我国船舶设计建造技术现状及展望

洪敏

摘 要：伴随着中国在国际政治与经济格局中的重要作用与地位，我国船舶制造市场会迎来更大的曙光，当然，中国的造船业也将面对更大的成长和挑战。我国船舶制造行业要不断发展与创新设计与建造技术，从软硬件配置与应用方面开展突破，在已有的建造成果的基础上，提高设计建造的生产效率与质量，适应船舶建造行业的科技发展趋势。

关键词：船舶设计;建造;现状;发展

0 前言

近年来以自动化为代表的高新技术以及各种新工艺、新材料的广泛使用，造船技术在集成和高技术基础上不断创新，现代船舶工业已发展成为高技术支撑下的现代产业。

1 我国船舶行业背景与现状

1.1 我国船舶建造材料的现状

中国造船业近年发展迅速，据国外有关资料称去年接获船舶订单达700万修正总吨，以单一国家计算已超越日本，晋身全球第二大造船国，步入了自身发展的黄金时期。造船业的兴起，带动了一系列的产业，成为我国国民经济增长的推动力量。船舶运行的环境复杂，经常出现恶劣环境，因此，船舶的材料有着更严更高的要求，材料需要具备高强度、韧性好、可焊状态良好等特点，以便符合船舶的制造条件。一般专用的型材、锻钢材用于常规的船舶建造，尤其是散货船、集装箱船等船体的材料。我国船舶制造行业在不断发展，一些特种钢材也用于了船舶建造中，比如含稀土耐蚀B级碳素钢、低合金高强度钢和低温钢、低磁钢，这些钢材通过生产并投入船舶市场，解决了船舶工业快速增长的发展需要。由于外国船东在我国会订造船舶，尤其是超大型油船、超巴拿马型集装箱船，在钢材选用上很少会采用国内钢材，一般以日本和西欧的进口钢材为主要材料，这就使得船舶的生产利润下降了不少。

1.2 船舶建造技术的现状

船舶产品的结构相当复杂，船舶的建造涉及各个不同专业、不同的建造单位、不同的配套企业。零、部件达数百万件以上，按传统的打造船体、铺管道、装甲板等步骤，造船周期长、效率低、组织协调困难。采用分段建造，模块总装技术生产效率高，对建造精度要求也高。随着计算机技术的发展，以集成制造和数据传递为特征的数字化造船技术应运而生，成为现代造船技术的核心和基础，而高技术含量船的建造技术，成为一个国家船舶建造能力的体现。

1.3 船舶设计软件的现状

（1） NAPA。NAPA公司在船舶设计初步阶段提出了 3D NAPA 的概念，该软件的特点在于可以在最短时间内完成结构的初步设计，可根据需要生成结构所需的网络模型，并且可以实现曲线的转换，表面与图像的转换。

（2） CADDS5i。这个软件是由 PTC 公司针对航空业、船舶业，推出的一款新产品，该软件主要包括管系、电力、空调通风系统几大模块，船体模块的作用主要是对船体结构进行相关辅助设计，可以对船体制造所需的数据进行输出与导入，而管系模块则为了管系的制造与设计提供了工具，与此同时，电力模块还为船舶的电气系统的开发提供了工具。

1.4 船舶建造核心技术的现状

数字化造船技术我国船舶建造的核心技术之一。数字化造船，顾名思义就是以数字化建模仿真为技术特征，综合造船理论，在实践中运用到设计与建造等各环节中。通过船舶产品全数字化模型的建立，生成满足现代造船模式所需的基础信息，应用模块化建造技术、虚拟建造和装配技术，实现船舶壳、舾、涂一体化制造，达到有效控制造船周期、质量和成本。世界先进的船舶建造国家，从CAX起步，以开展CIMS、运用敏捷制造技术模式转变为虚拟化模式的发展，既满足了船舶产品设计与开发，有实现了船舶验收与使用的数字化的制造与管理，完成了一项船舶的全寿命周期的建造。我国的造船企业，是造船业的骨干力量，肩负着造船业的进步与发展。其造船的网络建设已形成一定的构架，建立了以计算机为基础的辅助设计与建造管理的平台，从一定程度上提升了整体建造水平，但是关于数字化造船技术的应用还需要继续追赶国际一线水平。

2 我国船舶设计建造技术的展望

2.1 船舶建造技术的展望

在对我国船舶建造技术进行发展的同时，必须要积极吸收国外的先进技术，且以提升数字化建造技术为目标。要建立自己的造船软件产业，首先应该先制定出符合我国船舶企业发展需求的数字化标准体系，这种体系包括了信息编码的标准化、数据表达的标准化、建立船舶信息集成与数据交换标准及平台等。这些系统的运用可以建立起一个高效运行的环境，保证关联企业间供应链的顺畅，大幅度提高生产效率。

2.2 船舶设计的展望

为了符合当前国内船舶制造的先进模式，国内企业必须加快以三维技术为核心的信息一体化软件产品的开发，内容必须包括船舶初步设计、生产设计的集成系统。另外，对于软件的功能设计必须要求一体化、模块化，要求造船达到“设计、生产、管理一体化”以及“壳、涂一体化”，同时要求考虑到船体构件相互之间的逻辑关系，以及数据库结构的设计。当数据库当中的某些船体结构零件被修改后，与它有关的零件便会进行自动更新，对零件进行拆分。

2.3 船舶材料展望

我国的目标是建造超大型油船（VLCC）、浮式生产储油船（FPSO）、超巴拿马型集装箱船、液化石油气船（LNG船）及豪华客船，它们代表着当前的世界船舶和海洋工程高附加值、高技术船舶水平。因此，宽长钢板、大型材、抗腐蚀性能良好的不锈钢、细晶粒的低温钢、碳当量低焊接性能好高强度钢等，是船舶建造迫切需要的船舶材料。

2.4 船舶建设核心技术的展望

在船舶建造核心技术方面，我国要在常规船建造订单上增加利润，必须积极吸收国外先进技术，加强开发，以提升数字化船舶建造技术作为突破口，建立自己的造船软件产业。首先，须制定出符合船舶企业实际，以及发展需求的船舶建造数字化标准规范体系，包括信息编码的标准化;数据结构、数据表达、存取方法的标准化;建立相应的基础性和通用性的数据库、知识库和模型库;建立和研究船舶信息集成和数据交换标准和平台，以及一个通畅、稳定、安全的网络通信平台基础信息的属性描述和信息结构。如：物料基本信息、物料清单（BOM）信息、工艺路线和生产能力基本信息、托盘/分段信息等;业务流程的优化组合和信息交换接口的标准化;船舶产品数据的管理（PDM）和数据库的建设。其次，构筑网络基础平台、信息存储和信息交换的基础平台，以及系统开发的基础平台，开展集成技术、协同技术、供应链技术等基础技术的研究;异构平台下信息交换技术的研究，建立高效的系统开发和运行的环境。在此基础上实现数据的集中与分布相结合的数据操控体系，各专业、各企业的工作协同，关联企业间供应链顺畅，企业内物流、资金流精确受控，从而实现敏捷、精益、自动化和虚拟化建造船舶，以此大幅度降低成本。

3 结束语

我国已跃身全球造船大国之列，进入了船舶发展的黄金时期，尤其是以自动化技术为基础新技术以及各种新材料应用于船舶设计建造中，为船舶建造行業不断创新，成为了以高新技术为支撑的现代化产业。作为船舶建设人员要对我国未来船舶建设行业抱有信心 并全力为之进步而奋斗。

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