我國船舶設計建造技術現狀及展望

洪敏

摘 要：伴隨著中國在國際政治與經濟格局中的重要作用與地位，我國船舶制造市場會迎來更大的曙光，當然，中國的造船業也將面對更大的成長和挑戰。我國船舶制造行業要不斷發展與創新設計與建造技術，從軟硬件配置與應用方面開展突破，在已有的建造成果的基礎上，提高設計建造的生產效率與質量，適應船舶建造行業的科技發展趨勢。

關鍵詞：船舶設計;建造;現狀;發展

0 前言

近年來以自動化為代表的高新技術以及各種新工藝、新材料的廣泛使用，造船技術在集成和高技術基礎上不斷創新，現代船舶工業已發展成為高技術支撐下的現代產業。

1 我國船舶行業背景與現狀

1.1 我國船舶建造材料的現狀

中國造船業近年發展迅速，據國外有關資料稱去年接獲船舶訂單達700萬修正總噸，以單一國家計算已超越日本，晉身全球第二大造船國，步入了自身發展的黃金時期。造船業的興起，帶動了一系列的產業，成為我國國民經濟增長的推動力量。船舶運行的環境復雜，經常出現惡劣環境，因此，船舶的材料有著更嚴更高的要求，材料需要具備高強度、韌性好、可焊狀態良好等特點，以便符合船舶的制造條件。一般專用的型材、鍛鋼材用于常規的船舶建造，尤其是散貨船、集裝箱船等船體的材料。我國船舶制造行業在不斷發展，一些特種鋼材也用于了船舶建造中，比如含稀土耐蝕B級碳素鋼、低合金高強度鋼和低溫鋼、低磁鋼，這些鋼材通過生產并投入船舶市場，解決了船舶工業快速增長的發展需要。由于外國船東在我國會訂造船舶，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采用國內鋼材，一般以日本和西歐的進口鋼材為主要材料，這就使得船舶的生產利潤下降了不少。

1.2 船舶建造技術的現狀

船舶產品的結構相當復雜，船舶的建造涉及各個不同專業、不同的建造單位、不同的配套企業。零、部件達數百萬件以上，按傳統的打造船體、鋪管道、裝甲板等步驟，造船周期長、效率低、組織協調困難。采用分段建造，模塊總裝技術生產效率高，對建造精度要求也高。隨著計算機技術的發展，以集成制造和數據傳遞為特征的數字化造船技術應運而生，成為現代造船技術的核心和基礎，而高技術含量船的建造技術，成為一個國家船舶建造能力的體現。

1.3 船舶設計軟件的現狀

（1） NAPA。NAPA公司在船舶設計初步階段提出了 3D NAPA 的概念，該軟件的特點在于可以在最短時間內完成結構的初步設計，可根據需要生成結構所需的網絡模型，并且可以實現曲線的轉換，表面與圖像的轉換。

（2） CADDS5i。這個軟件是由 PTC 公司針對航空業、船舶業，推出的一款新產品，該軟件主要包括管系、電力、空調通風系統幾大模塊，船體模塊的作用主要是對船體結構進行相關輔助設計，可以對船體制造所需的數據進行輸出與導入，而管系模塊則為了管系的制造與設計提供了工具，與此同時，電力模塊還為船舶的電氣系統的開發提供了工具。

1.4 船舶建造核心技術的現狀

數字化造船技術我國船舶建造的核心技術之一。數字化造船，顧名思義就是以數字化建模仿真為技術特征，綜合造船理論，在實踐中運用到設計與建造等各環節中。通過船舶產品全數字化模型的建立，生成滿足現代造船模式所需的基礎信息，應用模塊化建造技術、虛擬建造和裝配技術，實現船舶殼、舾、涂一體化制造，達到有效控制造船周期、質量和成本。世界先進的船舶建造國家，從CAX起步，以開展CIMS、運用敏捷制造技術模式轉變為虛擬化模式的發展，既滿足了船舶產品設計與開發，有實現了船舶驗收與使用的數字化的制造與管理，完成了一項船舶的全壽命周期的建造。我國的造船企業，是造船業的骨干力量，肩負著造船業的進步與發展。其造船的網絡建設已形成一定的構架，建立了以計算機為基礎的輔助設計與建造管理的平臺，從一定程度上提升了整體建造水平，但是關于數字化造船技術的應用還需要繼續追趕國際一線水平。

2 我國船舶設計建造技術的展望

2.1 船舶建造技術的展望

在對我國船舶建造技術進行發展的同時，必須要積極吸收國外的先進技術，且以提升數字化建造技術為目標。要建立自己的造船軟件產業，首先應該先制定出符合我國船舶企業發展需求的數字化標準體系，這種體系包括了信息編碼的標準化、數據表達的標準化、建立船舶信息集成與數據交換標準及平臺等。這些系統的運用可以建立起一個高效運行的環境，保證關聯企業間供應鏈的順暢，大幅度提高生產效率。

2.2 船舶設計的展望

為了符合當前國內船舶制造的先進模式，國內企業必須加快以三維技術為核心的信息一體化軟件產品的開發，內容必須包括船舶初步設計、生產設計的集成系統。另外，對于軟件的功能設計必須要求一體化、模塊化，要求造船達到“設計、生產、管理一體化”以及“殼、涂一體化”，同時要求考慮到船體構件相互之間的邏輯關系，以及數據庫結構的設計。當數據庫當中的某些船體結構零件被修改后，與它有關的零件便會進行自動更新，對零件進行拆分。

2.3 船舶材料展望

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

2.4 船舶建設核心技術的展望

在船舶建造核心技術方面，我國要在常規船建造訂單上增加利潤，必須積極吸收國外先進技術，加強開發，以提升數字化船舶建造技術作為突破口，建立自己的造船軟件產業。首先，須制定出符合船舶企業實際，以及發展需求的船舶建造數字化標準規范體系，包括信息編碼的標準化;數據結構、數據表達、存取方法的標準化;建立相應的基礎性和通用性的數據庫、知識庫和模型庫;建立和研究船舶信息集成和數據交換標準和平臺，以及一個通暢、穩定、安全的網絡通信平臺基礎信息的屬性描述和信息結構。如：物料基本信息、物料清單（BOM）信息、工藝路線和生產能力基本信息、托盤/分段信息等;業務流程的優化組合和信息交換接口的標準化;船舶產品數據的管理（PDM）和數據庫的建設。其次，構筑網絡基礎平臺、信息存儲和信息交換的基礎平臺，以及系統開發的基礎平臺，開展集成技術、協同技術、供應鏈技術等基礎技術的研究;異構平臺下信息交換技術的研究，建立高效的系統開發和運行的環境。在此基礎上實現數據的集中與分布相結合的數據操控體系，各專業、各企業的工作協同，關聯企業間供應鏈順暢，企業內物流、資金流精確受控，從而實現敏捷、精益、自動化和虛擬化建造船舶，以此大幅度降低成本。

3 結束語

我國已躍身全球造船大國之列，進入了船舶發展的黃金時期，尤其是以自動化技術為基礎新技術以及各種新材料應用于船舶設計建造中，為船舶建造行業不斷創新，成為了以高新技術為支撐的現代化產業。作為船舶建設人員要對我國未來船舶建設行業抱有信心 并全力為之進步而奮斗。

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