论文部分内容阅读
摘要：
模块化理念早在20实际50年代就由一些欧美国家正式提出，并逐步广泛应用于计算机、电气产品、机械制造、建筑施工等多個领域。近年来，欧美国家又将这一理念引入到机电工程中，并通过很多成功的实践事例，给机电工程的技术前景带来新的思路。本文将对模块化理念在化工机械设备工程中进行推广的优势、基本方法、可行性等进行简单的阐述。
关键词：机电工程、化工机械设备、模块化施工
中图分类号：TU85文献标识码： A
一、模块化施工理念简介
模块化施工理念，就是将大型产品从设计时，就拆分为较小结构单元，或将复杂的产品，拆分为相对简单的单元，这些拆分出来的单元就是模块，通过模块化的设计和生产，来优化产品工艺，提高效率。模块通常在工厂制造出来，通过运输、拼装、就位等一系列操作，最终在预定位置完成整体产品的再现，实现其设计的使用功能。
二、模块化施工应用详解
1、设计阶段
设计阶段的策划是模块化实施的重点，是由传统工程模式向模块化施工模式转变能否成功的前提。
设计阶段需要对整个产品进行初步设计的同时，进行模块化可行性分析，主要是整体化工机械产品能否被合理的拆分。模块拆分的原则一般要根据产品的结构特点和技术特性，通常的模块都具备较独立的结构和较独立的功能，其要点包括：1）拆分界线宜选择在非关键连接部件处，便于装配且不会影响到设备的精度；2）每个独立的模块应有较规则的外形，便于制造和运输、储存；3）每个模块应有足够的刚度和稳定性，以便在吊装等工序中具备可操作性，刚度、稳定性不够时，可增设框架或补强结构；4）模块的规格及重量应能满足运输要求和现场拼装条件；5）每个模块尽可能形成完善的独立功能结构，如机械装置的附属油、气、电管路及线路应同时配备、并形成标准连接接口；6）对产品结构相同或相似的部位，可拆分为相同模块，为制造阶段的批量化生产提供便利，也便于现场安装。
完成化工机械设备的模块拆分后，后续详细设计中与常规产品设计的区别是：对模块间接口设计合理的拼装方法，给出拼装要求和公差范围。
在刚刚开始进行模块化设计时，往往会加大设计者的工作量，使设计难度增大，但是随着经验和资料的积累，相应标准产品图册、产品图集的形成，反而会使设计过程更加便捷。
2、实施阶段
通过系统化的模块设计，在实施阶段，工作就变得相对简化了。制造厂在生产时，只需按照设计给出的基准点（或线）进行模块的生产，并使关键部件的精度符合设计给出的阶段性公差，模块通过检验验收，交付现场施工。
现场施工时，首先依据设计要求在安装现场建立测量网，作为安装的定位依据。每一个模块入场后，即可按照制造时的基准点（或线），将模块按照设计坐标进行就位安装、调整，使模块的偏差满足预定的阶段性公差。模块的现场拼装过程类似于垒积木，其效率远远大于传统的现场安装施工，其区别在于：主要的部件连接工作已经在制造阶段完成，使现场组焊工作最小化；单个模块拥有预设的自身精度控制体系，不必待所有部件都到场再进行装配；便捷的接口连接工作，简化工作流程，有时可以先就位多个模块，再进行连接作业，令施工更为集中，提高生产率，节约机械台班消耗。
三、模块化应用于机电工程中的优势
化工机械设备作为较特别的产品，往往具备外形庞大、重量高、结构复杂等自身特点，通常又具备工期紧、施工量大、交叉作业多等外部特点，在工程实施中往往又分为制造、运输、现场安装等多个阶段，所以在应用模块化优化施工工艺时，侧重点与方式也不尽相同：
1、通过模块化改进制造工艺
应用模块化可以提高制造阶段的生产效率。通过定型模块的设计，对大批量的产品更容易形成固定的流水作业，每个作业组负责部分工作，更易于快速掌握成熟经验；将整体制作拆解为多点制作，缩短制造周期；生产任务过饱和时，对技术不复杂的非关键模块，可以外委给具备资格和能力的合作单位制作，减轻生产压力。模块化制造与传统的按零部件划分制造单元的方式相比，更具集成性，既方便管理，简化了最终整体组装的复杂流程，使制造工艺的选择多样化。
2、通过模块化解决运输的限制
由于化工设备往往外形较大，所以受运输能力限制，制造施工往往具有地域性。将大型的设备系统以模块进行制作和运输安装，将打破传统的市场格局，对持续发展有利。
3、现场装配的优势
散件运输虽然也能解决机电产品的运输问题，但是在现场装配时，模块化的产品在保证质量、进度等方面都有很大的优势。
机电安装的过程的质量控制，就是对制造精度的现场再现，由于受现场人员技能水平、熟练度的影响，施工专业化机械的影响，材料的质量水平，施工环境的影响等，精度往往很难达到制造的标准。以模块化的理念，将技术密集或精度高的组合件，在制造厂内完成，最小化现场的装配工作的同时，以标准的接口，简化施工工艺，进而提高质量，也缩短了安装周期。对大型设备进行模块化分解，有利于现场安排多点平行作业，在工期紧张的情况下，更容易安排赶工。
四、模块化施工方式的注意要点
1、安装工序的设计
设计单位在进行模块设计时，应同时策划好安装次序，避免因工序失当而导致返工。
2、避免累积公差的影响
合理规划好制作、安装各阶段的公差要求，明确出最终公差范围，避免因公差累积造成精度无法满足要求，特别是有配合精度要求的接口部位，更应严格控制。对在施工阶段无法避免较大偏差的部位，应设置补偿件。
3、试运行的注意事项
对模块包含的动设备，在具备单机试运行的条件下，应在模块安装前完成试运行工作；包含管路的模块，宜在安装前按标准完成试压或泄露性试验；电器装置、线路应完成相应的调试及试验工作。
结束语：
模块化的施工方法，在我国起步较晚，目前仅在建筑、电力等少数行业开始应用，在化工领域的机电安装工程中，应用模块化施工方法，是可行的，极大的优化了工艺过程，在保证质量、安全、进度方面都存在明显的优势，还需逐步深入研究并推广。
模块化理念早在20实际50年代就由一些欧美国家正式提出，并逐步广泛应用于计算机、电气产品、机械制造、建筑施工等多個领域。近年来，欧美国家又将这一理念引入到机电工程中，并通过很多成功的实践事例，给机电工程的技术前景带来新的思路。本文将对模块化理念在化工机械设备工程中进行推广的优势、基本方法、可行性等进行简单的阐述。
关键词：机电工程、化工机械设备、模块化施工
中图分类号：TU85文献标识码： A
一、模块化施工理念简介
模块化施工理念，就是将大型产品从设计时，就拆分为较小结构单元，或将复杂的产品，拆分为相对简单的单元，这些拆分出来的单元就是模块，通过模块化的设计和生产，来优化产品工艺，提高效率。模块通常在工厂制造出来，通过运输、拼装、就位等一系列操作，最终在预定位置完成整体产品的再现，实现其设计的使用功能。
二、模块化施工应用详解
1、设计阶段
设计阶段的策划是模块化实施的重点，是由传统工程模式向模块化施工模式转变能否成功的前提。
设计阶段需要对整个产品进行初步设计的同时，进行模块化可行性分析，主要是整体化工机械产品能否被合理的拆分。模块拆分的原则一般要根据产品的结构特点和技术特性，通常的模块都具备较独立的结构和较独立的功能，其要点包括：1）拆分界线宜选择在非关键连接部件处，便于装配且不会影响到设备的精度；2）每个独立的模块应有较规则的外形，便于制造和运输、储存；3）每个模块应有足够的刚度和稳定性，以便在吊装等工序中具备可操作性，刚度、稳定性不够时，可增设框架或补强结构；4）模块的规格及重量应能满足运输要求和现场拼装条件；5）每个模块尽可能形成完善的独立功能结构，如机械装置的附属油、气、电管路及线路应同时配备、并形成标准连接接口；6）对产品结构相同或相似的部位，可拆分为相同模块，为制造阶段的批量化生产提供便利，也便于现场安装。
完成化工机械设备的模块拆分后，后续详细设计中与常规产品设计的区别是：对模块间接口设计合理的拼装方法，给出拼装要求和公差范围。
在刚刚开始进行模块化设计时，往往会加大设计者的工作量，使设计难度增大，但是随着经验和资料的积累，相应标准产品图册、产品图集的形成，反而会使设计过程更加便捷。
2、实施阶段
通过系统化的模块设计，在实施阶段，工作就变得相对简化了。制造厂在生产时，只需按照设计给出的基准点（或线）进行模块的生产，并使关键部件的精度符合设计给出的阶段性公差，模块通过检验验收，交付现场施工。
现场施工时，首先依据设计要求在安装现场建立测量网，作为安装的定位依据。每一个模块入场后，即可按照制造时的基准点（或线），将模块按照设计坐标进行就位安装、调整，使模块的偏差满足预定的阶段性公差。模块的现场拼装过程类似于垒积木，其效率远远大于传统的现场安装施工，其区别在于：主要的部件连接工作已经在制造阶段完成，使现场组焊工作最小化；单个模块拥有预设的自身精度控制体系，不必待所有部件都到场再进行装配；便捷的接口连接工作，简化工作流程，有时可以先就位多个模块，再进行连接作业，令施工更为集中，提高生产率，节约机械台班消耗。
三、模块化应用于机电工程中的优势
化工机械设备作为较特别的产品，往往具备外形庞大、重量高、结构复杂等自身特点，通常又具备工期紧、施工量大、交叉作业多等外部特点，在工程实施中往往又分为制造、运输、现场安装等多个阶段，所以在应用模块化优化施工工艺时，侧重点与方式也不尽相同：
1、通过模块化改进制造工艺
应用模块化可以提高制造阶段的生产效率。通过定型模块的设计，对大批量的产品更容易形成固定的流水作业，每个作业组负责部分工作，更易于快速掌握成熟经验；将整体制作拆解为多点制作，缩短制造周期；生产任务过饱和时，对技术不复杂的非关键模块，可以外委给具备资格和能力的合作单位制作，减轻生产压力。模块化制造与传统的按零部件划分制造单元的方式相比，更具集成性，既方便管理，简化了最终整体组装的复杂流程，使制造工艺的选择多样化。
2、通过模块化解决运输的限制
由于化工设备往往外形较大，所以受运输能力限制，制造施工往往具有地域性。将大型的设备系统以模块进行制作和运输安装，将打破传统的市场格局，对持续发展有利。
3、现场装配的优势
散件运输虽然也能解决机电产品的运输问题，但是在现场装配时，模块化的产品在保证质量、进度等方面都有很大的优势。
机电安装的过程的质量控制，就是对制造精度的现场再现，由于受现场人员技能水平、熟练度的影响，施工专业化机械的影响，材料的质量水平，施工环境的影响等，精度往往很难达到制造的标准。以模块化的理念，将技术密集或精度高的组合件，在制造厂内完成，最小化现场的装配工作的同时，以标准的接口，简化施工工艺，进而提高质量，也缩短了安装周期。对大型设备进行模块化分解，有利于现场安排多点平行作业，在工期紧张的情况下，更容易安排赶工。
四、模块化施工方式的注意要点
1、安装工序的设计
设计单位在进行模块设计时，应同时策划好安装次序，避免因工序失当而导致返工。
2、避免累积公差的影响
合理规划好制作、安装各阶段的公差要求，明确出最终公差范围，避免因公差累积造成精度无法满足要求，特别是有配合精度要求的接口部位，更应严格控制。对在施工阶段无法避免较大偏差的部位，应设置补偿件。
3、试运行的注意事项
对模块包含的动设备，在具备单机试运行的条件下，应在模块安装前完成试运行工作；包含管路的模块，宜在安装前按标准完成试压或泄露性试验；电器装置、线路应完成相应的调试及试验工作。
结束语：
模块化的施工方法，在我国起步较晚，目前仅在建筑、电力等少数行业开始应用，在化工领域的机电安装工程中，应用模块化施工方法，是可行的，极大的优化了工艺过程，在保证质量、安全、进度方面都存在明显的优势，还需逐步深入研究并推广。