史琪琪 馬寧 崔進舉
摘 要:大型郵輪核心設計建造技術是我國造船行業正在攻克的技術難點之一。本文通過對比分析國內外大型郵輪設計建 造技術的發展現狀,研究我國大型郵輪自主可控設計建造技術的發展方向,梳理國內外大型郵輪設計建造領域標準化工作進 程,明確我國自主技術標準研制的需求與關鍵內容,提出我國大型郵輪自主設計建造標準化工作發展建議,為今后我國大型 郵輪設計建造領域加快推進數字化智能化技術深度應用、加大關鍵技術標準研制力度、構建完善技術標準體系、實現行業 的轉型升級提供理論指導。
關鍵詞:大型郵輪,設計建造,標準化,轉型升級
DOI編碼:10.3969/j.issn.1002-5944.2024.03.005
0 引 言
大型郵輪的設計建造工程難度大,管理、技術 要求高,配套環節多,是造船界公認的高技術船舶 之一。近年來,隨著船舶工業界技術水平的不斷提 升,船舶貨運市場需求日趨穩定,世界造船強國逐漸把各自的造船重心轉移到大型郵輪上,以期依托 郵輪旅游產業的廣闊前景,在大型郵輪設計制造領 域盡早搶占國際主導權。
郵輪是一種典型的以布置為首要設計目標的船 型,其設計建造過程中需要嚴格滿足相關的國際公 約標準、船級社規范等,在設計目標、建造流程及 運維管理等方面均與傳統的三大主流貨物運輸船 型存在顯著差異。郵輪的設計不注重載貨能力,而 是側重于如何通過優化協調船內空間,有效布置多 種不同類型的服務場所與設施,來獲得相對較大的 整體載客量,同時能確保船上人員通行的順暢與乘 坐的舒適度,此外郵輪設計在安全性、節能環保運 營等方面也有較高要求,在緊急狀況下要求確保船 上人員的避難與快速撤離。
大型郵輪設計建造要求復雜、各專業工程交叉 特點顯著,因此確保各專業間有效實現交互協同、提 高整體設計效率,成為大型郵輪設計建造過程中的 關鍵問題。與常規三大船型成熟的設計建造流程相 比,我國在大型郵輪的設計建造方面仍缺乏足夠經 驗。領域內關鍵技術標準的研制與發布,將為大型郵 輪設計建造過程中跨專業協同技術的發展及全流程 管理提供強有力的標準保障。大型郵輪設計關鍵技 術對應的標準范圍十分寬廣,我國現有的船舶工業標 準體系無法全面反映大型郵輪設計建造的各方面技 術需求,因此必須積極推行大型郵輪設計建造領域 的標準化工作,為我國郵輪制造業盡快實現核心技 術的自主可控與傳統建造模式的轉型升級提供頂層 指導。本文通過對比分析國內外大型郵輪設計技術 的發展現狀與趨勢,梳理我國大型郵輪設計過程中 的重難點關鍵技術與不足,明確后續發展方向;開展 大型郵輪標準化進程研究,明確當前關鍵技術標準 的研制情況與未來工作重點,為逐步形成和完善我 國大型郵輪自主設計建造技術標準體系框架提供理 論依據,為我國大型郵輪設計技術的發展與整體流 程的優化提供標準化支撐,助力我國自主可控大型 郵輪的研制,提升我國在郵輪業界的國際話語權。
1 國內外大型郵輪設計建造技術發展 現狀
1.1 國外大型郵輪技術發展現狀
相比于常規貨運船舶,大型郵輪設計建造的重 難點主要集中在總體設計、結構安全性、舒適性與美 學要求等因素,對船企的綜合技術水平與建造實力有 很高的要求。歐洲部分國家,如意大利、德國、法國 和芬蘭等,建造郵輪的歷史由來已久,技術的積累與 發展、本土配套供應鏈的構建與完善,使其在國際大 型郵輪建造業界有效地掌握了話語權。以意大利坎 蒂尼船廠、德國邁爾船廠等為代表的歐洲郵輪企業, 目前擁有先進的大型郵輪綜合設計建造能力,結合 各自的技術水平與管理體系特點,多采用跨專業、多 種設計模式并行的設計研發方式,在設計初始階段 就綜合考慮船、機、電等不同專業設計任務的協同, 以及郵輪全生命周期各階段中的工藝規劃、建造、試 驗、運維等的需求,實現了郵輪設計建造中相關過 程、專業的并行集成系統化工作模式,避免重復與返 工,提高設計效率,使得郵輪設計建造成本大幅縮減 的同時,產品整體質量也顯著提高,這是當前大型郵 輪設計領域技術發展的主要特點之一[1]。此外,采用 企業內部自主創新的研發模式、通過技術改革降低 大型郵輪能耗、選用新材料減少對環境的影響、實施 模塊化系統應用提高效能、推廣高度標準化的建造 工藝及逐步引入人工智能技術等,也是歐洲郵輪企 業實現技術創新的重要手段。隨著全球環境保護需 求的日益凸顯,各大郵輪公司更是將綠色環保與可持 續發展作為戰略重點,通過替代燃料技術等的引入, 不斷擴大綠色能源的應用規模,逐步推進全球大型 郵輪船隊節能減排的整體進程。
1.2 我國大型郵輪技術發展現狀
郵輪產業經濟價值巨大、前景廣闊,而位于郵 輪產業鏈上游的大型郵輪設計建造,更能有效拉動 相關配套產業的發展,輻射范圍十分寬廣。大型郵 輪體積巨大,零部件數量高達數千萬個,與飛機、汽車等其他制造業產品相比,設計建造難度更大。目 前,全球大型郵輪新造船訂單基本被歐洲的大型郵 輪造船廠所壟斷,其郵輪建造所需的零部件本土化 率高達90%以上,這為當地郵輪相關的配套行業提 供了良好的發展機遇。我國的大型郵輪設計建造工 作,與歐洲郵輪強國相比,產業起步較晚,技術體系 還未形成,相關專業人才緊缺,核心技術空白度較 高,因此構建我國本土大型郵輪完整供應鏈體系仍 面臨巨大挑戰。
近年來,我國高度重視郵輪產業發展,以自 主可控關鍵技術為著力點,積極推進大型郵輪設 計建造工作進程[2-9]。國家和地方政府先后出臺了 一系列政策法規,為我國大型郵輪關鍵技術的自 主化與產業鏈整體聯動發展提供有力的政策保 障。國家層面,國務院及各機關部委相繼出臺國家 “十四五”發展規劃、關于促進我國郵輪經濟發 展的若干意見、粵港澳大灣區規劃、海南自貿港 規劃、上海服務貿易方案及各部委發展規劃等, 大力支持我國郵輪行業的發展。其中,《中國制造 2025》明確提出要突破豪華郵輪設計建造技術, 在國家“十四五”發展規劃中積極推進郵輪的研發 應用[10]。地方層面,上海、天津、廣東、海南等沿海 省市相繼形成港口發展規劃、旅游發展規劃及郵 輪行動方案等政策文件,對當地郵輪行業的發展 進行明確的規劃,賦予郵輪產業在國民經濟中的重 要地位。表1以上海為例,列出了近年來出臺的郵輪 行業相關的地方政策規劃。郵輪基地建設、產業創 新發展等相關政策內容的提出,為郵輪產業可持 續、高質量發展提供了有效保障[11]。
在國家相關政策的支持和保障下,我國大型郵 輪行業設計建造隊伍不斷壯大,自主技術研發也取 得了一定進展。2016年,中船郵輪科技發展有限公司 成立后,依托國家扶持、充分吸收國外先進技術,系 統開展大型郵輪全產業鏈布局,通過與國外大型郵 輪集團的多方合作,實現大型郵輪技術的引進消化 吸收再創新。2018年,中船郵輪與外高橋造船集團聯 合承擔了首批次國產大型郵輪建造項目,這是我國 大型郵輪設計建造領域技術獲得實質性飛躍的重要 標志[12]。目前,首艘國產大型郵輪已順利完成建造與 兩次試航,待最終的系統調試與內裝完工后,可正式 交付使用。該郵輪在滿足國際海事組織、船級社、港 口國等相關技術法規要求的同時,突破大型郵輪總 布置關鍵技術,實船性能優良、智能化程度高,代表 了中國造船水平。
總體而言,目前我國的大型郵輪產業發展尚處 于起步階段,已布局大型郵輪建造的船企僅有外高 橋造船集團,大型郵輪配套供應鏈體系尚未建立完 全,與歐美成熟的大型郵輪供應鏈相比,存在較大 的差距。我國大型郵輪設計建造中許多產品零部件 仍需從國外進口,本土化率較低,主要配套裝備的 供貨標準、證書幾乎空白,主要來源國外配套供應 商,且部分核心設計技術仍依托國外合作單位。今 后,我國應充分重視自主可控的大型郵輪設計建造 核心技術研發,構建完善適合我國造船生產力水平 的大型郵輪設計建造流程體系,加快實現全產業鏈 布局優化,為我國本土大型郵輪船隊的建設、參與 全球化運營競爭提供有力支撐。
2 國內外大型郵輪設計建造領域標準 現狀
隨著郵輪產業的興起和大型郵輪設計建造技術的發展,相應的標準化工作也在同步開展、不斷 完善。與大型郵輪設計建造相關的公約法規、標準 規范等條目較多,主要包括國際公約法規、掛旗國 與港口國等的相關法規要求、各國船級社規范、國 際標準化組織(ISO),以及各國、各地區行業協會 與政府組織制定的各級各類標準等。
2.1 國外大型郵輪標準現狀
(1)國際公約和法規
大型郵輪的設計建造,首先必須遵守國際海事 組織(IMO)及國際勞工組織(ILO)等制定的各類 海事公約、法規、決議和指南等,主要包括《1974 年國際海上人命安全公約》及其議定書和修正案 (SOLAS)、《1972年國際海上避碰規則》及其修正 案(COLREGS)、《國際防止船舶造成污染公約》 (MARPOL)、《1969年國際船舶噸位丈量公約》、 《2008年國際完整穩性規則》(IS)、《國際救生設 備規則》(LSA)、《船上噪聲等級規則》(MSC.337 (91))、《2006年海事勞工公約》(MLC)、《國際 船舶和港口設施保安規則》(ISPS)、《國際安全管 理規則》(ISM)等。其中,SOLAS 2020破艙穩性、 MLC 2006及IMO的污染物排放與節能環保等相關 要求,對大型郵輪的設計影響顯著。
(2)掛旗國與港口國法規
除國際公約法規外,大型郵輪還需滿足掛旗國 的相關法規要求和運營海域、停靠港口所屬國的相 關法規。各國主管部門的要求通常各有不同,以美 國為例,在其海域運營和停靠其港口的郵輪,需滿 足該國的《對懸掛外國旗的船只在美國海域航行的 規則》《2010年郵輪安全法案》《客船無障礙設計 指南》《船舶衛生計劃》等法規要求;如果郵輪在 阿拉斯加海域運營,還需遵守該海域特定的污水排 放規定。部分港口國的某些法規要求會比國際公約 的規定更嚴格,例如關于硫化物排放的指標,中韓 等國在沿海指定區域設置了比國際公約更高的要 求,以防止環境污染的發生。
(3)國外船級社規范
除部分歐洲國家船級社外,各大國外船級社 通常將大型郵輪歸于客船,在規范中明確具體設計 建造要求,而不單列大型郵輪的入級與建造檢驗規 范,同時引入了一些特定的船級符號來響應大型郵 輪的設計建造特殊要求。例如對于大型郵輪的振 動噪聲問題,各國船級社都推出了相應的船級符號 來限定其指標值,英國勞氏船級社的LR PAC(1)、 挪威船級社的DNV COMF(NOISE 1)、法國船級社 的BV COMF-NOISE-PAX 1、意大利船級社的RINA COMF-NOISE-PAX A,分別對不同艙室設定各自的 噪聲限值和頻率范圍。國外各大船級社郵輪相關的 規范指南如表2所示。
(4)ISO、行業協會與各政府標準
在國際、各國政府層級標準方面,國際標準化 組織(ISO)、世界衛生組織(WHO)、國際郵輪協會 (CLIA)、郵輪安全論壇(CSSF)、歐洲郵輪理事會 (ECC)、國際引水員協會等相關國際組織機構發 布的標準對大型郵輪的設計建造起到約束作用。
國際標準化組織(ISO)中,與郵輪設計建造相 關的標準化技術委員會有船舶與海洋技術委員會 (ISO/TC 8)和小艇技術委員會(ISO/TC 188)。其 中,ISO/TC 8主要負責包括海洋工程船、大型游艇、 內河船、救生與消防設備、海上環境保 護設備、管系設備、舾裝與甲板機械設 備、航海儀器等領域在內的與船舶相 關的國際標準制修訂。截至2023年10 月,ISO共發布國際標準427項,在研國 際標準73項。ISO/TC 8下設有10個分 技術委員會及8個工作組,其中與船舶設計相關的國際標準主要由船舶設計分技術委員會 (ISO/TC 8/SC 8)負責起草,ISO/TC 8/SC 8現有已 發布相關國際標準64項,在編國際標準7項;已發布 標準中適用于大型郵輪設計的主要為船舶通用設 計標準,約50余項,主要涉及窗戶、門、艙口蓋等舾 裝件設計要求、消防救生要求、結構設計要求、模 型試驗方法與要求等內容。此外,海事安全分技術 委員會(ISO/TC 8/SC 1)發布的ISO 21195:2020《船 舶和船舶技術-船上船舶檢測人員檢測系統(舷外 檢測)》、海洋環境保護分技術委員會(ISO/TC 8/ SC 2)發布的ISO 16304:2018《船舶和海洋技術-海 洋環境保護-港口廢物接收設施的布置和管理》和 ISO 21070:2017《船舶和海洋技術 海洋環境保護 船 上垃圾的管理和處理》等國際標準適用于大型郵 輪的設計[13]。
國際郵輪協會(CLIA)的成員幾乎包括全球絕 大部分主流郵輪公司,該協會從郵輪行業與旅游業 的角度出發,在郵輪運營安全、環保、消防、健康等 方面形成了完善的規定,為郵輪設計、建造、運營 維護的全生命周期工作提供指導。例如在安全救生 方面,CLIA在SOLAS和掛旗國對救生衣配備的要求 之上,額外規定了提供成人救生衣,且數量不低于 容納床位最多的主豎區人員總數;郵輪上的救生艇 要求每隔半年至少滿載下水一次,強制規定所有參 與救生艇操作與加載的船員均須參加演習,確保船 員熟悉救生艇的操作。
2.2 我國大型郵輪標準現狀
我國的大型郵輪設計標準主要包括國家標準、 行業標準及中國船級社相關規范指南等。
國家標準層面,國家標準委下設全國海洋船標 準化技術委員會(SAC/TC 12),專門負責海洋船相 關國家標準的制修訂工作,其中包含修船、工藝、 材料、基礎、理論與實驗、計算機應用及大型游艇 等相關的標準化分技術委員會共七個,分別負責細 分領域的標準化工作。SAC/TC 12歸口管理的現行 國家標準共計300余項,絕大部分是船舶通用設計 相關標準,針對大型郵輪設計特點與布置要求而制 定的國家標準極少,如表3所示。
行業標準層面,全國港口標準化技術委員會歸 口的JT/T 1294—2019《郵輪港服務規范》、全國起 重機標準化技術委員會歸口的JT/T 805—2011《郵 輪碼頭登船橋》及其他船舶設計通用的行業標準, 可為郵輪設計提供一定指導。
中國船級社(CCS)近年來陸續制定發布了包括 《郵輪規范》(2017)[14]在內的一系列與郵輪相關的 規范和指南,從結構、穩性、救生消防、振動噪聲、 安保照明等方面,為入級郵輪的設計建造提供全面 指導;設立郵輪附加標志Cruise,滿足相關要求的 船舶,可授予Cruise船級符號。
總體而言,我國大型郵輪設計領域的現行標準 十分零散,部分基礎類設計要求可參考船舶設計的 通用標準,但在大型郵輪船、機、電設計建造、內裝 設計等核心技術領域標準較缺乏,無法用標準有效 統一大型郵輪的實際設計建造任務;同時也未形成 完整的技術標準體系,缺乏頂層框架對大型郵輪設 計建造整體工程的指導。加快推進大型郵輪領域標 準化工作,將有效促進自主可控核心技術的發展, 加快我國郵輪產業在傳統船舶產業基礎上的數字 化轉型升級進程。
3 我國大型郵輪建造標準化工作建議
結合我國大型郵輪設計建造技術發展與標準化 工作推進現狀,提出以下工作建議,為我國大型郵輪設計建造標準化工作的進一步深化提供方向。
(1)梳理核心技術問題,積極開展關鍵標準 研制
當前,我國大型郵輪技術發展與標準化工作均 處于起步階段,現行適用標準數量十分有限,且分 布相對零散。大部分標準集中在基礎通用類要求。 而在郵輪設計建造的舾裝與酒店工程管理、結構 優化與減振降噪、救生消防安全性、美學與乘員舒 適性要求等關鍵技術領域,缺乏相應的國家標準和 船舶行業標準指導實際工作,造成大型郵輪設計建 造工作整體效率偏低,常存在設計返工等問題,技 術核心仍為外國所掌握。因此,在充分認識我國造 船行業技術水平現狀的基礎上,我們應借鑒歐洲一 些郵輪制造強國的先進經驗,厘清大型郵輪設計 建造過程中各專業、各環節的工作流程,明確其中 的核心任務與關鍵技術,在充分引入數字化智能化 技術的同時,把握大型郵輪設計建造標準化工作重 點,系統性地開展各項關鍵技術要求的標準轉化, 通過研制適合我國大型郵輪設計建造技術發展水 平的各層級關鍵技術標準,實現標準引領技術的工 作模式,使得大型郵輪設計建造工作中各項任務的 實施開展逐步規范化、標準化,為實現我國大型郵 輪設計建造技術的全面自主可控提供有力的標準 化保障。
(2)深入開展頂層規劃,加快構建技術標準 體系
在提升我國大型郵輪整體設計建造能力的工 作中,構建完整的頂層技術標準體系是深化大型郵 輪標準化工作的重要環節。標準體系能對重難點標 準的提出和研制、對現行標準的宣貫和應用起到提 綱挈領的指導作用[15-16]。結合我國大型郵輪設計建 造技術發展起步情況,通過不斷探討、逐步構建標 準體系,能使其更全面地反映大型郵輪設計建造的 完整流程,突出專業間交叉的難點問題,從而實現 大型郵輪設計建造過程的持續優化迭代。因此,基 于當前我國大型郵輪自主設計建造技術發展的實 際需求,在梳理大型郵輪設計建造全流程關鍵技 術和逐步形成大型郵輪重難點技術標準的基礎上, 應加快推進整體頂層規劃,逐步形成全面完整、層 次合理的大型郵輪設計技術標準體系,系統覆蓋大 型郵輪設計建造的各階段、各專業的不同任務,為 實際業務中跨專業工作的協調統一提供指導,引領 我國大型郵輪設計核心技術的發展,為加快構建自 主可控的大型郵輪設計建造全流程體系、實現我國 郵輪產業在傳統船舶行業基礎上的轉型升級,奠定 完備的標準化理論研究基礎。
(3)推進政策扶持引導,加大標準宣貫應用 力度
在大型郵輪標準化工作中,除加快重點標準研 制進度、開展技術標準體系構建外,還應著力于大 型郵輪現行標準的宣貫與實施,確保標準精準來源 于技術需求,有效應用于建造實踐。關鍵技術標準 是結合我國大型郵輪設計建造方法與流程要點梳 理總結而形成的,標準發布后將對大型郵輪實際的 設計建造任務提供明確、統一的指導;而標準的應 用實施范圍與執行力度,將決定對應技術在我國大 型郵輪設計建造產業鏈中的實際應用情況。因此, 在標準發布后,應充分重視宣貫與應用推廣,可通 過出臺相關政策制度實現保障與扶持,定期組織上 下游單位開展相關技術標準交流研討等方式,在郵 輪設計、建造、檢驗及運營單位中通過多種渠道對 關鍵技術標準進行宣貫,加強技術人員對標準內容 與應用范圍的理解與重視,全面提升標準內容在大 型郵輪實際生產實踐中的應用度。在標準貫徹過程 中,亦可根據設計建造工作的實際需求,針對性地 提出標準修訂意見,從而使相關技術標準內容不斷 完善,更好地融入標準體系,服務于我國大型郵輪 生產實踐。
(4)加強國際交流合作,提升國際標準化影響
積極參與和推動國際標準化的相關工作,不斷 加強專業領域內的國際交流與合作,是深化我國大 型郵輪標準化進程的另一項重要舉措。通過全面了解和掌握國際大型郵輪設計建造技術與標準化發 展現狀,主動吸納與借鑒各郵輪強國的先進標準經 驗,將適合我國大型郵輪業發展實情的國際標準通 過學習、理解和優化,轉變為我國大型郵輪標準體 系中的一部分;全面梳理國外郵輪標準化工作進程 與組織管理等情況,將適合我國技術發展的優勢經 驗與做法引進推廣,可加快我國大型郵輪技術標準 體系的建立,促進標準化組織管理工作的規范與完 善,推動大型郵輪設計建造關鍵核心領域的技術創 新與發展。此外,依托我國承擔國際標準化組織中 船舶領域相關標準化技術委員會/分技術委員會秘 書處工作的技術優勢,積極地將我國大型郵輪設計 建造領域標準化工作中的先進經驗與做法向國際 層面推廣,通過制修訂相關國際標準,可逐步掌握 大型郵輪技術標準領域的國際主導權。
4 結 語
大型郵輪的設計制造是未來國際船舶市場重 點爭奪的技術領域之一。該領域標準化工作的推 進,將對核心技術的發展提升、國際市場份額的獲 取提供完備的標準化技術支撐。本文通過對當前國 內外大型郵輪設計建造領域技術與標準化現狀的 對比分析,明確我國大型郵輪標準化工作中遇到的 問題,進而從制定重點技術標準、構建技術標準體 系、加強標準宣貫應用及開展國際合作等方面,系 統性地為我國大型郵輪設計建造標準化工作未來 的發展提出建議,為今后我國大型郵輪設計建造領 域加快推進數字化智能化技術深度應用、提升自主 可控核心技術的國際競爭力、搶占國際郵輪市場份 額,提供一定的標準化理論研究基礎。
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作者簡介
史琪琪,通信作者,工程師,研究方向為船舶與海洋工程結 構物設計制造、船舶標準化。
(責任編輯:張瑞洋)