绿色制造工艺在船舶结构中的应用

陆振兴

摘 要：在船舶制造行业飞速发展的今天，其生产过程的节能性与环保性备受关注，而绿色制造为新时期背景下一种新型生产模式及生产理念，将其渗入绿色船舶整个设计与建造过程，符合现代可持续发展理念，确保船舶生产质量的全面提升，减少对生产及建造材料的过度浪费，保证船舶制造在经济与环境效益方面的双丰收。

关键词：船舶结构;绿色制造;应用

前言：船舶制造对世界经济的发展和变革起到了促进作用，但是船舶制造业进步的同时，也带来了一定的环境影响和能源危机方面的问题，使得可持续发展受到制约。针对我国而言，船舶制造的发展程度还不够深入，通常利用环境和资源代价取得一定的收益，在船舶的未来发展中，需要坚持绿色可持续发展观念，实现船舶事业的发展迈入一个新台阶。因此，为了更好的促进我国社会的进步和经济的发展，采用绿色制造技术来完成船舶制造成为了必然的选择。

1绿色制造

绿色制造，又称环境意识制造，即在保证产品功能、质量的前提下，综合考虑环境影响和资源利用效率的现代制造模式，它借助于各种先进技术使产品在设计、制造、包装、运输、使用到报废及回收处理的整个生命周期中不产生环境污染或环境污染最小化，资源利用效率最高，能源消耗最低，实现企业经济效益与社会效益的协调发展，它是人类可持续发展战略在现代制造业中的体现。

绿色制造的主要内涵包括：优质、清洁、高效、低耗、安全;可概括为“两个目标”：保护环境、节能和资源综合利用;“两个过程”：产品生命周期过程、物料转化过程;“四项内容”：绿色设计、绿色生产过程及工艺、绿色产品、绿色资源和能源;“三条途径”：管理途径、技术途径、市场及法律途径。

2绿色船舶制造技术发展与运用现状

2.1绿色材料运用技术

当前，达到绿色船舶建造的一个主要方面，就是从船舶制造材料着手，比如采用无重金属等毒性物质的材料，积极推行绿色环保材质的运用，不但使其与船舶设计生产要求相符，进而确保尽可能减小环境污染。在船舶制造材料中降低二次除锈涂装，以跟踪补涂技术代替，并采用像水溶性涂料、粉末涂料等价格合理、污染性低、能源消耗小的环保涂料。在船舶室内材料运用中，传统方式是采用保温、隔音、防火性能好的材料，比如矿棉、玻璃棉，类似材料的降解性差，如果船舶进入生命周期末期，其会加大环境污染，在船舶生产中，引入绿色船舶制造理念会考虑节能环保材料的应用，将传统的环境污染现象进行改善。

不仅如此，船舶制造过程中会采用某些抗腐蚀能力强的钢管材料及钢板，纵观国内外对此类材料的运用状况，我国在这方面对比以前有了很大的进步。针对原油船的制造，货舱区利用抗腐蚀性较强的钢板能够延长船舶的寿命周期，同时降低水环境污染问题。并且，为了避免其被腐蚀并起到保护作用，还会涂刷一些环保材料。

2.2绿色船舶的焊接技术

焊接在船舶绿色制造技术实际开展过程中占有重要地位，在某种程度上影响着船舶总体生产质量。在船舶制造过程中合理选择焊接方式，如高效的焊接工艺、装备以及焊接电源等，不仅有助于船舶生产制造作业的顺利开展，且符合21世纪新时期背景下绿色生产理念。以高效焊接工艺为例，生产作业的开展选择熔化极气体保护焊，操作极为便利，加工效率相对较高，可以在完全机械化条件下快速完成焊接工作，焊接过程中烟尘产生几率较小。

2.3工艺模拟与精度造船技术

（1）工艺模拟制造

绿色船舶生产过程中，通常在水火弯板等热处理时实施工艺模拟制造。可是传统的船舶制造方式，是利用从实验到模拟的模式，将工艺模拟应用在绿色船舶制造中能够在生产前就取得各方面的参数，进而完善出有效的生产指标，不但能够提升制造效率，还能够节省材料成本，并及时找到制造过程中可能存在的问题予以处理，从而保证船舶制造质量。

（2）数字化精度造船

船舶制造中的精度控制工作也十分重要，而数字化精度造船技术可以发挥重要作用。在船舶结构设计过程中，将先进的数字化技术与绿色船舶制造技术相结合，减少实际制造过程中的返工和弥补，大幅度提升了制造的精准度和效率，也实现了环保节约的目标。

2.4轻量化技术

随着相关技术的不断发展，我国的很多领域都开始采用轻量化技术，尤其是在交通工具和军事领域中的应用更是广泛。通过轻量化技术，可以有效的解决配套设施不足、产品性能不好等问题，同时还可以有效的解决成本过高等问题。首先，通过轻量化技术可以有效的降低船舶制造对于原料和能源的消耗，减少船舶制造过程中的废物排放量，从而有效的降低船舶结构设计与制造对于环境方面的压力。在这个基础上，轻量化技术还能有效的简化船舶制造过程中对于原料的制作加工过程，从生产、运输、安装等一系列过程中减少能源的消耗，从而更好的提升资源的利用效率。

2.5供热工艺的改进

在我国船舶制造过程中，供热一直是对于能源和资源消耗较为严重的一个问题，由于供热产生的废气等对于环境的污染也较为严重，在绿色制造技术的应用过程中，可以更好的对供热需求进行计算并进行控制，通过这样的操作既可以有效的降低供热过程中的能源消耗，同时也可以提升供热工艺的效果，在保证产品质量的基础上，更好的完成节约资源和减少污染的目的。

3绿色制造工艺在船舶结构应用中的发展

3.1提高资源利用率，减少环境污染

造船采用新型材料，减轻船身重量，可以较高地提高船舶性能，从而减少其他资源的浪费。改进锻造切割工艺，减少废料的产生。废料也需要进行整理，以进入循环利用。为了回收的报废船舶能够再进行材料的重组、循环再利用，要改进船身制造材料，延长船舶使用年限，材料能够再利用。废水主要产生于制造加工过程，其中可能含有铬、镍等重金属。我们可以通过提高重金属分离技术，让废水污染程度减小。废气主要是粉尘等有害物质。我们可以通过改进工艺技术、材料性质来减少废气排放。噪声也同样可以改进制造工艺，并且更新制造设备，来打造“静音”车间，减少噪音污染。

3.2加快造船技术的数字化发展

造船业数字化发展也是绿色造船技术发展方向之一。邢瀚文等在《数字化技术在造船行业的应用分析》中提出CAD/CAE一体化技术，“在CAD/CAE一体化技术的帮助下，船舶研发、设计将实现从经验设计到计算机辅助设计的转变，可大大缩短产品周期，提高产品质量”。此外，我们还应积极引进国外先进技术。如美国AMT（先进造船技术）实现造船资源技术的统筹安排，节约了资源成本。欧洲造船行业开发使用MARS（造船生产物流管理软件）对造船成本、物流管理等进行数字化管理，既保证了船舶质量又减少了资源浪费。

3.3发展“工业工程+绿色制造”战略

工业工程思想贯穿整个企业的生产管理过程，既可以对企业生产流水线进行设计改善，又可以优化企业的分析决策，还可以对企业的管理模式进行控制;绿色制造理念贯彻整个企业的设施布局设计、生产供应链优化、绿色产品的生产以及管理体系的控制和评价，实现绿色布局、绿色设计和绿色制造。将工业工程和绿色制造二者结合，在保证绿色产品质量的前提下，对企业的生产管理的模式进行改善优化再设计，从而实现企业高效、节能、低耗的可持续发展。

结语：毋庸置疑，通过在船舶结构及制造过程中应用绿色技术，可以有效提升资源的利用率和企业的生产效率，同时也可以减少对于环境的污染，可以相信，未来的船舶制造过程中，绿色制造技术必将发挥着越来越重要的作用，为我国快速稳定的发展提供保障。

参考文献：

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