洪敏

摘 要：伴隨著中國(guó)在國(guó)際政治與經(jīng)濟(jì)格局中的重要作用與地位，我國(guó)船舶制造市場(chǎng)會(huì)迎來更大的曙光，當(dāng)然，中國(guó)的造船業(yè)也將面對(duì)更大的成長(zhǎng)和挑戰(zhàn)。我國(guó)船舶制造行業(yè)要不斷發(fā)展與創(chuàng)新設(shè)計(jì)與建造技術(shù)，從軟硬件配置與應(yīng)用方面開展突破，在已有的建造成果的基礎(chǔ)上，提高設(shè)計(jì)建造的生產(chǎn)效率與質(zhì)量，適應(yīng)船舶建造行業(yè)的科技發(fā)展趨勢(shì)。

關(guān)鍵詞：船舶設(shè)計(jì);建造;現(xiàn)狀;發(fā)展

0 前言

近年來以自動(dòng)化為代表的高新技術(shù)以及各種新工藝、新材料的廣泛使用，造船技術(shù)在集成和高技術(shù)基礎(chǔ)上不斷創(chuàng)新，現(xiàn)代船舶工業(yè)已發(fā)展成為高技術(shù)支撐下的現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)。

1 我國(guó)船舶行業(yè)背景與現(xiàn)狀

1.1 我國(guó)船舶建造材料的現(xiàn)狀

中國(guó)造船業(yè)近年發(fā)展迅速，據(jù)國(guó)外有關(guān)資料稱去年接獲船舶訂單達(dá)700萬修正總噸，以單一國(guó)家計(jì)算已超越日本，晉身全球第二大造船國(guó)，步入了自身發(fā)展的黃金時(shí)期。造船業(yè)的興起，帶動(dòng)了一系列的產(chǎn)業(yè)，成為我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的推動(dòng)力量。船舶運(yùn)行的環(huán)境復(fù)雜，經(jīng)常出現(xiàn)惡劣環(huán)境，因此，船舶的材料有著更嚴(yán)更高的要求，材料需要具備高強(qiáng)度、韌性好、可焊狀態(tài)良好等特點(diǎn)，以便符合船舶的制造條件。一般專用的型材、鍛鋼材用于常規(guī)的船舶建造，尤其是散貨船、集裝箱船等船體的材料。我國(guó)船舶制造行業(yè)在不斷發(fā)展，一些特種鋼材也用于了船舶建造中，比如含稀土耐蝕B級(jí)碳素鋼、低合金高強(qiáng)度鋼和低溫鋼、低磁鋼，這些鋼材通過生產(chǎn)并投入船舶市場(chǎng)，解決了船舶工業(yè)快速增長(zhǎng)的發(fā)展需要。由于外國(guó)船東在我國(guó)會(huì)訂造船舶，尤其是超大型油船、超巴拿馬型集裝箱船，在鋼材選用上很少會(huì)采用國(guó)內(nèi)鋼材，一般以日本和西歐的進(jìn)口鋼材為主要材料，這就使得船舶的生產(chǎn)利潤(rùn)下降了不少。

1.2 船舶建造技術(shù)的現(xiàn)狀

船舶產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)相當(dāng)復(fù)雜，船舶的建造涉及各個(gè)不同專業(yè)、不同的建造單位、不同的配套企業(yè)。零、部件達(dá)數(shù)百萬件以上，按傳統(tǒng)的打造船體、鋪管道、裝甲板等步驟，造船周期長(zhǎng)、效率低、組織協(xié)調(diào)困難。采用分段建造，模塊總裝技術(shù)生產(chǎn)效率高，對(duì)建造精度要求也高。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，以集成制造和數(shù)據(jù)傳遞為特征的數(shù)字化造船技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，成為現(xiàn)代造船技術(shù)的核心和基礎(chǔ)，而高技術(shù)含量船的建造技術(shù)，成為一個(gè)國(guó)家船舶建造能力的體現(xiàn)。

1.3 船舶設(shè)計(jì)軟件的現(xiàn)狀

（1） NAPA。NAPA公司在船舶設(shè)計(jì)初步階段提出了 3D NAPA 的概念，該軟件的特點(diǎn)在于可以在最短時(shí)間內(nèi)完成結(jié)構(gòu)的初步設(shè)計(jì)，可根據(jù)需要生成結(jié)構(gòu)所需的網(wǎng)絡(luò)模型，并且可以實(shí)現(xiàn)曲線的轉(zhuǎn)換，表面與圖像的轉(zhuǎn)換。

（2） CADDS5i。這個(gè)軟件是由 PTC 公司針對(duì)航空業(yè)、船舶業(yè)，推出的一款新產(chǎn)品，該軟件主要包括管系、電力、空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)幾大模塊，船體模塊的作用主要是對(duì)船體結(jié)構(gòu)進(jìn)行相關(guān)輔助設(shè)計(jì)，可以對(duì)船體制造所需的數(shù)據(jù)進(jìn)行輸出與導(dǎo)入，而管系模塊則為了管系的制造與設(shè)計(jì)提供了工具，與此同時(shí)，電力模塊還為船舶的電氣系統(tǒng)的開發(fā)提供了工具。

1.4 船舶建造核心技術(shù)的現(xiàn)狀

數(shù)字化造船技術(shù)我國(guó)船舶建造的核心技術(shù)之一。數(shù)字化造船，顧名思義就是以數(shù)字化建模仿真為技術(shù)特征，綜合造船理論，在實(shí)踐中運(yùn)用到設(shè)計(jì)與建造等各環(huán)節(jié)中。通過船舶產(chǎn)品全數(shù)字化模型的建立，生成滿足現(xiàn)代造船模式所需的基礎(chǔ)信息，應(yīng)用模塊化建造技術(shù)、虛擬建造和裝配技術(shù)，實(shí)現(xiàn)船舶殼、舾、涂一體化制造，達(dá)到有效控制造船周期、質(zhì)量和成本。世界先進(jìn)的船舶建造國(guó)家，從CAX起步，以開展CIMS、運(yùn)用敏捷制造技術(shù)模式轉(zhuǎn)變?yōu)樘摂M化模式的發(fā)展，既滿足了船舶產(chǎn)品設(shè)計(jì)與開發(fā)，有實(shí)現(xiàn)了船舶驗(yàn)收與使用的數(shù)字化的制造與管理，完成了一項(xiàng)船舶的全壽命周期的建造。我國(guó)的造船企業(yè)，是造船業(yè)的骨干力量，肩負(fù)著造船業(yè)的進(jìn)步與發(fā)展。其造船的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)已形成一定的構(gòu)架，建立了以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)的輔助設(shè)計(jì)與建造管理的平臺(tái)，從一定程度上提升了整體建造水平，但是關(guān)于數(shù)字化造船技術(shù)的應(yīng)用還需要繼續(xù)追趕國(guó)際一線水平。

2 我國(guó)船舶設(shè)計(jì)建造技術(shù)的展望

2.1 船舶建造技術(shù)的展望

在對(duì)我國(guó)船舶建造技術(shù)進(jìn)行發(fā)展的同時(shí)，必須要積極吸收國(guó)外的先進(jìn)技術(shù)，且以提升數(shù)字化建造技術(shù)為目標(biāo)。要建立自己的造船軟件產(chǎn)業(yè)，首先應(yīng)該先制定出符合我國(guó)船舶企業(yè)發(fā)展需求的數(shù)字化標(biāo)準(zhǔn)體系，這種體系包括了信息編碼的標(biāo)準(zhǔn)化、數(shù)據(jù)表達(dá)的標(biāo)準(zhǔn)化、建立船舶信息集成與數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)及平臺(tái)等。這些系統(tǒng)的運(yùn)用可以建立起一個(gè)高效運(yùn)行的環(huán)境，保證關(guān)聯(lián)企業(yè)間供應(yīng)鏈的順暢，大幅度提高生產(chǎn)效率。

2.2 船舶設(shè)計(jì)的展望

為了符合當(dāng)前國(guó)內(nèi)船舶制造的先進(jìn)模式，國(guó)內(nèi)企業(yè)必須加快以三維技術(shù)為核心的信息一體化軟件產(chǎn)品的開發(fā)，內(nèi)容必須包括船舶初步設(shè)計(jì)、生產(chǎn)設(shè)計(jì)的集成系統(tǒng)。另外，對(duì)于軟件的功能設(shè)計(jì)必須要求一體化、模塊化，要求造船達(dá)到“設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、管理一體化”以及“殼、涂一體化”，同時(shí)要求考慮到船體構(gòu)件相互之間的邏輯關(guān)系，以及數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。當(dāng)數(shù)據(jù)庫(kù)當(dāng)中的某些船體結(jié)構(gòu)零件被修改后，與它有關(guān)的零件便會(huì)進(jìn)行自動(dòng)更新，對(duì)零件進(jìn)行拆分。

2.3 船舶材料展望

我國(guó)的目標(biāo)是建造超大型油船（VLCC）、浮式生產(chǎn)儲(chǔ)油船（FPSO）、超巴拿馬型集裝箱船、液化石油氣船（LNG船）及豪華客船，它們代表著當(dāng)前的世界船舶和海洋工程高附加值、高技術(shù)船舶水平。因此，寬長(zhǎng)鋼板、大型材、抗腐蝕性能良好的不銹鋼、細(xì)晶粒的低溫鋼、碳當(dāng)量低焊接性能好高強(qiáng)度鋼等，是船舶建造迫切需要的船舶材料。

2.4 船舶建設(shè)核心技術(shù)的展望

在船舶建造核心技術(shù)方面，我國(guó)要在常規(guī)船建造訂單上增加利潤(rùn)，必須積極吸收國(guó)外先進(jìn)技術(shù)，加強(qiáng)開發(fā)，以提升數(shù)字化船舶建造技術(shù)作為突破口，建立自己的造船軟件產(chǎn)業(yè)。首先，須制定出符合船舶企業(yè)實(shí)際，以及發(fā)展需求的船舶建造數(shù)字化標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系，包括信息編碼的標(biāo)準(zhǔn)化;數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)表達(dá)、存取方法的標(biāo)準(zhǔn)化;建立相應(yīng)的基礎(chǔ)性和通用性的數(shù)據(jù)庫(kù)、知識(shí)庫(kù)和模型庫(kù);建立和研究船舶信息集成和數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)和平臺(tái)，以及一個(gè)通暢、穩(wěn)定、安全的網(wǎng)絡(luò)通信平臺(tái)基礎(chǔ)信息的屬性描述和信息結(jié)構(gòu)。如：物料基本信息、物料清單（BOM）信息、工藝路線和生產(chǎn)能力基本信息、托盤/分段信息等;業(yè)務(wù)流程的優(yōu)化組合和信息交換接口的標(biāo)準(zhǔn)化;船舶產(chǎn)品數(shù)據(jù)的管理（PDM）和數(shù)據(jù)庫(kù)的建設(shè)。其次，構(gòu)筑網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)平臺(tái)、信息存儲(chǔ)和信息交換的基礎(chǔ)平臺(tái)，以及系統(tǒng)開發(fā)的基礎(chǔ)平臺(tái)，開展集成技術(shù)、協(xié)同技術(shù)、供應(yīng)鏈技術(shù)等基礎(chǔ)技術(shù)的研究;異構(gòu)平臺(tái)下信息交換技術(shù)的研究，建立高效的系統(tǒng)開發(fā)和運(yùn)行的環(huán)境。在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的集中與分布相結(jié)合的數(shù)據(jù)操控體系，各專業(yè)、各企業(yè)的工作協(xié)同，關(guān)聯(lián)企業(yè)間供應(yīng)鏈順暢，企業(yè)內(nèi)物流、資金流精確受控，從而實(shí)現(xiàn)敏捷、精益、自動(dòng)化和虛擬化建造船舶，以此大幅度降低成本。

3 結(jié)束語

我國(guó)已躍身全球造船大國(guó)之列，進(jìn)入了船舶發(fā)展的黃金時(shí)期，尤其是以自動(dòng)化技術(shù)為基礎(chǔ)新技術(shù)以及各種新材料應(yīng)用于船舶設(shè)計(jì)建造中，為船舶建造行業(yè)不斷創(chuàng)新，成為了以高新技術(shù)為支撐的現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)。作為船舶建設(shè)人員要對(duì)我國(guó)未來船舶建設(shè)行業(yè)抱有信心 并全力為之進(jìn)步而奮斗。

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