船舶舾装设计制造效率提高对策研究

摘要：为提高船舶舾装效率，可采用深化标准化模块化应用，全面推行三维协同设计制造，基于模型生成制造数据并应用AR/VR指导安装。优化工艺与先进工装，强化供应链协同精益物流，与供应商共享信息精准交付，实施拉动式配送配合条码追溯实现物料直送工位。通过全链条优化，确保缩短周期、提升可靠性与效益。

关键词：船舶舾装；设计制造；效率

1引言

传统船舶舾装设计制造的复杂性正严重制约造船效率与竞争力。船舶舾装涵盖设备、管路、电气等系统在船体内的密集集成，设计协同困难易引发安装冲突返工，物料供应脱节导致作业停滞，大量现场高空、受限空间作业效率低且安全风险高。这使其成为建造周期最长、成本波动最大、资源消耗最多的瓶颈环节，既延迟交船进度又削弱企业盈利能力与市场响应能力[1]。深入研究效率提升对策具有重大意义。经济层面，系统性优化可压缩无效工时，降低浪费与成本，直接增强盈利；战略层面，缩短周期利于争夺订单，提升交付速度与客户满意度；技术层面，它是推动数字化设计、模块化建造、智能物流及精益管理落地的核心实践，更是实现智能造船、提升国家船舶工业核心竞争力的关键路径。

2船舶舾装设计制造方法

2.1设备舾装模块化设计与集成制造

船舶设备舾装采用模块化设计方法，即预先将舱室内设备集成为标准化功能单元。设计阶段需结合船体结构布局，通过三维建模划分设备安装区域，定义管路、基座和电缆走向的预留空间。制造时，在车间将通风系统、消防设备、生活设施等装配至预制单元框架内，形成完整功能模块。运输至船厂后，通过大型吊装设备将模块整体嵌入船舱分段，实现多工种并行作业。该方法大幅缩短船台周期，减少现场焊接与调试工作量，同时确保设备定位精确度与系统兼容性，显著降低后期改造风险。

2.2管系单元化预制与数字化安装

船舶管系舾装设计基于全船三维模型，系统拆分为若干工艺单元。设计时应用数字化软件模拟管线路径，避开结构障碍并优化材料用量，生成包含法兰、阀门坐标的精准下料清单。制造阶段在车间完成单元化预制，管段按数控制图切割坡口，自动焊接设备完成管路组对，搭配支吊架预装成独立功能单元。船上安装采用"分段预舾装"模式，在船体分段总组前将单元吊装至预定区域，通过激光定位实现快速对接。该流程减少船上动火作业，提升密性试验一次合格率。

2.3电气系统分层敷设与智能布缆

电气舾装按电缆等级分层设计主干通道。设计阶段依托电子样船划分防火区域，规划主干桥架路径与分支设备箱位置，计算载流容量与电磁兼容隔离需求。关键工艺包括"区域电缆敷设"，将全船划分为若干电气单元，在车间完成单元内设备箱装配及短距离电缆端接，形成带插接头的子模块；船上通过智能布缆系统导入敷设路径数据，引导人员按顺序拖放主干电缆，机械臂辅助固定绑扎。该方法避免交叉返工，结合自动化端接设备提升接线可靠性，满足现代船舶智能系统高密度布线需求。

3船舶舾装设计制造效率提高对策

3.1深化舾装设计与制造的标准化与模块化应用

构建并持续完善企业级甚至行业级的舾装标准件库、通用件库及典型功能单元模块库。设计源头即强制选用标准件、通用件，减少非标设计工作量。对重复性高、功能相对独立的区域，如卫生单元、居住舱室、配电间、集控室等，进行彻底的模块化设计。这意味着在详细设计阶段就将这些单元视为一个整体，完成其内部所有设备、管路、电气、内装、通风的集成设计、预舾装和完整测试。在制造阶段，这些模块在条件优越的车间或露天平台进行并行制造和预舾装，大幅减少现场安装的复杂性和工作量。标准化减少了设计迭代和制造工艺的多样性，模块化则将大量高空、受限空间、交叉作业的现场工作转移至地面高效完成，显著缩短建造周期，提升整体质量可控性[2]。实施关键在于顶层设计时即规划模块划分原则、接口标准，并在设计软件中固化标准库和模块化设计流程。

3.2全面推行基于三维模型的协同设计与数字化制造

彻底摒弃以二维图纸为核心的传统工作模式，构建覆盖设计、工艺、制造、检验全流程的三维数字化协同平台。设计阶段所有专业均在同一三维模型环境中并行作业，实现设备布置、管系、风管、电缆托架、结构等的实时协同与干涉检查，大幅减少设计错误和后期修改。基于精确的三维模型直接生成生产所需信息，如零件图、安装图、材料清单、数控切割代码、弯管数据等，消除信息转换错误。利用三维模型进行详细的虚拟制造仿真，包括分段/总段划分、吊装路径规划、安装工序模拟、工装设计验证等，提前预见并解决制造瓶颈和空间冲突。在车间现场，通过平板电脑或AR/VR设备直接可视化三维模型指导安装，取代传统纸质图纸，提升工人理解效率和操作准确性。数字化制造的核心在于数据流的贯通，确保设计模型到制造执行的无缝衔接，减少信息孤岛和人工干预，实现设计意图的精准、高效传递，从而缩短准备时间，降低返工率。

3.3优化舾装工艺与先进工装应用

深入研究舾装作业流程，推行壳舾涂一体化管理，精细规划各阶段舾装工作包，实现工序前移和并行作业最大化。大力推广单元舾装和分段预舾装技术，在分段或总段阶段就将尽可能多的设备、管系、风管、电装件等安装到位，并完成涂装，形成“完整产品”状态上船台或进船坞，减少船坞/码头周期[3]。针对关键路径作业如管系安装、电缆敷设、设备定位等，开发和应用专用高效工装，如模块化支撑架、快速定位夹具、自动/半自动焊接与切割设备、智能拉线/敷设装置等，显著提升安装速度、精度和安全性。同时，推广先进的连接技术，如法兰自动焊、轨道焊、卡压式/快装接头等，减少现场焊接量和打磨工作量。工艺优化的基础是详尽的工艺研究和标准化作业指导书制定，并配套以相应的技能培训，确保新工艺和工装的有效落地，实现劳动生产率的实质性跃升。

3.4强化供应链协同与精益物流管理

必须建立高效协同的供应链体系和精益化的厂内物流系统。与关键设备供应商建立战略合作伙伴关系，推行协同设计与制造，共享设计模型与进度信息，确保供应商按需精准交付，减少库存积压和缺料停工。实施厂内物流的精益化管理，基于生产计划和实际进度，采用拉动式物料供应模式。规划集中高效的物料配送中心，根据各生产区域、工位的日/班次需求计划，使用标准料车、AGV小车或吊运设备，进行定时、定量、定点的精准配送，实现物料直送工位。推行物料条码或RFID管理，实现从入库到安装的全过程跟踪与可视化管理。优化厂区布局和运输路线，减少物料二次搬运和等待时间。高效的供应链协同和精益物流能确保“正确的物料在正确的时间以正确的状态到达正确的地点”，大幅减少工人非增值的寻找、搬运、等待时间，保障舾装作业连续流畅进行，是提升整体效率不可或缺的支撑环节。

4总结

船舶舾装设计制造效率提升需系统落实四项核心措施，构建标准库，推行功能单元整体设计与车间预舾装，减少现场作业。全面推行三维协同设计与数字化制造，实现多专业实时协作、虚拟仿真与数据贯通，精准指导生产。优化工艺与先进工装，强化分段预舾装，应用高效工装与连接技术，提升安装精度与速度。强化供应链协同与精益物流，协同供应商精准交付，实施物料定点配送与全程跟踪，保障工位供应。通过以上措施显著缩短周期、降低返工、提升质量可控性。

参考文献：

[1] 庞龙.现代船舶舾装设计与制造效率提升研究[J].船舶物资与市场， 2023， 31（3）：65-67.

[2] 李晓萍，杨倩，张辉.基于Rasch模型的船舶舾装效率影响要素分析[J].船舶工程， 2024， 46（5）：129-137.

[3] 徐舟.船舶外舾装制造工艺与技术的改进与优化[J].船舶物资与市场， 2024， 32（3）：46-48.

作者简介：庄永刚，（1989-1），男，汉族，江苏徐州人，大津重工（泰州）有限公司，工程师（船体），本科学历，研究方向，船舶舾装设计制造效率提高对策研究。