试论船体建造技术现状与未来前景

勾艳芬

摘 要：造船业是我国主要的制造业之一，在技术创新方面取得了瞩目的成绩。因此，全面分析了我国船体建造技术的现状，并展望了造船业的发展前景。

关键词：船体建造技术；碳素钢；CAD；LNG

中图分类号：U671 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.18.051

船体建造技术是船舶建造的重要保障。随着科学技术的不断发展，出现了各种新材料和新技术，尤其是自动化技术在船体建造中的应用大大提高了我国船体建造技术水平，对促进我国的社会经济发展具有十分重要的意义。近年来，我国船体建造技术进入了黄金时期，在世界范围内遥遥领先。本文对船体制造技术的现状进行了分析，并提出了合理化建议，以期为进一步提高我国的船体建造技术水平提供理论基础。

1 船体建造技术的发展背景

船舶属于技术层面的产品，更新速度较快，导致船体建造技术更新换代的速度也非常快。在改革开放初期，我国的船体制造业刚刚起步，由于船体制造方面的技术比较薄弱，缺乏高技能的设计人才和先进的船体制造技术，导致我国只能生产一些简单的船只、油轮、散货船和干货船等。为了促进我国船体制造业结构的优化升级，使我国船体制造业技术快速发展，从而提高我国船体建造技术的水平，1997-12，邓小平同志提出了“中国船舶出口，进入国际市场”的发展目标。随后，我国的各大造船企业投入了大量资金研究船体建造技术。当时，由于我国社会经济发展较慢，没有先进的技术作为支撑，缺乏船体建造设计方面的优秀人才，导致船体建造工作一再遇到技术瓶颈，发展举步维艰。想要突破技术瓶颈，就必须组织相应的技术人员学习国外先进的船体制造技术，掌握核心科技，做到为我所用，并加强技术合作，加大对船体制造的资金投入。目前，我国制造的船舶已成为具有国际先进水平的高技术、高附加值的船舶，已逐步发展到30万吨级的特大型船舶。

2 船体建造技术现状

2.1 船体建造材料现状

由于船舶的运行环境非常复杂，工作难度和强度都非常大，导致在船体建造方面对材料的选择十分苛刻。在选择材料时，一定要选择抗腐蚀性、强度和柔韧性都较高的材料。材料作为船体建造的基础，只有各项建造材料都达标，才能保证船舶质量。我国在钢材研究方面较为深入，并取得了瞩目的成绩。经过研究人员的长期研发，已经研制出了新型耐腐蚀碳素钢。这种材料不仅能满足船体建造的需求，且属于环保型材料，对节约资源和保护环境起到了一定的有益作用。随着耐腐蚀碳素钢技术的不断完善和人们环保意识的逐渐增强，耐腐蚀碳素钢已被广泛运用于船体建造技术中。然而，耐腐蚀碳素钢材料的成本较高，因此，在油轮、液化天然气船等大型船舶方面的研究力度小、应用效益差，与发达国家相比仍然存在较大的差距。

2.2 船体建造技术现状

传统船体建造技术中的相应参数是由人工计算的，不仅花费的时间较长、计算程序复杂，且即使是经验丰富的工作人员在设计时也无法避免出现差错。随着计算机的全面普及和计算机系统的广泛应用，船舶建造企业逐渐将数字技术和信息技术引入到船体设计中，且随着这些技术的不断成熟，我国已基本实现了船舶建造的数据化，并成功将技术与实际船体建造工作相结合，构建了较为完善的计算机辅助体系和专门的计算机平台，尤其是CAD技术的推行，大大提升了数字化样船模拟构建的精确度。CAD技术在船体建造设计中的应用图如1所示。

图1 CAD技术在船体建造设计中的应用

通过该设计体系中的数字化系统，工作人员可模拟船体建造方案，通过信息手段实现建造设计、分析、测试和调试，从而实现对船舶建造的检验、管理和维护工作。虽然该技术在我国船体制造方面得到了普遍应用，但并未掌握核心技术。目前，我国在高附加值船体建造技术方面遥遥领先于大多数发达国家，在世界上处于领先地位。此外，LNG技术中的焊接技术、精度分析技术、总装技术和动力安置技术为我国船体设计和船体建造技术的发展提供了良好的环境，在我国船舶的发展中起到了推动作用。LNG运输船体构造如图2所示。

图2 LNG运输船体构造

2.3 船体建造系统现状

随着科学技术水平的不断提高，软件系统成为船体建造工作中十分重要的内容。在船舶建造过程中，任何一个环节都离不开软件系统的支持，软件系统的设计水平与船体建造效益有

着密不可分的关系。国际船舶设计建造系统主要运用Form sys、Tribon、NAPA和CADDS 5i等系统实现对船体建造的设计模拟、分析和处理。我国主要采用CAD或CAM软件。这些软件中的三维模拟技术与船舶三维结构相对应，可评定建造状况。特别是SB3DS系统被开发后，大大提升了软件的灵活性，设计水平进一步提高。但因我国在这方面起步较晚，与国际水平还存在较大的差距，一些重要的系统功能还未实现，集成控制效益并不理想，还需要加大对这方面的技术投入。

3 船体建造的发展前景

3.1 船体建造材料的发展前景

随着科学技术的快速发展和我国对船体建造技术的不断研究，在不久的将来，船舶的构造将会更加多样化、复杂化。在上述背景下，按照可持续发展的原则，我国已经投入到新型船舶建造材料的研究工作中，研制了新型钢材，并不断提升了钢材的抗腐蚀性和强度，且对新型晶粒钢材的研究也取得了一定的进展。将来，应逐渐降低船体建造材料中的含碳量，并加强与先进国家或地区间的技术合作、人才交流，从而研发更符合我国国情的高性能环保材料。

3.2 船体建造技术的发展前景

目前，我国在进行技术研究的同时，积极借鉴国际先进技术，并对相关技术进行了优化，在很多技术层面取得了突破。我国船舶建造企业正在积极与美、韩等国的机构和企业开展技术交流和合作，船体建造技术水平将会逐渐提高。在技术人员方面，加大了对技术人员的培养，提高了其对数字化造船的分析和探究能力。未来，在借鉴国际先进数字化造船技术的基础上，应结合我国船体建造行业的自身情况实行数字化造船技术的改革工作，不断提升系统的安全性、稳定性，积极研发更适合船舶建造的计算机系统。

3.3 船体建造系统的发展前景

在今后的研究过程中，研究人员要以集成性、完整性和可靠性为出发点，不断完善船舶软件系统的分析和设计功能，从而实现高质量的系统模拟分析。三维建模技术是系统模拟分析的重要内容，一定要组织技术人员在不断完善原有系统的基础上，开发新技术和新系统，实现新型集成体系，从而提高模拟运行的分析效益；将软件功能由原来的系统模式逐渐变为模块，逐渐形成模块化的功能一体化结构；调整系统拓扑结构，在船体设计建造技术环境转变的基础上优化拓扑模型，从而达到降低建造难度的目的；构建以结构零件为基础的船舶设计建造系统，优化构件之间的逻辑关系，从而实现零件的高效更新和拆分。如果船体建造系统得到了完善和提高，则可促进我国船体建造业的飞速发展。

4 结束语

随着我国的船舶逐渐向大型化、批量化和标准化发展，船体建造迎来了鼎盛时期，其发展空间十分广阔，国家应继续加大对船体建造的支持，相关技术人员应在原有技术的基础上学习先进的技术和经验，从而提升我国船体建造技术水平和船舶行业的竞争力。

参考文献

[1]王丁，杨敏，张倩，等.分析船舶设计建造技术现状[J].城市建设理论研究，2014（12）.

[2]林昱.论船舶设计建造技术现状[J].中国科技纵横，2014（19）.

〔编辑：张思楠〕