本刊记者 马宁
坚持创新驱动铸就“中船建造”品牌
本刊记者 马宁
嘉宾为新船下水砍缆
编者按
在我国船舶工业由大到强的关键阶段,企业的品牌建设十分重要。企业的产品要得到市场认可,并引领行业发展,靠的是强大的核心竞争力和良好的品牌形象。本期杂志特推出中外部分船企品牌建设之路的文章,以飨读者。
作为我国船舶工业的国家队和排头兵,中国船舶工业集团公司认真贯彻落实党中央、国务院的决策部署,始终坚持创新驱动的发展理念,精心打造产品品牌,在国家重大技术攻关和重点产品研发方面取得一系列突破,为建设国内领先、世界一流的创新型海洋装备集团奠定了坚实基础,谱写了全面深化改革、持续转型发展的新篇章。
3万吨级半潜船“华海龙”号、新一代“运输+打捞”型5万吨级半潜船“华洋龙”号、10万吨级半潜船“新光华”号……这些半潜船领域的“明星”产品,其研发设计都出自一个团队之手——中国船舶工业集团公司第七〇八研究所半潜船型研发团队。
半潜船属于特种运输船,素有“海上叉车”的美誉,不仅能运输超尺寸、超重量的重货及特货,在大吨位打捞、海上应急抢险、基础设施建设等方面也能发挥独特的工程作业优势。正是这样的“海上重器”,其关键技术曾长期掌握在别国手中。怎样打破国外的垄断,将技术真正掌握在我们手中?七〇八研究所半潜船型研发团队自成立之初,就将这份责任深深地刻在脑海中。
前不久,由该团队一手打造的10万吨级半潜船“新光华”号成功交付运营。该船是不折不扣的“海上巨无霸”,总长255米,型宽68米,有效载货面积达14280平方米,最大载重能力为98500吨,位列亚洲第一、世界第二,其多方面的技术能力更是达到或超过了国际同级别产品水平。“‘新光华’号采用国外的基本设计,设计方依据原设想的9万载重吨等简单要求,仅提供了寥寥十余份图纸,我们在承接详细设计任务后,历经8个月时间完成设计,很不容易。”回想艰辛的设计路程,该船总设计师仲伟东记忆犹新,“尤其是针对船东提出的‘载重量达到10万吨级,航速、装载、下潜、动力定位系统、安全冗余度等方面要实现本质突破……’等一系列高难度的设计要求,设计团队对总布置划分与布局优化、线型优化与节能提速、重量控制与提升装载量等方面开展了核心技术攻关,全面掌控了该型船的特征属性,使之具有了甲板均布载荷更大、下潜稳性更安全、装卸货作业速度更快、结构强度更合理、对货品保护更好、首艘满足最新半潜船安全及性能规范等一系列技术优势。”从实船试验结果来看,“新光华”号凭借理念清晰、过程准确、结果正确的技术状态,各项指标全部一次通过检验,实现预期目标。
“我们是站在巨人的肩膀上。”团队成员于再红研究员说:“正是有七〇八所之前在半潜船设计相关领域能力上的积累,团队才能取得这么多的成果。”该团队组建8年来,技术骨干们均已成为相关专业的佼佼者,至今已经交付了3万吨级半潜船“华海龙”号、3.8万吨级半潜船“夏之远6”号、5万吨级半潜船“海洋石油278”号、新一代“运输+打捞”型5万吨级半潜船“华洋龙”号、8.5万吨抬浮作业半潜驳、10万吨级半潜运输船“新光华”号等多型实船,完成了包括工业和信息化部高技术船型“10万吨级半潜工程船自主研发”科研课题等在内的十余型半潜船设计,产品序列几乎覆盖了全部的半潜船型。
作为中船集团的下属总体院所,七〇八所通过加大科研投入、强化基础研究、创新船型研发、加强技术储备,全面提升了研发设计的能力,充分发挥了总体所的引领、支撑和带动作用,在增强自身研发实力的同时,也为船厂接单提供了强大的技术支撑。
“华洋龙”号半潜船
沪东中华造船(集团)有限公司是我国自行成功建造最大水面舰艇的生产基地,被誉为国产护卫舰、登陆舰的“摇篮”,也是我国船舶种类最全、高端产品最多、建造实力最强的商船建造企业。在加快军民融合发展的时代背景下,沪东中华勇担海军装备转型发展重任,取得多项实绩。由沪东中华建造的多型舰船,是人民海军的主力装备。依托“研发一代,更新一代”战略,沪东中华建造的先进舰船已陆续装备人民海军并出口多个国家。为造出优质战舰,沪东中华积极开展工艺革新,不断深化托盘设计、提高预舾装率,推广先进焊接工艺,确保舰船质量。
除大型液化天然气(LNG)船产品外,沪东中华是国内最早进入特种船建造领域的船企,现已成为世界顶级化学品船建造基地。2016年6月,沪东中华建成全球首艘38000吨双相不锈钢化学品船,为中国船舶工业“十三五”开局献上了一份厚礼。这是一艘集众多先进技术于一身的环保节能型船舶,可以装载近千种化学品及成品油,具有43个货舱,可同时装卸40多种化学品或油品。该船采用桨、舵、舵球一体化设计,比常规化学品船推进效率提高6%,环保性能满足国际新规范要求,可以停靠世界各大港口。该船船东是以严苛、专业而闻名的全球最大化学品运输公司,这家航运巨头对沪东中华的建造能力高度认可,称赞该船的质量处于世界顶级水平。
沪东中华也是我国建造全系列集装箱船数量最多的企业,是国内最具自主设计建造超大型集装箱船能力的企业,先后成功设计建造1714TEU、2700TEU、4250TEU、5688TEU、8888TEU、9000TEU、10000TEU等各类集装箱船,数量超过50艘。在国内大型集装箱船建造领域,沪东中华一直处于领先地位。近年来,沪东中华又站在世界集装箱船建造技术前沿,开发了具有完全知识产权的14500TEU和20000TEU超大型集装箱船,其快速性指标、油耗指标达到了国际先进水平。目前沪东中华手持9400TEU、13500TEU、14500TEU大型集装箱船订单达18艘,生产任务已排至2018年。
沪东中华造船(集团)有限公司党委书记、董事长陈建良表示,近年来,沪东中华坚决贯彻落实党中央推进供给侧结构性改革的战略部署,按照中船集团“四个驱动”发展战略和指导思想,坚持走高端、精品路线,在摘取“造船工业皇冠上的明珠”——建造大型LNG船之后,沪东中华继续勇攀科技高峰,成功建造世界首创“概念船”38000吨双相不锈钢化学品船、世界首款最先进45000吨集滚船,实现了大洋上的“中国荣耀”。
新型导弹护卫舰
今年2月28日,上海外高桥造船有限公司为招商能源运输股份有限公司建造的31.8万吨超大型油船(VLCC)“凯旋”号成功命名交付。这是该公司自2003年6月22日交付首制船以来,连续建成并交付的第400艘商品船,使得外高桥造船公司的大型船舶建造业绩进入全球领先行列。外高桥造船公司负责人表示,该公司将根据“精益管理、突破高端”的经营方针,重塑企业发展模式,“依靠品牌、技术、成本领先实现盈利”。“凯旋”号是外高桥造船公司向招商轮船交付的第六艘VLCC。该系列船采用了最新的VLCC船型设计,增加了防泥沙系统,并有效降低了油耗,可为船东进一步节约运营成本。通过成功建造该型VLCC,该公司进一步提高了在超级原油运输船市场的竞争力和品牌效益。
自2016年开始,外高桥造船成立了科技创新中心,针对全球造船新技术的发展趋势开展创新性研究,并探索与设备厂商开展合资、合作的商业模式,为该公司经济增长和创新发展增添了新的动力。在产品研发上,外高桥造船坚持节能、绿色、环保、低碳的技术理念,积极引领市场需求,先后开发出14000TEU集装箱船、阿芙拉型冰区加强型油船、84000立方米超大型液化气船(VLGC)等5型新产品,不仅设计指标达到国际先进水平,而且均已具备接单条件。在智能制造上,外高桥造船着力发展先进高效制造模式,策划实施了自动化生产线建设等26项智能制造项目,自动化制造水平明显提高。同时,围绕苏伊士型油船、超大型集装箱船等新船型,外高桥造船持续开展工法策划,先后完成了半船起浮前塞轴等252项新工艺、新工法的课题研究,有效提升了生产效率。
与此同时,依靠技术创新、优良性能和精湛质量,外高桥造船在海洋工程装备市场处于低迷的状态下逆势而上,创出了“SWS海工”品牌。继完工交付“海洋石油981”号半潜式钻井平台后,公司连续获得JU2000E型自升式钻井平台批量订单,为实现自升式钻井平台系列化建造夯实了基础。该产品的用户——中国石油海洋工程有限公司认为,外高桥造船建造的JU2000E型自升式钻井平台的各项性能指标达到设计要求,符合期望。目前平台已完成一口海上探井的钻探工作,各项性能满足需求。
31.8万吨超大型油船(VLCC)“凯旋”号
2016年12月16日,中船黄埔文冲船舶有限公司建造的全球首制R-550D型自升式钻井平台在龙穴厂区顺利交付新加坡船东。该平台是黄埔文冲与TSC集团控股有限公司、美国ZENTECH设计公司整合各自优势、强强联合,面向全球海工市场推出的战略性合作产品;是中国船舶工业集团公司在华南地区首次建造的400英尺自升式钻井平台,是黄埔文冲进入主流海工装备制造高端领域的首个平台产品,是目前国内建造的唯一核心装备国产化率达到90%的自升式钻井平台,并在2015年喜获世界石油2015“引领未来”最佳钻井技术设计奖。
R-550D自升式平台
中船黄埔文冲船舶有限公司董事长、党委书记陈忠前表示,船型开发就要以品牌船型为基础,有的放矢,增强产品核心竞争力。R-550D平台是黄埔文冲踏入海工主流市场的“一号工程”和重点产品,该平台配套的专业设备数量多且复杂,周期紧,精度要求高,施工难度大,是黄埔文冲建造史上前所未有的一大“超级工程”。2013年5月,R-550D平台项目合同正式签订后,黄埔文冲立刻成立项目组并定下目标,以海工平台管理模式正式开始项目管理,由经验丰富的海工专家担任项目总监,同时抽调各部门骨干担任项目专业负责人,全面按照国际海洋工程管理模式运作。此外,为实现精细管理,该项目组还成立了专职的文控管理小组,实现与船东、厂商的双语“无缝连接”。“R-550D平台严格按海工国际化标准建造和管理。”黄埔文冲海工管理总监沈士林表示,在整个建造期间,该平台总共完成114个船舶和钻井系统的调试工作,每个系统都按照国外先进船厂模式编制了对应的调试程序。其中仅由项目组牵头编制的平台建造管理文件及程序文件就达135份,并完成了109项ABS焊接工艺评定,覆盖项目所有的焊接节点。
此外,在R-550D平台的建造过程中,黄埔文冲创造性实现多项“第一”。如第一次进行钢材切割零件的全程可追溯;第一次进行悬臂梁、升降基础、桩腿超高强钢材的焊接制作;在国际上首次进行桩腿、桩靴总组后吊装;第一次采用试压包的形式进行管路系统划分、报验以及首次建立、实施MC、EC完工检验程序等。通过对标国际先进的调试标准流程,黄埔文冲建立了整套海工平台产品调试模式,总共完成114个船舶和钻井系统的调试工作,为后续平台的调试工作树立了良好典范。黄埔文冲海工部部长谢文汉自豪地说,“R-550D平台项目电气完工/机械完工报验程序清晰,在完工后,调试人员只需要按下启动按钮就可以进行调试工作,调试后几乎没有调试收尾项。这在普通船舶建造中是不可想象的。”
海工装备建造精度要求高、施工难度大。为了确保R-550D平台的优质高效完成,黄埔文冲在建造流程、工艺工法、项目管理等方面开展了大量开创性的工作。如该公司攻破了相贯线切割、焊角设计、焊角测量等一个个难关,得到业内的高度认可。在R-550D平台项目的建造团队中,很多都是刚刚毕业参加工作的“85后”,甚至是“90后”。在建造过程中,他们经历了前所未有的考验和艰辛,却一直坚持和奋斗,一步一个脚印地把项目向前推进,成功走出了一条属于自己、属于黄埔文冲的“高端制造”之路。
3.5万立方米LEG船LEG
液化气船是江南造船(集团)有限责任公司引以为豪的优势船型。江南造船进入液化气船建造领域几十载,从小型液化石油气(LPG)船,到中型气体运输船(MGC),再到超大型液化气船(VLGC);从全压式,到半冷半压式,再到全冷式;从Type C型,到Type A型,具备了全系列液化气船的研发和建造能力,成功打造了“中国江南”型液化气船系列。
在液化气船产品系列不断完善、建造经验不断积累的过程中,江南造船有许多故事和我们分享。
一是建造方式发生翻天覆地变化。1600吨龙门吊的使用,助江南造船完全实现了整罐吊装,不仅提升了施工的完整性,更缩短了造船周期。VLGC的单个液罐重达1300吨以上,此前,江南造船龙门吊的最高起吊能力只有800吨,因此需要先将液罐一分为二,吊装进船后再进行整合。这实为无奈之举,不仅影响施工完整性,也给液罐船台施工带来极大的安全风险。如今,江南造船完全实现了整罐吊装。
二是通过精度控制,江南造船实现了巨型全宽甲板带压缩机室的一次吊装。该公司优化轴系设计方案和安装工艺,严格控制镗孔精度,使轴系系泊试验一次成功;进行模拟搭载,测算匹配精度,提前处理误差超标的部位,保证了快速高效精准的搭载。在液化气船建造过程中,液舱吊装的精度控制是一个难点。因为每个液货舱下部都有40对左右的垂向支座需要与船体上的支座相匹配,支座数量多且精度要求高,在将液货舱安装到船体支承系统上时,每个支座都需要调平和校正。为此,江南造船精度管理部制订了精度控制方案,在液舱吊装前,进行模拟搭载,测算匹配精度,提前处理误差超标的部位。从小组立、中组立直到大组立,该公司通过控制每道工序的误差,保证了快速、高效、精准的搭载。江南造船生产管理部部长助理王震说,“通过精度控制,江南造船实现了巨型全宽甲板带压缩机室的一次吊装。”在吊装前,江南造船结合龙门吊的吊点布置、起重能力,并通过多次模拟搭载(OTS)和预搭载控制,将线形、反变形等工作提前完成,使得巨型全宽甲板带压缩机室吊装后完全符合建造要求,减少了吊装后二次切割、修改的工作量。
三是在乙烯(LEG)运输船配套设备国产化方面实现了重要突破。液化气船是双燃料发动机的使用大户,江南造船建造的液化气船也配套了双燃料发动机。2016年,江南管业成功研制了高压双壁管,配套曼公司的高压双燃料发动机,并安装在江南造船建造的2艘3.5万立方米LEG船上。
四是制定了一套完整的低温钢焊接工艺标准、焊接规程。为建造VLGC,江南造船在低温钢焊接上摸索出了一套行之有效的方法。针对VLGC的技术特点,江南造船研发团队对建造中的难点和关键点进行了识别,提前进行了大量有针对性的低温钢焊接试验,搜集了1000多项宝贵的基础数据,并制定了一套完整的低温钢焊接工艺标准,焊接规程获得国际一流船级社的认可。
五是提高建造效率,缩短建造周期。江南造船通过对液化气船建造要点的剖析,制定总体方案,以工艺流程为主线,针对各个生产环节的建造难点、对舾装完整性及可行性进行分析,同时实施工法优化项目,提高建造效率,缩短建造周期。
六是在液化气船的加注策划方面,江南造船也日趋炉火纯青。该公司顺利完成了3.75万立方米LEG系列船前3艘船的燃气加注工作,与国内同行相比,加注作业周期极大缩短,成本投入大为减少。
生产自主品牌的船用低速柴油机是我国船舶工业几代造机人的梦想。2016年12月26日,在中船动力研究院有限公司临港中试基地,由中船动力研究院有限公司自主研发、制造的6EX340EF大功率小缸径船用低速柴油机顺利通过中国船级社(CCS)型式认可试验。中国船舶工业集团公司柴油机学科带头人吴朝晖说,“从研发到制造,能够亲手推出一台自己的低速机,是我们多年来的夙愿。”5年来,在中船集团及旗下沪东重机有限公司、中船动力研究院有限公司的大力支持下,研发团队终于守得云开,实现了自主品牌小缸径低速机的从无到有。
通过30年的技术引进,我国柴油机制造技术有了大幅提高,已能生产世界上最先进的船用大功率低速柴油机。但是在生产过程中,柴油机生产企业也存在诸多问题。例如国内企业基本是按照专利商提供的设计清单、图纸、标准和技术要求进行制造和试验,整个生产过程依赖专利商的技术支持,关键零部件还需要进口。在严峻的造船市场环境下,低速机价格几乎被腰斩,而专利商依靠提成费用依然可以获得稳定的收入,国外核心关键件的供应价格也不降反升。与此形成鲜明对比的是,国内低速机制造企业在成本不断上升、主机出厂价不断下降的“剪刀效应”下,已无利润可图,部分基础较差、前期投入较大的企业陷入困境。
没有核心竞争力,就没有话语权。6EX340EF的研发之路,就是自主品牌柴油机从无到有的拓荒之路。2012年9月,“自主品牌小缸径低速柴油机关键技术研究”正式立项。在经历概念设计、详细设计、工程制造阶段后,2015年10月,6EX340EF的样机从位于沪东重机有限公司本部的总装车间发运到上海临港的研发试验基地,开始试验阶段的研究工作。2015年11月12日,6EX340EF首次成功发火。2016年底,该型机顺利通过CCS型式认可试验,标志着EX340EF系列柴油机的产业化和商品化迈出重要一步,为其后续满足江海联运、近海航运的灵便型油船、灵便型散货船、支线集装箱船、冷藏船、小型液化石油气(LPG)船、化学品船等多种船型动力需求打下坚实基础。
作为中船动力研究院自主研发的大功率小缸径船用低速柴油机,6EX340EF填补了自主品牌二冲程低速柴油机领域的空白。该型主机采用高效高压比涡轮增压器和高压共轨燃油系统,优化了燃烧过程,提高了热效率;采用模块化电控燃油系统及集成式伺服油系统设计,以及单贯穿螺栓、单主轴承螺栓等多项易维护性设计;采用高强度结构设计,整机具有良好的振动、噪声特性。同时,该型主机满足国际海事组织(IMO)TierⅡ排放要求,配置选择性催化还原(SCR)系统等后处理装置后,可满足IMO TierⅢ排放要求。★