海事公务与海工科技

本人以前发了一个帖子，《模块化造船解释》http://lt.cjdby.net/thread-1682138-1-1.html
最近在查找相关资料时发现以前的帖子不够准确
《船舶舾装模块化设计及制造技术研究》
http://wenku.baidu.com/link?url= ... LVx7xLEeT35Xx-SMQMa
个人觉得这篇文章总结的不错，特意节选一部分给大家看看。

        船舶建造的模块化概念始于二战期间美国的大量造船[1]，当时，美国曾拥有165万造船职工，建造了军用舰船1768艘。大量标准船的建造促进了焊接技术和分段建造技术的发展。这些建造技术又在20世纪50年代由日本造船业加以发展，60年代，则结合成组技术产生了今天模块化建造技术的雏形。1971年，前苏联正式提出了模块化造船方法，于1977年用该方法建造了10万吨级的“鲍里斯・布托玛”矿油两用船。随后美国开始研究模块化造船方法并开始组织生产，到20世纪70年代末，美国的模块化造船思想更趋成熟。20世纪80年代中期，模块化造船被引入我国造船业，中国造船界开始了模块化造船技术的研究和探索。 
      
   一、模块的特征及定义
‘模块”在汉语中是一个较新的词汇，1979年版《辞海》及1983年版《辞海增补本》都没有该词条。其实，模块是一个“外来语”，且不同行业有不同的含义。建筑行业的模块(Module)本意是组件、预制件或预制住房单元等，其形容词(modular)则含积木化或组装式等意义[2]。  造船行业的“模块”有其特定的含义，一般说来，造船业的“模块’应具备以下三个要素[3,4,5]：  第一，模块应具有标准尺寸和标准构造。造船采用模块方法的目的之一，就是要缩短设计与建造周期，而标准化是简化设计，便于制造和提高产品质量的有效措施。  第二，模块应具有标准件和可选部件的特点。模块内含有可选择的标准件(设备)，因此，可用调换这些标准件(设备)来满足船东的特定要求。  第三，模块是预制件，具有可组装性。舾装模块是在专门的工厂加工或船厂的内场车间加工而成的。舾装模块吊装到船体上以后可以直接安装。  根据上述三个要素，造船模块被定义为具有标准尺寸和标准件，且主要部件具有可选性的最终产品的预制单元。
     
二、造船模块的分类  
造船模块包括船体结构模块和船舶舾装模块两大类[6]。

1、船体结构模块  在模块化造船中，船体结构的模块化是最困难的。原因在于结构模块不仅要考虑其本身组成的船体的总体性能，还涉及其内部的设备、系统模块的安装、线型、结构型式及通用性等多种因素[38]。船体结构模块化看似容易，因为船体分段建造法本身就是积木化的建造方法。但是仔细分析，船体结构模块化有一定的难度。首先，多数船舶是按船东要求建造的，因而发布的标准化尺度，应在可能的范围内以局部结构的标准化来对待。其次，船舶的结构尺寸和构造型式应符合船级社规范的要求，不同尺度、不同船型及不同规范的结构适用性有限，只能按相似性原理对局部构造作通用化处理。因此船体结构的模块化主要体现在局部构造的通用化和主要尺寸的标准化两个方面。  不同类型的船舶其结构有其相似性。现代油船、集装箱船和散货船等的货舱区均为双底双舷侧结构，而且大型船舶的双层底和上甲板均采用纵骨架式结构，双层底中央设置箱型龙骨。这种结构上的相似性，为尺度相近的各类船舶的部分结构通用化创造了条件。特别是在船体平边线、平底线范围内的船体分段和平行中体的舭部分段，凡有条件的可采用模块化构造，进而为分段结构的标准化创造条件。因此，可逐步采用标准化构造，广泛采用标准件和标准版，进而实行分段结构的通用化。当然，标准化结构要充分考虑钢材的利用率，以及制造的工艺性。  设计方案间的通用化，不仅缩短了设计工作的周期，而且给建造一定数量尺度组船舶的船厂增加了效益[20]。可以广泛采用结构划分法，根据一种图纸制造不同船型的同类分段，运用功能互换性，制造结构模块化、分段模块乃至建造居住舱室的标准模块和生活区成组模块。在船体结构模块化方面进展较快的是前苏联。他们在潜艇建造时已广泛采用模块化的船体结构，在甲板驳的建造中更是采用板架模块和分段模块组装的办法。美国正在开发的新一代超级油轮，用两类标准化零件制造除艏艉外的船体结构，每个船体总段由相同的七种模块构成，其中两种是标准化的舾装模块。

2、船舶舾装模块      根据模块与船体的结构关系，舾装模块可以分为自持式模块和依附式模块两大类。自持式模块是分段或船上的预舾装单元，它具有独立的基座或支架结构，可以在内场预制，完工后在外场安装到船体上 [44] 。将预舾装单元升级为造船模块，是因为单元适 用于要求相似的不同船型。通常单元中的主要设备选自性能相近的三种型号作为船厂的标准件，这三种型号设备可以分别属于高、中、低三档产品，以供船东选用，船厂也可借以控制材料成本。从设计建造角度来看，自持式舾装模块是真正的模块。依附式模块要以船体分段或船上区域的结构为依托，但又因其设备的可选性和单元的通用性与自持性舾装模块相同，也可以称为图面自持模块。  

（1）、武器装备模块化  这一类舾装模块主要是对战斗舰艇而言的。为进一步提高舰船的作战性能，现代舰船在其全寿期命中一般要进行两到三次现代化改装，更换性能落后的电子、武器系统。大部分舰船由于采用传统的设计方法，各系统功能在总体中相互依存，致使接口异常复杂。因此，武器装备及其相应的辅助系统的模块化应运而生[22]。其主要做法是将舰船的武器、电子设备和系统设计成功能模块，采用标准尺寸和接口，实现设备、系统的模块化。如舰炮武器系统功能模块、通信及雷达系统功能模块等。典型的舰炮武器系统功能模块是将火炮放在一个集装箱的顶层，集装箱内安装部分设备并存放弹药，如德国布隆・沃斯公司的76mm舰炮武器集装箱功能模块。典型的雷达系统功能模块是将雷达天线安装于桅杆顶，雷达的发送、接收和控制设备都安装于集装箱内，如布隆・ 沃斯公司的“WM-20”雷达功能模块。  武器装备模块化可以带来如下效益：第一，就可能节省总的投资而言，涉及军舰采购、生产和改装，这些会影响单元产品成本、内部工作和整个寿命期开支。其次，将模块内的工作量转移到外部，使模块供应商承担更多的工作量。第三，武器装备模块化可以将改装时间和投资尽可能的减少。  

（2）、居住舱室模块化      居住舱室模块化在过去的20多年中发展十分迅速，涌现了大批专业生产厂商，在材质、设计、制造技术、设备配套方面都积累了丰富的经验。产品大量用于各类船舶、海洋平台。典型的模块化居住舱室，以客船为例，就有经济舱、普通舱、头等舱等不同等级。如德国的MONTAN公司开发的CIS600居住舱室模块系统，舱室的壁板、天花板在装配时互相嵌接，连接件全部标准化。  
（3）、自动化系统模块化      当前，集成驾驶台控制系统已在多个国家得到开发。如英国的RACAL公司开发的高度模块化的弹性、开放系统－RACAL模块化集成雷达和导航系统(MIRANS)。这种系统能提供一个完整的控制和导航信息，其中共含有四个主要子模块可供用户选择：  a.带有RACAL ISIS－250主机和货舱监控器的模块；  b.现场报告控制台(LSR4000)模块，用于提供简单格式下的信息，并能按用户的要求改制；  c.彩色视频绘图仪和接受器，其航海信息能够储存在一个磁盘内； d.Chart Master电子图表显示器。  目前已有一个LSR4000模块用于法国“AURAY”号油船上，该艘装备了最新中心导航控制(CNC)设备的船，整个MIRANS系统由一人操作。  
（4）、机电装置模块化     模块化在船舶动力装置、船舶系统、货物处理、特种装置等诸多方面都已普遍应用。国内外对这一类型的模块都做了一定程度的研究，并已经取得了较好的效果，形成了产品。如上海船舶研究设计院作为35000吨级浅吃水散货船的设计单位、模块化造船课题的参研者，在以往设计、科研工作的基础上，经过进一步深化，首批开发的二氧化碳灭火装置、输液系统遥控阀组、海淡水压力柜、燃油供油、凸轮轴滑油、普通船员舱室等六种典型船用模块。  
（5）、依附式管舾装模块  依附式舾装模块通常是指设计模块，因其设备布置范围较广或固定要求较高，实际建造中需以船体分段或船上区域的结构为依托，模块的预制性受船体建造进度所制约，但其设备的可选性和单元的通用性与自持式舾装模块相同，因而可以称为图面造船模块。近年来，对船舶舾装模块化的研究主要集中在开发各种船型中应用的自持式的舾装设备模块，而对直接影响造船水平和进度的管舾装模块的研究却很少。尽管船舶类型不同，但船舶的结构上仍具有一定的相似性，如现代油船、集装箱船、矿砂船等的货舱区均为双底双舷侧结构，且大型船舶的双层底和上甲板都采用纵骨架式结构，双层底中央均设箱形龙骨等，这为尺度相近的各类船舶的局部结构通用化创造了条件，同时也为管舾装的模块化创造了条件。

       模块造船将加速船厂生产模式的转变，使之成为真正的总装厂。所需的结构模块(分段、总段)，在定出尺寸系列后，可根据几家船厂的需求量在严格的公差条件下组织专业化的大批量生产。而需要的功能模块也必将转给船舶设备厂来制造和组装。船厂则从专业化生产厂得到所需的分段、总段(结构模块)，从设备制造厂得到功能模块，总装成所需要的船舶产品。模块造船将促使造船生产与修船生产的联姻。功能模块在船上的安装过程将在船舶的整个使用寿命中不止一次地重复，也就是在船舶营运过程中以最少的劳动力和时间来更换，以使船舶的性能和效率保持在先进的水平上。  20世纪80年代后，我国不少船厂相继建造出口船舶，但是在这个过程中管舾装设计与生产成为制约船舶建造进度的瓶颈，管舾装的进度和质量直接影响船舶建造周期和交付使用。开展船舶舾装模块化设计和制造技术的研究，能够大大提高船舶的预舾装率进而缩短造船生产周期，改善管舾装的安装质量，降低劳动强度，提高造船企业的竞争力。

模块化是复杂产品统一化的高级形式。无论是组合式机械设备安装单元的模块化或船体结构单元的模块化还是两者合一的区域总段的模块化，都贯穿着一个基本原则，这就是由型式或型式尺寸数目很少且又经济合理的统一化单元——模块，组合成大量具有不同性能的各种复杂的非标准综合体。我们把这一原则称为模块化原则[2,19]。  模块化造船的实质是，由预先设计的通用模块单元装配成具有不同建造风格、结构型式和尺度的浮动结构物，从而将大量工作，尤其是在挤满设备和机械的舱室中的复杂的安装工作，由船台和舾装码头转移到车间和专门企业进行[25]。  

真正意义上的造船模块，决不能只停留在舾装设计及功能系统的模块化层次上，还应该将船体结构考虑进去，并形成系列化、标准化，其实质就在于使具有各种设计结构型式的船舶能够采用最佳数量的标准零件、部件、分段模块和总段模块配套装配而成，即可以通过选择合适的标准模块来组成散货舱、油船、集装箱船、该装船等不同用途的船舶。所有这些模块都可以实现工厂化的生产、调试，在船台整体对接时，只要把各种模块分段连接，进行轴系校正、管线连接即可。  

模块化造船的关键是模块化设计，直至近几年，模块化造船概念的应用仍主要集中在有序的建造所需要的生产和装配计划上[26,27,28]，产品设计继续按照传统的功能系统方式进行，结果在一张图上表示了一大堆以专业划分的工作，并没有去考虑诸如区域装配等模块化建造概念的应用。问题的关键在于设计，模块化建造不仅要求从系统观点出发，更要求从建造观点出发进行提前设计。这已不是生产设计或成组技术能够解决的问题，必然导致模块化船舶设计概念的产生，那就是设计优化、结构简化、功能单元化、目标多样化。

当采用模块化原则设计时，设计者掌握了一系列结构模块和功能模块的资料，根据任务书的要求由这些模块组装船舶。在设计结构模块和功能模块的过程中，已经计及强度约束条件(材料牌号、连接尺寸、节点结构等等)和工艺约束条件(模块最大重量、外形尺寸、板材型材的尺寸和牌号等等)。单元模块的型式取决于其在船上的位置。所采用模块的构成，确定了模块设计的方法：模块总段法、模板法和模块机组法。这样每一艘新船的设计工作，不仅包括从众多的基本单元的可能组合中确定一种既满足技术任务书要求，又满足附加技术操作要求和其它约束条件的组合而且是确定相当于该船舶最佳方案的最佳组合。
根据世界各国的实践确定船舶模块化方案的途径如下：     (1)船的艏艉端不变，通过改变船体的中间段长度来改变船长；     (2)船的艏艉端不变而改变船舶的用途；      (3)在船型之间模块高度统一化的条件下．由相应的结构模块和功能模块组装成各种建造风格和结构型式的船舶。

为了设计由结构模块和功能模块组装的船舶，必须确保模块和船舶两者参数数列一致。例如，必须使船尾功能模块和船首功能模块的型式尺寸系列连接处的宽度、高度和线型同船舶宽度高度参数系列、船体对接处的形状参数及主机功率系列相一致。这就必须建立船舶动力装置的型式尺寸系列。动为装置本身可以而且也应该由一组模块机组组装而成。显然，全部辅机以及船舶系统的设备元件也应建立型式尺寸系列。因此，模块化原则在造船中的应用与船用设备制造业的努力和成就有密切关系，并互为因果。必须特别注意的是，一定要缩减各类船用产品的型式尺寸数，也就是对各种技术方案实行统一化。      
至于采用船舶舱室功能模块问题，首先要对船舱实行标准化并使船舶舱室模块的参数系列与船舶参数一致。      
结构模块和功能模块系列应满足下列要求：      (1)模块单元应具有较高的制造精度，不加修正即可安装；     (2)船舶系统的主管道具有最佳布置，     (3)船舶主电缆的连接具有良好的工艺结构；     (4)具有安装和连接尺寸系列；      (5)具有船舶装置、机械和设备的模块机组。  实行模块化原则，还要解决模块的专业化生产问题、生产管理问题和工艺发展问题，制定模块化造船的经济效益预测方法；确定模块专业化生产条件及其合理化范围。

5.2模块化造船的展望
模块化造船相对于传统的造船法的确存在着巨大的优势。但从目前国内外模块造船的实践看，要达到真正的模块造船仍有许多工作要做，其中最主要的工作是设计方法的变更。也就是说，模块造船法要想取得突破性的进展，还必须大力开展模块化船舶的设计研究，对船舶模块的划分、结构型式、模块的通用性、系列性、组合性、设计方法、相应的组织管理等进行广泛的研究。初步设计阶段，要研究和制订出船体主尺度的参数系列和结构的组成部分，使这些参数与模块的规格相符合；详细设计阶段和生产设计阶段要设计出结构和功能模块系统，使用这些船体模块进行最佳配套的方法；此外，还需要研究设计船舶模块建造法的流水工位作业线，以及配置必需的设备。  
模块化造船必须要依靠数字化设计，数字化设计是以造船过程的知识融合为基础，以数字化建模仿真与优化为特征，将信息技术全面应用于船舶的产品开发、设计、制造、管理、经营和决策的全过程，最终达到快速设计、快速建造、快速检测、快速响应和快速重组的目的。  
模块化造船将促进造船企业成为真正的总装厂， 它将是动态联盟的盟主工厂或称之为龙头企业。充分发挥其承接造船订单、船台、船坞、合拢船舶和试航交船的能力。船体建造、舾装、涂装和管件制造的大量作业，将由各类高效的专业化的模块工厂承担。许多模块工厂为一家船厂提供所需的各类模块。每家模块工厂又为多家船厂供应其所需的高质量、低成本的模块。

本人以前发了一个帖子，《模块化造船解释》http://lt.cjdby.net/thread-1682138-1-1.html
最近在查找相关资料时发现以前的帖子不够准确
《船舶舾装模块化设计及制造技术研究》
http://wenku.baidu.com/link?url= ... LVx7xLEeT35Xx-SMQMa
个人觉得这篇文章总结的不错，特意节选一部分给大家看看。

        船舶建造的模块化概念始于二战期间美国的大量造船[1]，当时，美国曾拥有165万造船职工，建造了军用舰船1768艘。大量标准船的建造促进了焊接技术和分段建造技术的发展。这些建造技术又在20世纪50年代由日本造船业加以发展，60年代，则结合成组技术产生了今天模块化建造技术的雏形。1971年，前苏联正式提出了模块化造船方法，于1977年用该方法建造了10万吨级的“鲍里斯・布托玛”矿油两用船。随后美国开始研究模块化造船方法并开始组织生产，到20世纪70年代末，美国的模块化造船思想更趋成熟。20世纪80年代中期，模块化造船被引入我国造船业，中国造船界开始了模块化造船技术的研究和探索。 
      
   一、模块的特征及定义
‘模块”在汉语中是一个较新的词汇，1979年版《辞海》及1983年版《辞海增补本》都没有该词条。其实，模块是一个“外来语”，且不同行业有不同的含义。建筑行业的模块(Module)本意是组件、预制件或预制住房单元等，其形容词(modular)则含积木化或组装式等意义[2]。  造船行业的“模块”有其特定的含义，一般说来，造船业的“模块’应具备以下三个要素[3,4,5]：  第一，模块应具有标准尺寸和标准构造。造船采用模块方法的目的之一，就是要缩短设计与建造周期，而标准化是简化设计，便于制造和提高产品质量的有效措施。  第二，模块应具有标准件和可选部件的特点。模块内含有可选择的标准件(设备)，因此，可用调换这些标准件(设备)来满足船东的特定要求。  第三，模块是预制件，具有可组装性。舾装模块是在专门的工厂加工或船厂的内场车间加工而成的。舾装模块吊装到船体上以后可以直接安装。  根据上述三个要素，造船模块被定义为具有标准尺寸和标准件，且主要部件具有可选性的最终产品的预制单元。
     
二、造船模块的分类  
造船模块包括船体结构模块和船舶舾装模块两大类[6]。

1、船体结构模块  在模块化造船中，船体结构的模块化是最困难的。原因在于结构模块不仅要考虑其本身组成的船体的总体性能，还涉及其内部的设备、系统模块的安装、线型、结构型式及通用性等多种因素[38]。船体结构模块化看似容易，因为船体分段建造法本身就是积木化的建造方法。但是仔细分析，船体结构模块化有一定的难度。首先，多数船舶是按船东要求建造的，因而发布的标准化尺度，应在可能的范围内以局部结构的标准化来对待。其次，船舶的结构尺寸和构造型式应符合船级社规范的要求，不同尺度、不同船型及不同规范的结构适用性有限，只能按相似性原理对局部构造作通用化处理。因此船体结构的模块化主要体现在局部构造的通用化和主要尺寸的标准化两个方面。  不同类型的船舶其结构有其相似性。现代油船、集装箱船和散货船等的货舱区均为双底双舷侧结构，而且大型船舶的双层底和上甲板均采用纵骨架式结构，双层底中央设置箱型龙骨。这种结构上的相似性，为尺度相近的各类船舶的部分结构通用化创造了条件。特别是在船体平边线、平底线范围内的船体分段和平行中体的舭部分段，凡有条件的可采用模块化构造，进而为分段结构的标准化创造条件。因此，可逐步采用标准化构造，广泛采用标准件和标准版，进而实行分段结构的通用化。当然，标准化结构要充分考虑钢材的利用率，以及制造的工艺性。  设计方案间的通用化，不仅缩短了设计工作的周期，而且给建造一定数量尺度组船舶的船厂增加了效益[20]。可以广泛采用结构划分法，根据一种图纸制造不同船型的同类分段，运用功能互换性，制造结构模块化、分段模块乃至建造居住舱室的标准模块和生活区成组模块。在船体结构模块化方面进展较快的是前苏联。他们在潜艇建造时已广泛采用模块化的船体结构，在甲板驳的建造中更是采用板架模块和分段模块组装的办法。美国正在开发的新一代超级油轮，用两类标准化零件制造除艏艉外的船体结构，每个船体总段由相同的七种模块构成，其中两种是标准化的舾装模块。

2、船舶舾装模块      根据模块与船体的结构关系，舾装模块可以分为自持式模块和依附式模块两大类。自持式模块是分段或船上的预舾装单元，它具有独立的基座或支架结构，可以在内场预制，完工后在外场安装到船体上 [44] 。将预舾装单元升级为造船模块，是因为单元适 用于要求相似的不同船型。通常单元中的主要设备选自性能相近的三种型号作为船厂的标准件，这三种型号设备可以分别属于高、中、低三档产品，以供船东选用，船厂也可借以控制材料成本。从设计建造角度来看，自持式舾装模块是真正的模块。依附式模块要以船体分段或船上区域的结构为依托，但又因其设备的可选性和单元的通用性与自持性舾装模块相同，也可以称为图面自持模块。  

（1）、武器装备模块化  这一类舾装模块主要是对战斗舰艇而言的。为进一步提高舰船的作战性能，现代舰船在其全寿期命中一般要进行两到三次现代化改装，更换性能落后的电子、武器系统。大部分舰船由于采用传统的设计方法，各系统功能在总体中相互依存，致使接口异常复杂。因此，武器装备及其相应的辅助系统的模块化应运而生[22]。其主要做法是将舰船的武器、电子设备和系统设计成功能模块，采用标准尺寸和接口，实现设备、系统的模块化。如舰炮武器系统功能模块、通信及雷达系统功能模块等。典型的舰炮武器系统功能模块是将火炮放在一个集装箱的顶层，集装箱内安装部分设备并存放弹药，如德国布隆・沃斯公司的76mm舰炮武器集装箱功能模块。典型的雷达系统功能模块是将雷达天线安装于桅杆顶，雷达的发送、接收和控制设备都安装于集装箱内，如布隆・ 沃斯公司的“WM-20”雷达功能模块。  武器装备模块化可以带来如下效益：第一，就可能节省总的投资而言，涉及军舰采购、生产和改装，这些会影响单元产品成本、内部工作和整个寿命期开支。其次，将模块内的工作量转移到外部，使模块供应商承担更多的工作量。第三，武器装备模块化可以将改装时间和投资尽可能的减少。  

（2）、居住舱室模块化      居住舱室模块化在过去的20多年中发展十分迅速，涌现了大批专业生产厂商，在材质、设计、制造技术、设备配套方面都积累了丰富的经验。产品大量用于各类船舶、海洋平台。典型的模块化居住舱室，以客船为例，就有经济舱、普通舱、头等舱等不同等级。如德国的MONTAN公司开发的CIS600居住舱室模块系统，舱室的壁板、天花板在装配时互相嵌接，连接件全部标准化。  
（3）、自动化系统模块化      当前，集成驾驶台控制系统已在多个国家得到开发。如英国的RACAL公司开发的高度模块化的弹性、开放系统－RACAL模块化集成雷达和导航系统(MIRANS)。这种系统能提供一个完整的控制和导航信息，其中共含有四个主要子模块可供用户选择：  a.带有RACAL ISIS－250主机和货舱监控器的模块；  b.现场报告控制台(LSR4000)模块，用于提供简单格式下的信息，并能按用户的要求改制；  c.彩色视频绘图仪和接受器，其航海信息能够储存在一个磁盘内； d.Chart Master电子图表显示器。  目前已有一个LSR4000模块用于法国“AURAY”号油船上，该艘装备了最新中心导航控制(CNC)设备的船，整个MIRANS系统由一人操作。  
（4）、机电装置模块化     模块化在船舶动力装置、船舶系统、货物处理、特种装置等诸多方面都已普遍应用。国内外对这一类型的模块都做了一定程度的研究，并已经取得了较好的效果，形成了产品。如上海船舶研究设计院作为35000吨级浅吃水散货船的设计单位、模块化造船课题的参研者，在以往设计、科研工作的基础上，经过进一步深化，首批开发的二氧化碳灭火装置、输液系统遥控阀组、海淡水压力柜、燃油供油、凸轮轴滑油、普通船员舱室等六种典型船用模块。  
（5）、依附式管舾装模块  依附式舾装模块通常是指设计模块，因其设备布置范围较广或固定要求较高，实际建造中需以船体分段或船上区域的结构为依托，模块的预制性受船体建造进度所制约，但其设备的可选性和单元的通用性与自持式舾装模块相同，因而可以称为图面造船模块。近年来，对船舶舾装模块化的研究主要集中在开发各种船型中应用的自持式的舾装设备模块，而对直接影响造船水平和进度的管舾装模块的研究却很少。尽管船舶类型不同，但船舶的结构上仍具有一定的相似性，如现代油船、集装箱船、矿砂船等的货舱区均为双底双舷侧结构，且大型船舶的双层底和上甲板都采用纵骨架式结构，双层底中央均设箱形龙骨等，这为尺度相近的各类船舶的局部结构通用化创造了条件，同时也为管舾装的模块化创造了条件。

       模块造船将加速船厂生产模式的转变，使之成为真正的总装厂。所需的结构模块(分段、总段)，在定出尺寸系列后，可根据几家船厂的需求量在严格的公差条件下组织专业化的大批量生产。而需要的功能模块也必将转给船舶设备厂来制造和组装。船厂则从专业化生产厂得到所需的分段、总段(结构模块)，从设备制造厂得到功能模块，总装成所需要的船舶产品。模块造船将促使造船生产与修船生产的联姻。功能模块在船上的安装过程将在船舶的整个使用寿命中不止一次地重复，也就是在船舶营运过程中以最少的劳动力和时间来更换，以使船舶的性能和效率保持在先进的水平上。  20世纪80年代后，我国不少船厂相继建造出口船舶，但是在这个过程中管舾装设计与生产成为制约船舶建造进度的瓶颈，管舾装的进度和质量直接影响船舶建造周期和交付使用。开展船舶舾装模块化设计和制造技术的研究，能够大大提高船舶的预舾装率进而缩短造船生产周期，改善管舾装的安装质量，降低劳动强度，提高造船企业的竞争力。

模块化是复杂产品统一化的高级形式。无论是组合式机械设备安装单元的模块化或船体结构单元的模块化还是两者合一的区域总段的模块化，都贯穿着一个基本原则，这就是由型式或型式尺寸数目很少且又经济合理的统一化单元——模块，组合成大量具有不同性能的各种复杂的非标准综合体。我们把这一原则称为模块化原则[2,19]。  模块化造船的实质是，由预先设计的通用模块单元装配成具有不同建造风格、结构型式和尺度的浮动结构物，从而将大量工作，尤其是在挤满设备和机械的舱室中的复杂的安装工作，由船台和舾装码头转移到车间和专门企业进行[25]。  

真正意义上的造船模块，决不能只停留在舾装设计及功能系统的模块化层次上，还应该将船体结构考虑进去，并形成系列化、标准化，其实质就在于使具有各种设计结构型式的船舶能够采用最佳数量的标准零件、部件、分段模块和总段模块配套装配而成，即可以通过选择合适的标准模块来组成散货舱、油船、集装箱船、该装船等不同用途的船舶。所有这些模块都可以实现工厂化的生产、调试，在船台整体对接时，只要把各种模块分段连接，进行轴系校正、管线连接即可。  

模块化造船的关键是模块化设计，直至近几年，模块化造船概念的应用仍主要集中在有序的建造所需要的生产和装配计划上[26,27,28]，产品设计继续按照传统的功能系统方式进行，结果在一张图上表示了一大堆以专业划分的工作，并没有去考虑诸如区域装配等模块化建造概念的应用。问题的关键在于设计，模块化建造不仅要求从系统观点出发，更要求从建造观点出发进行提前设计。这已不是生产设计或成组技术能够解决的问题，必然导致模块化船舶设计概念的产生，那就是设计优化、结构简化、功能单元化、目标多样化。

当采用模块化原则设计时，设计者掌握了一系列结构模块和功能模块的资料，根据任务书的要求由这些模块组装船舶。在设计结构模块和功能模块的过程中，已经计及强度约束条件(材料牌号、连接尺寸、节点结构等等)和工艺约束条件(模块最大重量、外形尺寸、板材型材的尺寸和牌号等等)。单元模块的型式取决于其在船上的位置。所采用模块的构成，确定了模块设计的方法：模块总段法、模板法和模块机组法。这样每一艘新船的设计工作，不仅包括从众多的基本单元的可能组合中确定一种既满足技术任务书要求，又满足附加技术操作要求和其它约束条件的组合而且是确定相当于该船舶最佳方案的最佳组合。
根据世界各国的实践确定船舶模块化方案的途径如下：     (1)船的艏艉端不变，通过改变船体的中间段长度来改变船长；     (2)船的艏艉端不变而改变船舶的用途；      (3)在船型之间模块高度统一化的条件下．由相应的结构模块和功能模块组装成各种建造风格和结构型式的船舶。

为了设计由结构模块和功能模块组装的船舶，必须确保模块和船舶两者参数数列一致。例如，必须使船尾功能模块和船首功能模块的型式尺寸系列连接处的宽度、高度和线型同船舶宽度高度参数系列、船体对接处的形状参数及主机功率系列相一致。这就必须建立船舶动力装置的型式尺寸系列。动为装置本身可以而且也应该由一组模块机组组装而成。显然，全部辅机以及船舶系统的设备元件也应建立型式尺寸系列。因此，模块化原则在造船中的应用与船用设备制造业的努力和成就有密切关系，并互为因果。必须特别注意的是，一定要缩减各类船用产品的型式尺寸数，也就是对各种技术方案实行统一化。      
至于采用船舶舱室功能模块问题，首先要对船舱实行标准化并使船舶舱室模块的参数系列与船舶参数一致。      
结构模块和功能模块系列应满足下列要求：      (1)模块单元应具有较高的制造精度，不加修正即可安装；     (2)船舶系统的主管道具有最佳布置，     (3)船舶主电缆的连接具有良好的工艺结构；     (4)具有安装和连接尺寸系列；      (5)具有船舶装置、机械和设备的模块机组。  实行模块化原则，还要解决模块的专业化生产问题、生产管理问题和工艺发展问题，制定模块化造船的经济效益预测方法；确定模块专业化生产条件及其合理化范围。

5.2模块化造船的展望
模块化造船相对于传统的造船法的确存在着巨大的优势。但从目前国内外模块造船的实践看，要达到真正的模块造船仍有许多工作要做，其中最主要的工作是设计方法的变更。也就是说，模块造船法要想取得突破性的进展，还必须大力开展模块化船舶的设计研究，对船舶模块的划分、结构型式、模块的通用性、系列性、组合性、设计方法、相应的组织管理等进行广泛的研究。初步设计阶段，要研究和制订出船体主尺度的参数系列和结构的组成部分，使这些参数与模块的规格相符合；详细设计阶段和生产设计阶段要设计出结构和功能模块系统，使用这些船体模块进行最佳配套的方法；此外，还需要研究设计船舶模块建造法的流水工位作业线，以及配置必需的设备。  
模块化造船必须要依靠数字化设计，数字化设计是以造船过程的知识融合为基础，以数字化建模仿真与优化为特征，将信息技术全面应用于船舶的产品开发、设计、制造、管理、经营和决策的全过程，最终达到快速设计、快速建造、快速检测、快速响应和快速重组的目的。  
模块化造船将促进造船企业成为真正的总装厂， 它将是动态联盟的盟主工厂或称之为龙头企业。充分发挥其承接造船订单、船台、船坞、合拢船舶和试航交船的能力。船体建造、舾装、涂装和管件制造的大量作业，将由各类高效的专业化的模块工厂承担。许多模块工厂为一家船厂提供所需的各类模块。每家模块工厂又为多家船厂供应其所需的高质量、低成本的模块。