著力新船型開(kāi)發(fā) 創(chuàng)新做強(qiáng)船舶工業(yè)

萬(wàn) 水 生

（上海船舶研究設(shè)計(jì)院，上海 200032）

1 我國(guó)船舶設(shè)計(jì)水平與現(xiàn)狀

近年來(lái)，船舶行業(yè)加大技術(shù)創(chuàng)新力度，在船型開(kāi)發(fā)方面不斷取得新的突破和進(jìn)展。通過(guò)自主創(chuàng)新與引進(jìn)消化吸收再創(chuàng)新并舉，一批具有我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的新船型批量進(jìn)入國(guó)際市場(chǎng)。

回顧近年來(lái)船舶工業(yè)的發(fā)展歷程，可以看到我國(guó)船型開(kāi)發(fā)的創(chuàng)新能力在不斷提高。早在“八五”期間，開(kāi)發(fā)了 4200m3冷半壓式LPG船（液化石油船）、300～800TEU系列集裝箱船、3.5萬(wàn)t肥大型淺吃水運(yùn)煤船、1.2萬(wàn)t江海直達(dá)運(yùn)煤船、巴拿馬型散貨船等一批新船型，在當(dāng)時(shí)產(chǎn)生了重大的社會(huì)影響和經(jīng)濟(jì)效益；到“九五”期間開(kāi)發(fā)了1400～3500TEU集裝箱船、1.65萬(wàn)m3LPG船、9000t散裝水泥船、7萬(wàn)t自卸船、4.6萬(wàn)t化學(xué)品船、大型滾裝船等船型，獲可觀的批量訂單；再到“十五”期間，17.5萬(wàn)t好望角型散貨船、VLCC（超大型油船）、15～20萬(wàn)噸級(jí)的FPSO（浮式生產(chǎn)儲(chǔ)油卸油船）、2.2萬(wàn)m3LPG船、大型集裝箱船、客滾船以及LNG（液化天然氣）船等一大批新型高技術(shù)、高附加值船舶的成功接單建造。近年來(lái)，船舶科技在基礎(chǔ)試驗(yàn)研究、船型的總體設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)、以及船舶產(chǎn)品的生產(chǎn)等各方面技術(shù)水平全面提高，自主研發(fā)和建造能力顯著增強(qiáng)。

目前，我國(guó)船舶工業(yè)在3大主流船型設(shè)計(jì)建造領(lǐng)域已形成了一定的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，除豪華游輪等少數(shù)船型領(lǐng)域尚未涉及外，已能建造符合各大船級(jí)社的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)、在全球任何海域航行的各類船舶，新船型技術(shù)的開(kāi)發(fā)為國(guó)內(nèi)船舶工業(yè)在國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中，提供了強(qiáng)大的技術(shù)支撐，提升了我國(guó)船舶工業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。

作為國(guó)內(nèi)專門從事民用船舶總體設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的總體研究院所，上海船舶研究設(shè)計(jì)院將船型開(kāi)發(fā)、技術(shù)創(chuàng)新與市場(chǎng)需求緊密結(jié)合，整體設(shè)計(jì)能力和水平也在這一時(shí)期得到了全面提升，在船型的優(yōu)化開(kāi)發(fā)方面取得了一定的成績(jī)：

1)散貨船型開(kāi)發(fā)方面，多年來(lái)對(duì)散貨船船型采取了系列優(yōu)化、打造精品的開(kāi)發(fā)策略在 2007年凸顯成效。由于把握了CSR（共同結(jié)構(gòu)規(guī)范）實(shí)施以及巴拿馬運(yùn)河擴(kuò)建將會(huì)給船型帶來(lái)的影響，對(duì)傳統(tǒng)的靈便型、巴拿馬型、好望角型散貨船進(jìn)行了市場(chǎng)細(xì)分，準(zhǔn)確定位了船型節(jié)點(diǎn)，及時(shí)開(kāi)發(fā)形成了從30000 噸級(jí)、57000t、80000t、92500t、115000t、176000t的船型系列，并實(shí)現(xiàn)了整個(gè)船型系列各節(jié)點(diǎn)船型的批量簽單。數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)顯示，2007年前3季度我國(guó)新承接的散貨船訂單約為4825萬(wàn)dwt，占這一時(shí)期國(guó)內(nèi)船廠接單總量的75%，占同時(shí)期全球新船接單總量的29%。而這其中由上海船院自主開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)的散貨船型接單量以噸位計(jì)占這一接單量的60%，顯示了預(yù)研開(kāi)發(fā)對(duì)接單的強(qiáng)有力的技術(shù)支撐。

2)對(duì)超大型礦砂船的自主研發(fā)取得突破，自主研發(fā)的23萬(wàn)t礦砂船在中船集團(tuán)龍穴基地實(shí)現(xiàn)了批量接單，40萬(wàn)t礦砂船被航運(yùn)界稱為CHINAMAX。

3)集裝箱船開(kāi)發(fā)方面，“十五”期間牽頭承擔(dān)了國(guó)防科工委高技術(shù)船舶科研專項(xiàng)中“集裝箱船系列優(yōu)化研究”項(xiàng)目。目前，上海船院開(kāi)發(fā)的集裝箱船基本形成了能覆蓋市場(chǎng)需求的完整系列。已開(kāi)發(fā)的節(jié)點(diǎn)船型從1000TEU以下的小型集裝箱船系列，到1700TEU、1800TEU、2800TEU、3500TEU、4200TEU、5000TEU、直至 6800TEU，絕大多數(shù)實(shí)現(xiàn)了實(shí)船建造。其中的3500TEU、1700TEU分別成為上海船廠、文沖船廠的品牌船型，5100TEU由江南長(zhǎng)興造船基地批量接單。對(duì)集裝箱船的開(kāi)發(fā)，上海船院一方面致力于已有船型的系列優(yōu)化，同時(shí)也在努力探索大型集裝箱船及寬體集裝箱船的開(kāi)發(fā)。4600TEU集裝箱船在全球集裝箱船市場(chǎng)嚴(yán)重萎縮的情況下實(shí)現(xiàn)成功接單并在兩個(gè)廠同時(shí)建造，充分說(shuō)明了該船型的生命力。

4)掌握了功能復(fù)雜、技術(shù)難度高的多用途船型開(kāi)發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)，新一代多用途船的技術(shù)成果在12000t、17000t、19000t、25000t、30000t、40000t等幾十艘出口船上得以體現(xiàn)。其中 19000t多用途船單個(gè)艙口長(zhǎng)達(dá)86m以上，創(chuàng)造了同型船艙口長(zhǎng)度記錄，世界上多用途船船東都在等待首制船的交船。它的成功建造必將帶動(dòng)多用途船的技術(shù)發(fā)展。

5)在滾裝船的設(shè)計(jì)方面走出了高新技術(shù)船舶自主創(chuàng)新之路。自與金陵船廠合作成功實(shí)現(xiàn)了8000t滾裝船的自主設(shè)計(jì)建造，結(jié)束了國(guó)內(nèi)不能自行設(shè)計(jì)建造滾裝船的歷史以來(lái)，相繼自主設(shè)計(jì)了10300t滾裝船、16000GT煙大線客滾船、威大線客滾船、煙大線火車輪渡等一系列滾裝船。其中煙大線火車輪渡采用了國(guó)際先進(jìn)的全電力推進(jìn)系統(tǒng)，上述各船型均實(shí)現(xiàn)了實(shí)船建造并投入營(yíng)運(yùn)，自主研發(fā)的水平經(jīng)受了實(shí)踐的檢驗(yàn)。

6)在PCTC（汽車滾裝船）船型開(kāi)發(fā)方面取得突破性進(jìn)展，所開(kāi)發(fā)船型初步形成了從 2000車、3000車、5000車、6700車、直至8000車的船型系列。其中2000車、5000車已實(shí)現(xiàn)了自主開(kāi)發(fā)船型的批量接單。

7)在油船/化學(xué)品船研發(fā)方面有所收獲，自主開(kāi)發(fā)了37300t（IMO Ⅱ類）、18000噸級(jí)不銹鋼化學(xué)品船、3000噸級(jí)系列不銹鋼化學(xué)品船等一批高等級(jí)化學(xué)品船船型。

8)除了主要的運(yùn)輸船舶外，上海船院工程作業(yè)船舶的設(shè)計(jì)能力也發(fā)展迅速。成功設(shè)計(jì)了小水線面油田交通船；為交通部開(kāi)發(fā)的系列大功率海洋救助船，使我國(guó)海上立體救助體系整體水平上了一個(gè)新臺(tái)階，多次出色完成海上救助任務(wù)，社會(huì)效益顯著；自主開(kāi)發(fā)的系列油田守護(hù)船、平臺(tái)供應(yīng)船功率覆蓋范圍自 3200～14000kW，已建和在建的船舶逾 50艘。另有打樁船、起重船、導(dǎo)管架下水工程船等各類工程作業(yè)船，自主設(shè)計(jì)的船型種類豐富，開(kāi)闊了設(shè)計(jì)人員的視野，積累了豐富的海洋工程作業(yè)船的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)。近年來(lái)又承接了鋪管船、半潛運(yùn)輸船等海工船舶的設(shè)計(jì)任務(wù)，在海工船舶的自主研發(fā)方面邁出了重要步伐。

這些年國(guó)內(nèi)船舶科研力量在船型開(kāi)發(fā)能力上的快速發(fā)展，得益于堅(jiān)持走引進(jìn)消化吸收再創(chuàng)新的道路。目前，我們對(duì)3大主力船型已具備自主開(kāi)發(fā)優(yōu)化的能力，但有市場(chǎng)影響力的品牌船型還顯不足，產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化系列化研究工作還需持續(xù)深入；設(shè)計(jì)手段上逐漸在與國(guó)際接軌，但總體上仍以二維設(shè)計(jì)為主，還需要不斷改進(jìn)；當(dāng)前一些高技術(shù)船舶在國(guó)內(nèi)屢被建造，但設(shè)計(jì)以引進(jìn)國(guó)外為主，這也反映了在我國(guó)船舶工業(yè)高速發(fā)展時(shí)期，設(shè)計(jì)水平的發(fā)展與能力擴(kuò)張對(duì)設(shè)計(jì)的需求之間還有差距；設(shè)計(jì)人才緊缺，新的設(shè)計(jì)公司不斷成立更是加重了人才的分流，對(duì)船舶科技水平的發(fā)展帶來(lái)了不利影響。總體而言，我國(guó)船舶設(shè)計(jì)水平進(jìn)步很快，而整個(gè)行業(yè)期待著科技水平有更大的跨越。

2 對(duì)照國(guó)際先進(jìn)水平，分析我國(guó)在船型開(kāi)發(fā)領(lǐng)域的差距

雖然我國(guó)船舶工業(yè)在船舶設(shè)計(jì)、船型開(kāi)發(fā)方面取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，但與造船業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家（地區(qū)）相比，尚存在不小的差距。主要體現(xiàn)在：

1)開(kāi)發(fā)能力不足、力度不夠。依靠國(guó)內(nèi)的自主設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)力量，對(duì)3大主流船型已具備自主開(kāi)發(fā)優(yōu)化的能力。與日韓相比，產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化系列化研究工作不夠深入，技術(shù)儲(chǔ)備不足，品牌船型不多；歐洲地區(qū)的船廠為回避與亞洲地區(qū)造船企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)，借助設(shè)備優(yōu)勢(shì)，加大了對(duì)豪華游船、客滾船、海洋工程及特種船舶的研發(fā)投入。而我國(guó)造船行業(yè)對(duì)這一類高技術(shù)、高附加值船舶／結(jié)構(gòu)物的研制準(zhǔn)備尚不充分。

2)基礎(chǔ)共性技術(shù)的研究能力較弱。主要表現(xiàn)為：船型積累不夠，豐富船舶性能和結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)是船型開(kāi)發(fā)和優(yōu)化設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。世界聞名的瑞典SSPA、荷蘭的MARIN等水池的船型性能數(shù)據(jù)庫(kù)有近 7000艘船的積累，數(shù)據(jù)庫(kù)功能完善。而我國(guó)船舶工業(yè)起步較晚，船型積累不足；缺乏對(duì)專項(xiàng)技術(shù)的研究，尤其是對(duì)船舶性能影響很大的設(shè)施，如主機(jī)、螺旋槳、舵、以及推進(jìn)方式等，缺少基礎(chǔ)性的專項(xiàng)研究；在高技術(shù)船舶的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)上，很多方面依賴于國(guó)外的技術(shù)資源。

3)開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)手段比較落后，近年來(lái)，雖然在船舶設(shè)計(jì)制造方面加大了三維設(shè)計(jì)軟件的引進(jìn)及開(kāi)發(fā)應(yīng)用力度，但目前主要設(shè)計(jì)手段還停留在二維平面設(shè)計(jì)，從設(shè)計(jì)到船廠實(shí)施生產(chǎn)整個(gè)流程渠道不暢，存在重復(fù)設(shè)計(jì)工作，難以滿足數(shù)字化造船的需要。

4)國(guó)內(nèi)船舶配套產(chǎn)品生產(chǎn)開(kāi)發(fā)總體水平偏低，在設(shè)計(jì)過(guò)程中可選擇的國(guó)產(chǎn)設(shè)備較少。船舶設(shè)計(jì)是一個(gè)大系統(tǒng)的集成，大力加強(qiáng)自主開(kāi)發(fā)的核心目標(biāo)在于技術(shù)上不受制于人、增強(qiáng)國(guó)內(nèi)船舶行業(yè)的盈利能力，而配套的國(guó)產(chǎn)化率低在一定程度上影響了船型開(kāi)發(fā)的效果。我國(guó)船舶工業(yè)配套產(chǎn)品一方面利用國(guó)內(nèi)的場(chǎng)地、設(shè)備、人力等資源在不斷為國(guó)外知名公司生產(chǎn)貼牌產(chǎn)品，另一方面國(guó)產(chǎn)設(shè)備裝船率低的問(wèn)題又無(wú)有效對(duì)策。

5)開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品交流、探討少，信息閉塞，業(yè)內(nèi)各單位的經(jīng)驗(yàn)及教訓(xùn)不能共享。多年來(lái)國(guó)內(nèi)的用船單位、設(shè)計(jì)單位、建造企業(yè)已習(xí)慣于被動(dòng)接受國(guó)際上相關(guān)規(guī)則、規(guī)范的變化。今后需要加強(qiáng)設(shè)計(jì)、建造、使用、以及船級(jí)社等多方的交流，營(yíng)造國(guó)內(nèi)外同行技術(shù)交流的氛圍與平臺(tái)，增強(qiáng)我國(guó)造船業(yè)在國(guó)際上規(guī)則規(guī)范制訂／修訂的話語(yǔ)權(quán)。

3 未來(lái)船型開(kāi)發(fā)關(guān)注的重點(diǎn)

隨著地球環(huán)境日益惡化，全球?qū)τ诰G色、環(huán)保要求日益增強(qiáng)。今年IMO（國(guó)際海事組織）針對(duì)船舶的綠色環(huán)保、減少溫室氣體和其他有害氣體的排放，相繼出臺(tái)了一系列的公約、法規(guī)和要求。綠色環(huán)保技術(shù)是未來(lái)船舶開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)的重中之重。

1)壓載水管理研究。國(guó)際壓載水管理公約自2004年提出后，雖然IMO各締約國(guó)目前尚未正式批準(zhǔn)公約的生效，但上海船院已經(jīng)開(kāi)始對(duì)此進(jìn)行了大量有針對(duì)性的專題研究。將給出滿足D1（壓載水置換標(biāo)準(zhǔn)）要求的船型設(shè)計(jì)方案，即滿足壓載水置換要求；同時(shí)考慮到 2010年后如果壓載水“管理公約生效”，擁有5000m3以上壓載水的船只需滿足D2（壓載水性能標(biāo)準(zhǔn)）要求，即壓載水處理要求，將對(duì)現(xiàn)有壓載水處理裝置的設(shè)備選型、布置以及系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行研究，并在總布置方案中應(yīng)考慮預(yù)留壓載水處理設(shè)備的布置，以提高所開(kāi)發(fā)船型的環(huán)保性能。

2)燃油艙保護(hù)研究。MARPOL（國(guó)際防止船舶造成污染公約）Rer.12A生效后，對(duì)于燃油總量大于500m3的船只均需采取燃油艙保護(hù)設(shè)計(jì)。我們將從概率性方法和確定性方法兩個(gè)方面考慮燃油艙保護(hù)設(shè)計(jì)方案，考察其實(shí)際效果和對(duì)船舶布置、設(shè)計(jì)的影響，在總布置上進(jìn)行均衡和綜合考慮，根據(jù)市場(chǎng)需求和船型發(fā)展趨勢(shì)給出最終設(shè)計(jì)方案。

3)IMO TierⅡ 排放要求研究。根據(jù)IMO對(duì)于船只NOx、SOx等排放物的要求對(duì)主機(jī)設(shè)計(jì)、配置及相關(guān)方面的影響，列舉符合要求的主機(jī)，輔助開(kāi)展主機(jī)選型及相關(guān)機(jī)艙布置工作，使之符合TierⅡ排放要求。

4)能效設(shè)計(jì)指數(shù)研究。根據(jù)IMO頒布的EEDI（新船能效設(shè)計(jì)指數(shù)）草案，根據(jù)本船的目標(biāo)參數(shù)進(jìn)行能效指數(shù)計(jì)算和比對(duì)，力圖優(yōu)化本船能效設(shè)計(jì)指數(shù)，提高船舶的環(huán)保性能和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

只有在上述諸方面都取得實(shí)實(shí)在在的成果，研發(fā)的船型才有競(jìng)爭(zhēng)力，才能在市場(chǎng)中立于不敗之地。

4 著力新船型研發(fā)和自主創(chuàng)新的對(duì)策建議

研究提出對(duì)3大主流船型優(yōu)化和換代開(kāi)發(fā)、高新技術(shù)船舶和海洋工程裝備開(kāi)發(fā)的技術(shù)發(fā)展思路和重點(diǎn)，以及提高我國(guó)船舶設(shè)計(jì)水平的措施和建議等。對(duì)3大主流船型，采取持續(xù)優(yōu)化船型，打造品牌的戰(zhàn)略。

1)散貨船型系列，國(guó)內(nèi)的靈便型已做到57000t，國(guó)外有58000t、60000t的設(shè)計(jì)方案；好望角型國(guó)內(nèi)有 175000t，國(guó)外已做到 180000t。建議新的研究船型系列為：30000t、60000t、80000t、95000t、115000t、180000t、200000 噸級(jí)的系列節(jié)點(diǎn)船型。另有超大型的礦砂船系列，要形成開(kāi)發(fā)優(yōu)勢(shì)。

2)集裝箱船系列如前所述，巴拿馬運(yùn)河的擴(kuò)建對(duì)傳統(tǒng)集裝箱船系列船型的影響已有明顯體現(xiàn)、港口條件在不斷變化。而燃油艙保護(hù)、洛杉磯岸電等關(guān)于環(huán)保的公約規(guī)則相繼實(shí)施又對(duì)集裝箱船船型的換代升級(jí)提出了需求，是開(kāi)展集裝箱船系列研究開(kāi)發(fā)的很好時(shí)機(jī)。在已有系列基礎(chǔ)上，開(kāi)發(fā)1700/1800TEU、2600TEU、3500TEU、4200TEU、4600TEU、5600TEU、7200 TEU等新系列。 突破巴拿馬運(yùn)河的限制，充分考慮燃油費(fèi)上漲和CO2減排對(duì)航速的影響。

3)對(duì)海洋工程裝備研發(fā)，重點(diǎn)有自升式、半潛式平臺(tái)結(jié)構(gòu)物； FPSO、大型起重船、半潛運(yùn)輸船、導(dǎo)管架下水工程船、深水鋪管作業(yè)船、物探船、開(kāi)溝船等；保證平臺(tái)安全有序作業(yè)的平臺(tái)守護(hù)船（stand-by）、平臺(tái)供應(yīng)船（support）、運(yùn)輸船如小水線面船型等系列平臺(tái)輔助工程船。

對(duì)高新技術(shù)船舶及海洋工程方面的研發(fā)，著眼于產(chǎn)學(xué)研的結(jié)合。要提高船舶設(shè)計(jì)水平，對(duì)三大主流船型持續(xù)開(kāi)發(fā)優(yōu)化工作要加強(qiáng)。批量建造的主流船型是我國(guó)目前能成為造船大國(guó)的產(chǎn)品保證，需深入分析市場(chǎng)需求，形成性能優(yōu)秀的具有市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的品牌船型。堅(jiān)持以自主創(chuàng)新為主，自己有能力設(shè)計(jì)的盡量用自己的設(shè)計(jì)，并依靠技術(shù)交流與合作來(lái)利用國(guó)際上先進(jìn)的技術(shù)資源。船型開(kāi)發(fā)研究工作不僅限于滿足船東、船廠需求，還要做精，關(guān)鍵技術(shù)要消化透徹。

積極參與國(guó)際規(guī)范規(guī)則的制定。業(yè)內(nèi)技術(shù)溝通交流要加強(qiáng)，避免國(guó)際規(guī)則、規(guī)范成為國(guó)內(nèi)相關(guān)船舶產(chǎn)品進(jìn)入市場(chǎng)的壁壘。緊密結(jié)合市場(chǎng)需求，加強(qiáng)對(duì)高新技術(shù)船型、海洋工程的預(yù)研開(kāi)發(fā)投入，促進(jìn)實(shí)際項(xiàng)目的產(chǎn)學(xué)研結(jié)合。加快設(shè)計(jì)手段的更新速度，加強(qiáng)科研單位軟、硬設(shè)施的投入以滿足三維設(shè)計(jì)的要求，推進(jìn)行業(yè)內(nèi)先進(jìn)專業(yè)軟件的應(yīng)用，縮短與國(guó)際領(lǐng)先水平的差距。

當(dāng)前整個(gè)行業(yè)受經(jīng)濟(jì)危機(jī)影響巨大，后果持續(xù)顯現(xiàn)。但船舶設(shè)計(jì)、船型開(kāi)發(fā)的自主創(chuàng)新工作絕不能松懈，產(chǎn)業(yè)的持續(xù)發(fā)展需要科技進(jìn)步來(lái)支持。中國(guó)的造船規(guī)模在不斷擴(kuò)大，惟有不斷創(chuàng)新，方能全面提高競(jìng)爭(zhēng)力，才能實(shí)現(xiàn)造船強(qiáng)國(guó)的宏偉目標(biāo)。