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船厂船舶舾装现状如何优化提升?

船舶舾装是船舶建造中极其重要且复杂的环节,它指的是在船体基本结构建造完成后,安装和调试船舶所有非船体结构的设备和系统,包括但不限于动力系统、电气系统、管路系统、居住舱室、甲板机械、导航通信设备等,其特点是工作量大、专业交叉多、协调难度大、对精度和安全性要求极高

当前,船舶舾装现状可以概括为以下几个核心方面:

船厂船舶舾装现状如何优化提升?-图1
(图片来源网络,侵删)

核心现状:从“经验密集型”向“技术密集型”的艰难转型

传统上,舾装工作严重依赖老师傅的经验和手艺,现场“敲敲打打”是常态,而现在,行业正在经历一场深刻的变革,主要驱动力来自效率、成本、质量和环保四大压力。

模块化与预舾装成为主流趋势

这是当前舾装领域最显著的变化,为了减少高空作业、船内作业,缩短船坞/码头周期,提高建造质量和安全性,船厂普遍采用“壳、舾、涂”一体化的建造模式。

  • 定义:将传统上在船体合拢后进行的舾装工作,提前到船体分段制造阶段,在地面或专门的平台上完成。
  • 形式
    • 单元舾装:将功能相关的设备、管路、电缆等集成为一个整体模块,如机舱单元、泵组单元、配电板单元等。
    • 分段舾装:在船体分段建造的同时,就将管路、电缆、支架、部分设备等安装到位。
    • 总段舾装:在更大的船体总段上进行预舾装,实现更高程度的集成。
  • 优势
    • 效率提升:大幅缩短码头周期,提高船坞周转率。
    • 质量改善:地面作业环境好,精度高,焊接、安装质量更易保证。
    • 安全提高:减少了高空、密闭空间等危险作业环境。
    • 成本降低:减少脚手架搭设、大型起重设备使用,降低返工率。

数字化与智能化深度融合

“数字孪生”、“智能制造”的理念正在重塑舾装流程。

  • 数字化设计与仿真
    • 3D建模:在船舶设计阶段,使用Tribon、AVEVA Marine等软件进行全船的3D建模,实现管路、电缆、风管等系统的“虚拟预安装”。
    • 碰撞检查:通过数字化模型提前发现和解决干涉问题,避免现场返工。
    • BIM(建筑信息模型)技术:借鉴建筑业经验,将船舶视为一个复杂的“建筑”,进行全生命周期的信息管理。
  • 智能化制造与安装
    • 自动化焊接与切割:在管子加工、平板分段等环节,自动化设备已广泛应用。
    • 机器人应用:一些船厂开始尝试使用机器人进行打磨、喷涂、甚至某些复杂管路的安装,尤其是在重复性高、劳动强度大的工种。
    • 物联网与大数据:通过传感器对设备状态、物料流转进行实时监控,优化生产调度,实现精益管理。

精度控制与标准化要求日益严苛

舾装质量直接影响船舶的性能、安全和运营成本。

船厂船舶舾装现状如何优化提升?-图2
(图片来源网络,侵删)
  • 精度控制:对设备基座、管路法兰、电缆贯穿件等的安装精度要求达到毫米级,高精度测量仪器(如激光跟踪仪)的应用越来越普遍。
  • 标准化:推行“标准化设计、标准化采购、标准化施工”,减少非标件数量,提高互换性,降低建造成本和后期维护难度,统一管子支架、阀门、电缆托架的型号和规格。

绿色环保与可持续发展要求

国际海事组织的新规(如EEXI、CII)和各国环保法规,对舾装材料和工艺提出了更高要求。

  • 新材料应用:使用更轻、更环保的材料,如低烟无卤电缆、可回收复合材料、低VOC(挥发性有机化合物)的油漆和涂料。
  • 节能设备:舾装的设备本身也朝着高效节能方向发展,如变频控制的泵、电机和通风系统。
  • 废弃物管理:对施工过程中产生的废料、废油、废水进行严格分类和处理,减少对环境的影响。

面临的主要挑战与问题

尽管取得了显著进步,但船舶舾装领域仍面临诸多挑战:

设计与现场脱节问题依然存在

虽然数字化设计普及,但设计变更频繁、现场与设计信息不同步(即“信息孤岛”)的问题仍然突出,一个微小的设计变更,如果没有及时传递到现场,可能导致大量返工。

劳动力结构失衡与技能断层

  • 老龄化:经验丰富的老工人逐渐退休,年轻劳动力吸引力不足。
  • 技能升级:现代船舶舾装需要的是既懂传统工艺又懂数字化软件、自动化设备的复合型人才,这类人才缺口巨大,老师傅的经验难以快速转化为数字化数据,存在“人脑”与“电脑”的鸿沟。

供应链不稳定与成本压力

舾装涉及数以万计的设备和材料供应商,全球供应链的波动(如疫情、地缘政治)会导致关键设备或材料交付延迟,严重影响整个船坞周期,原材料价格和人力成本的持续上涨,给船厂带来巨大成本压力。

船厂船舶舾装现状如何优化提升?-图3
(图片来源网络,侵删)

新旧技术与理念的碰撞

许多船厂,特别是中小型船厂,仍在使用传统的建造方法,如何投入巨资进行数字化改造,并让现有员工接受和掌握新技术,是一个巨大的挑战,新旧生产模式并存,导致管理复杂度增加。

安全管理的复杂性

尽管预舾装提升了安全性,但高空作业、吊装作业、密闭空间作业等高风险场景依然存在,安全管理需要贯穿于每一个细节,任何疏忽都可能导致严重事故。


未来发展趋势

展望未来,船舶舾装将朝着更加智能化、自动化、绿色化的方向发展。

  1. 虚拟现实与增强现实的应用:工人可以通过AR眼镜查看设备安装的数字指引,或在VR环境中进行培训和模拟操作,提高效率和准确性。
  2. 更高程度的自动化:从单机自动化向“黑灯工厂”的柔性生产线发展,实现管子加工、单元组装等全流程的无人或少人化。
  3. 数字孪生的全面应用:为每艘船建立一个与实体船同步的数字孪生体,用于设计优化、建造过程监控、调试辅助乃至全生命周期的运维管理。
  4. 人工智能的深度介入:AI将被用于生产计划优化、故障预测、质量控制、供应链管理等多个环节,实现更智能的决策。
  5. 绿色舾装技术的普及:更多环保材料、节能设备和废物循环利用技术将成为标配,以满足日益严格的环保法规。

当前船厂的船舶舾装正处在一个转型升级的关键时期模块化预舾装和数字化技术已成为提升核心竞争力的两大支柱。人才短缺、供应链挑战和旧有模式的惯性依然是制约行业发展的主要瓶颈,只有那些能够成功拥抱新技术、实现精益管理、并培养出高素质复合型人才的船厂,才能在激烈的市场竞争中立于不败之地。

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