以技術創新引領我國船舶工業新發展

中國船舶工業綜合技術經濟研究院 桂傲然

船舶工業面臨的問題需通過技術創新解決，船舶工業的長遠發展又為技術創新提供了導向。

當前，新一輪科技革命和產業變革正在加速重構世界船舶工業競爭格局，重塑世界船舶工業分工體系，全球科技創新進入空前密集活躍期，深刻影響著我國船舶工業的國際競爭地位。同時，面對國際貿易保護主義抬頭、地緣政治風險上升和技術封鎖愈演愈烈的復雜嚴峻形勢，在我國構建以國內大循環為主體、國內國際雙循環相互促進的新發展格局的過程中，加速開展技術創新，攻克關鍵核心技術瓶頸、提升自主創新能力已經成為我國船舶工業轉型升級和高質量發展的必由之路。

技術創新所取得新突破

近年來，我國船舶工業持續開展技術創新，應對船舶安全、環保、節能、舒適等性能要求的不斷提高，在大型化、綠色化、智能化的技術發展方向不斷提高產品優化設計、開發創新與制造水平，船海領域產品取得顯著成就。

1、關鍵共性技術不斷取得突破

船型智能化、綠色化、大型化共性技術不斷發展，深水/超深水海工裝備、動力裝備及機電裝備相關水動力、結構力學和材料應用技術取得突破，自主工業軟件通過引進、吸取和創新發展，提升了船舶線型與綜合性能快速優化設計的綜合能力，推進、操作、減振、降噪與結構設計計算等關鍵共性技術水平得到提升，縮短了與世界一流水平的差距。

2、船海產品關鍵技術水平顯著提升

主流船型方面，已經具備了全系列船型研發設計建造能力，以節能、安全、環保為重點，形成了一批標準化、系列化品牌船型，并交付了“大智”號散貨船、“明遠”號VLOC、“明卓”號VLOC、“凱征”輪VLCC等一批智能船舶；在高技術和特種船舶方面，已經具備大型LNG船、VLGC、汽車滾裝船等船舶設計能力，在國際市場上享有一定聲譽；主流海工裝備自主開發能力大幅提升，全面具備了500米以內淺海油氣開發裝備的自主設計建造能力，成功研制交付了世界首座圓筒型深水鉆井儲油平臺、“海洋石油981”、深水鋪管船等深海裝備實現了淺水油氣裝備和部分深水高端裝備的自主設計，部分產品具備了總承包能力；極地船舶等前瞻性船型開發取得重要進展，雪龍2號破冰科考船成功交付。

3、船舶配套短板技術明顯改善

自主品牌動力產品設計能力提升，400mm缸徑雙燃料機和520mm缸徑低速機工程樣機建造接連取得重大突破，自主品牌小缸徑低速柴油機、雙燃料發動機、大功率高速機等實現接單。自主品牌甲板機械研發和創新能力大幅提升，以青島雙瑞為代表的船用壓載水處理系統、廢氣洗滌器等船舶環保裝備在世界海事界簽署批量訂單，動力定位系統、單點系泊系統、升降系統等重點海洋工程裝備配套系統取得突破。總體來看，我國已具備滿足三大主流船型80%以上配套設備裝船需求的能力。

船舶工業面臨的問題需通過技術創新解決

受全球造船市場有效需求不足和產能過剩的影響，船舶工業的競爭格局態勢依舊嚴峻，在競爭策略上將由價格戰為主轉向全要素競爭，包括技術、成本、質量、服務、效率在內的產品競爭力全方位比拼。相比于競爭對手，我國船舶工業在技術性能、建造周期、建造成本、產品質量和服務等方面還存在較大的提升空間，對科技創新提出了更高要求。

1、主流產品部分技術性能存在一定差距

主流船型產品設計方案的成本指標與國外差異巨大，空船重量較國際先進水平重5%～10%，結構部件數多15%～30%，油耗相差約5%，建造周期相差10%以上；海工產品方面，鉆井平臺重量高2%，鉆井船空船重量高1%～5%，FPSO空船重量高出1%～2%以上；發動機方面，自主中低速機的最高強化指標、最高熱效率和高速機功率重量比均不及競爭對手；機電設備的產品壽命和可靠性等技術指標也與國外水平存在差距。

2、高端產品自主設計建造能力尚未完全掌握

大型豪華郵輪、PC-6級極地運輸裝備、重型/核動力破冰船等船型尚未實現自主可控；TLP、SPAR、大型FLNG、LNG-FSRU、半潛式生產平臺等裝備缺乏自主設計技術或工程化能力和經驗；動力裝備型號單一、型譜不全，不及MAN、現代重工等已形成大功率范圍跨度的系列化產品。

3、部分船型尚未滿足EEDI第三階段要求

船體線型優化和減排技術的核心技術研究不強，仍有部分船型未滿足現有排放控制的最高要求。從當前新建船舶滿足EEDI要求來看，基本滿足EEDI第二階段要求，部分船舶也能滿足第三階段要求，但大型船舶（尤其是散貨船和油船）滿足EEDI第三階段的難度較大，從目前EEDI的執行力度來看，其距離IMO實現2050年航運業溫室氣體減排50%的目標還有差距。

4、部分配套件仍依賴國外進口

高端動力裝備的關鍵元器件進口，采購成本高，關鍵零部件國內替代產品可靠性較進口產品差，導致產品經濟性難以提高。LNG加注系統采用的再液化及氣體處理系統、螺桿壓縮機、液貨系統、低溫閥件等重點設備系統基本全部依賴進口；水下生產系統中水下采油樹節流閥、堵塞器等關鍵零部件尚未具備國產化能力；船舶自動化系統內配率仍為零。國產CPU、GPU核心芯片性能不足，大數據和智能化信息處理需求的支撐平臺軟件技術儲備不足，缺乏可用產品。

船舶工業的長遠發展為技術創新提供導向

面對國際新公約、新規范的陸續出臺，數字化、網絡化、智能化等新一代信息技術在船海產品領域的持續應用與創新，以及國際市場日趨激烈的競爭，我國船舶工業需要繼續加強基礎和前瞻性技術布局，抓住綠色化、智能化、集成化和可持續的變革趨勢，滿足極地航線拓展和深遠海資源開發持續增長的需求，積極開展前沿領域技術布局，聚焦智能、綠色、極地、深遠海、內河航運等重點領域強化技術基礎研究，著力提升原始創新能力。

1、智能化水平不斷提高，無人船成發展大趨勢

國際海事組織（IMO）、國際標準化組織（ISO）等國際組織將智能船舶列為重要議題，LR、CCS等船級社先后發布了有關智能船舶的規范或指導性文件，世界主要造船國家大力推進智能船的研制與應用，歐美、韓、日等國均計劃在未來10～15年突破自主船舶的總體設計、智能感知、自主決策與協同控制等關鍵技術，完成無人船的研制和實現自主航行。

2、綠色零碳排放船舶是另一重要發展方向

IMO提出船舶減碳排放要求，到2030年，每一運輸單位的二氧化碳排放量相較2008年減少40%，到2050年減少70%，同時到2050年，總排放量與2008年相比減少50%，并將逐步朝零碳排放目標邁進。

3、滿足深遠海、極地等惡劣海域作業環境要求

油氣開發加速向深水、超深水延伸，海工裝備隨之跟進，半潛式鉆井平臺、鉆井浮船和FPSO等裝備的設計工作水深與鉆井深度、生產作業深度等不斷創造新記錄；北極地區油氣資源開發對全球能源戰略格局影響重大，當前中歐正聯手啟動極地船舶研發項目，該項目隸屬歐盟“地平線2020計劃”，旨在為北極航路航運提供一整套以安全、高效、環保為目標的解決方案。

4、產品設備系統集成能力不斷提升

以信息化技術為驅動，基于數字化研發驗證和協同設計技術，實現設備功能系統集成和作業效率提升，為船海機電設備的定制化、模塊化發展奠定基礎；在基礎平臺和集成框架的指導下，船用信息自動化設備的集成化、擴展化程度快速提高，正逐漸實現信息自動化產品的集成和多功能全覆蓋。

5、新概念船型/新材料/新燃料應用不斷發展

日本NYK聯合芬蘭ELOMATIC公司、意大利Garroni公司開發名為“NYK 2030”的超級生態環保概念船，預計實現比同等運載能力船舶減少69%二氧化碳排放量的目標；達門船廠設計建造的全球最大單體純鋁合金船舶預計將于2020年8月投入運營。DNV GL在《2030技術展望》中提出圍繞航運脫碳、增材制造、數值航運與網絡系統安全技術，新概念船型和新材料在船舶上的應用將得到不斷發展。此外，氨作為船舶動力燃料有望在2030年以后實現快速增長，生物柴油則在2040年達到高峰。

面對世界經濟新格局與全球造船業的發展趨勢，我國船舶工業要想贏得競爭，必須持續加強技術創新。要圍繞綠色、安全、智能等全球海事技術的三大發展方向，積極布局和實踐新技術在系統、設備、裝備和重大工程的應用，支撐船海裝備向脫碳、深遠海、極地、無人船等前瞻性領域拓展。為了實現這一目標，我國船企要不斷提升基礎技術研究能力、產品設計開發能力、船海技術創新應用能力以及工程牽引能力，通過科技創新促進產品產業升級和效率效益提升，發揮對科技創新對轉型發展的引領作用，為我國船舶工業的高質量發展提供不竭動力。