船舶舾装生产设计优化对策研究

摘要：本研究聚焦船舶舾装生产设计的系统性优化，确立自主性、设计性、精准化三大核心原则，通过技术自主掌控、制造逻辑前移与毫米级精度控制，确保设计主导权与施工精准性。实施层面构建四大策略，打造全流程数字主线，实现三维模型驱动制造执行协同；深化模块化设计与智能制造融合，提升预舾装效率与接口匹配率；建立设计生产联动响应机制，形成问题闭环处理与持续改进循环；建设知识工程体系，将经验资产转化为智能设计规则。该优化体系有效破解设计与生产割裂难题，显著减少返工冲突与资源浪费，推动船舶制造向高精度、短周期、低成本、智能化方向转型升级，为行业高质量发展提供关键技术支撑。

关键词：船舶舾装；生产设计；优化策略

1引言

传统船舶建造过程中，舾装作业高度依赖现场散装，工序繁杂，交叉作业多，占据了全船总工时的三分之一以上，且作业环境狭窄，效率低下，易发生返工，成为制约船舶建造效率与质量的瓶颈环节[1]。同时，劳动力成本不断攀升，熟练技术工人短缺，环保与安全法规日益严格，对造船模式转型升级提出了迫切需求。深入研究船舶舾装生产设计优化对策，通过系统性的设计优化，推动舾装作业由现场散装向车间预制、由串行作业向并行工程、由经验驱动向数据驱动转变，能够显著减少船上作业量、缩短建造周期、降低建造成本、提升产品质量稳定性和一致性。同时，优化设计能改善工人作业环境，提升施工安全性，并促进资源节约和绿色制造。因此，深化舾装生产设计优化对策研究，是提升我国船舶工业核心竞争力和实现高质量发展的关键突破口。

2 船舶舾装生产设计优化原则

2.1自主性原则

设计过程应强化技术自主掌控能力，建立独立的设计标准体系与方法论。核心模块须自主定义接口规范与功能边界，确保船厂在供应链变更时保持设计主导权。构建企业级模块数据库，内嵌经过生产验证的通用方案，减少对外部图纸的依赖。提升核心工艺如管路综合布置、电缆通道规划的自主开发能力，形成差异化竞争优势。设计团队需主导虚拟验证环境，掌握仿真分析工具链，实现对制造可行性的独立判断。自主编制设计约束规则库，将知识产权固化于设计系统中，确保优化方案不被外部因素干扰。强化设计决策独立性，为快速响应定制化需求奠定基础。

2.2设计性原则

设计必须前置规划全流程制造逻辑，主动塑造最优生产路径。以三维模型为中枢，在布局阶段预置建造工序信息，从源头保证施工可达性与工艺合理性。推行设计主导的系统集成，统筹机电设备、管系电缆的安装时序与空间分配。建立基于拓扑优化的空间规划算法，自动生成满足生产约束的参数化解决方案。强制实施虚拟生产推演，在设计冻结前完成人机工程仿真、工具干涉检测及吊装工序验证。设计输出需包含工装定位基准、检测点设置等制造导向信息，实现设计成果向施工指令的平滑转化。通过设计逻辑前移确保生产系统高效运行。

2.3精准化原则

设计输出应实现全要素毫米级精度控制，建立数据驱动的精准匹配体系。设备布置坐标、管法兰定位点、支架焊接位置等关键数据须与车间测量系统统一基准。推行制造级模型深度定义，在预制阶段保留安装公差补偿余量。实行分段状态动态监控，设计数据即时响应总组变形量实施数字调差。采用智能BOM管理，实现物料规格参数与仓储系统的精确联动。安装指令需嵌入二维码追溯技术，确保施工人员实时获取最新版本数据[2]。通过设计数据零误差传递，支持预制模块现场无调整一次装配成功，最终达成精准化造船目标。

3船舶舾装生产设计优化的实施策略

3.1构建全流程数字主线贯通体系

全面推行基于模型的定义技术，建立贯穿设计、工艺、生产的统一数字主线。以三维模型为唯一数据源，在集成平台中构建包含设备信息、工艺参数、质量标准的数字孪生体。实现多专业并行协同设计，开发智能冲突检测引擎实时预警干涉问题。建立模型-工序-资源的自动关联机制，设计模块直接驱动预制计划生成与物料编码分配。关键打通设计系统与制造执行系统接口，模型变更自动触发工艺规程更新及生产计划调整，车间通过增强现实设备实时调用可视化作业指导。数字主线同时贯通供应链，模型元件属性自动映射为采购技术规格，实现需求精准传递。构建全流程数据追溯链，每个设计决策都关联生产反馈闭环，为持续优化提供数据基石。

3.2实施模块化设计与智能制造协同

建立企业级舾装模块库及标准化接口规范，推行功能单元预制设计准则。基于产品平台开发系列化模块，如阀组集成单元、电气控制柜整体舱、标准化管束等。强制推行模型轻量化拆分规则，确保预制模块在虚拟环境中完成空间验证与吊装模拟。重点部署智能制造单元，设计端输出带工艺信息的模块化图纸包，驱动柔性生产线自动加工型材管件；为预舾装车间配置三维扫描与数字匹配系统，实时校核分段建造精度并动态调整模块接口；采用激光投影定位技术指导现场模块化搭载。建立模块化KPI考核体系，将预舾装率、接口首次匹配成功率、船坞安装周期作为核心指标，倒逼设计深度融入制造场景[3]。实现设计模型与生产设备的数字握手，形成模块化设计与智能制造的深度咬合。

3.3完善设计与生产联动响应机制

创建以制造问题为驱动的设计优化闭环系统。组建跨部门快速响应团队，设置设计工艺联合办公室实施合署办公。推行设计人员现场轮岗制度，亲身参与关键工序操作积累制造知识库。在总组场地部署设计反馈终端，工人可即时上报装配难点并上传现场影像数据。建立分级响应流程，常规问题由区域设计代表现场解决；系统性难题触发跨专业联席会议，采用数字孪生体进行虚拟工艺重构。实施设计优化周滚动机制，生产部门提报已验证的改进方案清单，设计团队限期落实模型更新并发布改版通知。推行分段/总段建造前设计冻结评审，采用全尺寸模拟平台或实体验证段进行人机工程测试，消除潜在干涉。建立设计变更影响矩阵，量化评估每次优化对成本工期的贡献值，形成持续改进的正向循环。

3.4打造知识工程驱动的持续进化体系

构建船舶舾装设计制造知识资产库，沉淀优化经验形成智能设计引擎。系统整理历史项目的设计缺陷案例、工艺创新方案、现场安装视频，通过自然语言处理技术构建可检索的知识图谱。开发基于规则的专家系统，将成熟的可生产性设计规范固化为参数化模板，例如设备维护通道标准、工装定位点规则；开发管路电缆智能布置算法，自动规避结构障碍并优化路径[4]。重点建设智能校核工具链，集成结构强度校核、流体仿真、人机工效评估等模块，在设计阶段自动输出验证报告。建立知识贡献激励机制，将设计优化提案数量、规则转化率纳入绩效考核。每年更新企业级设计标准手册，将仿真验证最优方案转化为强制性条款。通过知识工程实现经验数据向设计智慧的进化，持续提升舾装设计成熟度与制造稳健性。

4总结

船舶舾装生产设计优化需系统协同技术与管理创新，构建以自主性原则保障核心技术主导权、以设计性原则实现制造逻辑前移、以精准化原则支撑毫米级精度控制的核心框架。实施层面贯通关键路径，通过设计深度赋能生产，不仅实现施工效率跃升与制造成本集约，更推动船舶制造模式向高质量、短周期、柔性化方向转型升级，为海洋装备制造业智能化发展提供核心支撑。

参考文献：

[1] 孙挺杰.船舶舾装设计与制造效率提高方法研究[J].Engineering Science Research & Application， 2025， 6（1）：12-14.

[2] 王浩.船舶铁舾装的标准化与模块化设计[J].船舶物资与市场， 2025（3）：23-25.

[3] 翟允磊.基于船舶舾装设计模型的工艺规划研究[J].船舶物资与市场， 2024， 32（9）：61-63.

[4] 李海昭，陈丹.船舶舾装件标准化设计与分析[J].船舶标准化工程师， 2023， 56（4）：7-9.

作者简介：王彬，（1990-8），男，汉族，江苏泰兴人，大津重工（泰州）有限公司，工程师（船体），本科学历，研究方向：船舶舾装生产设计优化对策研究。