船舶模块化设计技术研究

论文摘要

模块化设计的核心思想是将产品进行模块划分后,通过对某些模块进行重新设计或变型设计得到新的产品,以满足客户对产品个性化的需求,随着产品个性化和大规模定制模式的兴起,模块化设计已成为实现产品多样化和快速设计的关键技术之一,越来越受到社会的青睐。为了对这种先进的设计思想形成系统的认识,本文在模块化设计中考虑了诸如区域装配等模块化建造概念的应用,以计算机辅助设计为依托,以模块化总装造船为目标对船舶产品进行了模块化设计。船舶的模块化设计技术研究是模块化造船的必然要求,也是船舶设计领域的前沿课题。因此,本文在研究分析了现有模块化设计方法的基础上提出了模块化船舶总体设计的内容及步骤,其主要特点是:①在开始进行模块化工作前对要进行模块化设计的船舶进行可行性分析,这在一定程度上避免了模块化工作的盲目性;②对模块化工作的对象进行了分类,使得模块化设计更具有针对性和可操作性。在模块化设计中,模块划分是实施模块化设计的基础及关键所在。所以本文在总结了系统划分的原则、步骤及技巧的基础上提出了船舶的模块化分解原则、船舶模块的层次划分原则及船舶设计阶段的划分原则。接着本文提出了面向船舶产业模块化的不同涵义,主要体现在船舶设计的模块化及船舶生产的模块化两个层次上,并研究归纳出了计算机辅助船舶结构模块化设计流程以及基于CATIA的某集装箱船模块虚拟装配方法,为进行船舶结构设计的工程师提供了新的设计思路和应用途径。最后,本文综合利用上述研究成果,成功开发了模块创建系统,并介绍了系统的初步应用情况。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 模块化设计概述
• 1.1.1 模块化设计的主要思想
• 1.1.2 模块化技术的应用现状
• 1.1.3 发展趋势
• 1.2 模块化在船舶行业的应用
• 1.2.1 我国造船业的快速发展
• 1.2.2 船舶结构模块化的发展
• 1.2.3 船舶结构模块化的优越性
• 1.3 论文的基本思路与研究方法
• 1.3.1 基本思路
• 1.3.2 研究方法
• 1.4 论文研究主要内容
• 1.4.1 论文的提出
• 1.4.2 研究目标
• 1.4.3 研究任务
• 1.4.4 研究工作的创新点
• 1.5 论文的分析框架
• 第2章 船舶产品模块化设计概念和理论
• 2.1 基本概念与定义
• 2.2 模块化相关概念
• 2.2.1 模块
• 2.2.2 模块化
• 2.2.3 模块化设计
• 2.3 支撑模块化设计的产品基本特征
• 2.3.1 与模块化关联的产品的总体特征
• 2.3.2 船体结构具有的一般特征
• 2.4 模块化设计的支撑理论
• 2.4.1 系统论原理
• 2.4.2 相似性原理
• 2.4.3 标准化原理
• 2.5 本章小结
• 第3章 船舶产品模块化设计方法
• 3.1 基于模块化的产品设计过程
• 3.2 模块化设计的任务与特点
• 3.2.1 模块化船舶产品设计的任务
• 3.2.2 模块化船舶产品设计的特点
• 3.2.3 产品模块化设计与CAD
• 3.2.4 模块化设计在船舶应用时的注意事项
• 3.3 模块化船舶产品的总体设计
• 3.4 基型模块改型和专用模块设计
• 3.4.1 基型模块改型
• 3.4.2 专用模块设计
• 3.5 接口设计
• 3.6 模块的组合方式
• 3.7 船舶产品模块化总体设计流程
• 3.8 本章小结
• 第4章 船舶模块划分方法研究
• 4.1 系统模块划分的重要性
• 4.2 系统划分的原则及步骤
• 4.2.1 系统划分的原则
• 4.2.2 系统划分的步骤
• 4.3 系统划分技巧
• 4.3.1 以功能为核心进行分解
• 4.3.2 通用要素的提取与典型化
• 4.3.3 分界点的选择
• 4.3.4 模块的层次、规模与数量的确定
• 4.3.5 非典型要素的标准化处理
• 4.3.6 接口的处理
• 4.4 船舶的模块化分解及原则
• 4.5 船舶模块的层次划分
• 4.6 船舶设计阶段的划分
• 4.7 本章小结
• 第5章 5300 集装箱船的模块化设计
• 5.1 船舶产业模块化的不同涵义
• 5.1.1 船舶设计的模块化
• 5.1.2 船舶生产的模块化
• 5.2 船舶功能单元设计主要原则
• 5.2.1 功能设计原则
• 5.2.2 可靠性设计原则
• 5.2.3 标准化设计原则
• 5.2.4 结构型式合理性设计原则
• 5.2.5 界面接口设计原则
• 5.2.6 通用性设计原则
• 5.2.7 模块及界面接口的可拓展性原则
• 5.2.8 可维修性设计原则
• 5.2.9 运输、吊装设计原则
• 5.3 计算机辅助船舶结构模块化设计流程
• 5.3.1 5300 集装箱船的中部舱段模块化设计
• 5.3.2 5300 集装箱船的机舱结构模块化设计
• 5.3.3 结构节点模块化设计
• 5.4 基于 CATIA 的集装箱船模块虚拟装配方法
• 5.4.1 模型初始约束的继承
• 5.4.2 装配单元的确定
• 5.4.3 装配层次
• 5.4.4 装配约束管理
• 5.4.5 初步的干涉检查
• 5.5 本章小结
• 第6章 面向集装箱船模块创建系统开发
• 6.1 模块创建系统总体设计
• 6.1.1 目前模块创建系统存在的不足
• 6.1.2 模块创建系统需求分析
• 6.1.3 模块创建系统体系结构
• 6.1.4 模块创建系统功能设计
• 6.2 模块创建系统运行环境
• 6.3 模块创建系统功能实现效果
• 6.4 模块创建系统应用情况
• 6.5 本章小结
• 第7章 总结与展望
• 7.1 论文工作总结
• 7.2 展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间所发表的学术论文及科研工作
• 致谢
• 大摘要