现代船舶制造工艺过程的模块化分析

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1、现代船舶制造工艺过程的模块化分析 摘要：本文首先介绍了模块化设计的基础理论知识，包括模块的定义、分类；模块化的定义和模块化过程的特点；以及模块化设计方法与传统设计方法的区别等。在模块化设计中，模块划分及合理性评价等是实施模块化设计的基础及关键所在。 关键词：模块化造船；模块化设计；船舶制造工艺 1模块化的基本理论 1.1模块化和模块化制造网络研究现状分析 自西蒙于1962年提出模块化概念之后，模块化方法率先在计算机设计方面得到重视和运用。Ulrich(1995)认为，一个产品的架构是三种设计元素的结合：(1)功能元件的模式；(2)功能和物理元件之问的关系；(3)相互联系的

2、物理元件之间界面的定义。当功能元件和物理元件存在一对一对应关系并且界面可以解耦时，产品架构就定义为模块化的。只要上述一个条件不满足时，架构就是一体化的。模块化的主要优点在于产品功能变化的方便性，通过改变相应物理元件就能改变其功能元素，而不必改变其他元件。 模块化网络成功的主要因素有两个：(1)由于根据市场动态能快速和经济地重新分配现有制造能力，降低了固定资本沉没成本。(2)由于公司专注于核心能力导致回报递增，使得创新速度更快。要实现模块化网络的优势，必须满足两个前提条件。第一，通过信息技术和国际化市场，降低企业之间的协调成本。第二，标准化。当产品采取稳定而开放的架构，并且这种架

3、构可以明示和由产业的主要竞争者共享时，就可以实现标准化当我们处理复杂问题时，模块化是有局限的。仅当不同模块之间不存在相互依赖时，才能实现完美的模块化。对于技术维度，模块化是产品和过程设计的属性；对于组织维度，模块化不仅处理组织的内部架构，还处理组织边界的问题；对于知识过程维度，模块化考虑复杂环境下个体和集体问题的解决。 1.2模块化的定义和特点分析 所谓模块化，就是为了取得最佳效益，从系统观点出发，研究产品的构成形式，用分解和组合的方法，建立模块关系体系，并运用模块组合成产品的全过程。模块化具有如下几个特点： （1）目的性 建立一个模块化系统，必须有一个明确的目的。或者说

4、有一个明确的对象目标。没有明确的目标，模块化就失去了方向，就无从组织和管理模块化的全过程，系统内部要素和参与模块化系统工作的人员如果没有明确的共同目标，就难以有序的开展工作，分工协作就没有基础；另外，若仅停留于设想，就不能称为目标，确定了目标，就应该有相应的阶段计划和措施予以支持，目的性贯穿于模块化的全过程，直到目标的实现。没有明确的目标或目标不够明确，模块化进程就可能夭折。 （2）综合性 模块化的目标是建立一个模块系统和模块化产品系统，这是一个综合性的，复杂系统工程。模块化需由多个学科专家的通力合作，模块化是一个比较长的过程，需投入大量的人力、物力和资金；它不仅涉及系统的技

5、术问题，而且还涉及系统的管理问题。在模块化过程中，必须全面的考虑各种相关要素，并作出综合性的规划和计划，才可能使模块化工作有序展开，并取得成效。 （3）动态化 模块化过程是一个动态过程，一个模块化的产品系统不仅有其形成、完善和成熟的过程，而且还有其老化和更新的过程。由于新技术的不断涌现，市场需求的多变性，随着时间的推移，以建立的模块化系统中某些模块会因为老化而被淘汰，需要不断补充新的模块，才能使这个模块化系统保持生机，并取得尽可能大的经济效益。另外，任何一种系统都会有其寿命周期，当原有的模块系统仅靠不断的修补不能适应技术发展及市场需求时，则应及时进行更新。所以，建立一个模块化

6、系统后，也不是一劳永逸的，而续保持清醒的头脑，及时进行调整与更新，才能充分发挥模块化的优势。 （4）超前性 由于模块化是一个周期比较长的过程，在着手进行产品模块化工作时，必须有超前意识，模块化方案的确定不仅必须站在一个较高的技术起点，而且需要遇见到发展趋势。在模块化的进行过程中，亦应及时预测和追踪技术发展动向，及时采用新技术，以确保模块化系统技术上的先进性。超前性还表现为，在模块化规划阶段不仅考虑系列化计划，而且还要考虑时间序列的产品系列扩展。 2我国船舶制造工艺过程的模块化成因分析 随着舰船设计原则以及船舶建造模式的变化，船舶模块化技术的发展极为迅速，模块化造船成为全世

7、界造船界争相开发和应用的新技术。 2.1我国造船模式的发展现状 我国在20世纪80年代中期引入了模块造船的概念。90年代初，国家技术监督局会同中国船舶工业总公司设立“模块化造船研究”课题，主要开展装船模块的研究，以35000吨级浅吃水散货船为工程依托，开始有计划、有组织地研究与开发船用模块，并开发了12个船用模块，它们是；船用热井模块；燃油分油机模块；船用压缩空气减压阀组模块；锚机、绞车、液压泵组模块；舷梯模块；高级船员居住舱室模块；燃油供油系统模块；一氧化碳灭火装置模块；普