的一种特色，可以通过模块中设备的可调 标准件的可选性是“定制”设计的一种特色， 换性来满足船东的特定要求。 换性来满足船东的特定要求。 ③ 模块是预制件，具有组装性 模块是预制件， 造船竞争力的标志之一是建造周期。采用平行作业、预制预装是加快造船 造船竞争力的标志之一是建造周期。采用平行作业、 进度的有力措施。 进度的有力措施。 船体模块 舾装模块 就是船体的分段或小分段，是船体结构的预制件； 就是船体的分段或小分段，是船体结构的预制件； 通常是预舾装单元，也可以是船上的一个区域（托盘）。 通常是预舾装单元，也可以是船上的一个区域（托盘）。
少到36个月；管理费用减少5%，整船的费用降低10%。对船厂来说缩短建造时间 少到36个月；管理费用减少5%，整船的费用降低10%。 36个月 5% 10% 16周；总节省费用194万美元。 16周 总节省费用194万美元。 194万美元 举例3 举例3 西班牙伊扎尔公司是世界第九大船舶制造商，该公司拥有模块化 西班牙伊扎尔公司是世界第九大船舶制造商，
舾装模块与船体的组合，是船体总装或分（总）段舾装和船上舾装阶段。 舾装模块与船体的组合，是船体总装或分（ 段舾装和船上舾装阶段。
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2. 造船模块定义
根据上述3个要素，造船模块可以定义为：具有标准尺寸和标准件，且主要 根据上述3个要素，造船模块可以定义为：具有标准尺寸和标准件， 部件具有可选性的最终产品的预制单元。 部件具有可选性的最终产品的预制单元。 这种预制单元可以是结构功能单元或系统功能单元。由于模块中含有可选 这种预制单元可以是结构功能单元或系统功能单元。 部件，因此可作局部修改，以满足船东的使用要求。 部件，因此可作局部修改，以满足船东的使用要求。 例如，由船艏、船艉、平行舯体结构模块、过渡模块、舱室模块和功能模 例如，由船艏、船艉、平行舯体结构模块、过渡模块、 块进行组装，即可组成模块化船舶。 块进行组装，即可组成模块化船舶。