山東省黃河航運(yùn)局有限責(zé)任公司 張日宏

一、民用氣墊船應(yīng)用現(xiàn)狀

隨著我國(guó)在環(huán)境治理方面所作出的巨大努力，環(huán)境保護(hù)取得了日益顯著的成果，同時(shí)由于人們對(duì)于生活質(zhì)量的要求不斷提高，近年來(lái)，濕地旅游已經(jīng)逐漸成為人們旅游的一種重要形式。不同于傳統(tǒng)旅游景區(qū)，濕地旅游的通勤出行是單純的陸上交通工具和普通船舶難以勝任的，這時(shí)氣墊船這一水陸兩棲的特殊船舶在這一領(lǐng)域就有了用武之地，氣墊船既是必要的交通工具，又可以當(dāng)作一種新奇的旅游項(xiàng)目，頗受廣大游客青睞，在開封黃河古渡口、鄭州黃河文化公園、陜西華山風(fēng)景區(qū)潼關(guān)三河口等都有廣泛應(yīng)用并且受到了景區(qū)管理方及廣大游客的一致好評(píng)。氣墊船是一種靠空氣壓力懸浮于地表、水面、冰面、以及沼澤淺灘等介質(zhì)之上，由空氣螺旋槳推進(jìn)行駛的船舶，除了上述旅游通勤等領(lǐng)域外，氣墊船得益于其水陸兩棲的特殊優(yōu)勢(shì)，在消防救援、生態(tài)環(huán)境治理保護(hù)等領(lǐng)域也發(fā)揮了極大的作用。

二、亟須改革的民用氣墊船制造技術(shù)

氣墊船無(wú)論是旅游用還是消防救援用，由于其行業(yè)特殊性，對(duì)于交船時(shí)間的要求相對(duì)較為緊迫，這就對(duì)于氣墊船的設(shè)計(jì)建造效率提出了較高的要求。

目前國(guó)內(nèi)的民用氣墊船的制造市場(chǎng)主要由上海某公司和山東某船廠占據(jù)，這兩個(gè)企業(yè)的氣墊船的頂尖制造技術(shù)一定程度上代表了國(guó)內(nèi)的民用氣墊船制造技術(shù)。目前，這兩個(gè)企業(yè)的主要制造方式大致可以總結(jié)為以下幾步：（1）設(shè)計(jì)部門根據(jù)不同客戶的不同需求，進(jìn)行差異化船體設(shè)計(jì)；（2）生產(chǎn)部門分解設(shè)計(jì)圖紙，采用人工方式或者機(jī)械設(shè)備輔助人工的方式將鋁合金板材彎折成所需構(gòu)件；（3）輔以按需切割的鋁合金型材，人工拼接構(gòu)件，人工鉆孔，采用手工鉚接的方式將構(gòu)件組裝成整體。

不可否認(rèn)的是此種方式已經(jīng)運(yùn)用了幾十年之久，的確是有其合理性，例如差異化設(shè)計(jì)是由于船舶行業(yè)的特殊性，每條船都有其獨(dú)特的用途，所以需要不同的設(shè)計(jì)，這在船舶行業(yè)中是一種普遍使用的設(shè)計(jì)方式；再比如手工鉚接的方式也的確是一種安全可靠的工藝，鋁合金焊接工藝相較于鋼鐵焊接工藝來(lái)說(shuō)，難度較大，可靠性較低，所以在鋁合金制品行業(yè)中，手工鉚接仍然是相當(dāng)重要的一種接合方式。

但是上述制造方式的缺點(diǎn)也同時(shí)凸顯了出來(lái)：生產(chǎn)效率慢、設(shè)計(jì)的合理性和生產(chǎn)的可靠性難以達(dá)到一個(gè)相對(duì)較高的水平。

這就需要我們?cè)诿裼脷鈮|船的制造技術(shù)上，從設(shè)計(jì)角度和生產(chǎn)角度等進(jìn)行多方面的探索，力爭(zhēng)尋求一種更加合理，更加先進(jìn)，更加符合現(xiàn)代科技發(fā)展趨勢(shì)的制造技術(shù)。

三、造船工業(yè)特征

縱觀當(dāng)前的造船工業(yè)，基本具備以下特征：

（1）其本質(zhì)任務(wù)是為水路運(yùn)輸、水產(chǎn)養(yǎng)殖或捕撈、海洋資源開發(fā)、科研、軍事等領(lǐng)域提供艦艇、船舶、海洋鉆井平臺(tái)等各種海上建筑物。

（2）決定造船工業(yè)好壞的關(guān)鍵是在船舶市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)能力，而競(jìng)爭(zhēng)能力的大小，很大程度上取決于船舶的建造質(zhì)量、船舶的建造周期、船舶的造價(jià)以及售后服務(wù)等因素。

（3）一個(gè)好的造船企業(yè)必須要建立一個(gè)優(yōu)秀的制造技術(shù)體系，而一個(gè)成功的制造技術(shù)體系必須做到：①能夠設(shè)計(jì)并建造出滿足使用方要求的高質(zhì)量船舶；②能夠有效地控制建造成本，降低建造成本；③能夠通過優(yōu)化設(shè)計(jì)和生產(chǎn)方式縮短建造周期；④有很強(qiáng)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，能夠簽訂足夠多的，質(zhì)量足夠高的訂單合同。

（4）市場(chǎng)對(duì)于船舶的需求是跟隨著對(duì)應(yīng)的行業(yè)景氣指數(shù)相關(guān)，企業(yè)必須在有利的年代緊抓機(jī)遇，從而實(shí)現(xiàn)發(fā)展的快速。前面已經(jīng)提到了，民用氣墊船所對(duì)應(yīng)的市場(chǎng)能夠產(chǎn)生周期性起伏的是旅游行業(yè)，而當(dāng)前的旅游行業(yè)情況與我國(guó)的環(huán)境治理保護(hù)是分不開的。只要能夠鞏固環(huán)境治理保護(hù)的偉大成果，未來(lái)民用氣墊船的市場(chǎng)將是非常樂觀的。但是造船企業(yè)還是要對(duì)市場(chǎng)上對(duì)于船舶的其他需求、國(guó)內(nèi)外的經(jīng)濟(jì)形勢(shì)、新興技術(shù)的發(fā)展有一個(gè)精細(xì)全面的了解和分析，只有這樣才能為船舶的研發(fā)設(shè)計(jì)、船舶訂單的商務(wù)決策等提供可靠的依據(jù)。

（5）船舶建造是一個(gè)裝配性工業(yè)，設(shè)備的采購(gòu)與船體構(gòu)件的制作在造船成本中將會(huì)占據(jù)極大的比例。因此，加強(qiáng)與設(shè)備廠家的合作、降低原材料采購(gòu)成本就成為相當(dāng)重要且相當(dāng)復(fù)雜的工作。對(duì)于民用氣墊船來(lái)說(shuō)，如何提高設(shè)計(jì)水平，盡量大規(guī)模采購(gòu)相同廠家的相同設(shè)備運(yùn)用到不同需求的氣墊船上，以及如何設(shè)計(jì)便于大規(guī)模批量生產(chǎn)的船體構(gòu)件就對(duì)造船企業(yè)的計(jì)劃組織工作形成了考驗(yàn)。

四、計(jì)算機(jī)及工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)在造船工業(yè)中的應(yīng)用

造船的過程是一個(gè)需要多個(gè)工種協(xié)同，每個(gè)工種又有多種復(fù)雜工序的繁雜工程，目前民用氣墊船的建造周期大概在一年到兩年不等，而其中進(jìn)行船舶設(shè)計(jì)所需要的時(shí)間通常會(huì)占據(jù)整個(gè)造船周期的二分之一，縮短設(shè)計(jì)周期將是提高建造效率的一項(xiàng)重要任務(wù)，這也對(duì)設(shè)計(jì)部門的電子計(jì)算機(jī)運(yùn)用能力提出了更高的要求。

當(dāng)船舶使用方提出使用需求后，設(shè)計(jì)部門首先需要進(jìn)行調(diào)研，其目的是確定船舶的主尺度、船體結(jié)構(gòu)、航行性能以及船舶所需設(shè)備等，因此，船舶制造企業(yè)要收集大量各方面的資料進(jìn)行分析計(jì)算，這就需要電子計(jì)算機(jī)來(lái)進(jìn)行資料的搜集、儲(chǔ)存以及輔助分析等工作。

計(jì)算機(jī)在自動(dòng)化生產(chǎn)、生產(chǎn)調(diào)度、勞動(dòng)力分配、船舶性能試驗(yàn)、物料清單的編制和記錄等方面都發(fā)揮了重要的作用。

五、現(xiàn)代化造船工業(yè)技術(shù)理論

目前國(guó)際上造船行業(yè)已經(jīng)形成了比較成熟的造船成組技術(shù)，其對(duì)于船舶的整個(gè)建造周期系統(tǒng)化管理，已形成了成熟體系。20世紀(jì)50年代，成組技術(shù)被提出并且應(yīng)用，至今已經(jīng)發(fā)展了六七十年。成組技術(shù)是將計(jì)算機(jī)充分運(yùn)用其中的一門生產(chǎn)技術(shù)學(xué)科，是計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、輔助工藝過程設(shè)計(jì)、輔助制造等技術(shù)的基礎(chǔ)。成組技術(shù)是一種技術(shù)概念，在各種工業(yè)領(lǐng)域得到了廣泛的運(yùn)用，它是指通過利用不同工件的相似性、加工方式的相似性以及生產(chǎn)設(shè)備的相似性等對(duì)企業(yè)所完成生產(chǎn)所需的所有工作進(jìn)行科學(xué)合理的安排，它貫穿于從產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)物資的準(zhǔn)備、成本控制、勞動(dòng)資料分配等都包括在內(nèi)的整個(gè)生產(chǎn)過程。它已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)生產(chǎn)管理的現(xiàn)代化，顛覆傳統(tǒng)的生產(chǎn)理論。成組技術(shù)有效的和數(shù)字控制技術(shù)以及工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)結(jié)合，在現(xiàn)如今有了顯著的發(fā)展。

從20世紀(jì)70年代開始，國(guó)內(nèi)外新建設(shè)的船廠或者是在進(jìn)行現(xiàn)代化改造的老舊船廠中，引進(jìn)了成組技術(shù)并經(jīng)過深入研究形成了“造船成組技術(shù)”這一船舶行業(yè)的系統(tǒng)工程學(xué)，傳統(tǒng)造船行業(yè)的組織原則是以工種為導(dǎo)向，而造船成組技術(shù)改變了傳統(tǒng)造船行業(yè)這一原則，造船企業(yè)按照新概念開發(fā)了針對(duì)不同結(jié)構(gòu)零件的專用生產(chǎn)設(shè)備，極大地減少了勞動(dòng)力的密集程度，增加了生產(chǎn)效率。

六、基于工業(yè)自動(dòng)化的民用氣墊船制造技術(shù)優(yōu)化

不同于大型船舶和軍用登陸作戰(zhàn)氣墊船，民用氣墊船主尺度相對(duì)要小很多，目前國(guó)內(nèi)常見的民用氣墊船總長(zhǎng)大多在20米以下，屬于小型船舶，這就使得在國(guó)內(nèi)較為成熟的造船成組技術(shù)無(wú)法直接照搬過來(lái)在該領(lǐng)域發(fā)揮作用。又因?yàn)槿祟悓?duì)于生活資料及產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中資源消耗量不斷增加，所以人們對(duì)于生產(chǎn)方式的要求和效率越來(lái)越高。這就需要我們進(jìn)行探討研究，力圖將先進(jìn)的大型船舶生產(chǎn)理念與實(shí)際中的小型船舶建造進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，尋求一種先進(jìn)的民用氣墊船制造技術(shù)。

通過從上述幾個(gè)方面所闡述的民用氣墊船的特點(diǎn)與普通船舶的制造技術(shù)理念，筆者認(rèn)為可以從以下幾個(gè)方面對(duì)民用氣墊船的制造技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化。

首先，從設(shè)計(jì)角度進(jìn)行優(yōu)化。我們可以總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，全面詳盡的對(duì)市場(chǎng)需求進(jìn)行調(diào)研，將市場(chǎng)需求進(jìn)行分析分類，針對(duì)不同類別的使用場(chǎng)景中的相似因素，充分利用小型船舶的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)幾個(gè)典型氣墊平臺(tái)，對(duì)典型氣墊平臺(tái)進(jìn)行相對(duì)完善的計(jì)算和設(shè)計(jì)。誠(chéng)然，此項(xiàng)任務(wù)必將是艱苦卓絕的，但是一旦經(jīng)過試驗(yàn)反饋形成較為完善的平臺(tái)，將會(huì)為后期的優(yōu)化過程打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。典型氣墊平臺(tái)將采用統(tǒng)一的結(jié)構(gòu)，統(tǒng)一的動(dòng)力系統(tǒng)及操控系統(tǒng)，同時(shí)對(duì)于乘坐和設(shè)備安裝預(yù)留針對(duì)不同使用需求而進(jìn)行不同設(shè)計(jì)的平臺(tái)。例如：設(shè)計(jì)一款16米的氣墊平臺(tái)，未來(lái)針對(duì)所有需要16米氣墊船的使用場(chǎng)景，都采用該平臺(tái)進(jìn)行設(shè)計(jì)，只是在平臺(tái)基礎(chǔ)上，針對(duì)不同的使用場(chǎng)景，將客艙按需設(shè)計(jì)，在設(shè)備平臺(tái)安裝所需設(shè)備。這樣可以大大降低設(shè)計(jì)工作的工作量，同時(shí)方便船體構(gòu)件的統(tǒng)一生產(chǎn)。

第二，基于上述設(shè)計(jì)，對(duì)于同一氣墊平臺(tái)的船舶，可以成規(guī)模的采購(gòu)相關(guān)動(dòng)力設(shè)備，操控設(shè)備等，提高采購(gòu)數(shù)量，可以有效地降低設(shè)備單價(jià)，提高采購(gòu)效率。

第三，得益于典型氣墊平臺(tái)的統(tǒng)一性，船體所需的構(gòu)件可以大規(guī)模生產(chǎn)，造船企業(yè)可以充分利用電子計(jì)算機(jī)技術(shù)和工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)，開發(fā)相應(yīng)的設(shè)備，直接將板材沖壓成型，提高生產(chǎn)速度。

第四，開發(fā)相應(yīng)的工裝件，承托組裝船體所需的構(gòu)件，在構(gòu)件組裝時(shí)直接利用工裝件，既能節(jié)省人力，又可以提高組裝精度，保證造船質(zhì)量。

第五，開發(fā)自動(dòng)化鉚接生產(chǎn)線，利用可編程序邏輯控制器（PLC）、步進(jìn)電機(jī)、伺服系統(tǒng)和變頻器等，開發(fā)相應(yīng)的智能機(jī)械手，配合工業(yè)視覺識(shí)別系統(tǒng)，高效準(zhǔn)確的在船體構(gòu)件的相應(yīng)位置進(jìn)行鉆孔和鉚接，不僅大大提高鉆孔精度和鉚接質(zhì)量，還可以極大地減少勞動(dòng)力的投入。

通過優(yōu)化船舶設(shè)計(jì)，規(guī)模化采購(gòu)船舶設(shè)備，自動(dòng)化生產(chǎn)船體構(gòu)件以及自動(dòng)化組裝船體，

將極大地降低民用氣墊船的建造成本，縮短建造周期。不斷地總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，建立起科學(xué)合理的現(xiàn)代化民用氣墊船制造技術(shù)體系。