着力新船型开发 创新做强船舶工业

万 水 生

（上海船舶研究设计院，上海 200032）

1 我国船舶设计水平与现状

近年来，船舶行业加大技术创新力度，在船型开发方面不断取得新的突破和进展。通过自主创新与引进消化吸收再创新并举，一批具有我国自主知识产权的新船型批量进入国际市场。

回顾近年来船舶工业的发展历程，可以看到我国船型开发的创新能力在不断提高。早在“八五”期间，开发了 4200m3冷半压式LPG船（液化石油船）、300～800TEU系列集装箱船、3.5万t肥大型浅吃水运煤船、1.2万t江海直达运煤船、巴拿马型散货船等一批新船型，在当时产生了重大的社会影响和经济效益；到“九五”期间开发了1400～3500TEU集装箱船、1.65万m3LPG船、9000t散装水泥船、7万t自卸船、4.6万t化学品船、大型滚装船等船型，获可观的批量订单；再到“十五”期间，17.5万t好望角型散货船、VLCC（超大型油船）、15～20万吨级的FPSO（浮式生产储油卸油船）、2.2万m3LPG船、大型集装箱船、客滚船以及LNG（液化天然气）船等一大批新型高技术、高附加值船舶的成功接单建造。近年来，船舶科技在基础试验研究、船型的总体设计开发、以及船舶产品的生产等各方面技术水平全面提高，自主研发和建造能力显著增强。

目前，我国船舶工业在3大主流船型设计建造领域已形成了一定的竞争优势，除豪华游轮等少数船型领域尚未涉及外，已能建造符合各大船级社的国际标准、在全球任何海域航行的各类船舶，新船型技术的开发为国内船舶工业在国际市场竞争中，提供了强大的技术支撑，提升了我国船舶工业的竞争力。

作为国内专门从事民用船舶总体设计开发的总体研究院所，上海船舶研究设计院将船型开发、技术创新与市场需求紧密结合，整体设计能力和水平也在这一时期得到了全面提升，在船型的优化开发方面取得了一定的成绩：

1)散货船型开发方面，多年来对散货船船型采取了系列优化、打造精品的开发策略在 2007年凸显成效。由于把握了CSR（共同结构规范）实施以及巴拿马运河扩建将会给船型带来的影响，对传统的灵便型、巴拿马型、好望角型散货船进行了市场细分，准确定位了船型节点，及时开发形成了从30000 吨级、57000t、80000t、92500t、115000t、176000t的船型系列，并实现了整个船型系列各节点船型的批量签单。数据统计显示，2007年前3季度我国新承接的散货船订单约为4825万dwt，占这一时期国内船厂接单总量的75%，占同时期全球新船接单总量的29%。而这其中由上海船院自主开发设计的散货船型接单量以吨位计占这一接单量的60%，显示了预研开发对接单的强有力的技术支撑。

2)对超大型矿砂船的自主研发取得突破，自主研发的23万t矿砂船在中船集团龙穴基地实现了批量接单，40万t矿砂船被航运界称为CHINAMAX。

3)集装箱船开发方面，“十五”期间牵头承担了国防科工委高技术船舶科研专项中“集装箱船系列优化研究”项目。目前，上海船院开发的集装箱船基本形成了能覆盖市场需求的完整系列。已开发的节点船型从1000TEU以下的小型集装箱船系列，到1700TEU、1800TEU、2800TEU、3500TEU、4200TEU、5000TEU、直至 6800TEU，绝大多数实现了实船建造。其中的3500TEU、1700TEU分别成为上海船厂、文冲船厂的品牌船型，5100TEU由江南长兴造船基地批量接单。对集装箱船的开发，上海船院一方面致力于已有船型的系列优化，同时也在努力探索大型集装箱船及宽体集装箱船的开发。4600TEU集装箱船在全球集装箱船市场严重萎缩的情况下实现成功接单并在两个厂同时建造，充分说明了该船型的生命力。

4)掌握了功能复杂、技术难度高的多用途船型开发的关键技术，新一代多用途船的技术成果在12000t、17000t、19000t、25000t、30000t、40000t等几十艘出口船上得以体现。其中 19000t多用途船单个舱口长达86m以上，创造了同型船舱口长度记录，世界上多用途船船东都在等待首制船的交船。它的成功建造必将带动多用途船的技术发展。

5)在滚装船的设计方面走出了高新技术船舶自主创新之路。自与金陵船厂合作成功实现了8000t滚装船的自主设计建造，结束了国内不能自行设计建造滚装船的历史以来，相继自主设计了10300t滚装船、16000GT烟大线客滚船、威大线客滚船、烟大线火车轮渡等一系列滚装船。其中烟大线火车轮渡采用了国际先进的全电力推进系统，上述各船型均实现了实船建造并投入营运，自主研发的水平经受了实践的检验。

6)在PCTC（汽车滚装船）船型开发方面取得突破性进展，所开发船型初步形成了从 2000车、3000车、5000车、6700车、直至8000车的船型系列。其中2000车、5000车已实现了自主开发船型的批量接单。

7)在油船/化学品船研发方面有所收获，自主开发了37300t（IMO Ⅱ类）、18000吨级不锈钢化学品船、3000吨级系列不锈钢化学品船等一批高等级化学品船船型。

8)除了主要的运输船舶外，上海船院工程作业船舶的设计能力也发展迅速。成功设计了小水线面油田交通船；为交通部开发的系列大功率海洋救助船，使我国海上立体救助体系整体水平上了一个新台阶，多次出色完成海上救助任务，社会效益显著；自主开发的系列油田守护船、平台供应船功率覆盖范围自 3200～14000kW，已建和在建的船舶逾 50艘。另有打桩船、起重船、导管架下水工程船等各类工程作业船，自主设计的船型种类丰富，开阔了设计人员的视野，积累了丰富的海洋工程作业船的设计经验。近年来又承接了铺管船、半潜运输船等海工船舶的设计任务，在海工船舶的自主研发方面迈出了重要步伐。

这些年国内船舶科研力量在船型开发能力上的快速发展，得益于坚持走引进消化吸收再创新的道路。目前，我们对3大主力船型已具备自主开发优化的能力，但有市场影响力的品牌船型还显不足，产品的标准化系列化研究工作还需持续深入；设计手段上逐渐在与国际接轨，但总体上仍以二维设计为主，还需要不断改进；当前一些高技术船舶在国内屡被建造，但设计以引进国外为主，这也反映了在我国船舶工业高速发展时期，设计水平的发展与能力扩张对设计的需求之间还有差距；设计人才紧缺，新的设计公司不断成立更是加重了人才的分流，对船舶科技水平的发展带来了不利影响。总体而言，我国船舶设计水平进步很快，而整个行业期待着科技水平有更大的跨越。

2 对照国际先进水平，分析我国在船型开发领域的差距

虽然我国船舶工业在船舶设计、船型开发方面取得了长足的进步，但与造船业发达国家（地区）相比，尚存在不小的差距。主要体现在：

1)开发能力不足、力度不够。依靠国内的自主设计开发力量，对3大主流船型已具备自主开发优化的能力。与日韩相比，产品的标准化系列化研究工作不够深入，技术储备不足，品牌船型不多；欧洲地区的船厂为回避与亚洲地区造船企业的竞争，借助设备优势，加大了对豪华游船、客滚船、海洋工程及特种船舶的研发投入。而我国造船行业对这一类高技术、高附加值船舶／结构物的研制准备尚不充分。

2)基础共性技术的研究能力较弱。主要表现为：船型积累不够，丰富船舶性能和结构数据库是船型开发和优化设计的基础。世界闻名的瑞典SSPA、荷兰的MARIN等水池的船型性能数据库有近 7000艘船的积累，数据库功能完善。而我国船舶工业起步较晚，船型积累不足；缺乏对专项技术的研究，尤其是对船舶性能影响很大的设施，如主机、螺旋桨、舵、以及推进方式等，缺少基础性的专项研究；在高技术船舶的设计开发上，很多方面依赖于国外的技术资源。

3)开发设计手段比较落后，近年来，虽然在船舶设计制造方面加大了三维设计软件的引进及开发应用力度，但目前主要设计手段还停留在二维平面设计，从设计到船厂实施生产整个流程渠道不畅，存在重复设计工作，难以满足数字化造船的需要。

4)国内船舶配套产品生产开发总体水平偏低，在设计过程中可选择的国产设备较少。船舶设计是一个大系统的集成，大力加强自主开发的核心目标在于技术上不受制于人、增强国内船舶行业的盈利能力，而配套的国产化率低在一定程度上影响了船型开发的效果。我国船舶工业配套产品一方面利用国内的场地、设备、人力等资源在不断为国外知名公司生产贴牌产品，另一方面国产设备装船率低的问题又无有效对策。

5)开发的产品交流、探讨少，信息闭塞，业内各单位的经验及教训不能共享。多年来国内的用船单位、设计单位、建造企业已习惯于被动接受国际上相关规则、规范的变化。今后需要加强设计、建造、使用、以及船级社等多方的交流，营造国内外同行技术交流的氛围与平台，增强我国造船业在国际上规则规范制订／修订的话语权。

3 未来船型开发关注的重点

随着地球环境日益恶化，全球对于绿色、环保要求日益增强。今年IMO（国际海事组织）针对船舶的绿色环保、减少温室气体和其他有害气体的排放，相继出台了一系列的公约、法规和要求。绿色环保技术是未来船舶开发设计的重中之重。

1)压载水管理研究。国际压载水管理公约自2004年提出后，虽然IMO各缔约国目前尚未正式批准公约的生效，但上海船院已经开始对此进行了大量有针对性的专题研究。将给出满足D1（压载水置换标准）要求的船型设计方案，即满足压载水置换要求；同时考虑到 2010年后如果压载水“管理公约生效”，拥有5000m3以上压载水的船只需满足D2（压载水性能标准）要求，即压载水处理要求，将对现有压载水处理装置的设备选型、布置以及系统设计进行研究，并在总布置方案中应考虑预留压载水处理设备的布置，以提高所开发船型的环保性能。

2)燃油舱保护研究。MARPOL（国际防止船舶造成污染公约）Rer.12A生效后，对于燃油总量大于500m3的船只均需采取燃油舱保护设计。我们将从概率性方法和确定性方法两个方面考虑燃油舱保护设计方案，考察其实际效果和对船舶布置、设计的影响，在总布置上进行均衡和综合考虑，根据市场需求和船型发展趋势给出最终设计方案。

3)IMO TierⅡ 排放要求研究。根据IMO对于船只NOx、SOx等排放物的要求对主机设计、配置及相关方面的影响，列举符合要求的主机，辅助开展主机选型及相关机舱布置工作，使之符合TierⅡ排放要求。

4)能效设计指数研究。根据IMO颁布的EEDI（新船能效设计指数）草案，根据本船的目标参数进行能效指数计算和比对，力图优化本船能效设计指数，提高船舶的环保性能和市场竞争力。

只有在上述诸方面都取得实实在在的成果，研发的船型才有竞争力，才能在市场中立于不败之地。

4 着力新船型研发和自主创新的对策建议

研究提出对3大主流船型优化和换代开发、高新技术船舶和海洋工程装备开发的技术发展思路和重点，以及提高我国船舶设计水平的措施和建议等。对3大主流船型，采取持续优化船型，打造品牌的战略。

1)散货船型系列，国内的灵便型已做到57000t，国外有58000t、60000t的设计方案；好望角型国内有 175000t，国外已做到 180000t。建议新的研究船型系列为：30000t、60000t、80000t、95000t、115000t、180000t、200000 吨级的系列节点船型。另有超大型的矿砂船系列，要形成开发优势。

2)集装箱船系列如前所述，巴拿马运河的扩建对传统集装箱船系列船型的影响已有明显体现、港口条件在不断变化。而燃油舱保护、洛杉矶岸电等关于环保的公约规则相继实施又对集装箱船船型的换代升级提出了需求，是开展集装箱船系列研究开发的很好时机。在已有系列基础上，开发1700/1800TEU、2600TEU、3500TEU、4200TEU、4600TEU、5600TEU、7200 TEU等新系列。 突破巴拿马运河的限制，充分考虑燃油费上涨和CO2减排对航速的影响。

3)对海洋工程装备研发，重点有自升式、半潜式平台结构物； FPSO、大型起重船、半潜运输船、导管架下水工程船、深水铺管作业船、物探船、开沟船等；保证平台安全有序作业的平台守护船（stand-by）、平台供应船（support）、运输船如小水线面船型等系列平台辅助工程船。

对高新技术船舶及海洋工程方面的研发，着眼于产学研的结合。要提高船舶设计水平，对三大主流船型持续开发优化工作要加强。批量建造的主流船型是我国目前能成为造船大国的产品保证，需深入分析市场需求，形成性能优秀的具有市场竞争力的品牌船型。坚持以自主创新为主，自己有能力设计的尽量用自己的设计，并依靠技术交流与合作来利用国际上先进的技术资源。船型开发研究工作不仅限于满足船东、船厂需求，还要做精，关键技术要消化透彻。

积极参与国际规范规则的制定。业内技术沟通交流要加强，避免国际规则、规范成为国内相关船舶产品进入市场的壁垒。紧密结合市场需求，加强对高新技术船型、海洋工程的预研开发投入，促进实际项目的产学研结合。加快设计手段的更新速度，加强科研单位软、硬设施的投入以满足三维设计的要求，推进行业内先进专业软件的应用，缩短与国际领先水平的差距。

当前整个行业受经济危机影响巨大，后果持续显现。但船舶设计、船型开发的自主创新工作绝不能松懈，产业的持续发展需要科技进步来支持。中国的造船规模在不断扩大，惟有不断创新，方能全面提高竞争力，才能实现造船强国的宏伟目标。