HCSR的隱形機會

本刊記者 徐 華

國際船級社協會（IACS）共同結構規范（CSR）的特殊背景，使得其一出臺，便遭到工業界的強烈質疑，如今，在CSR基礎上開發的協調后的共同結構規范（HCSR）呼之欲出。HCSR的問世是否會再度為工業界帶來颶風，我們試著揭開其神秘的面紗。

CSR的未了緣

2010年10月在希臘舉行的第三屆國際船舶營運、管理經濟大會的造船分會上，希臘的Maran油輪管理公司和Anangle海事服務公司發表了“關于油輪共同結構規范宣講和缺陷”的論文。該論文回顧了IACS進行CSR開發的背景，指出了CSR存在的若干技術問題和矛盾，包括凈厚度方法和凈厚度方法在屈曲計算中的應用、局部強度不同的基礎原理、疲勞強度評估中不同的應力計算方法、有限元技術不同的應用、高級屈曲與極限強度問題，以及CSR改進中忽視業界問題等方面。

實際上，對于CSR質疑之聲從2006年4月1日生效之日起，就從來沒有平息過。這與當年IACS開發CSR的背景有著千絲萬縷的聯系。當年，薄板型船由于其突出的經濟性而受到市場追捧，然而隨著時間的推移，這類船型的弊端慢慢顯露，事故也頻繁發生。這種以犧牲安全為代價而獲得短暫利益的作法，首先遭到歐美海事業界的質疑。然而，由于競爭激烈，這一趨勢早已不同程度地影響了各船級社規范，業界人士開始擔心競爭導致規范的安全性降級。于是，在維護規范安全性的名義下，英國勞氏船級社（LR）、挪威船級社(DNV)、美國船級社(ABS)三家開始聯合起來編寫油輪共同結構規范，為了對抗這三家“脫離組織、單獨行動”的行為，IACS其他七家成員船級社開始聯合制定散貨船共同結構規范。最終，在時為IACS輪值主席的中國船級社（CCS）的積極斡旋下，聯合開發的各方不僅回歸理性，而且使CSR的知識產權由IACS全體成員共享。

然而，在此背景下產生的兩本獨立的規范，雖然對散貨船和油船的安全性產生了巨大的推動作用，卻難以令工業界感到滿意。特別是兩本規范的不協調性是飽受造船界爭議最多的內容之一，因為除了散貨船和油船的特殊性之外，在船舶結構力學的基本原理上是一樣的，在共同部分沒有必要單獨制定規范要求。例如，有限元的屈曲校核方法在散貨船共同結構規范（CSR BC）中采用的是閉合公式方法，在油船共同結構規范（CSR OT）中則采用高級屈曲計算（PULS）方法。工業界對此很有意見，因為屈曲強度問題對于任何船舶結構都是一樣的，為什么要分為兩個截然不同的方法？這對船舶的設計、審圖到建造生產都增加了重復勞動，影響效率。所以，如果不對兩本獨立規范進行協調修改，就根本無法去統一這兩個方法。同樣，更多需要協調一致的地方等待著IACS的后續工作來完成。

為了解決共同結構規范中的應用維護問題和上述的不協調問題，滿足工業界、船東的需求，IACS分別制定了短期和長期計劃。

短期計劃的目的是對現有CSR進行維護，為此成立了名為CSR PT1和PT2的兩個規范維護項目組，分別負責散貨船共同結構規范和油船共同結構規范的維護。同時為了確保各船級社在共同結構規范軟件計算結果的一致性，IACS還成立了CSR PT3和PT4，分別在有限元法和描述性方法兩個方面對目標船進行對比計算，并給出了標準的對比數據。

IACS的長期計劃則希望用5年的時間，將散貨船共同結構規范和油船共同結構規范不協調的內容進行統一，因此IACS成立了7個協調項目組（HPT），在項目總體負責人PMT的組織協調下開展工作，解決現有兩本共同結構規范的不協調的問題。最初成立的7個HPT分別是HPT01（載荷）、HPT02（屈曲）、HPT03（有限元）、HPT04（腐蝕）、HPT05（焊接）、HPT06（艙口角隅疲勞）、HPT07（營運船要求）。IACS期望規范協調統一之后，可以帶動技術及其應用實施的統一，解決現有CSR不協調帶來的爭議，并可以提升相應的工作效率。

與GBS的不期而遇

正當IACS緊鑼密鼓地開展CSR的協調工作之際，國際形勢又發生了新的變化，GBS（目標型標準）已經沿著另外一條技術路線走到了IACS成員面前。2009年，GBS在IMO的大力推動下于MSC 87次會議確定了GBS符合性驗證導則，對IACS共同結構規范進行GBS符合性驗證的時間表也進行了明確。

此時，剛剛從EU反壟斷調查中解脫出來的IACS成員迎面遇到的正是為期不遠的GBS審核，各成員開始認識到，如果再各自為政，很可能造成對CSR多種解釋的出現，導致IMO對CSR的誤解和不信任。在這種情況下，IACS內部改變了最初由各家成員提交現有CSR單獨應審的策略，確定了以協調后的共同結構規范（HCSR）應審的策略，但規范的提交、應審仍由各家船級社成員自行完成。在IACS理事會C60會議上，對協調后的共同結構規范的性質和涵蓋范圍進行了明確。首先，HCSR是協調一致、合二為一的一本規范；第二，HPT工作組將協調后的規范內容必須符合GBS的要求列入項目目標范圍。這樣，HCSR的重要性上升到了新的高度，未來HCSR規范一方面應該是完成協調要求的規范，同時也是滿足GBS要求的規范。

隨著協調工作的深入和工作范圍的擴大，IACS在原有HPT基礎上又成立了HPT08（疲勞）、HPT09（尺度要求）和HPT10（規范評估），其中原有的HPT06納入HPT08的工作范圍，為分解工作量，HPT09內部又分為HPT09.1（安全衡準和原理）和HPT09.2(詳細要求)兩個小組分頭開展工作。

目前HPT01、HPT04和HPT07已經在IACS船體技術委員會（Hull Panel）主持下的第一次工作組（Workshop）會議上提交了規范文本和技術背景文件的初稿，供各家船級社提出意見并將根據反饋意見做出相應修改。其余各HPT的工作成果將按IACS Hull Panel的部署分別于2011年2月和6月召開的兩次Workshop會上提交并于2011年7月1日形成內部第一版HCSR規范文本。同時IACS還組織成立了外部咨詢組（EAG），通過在Workshop會后召集EAG會議在規范初稿制定階段征求工業界的意見。

HCSR帶來了什么

隨著第一版發布的時間日益臨近， HCSR即將向IACS各船級社成員、工業界及船東展現出其全貌。那么，它究竟會給工業界帶來哪些影響？

CCS研發中心副主任王剛說，“作為HCSR項目的重要成員，CCS全程參與到規范的研究起草過程中，從研究者的角度上來看，為了適應GBS的要求，HCSR更講究規范背后的技術論證，相關的技術背景文件和資料必須要滿足IMO GBS審核的要求。使用者要想真正理解這本規范，就要更多地將精力投入到對其技術背景的研究上來。這是HCSR與CSR最大的不同之處。當年在制定CSR時，由于目的側重于應用，外界對CSR進行深入研究的需求并不是很迫切。因此，當時對CSR的基礎研究不多，更多的研究側重在應用方面，當時首先關注的是應用CSR會對原有船型產生多大影響等問題，其次想解決的是規范會不會用，如何用的問題，然后基于應用需求著手進行軟件開發，使工業界得以迅速地適應CSR的要求。而目前為了應對GBS，HCSR必需加強基礎研究。也就是說，要從根源的理論入手，了解HCSR從何而來，如何來的。”從目前HCSR進展情況來看，結合工業界對

CSR的具體意見，可以預計未來HCSR對船舶總體結構來說不會產生很大影響，比如，空船重量的變化應該可以基本控制在1%以內，更多的變化體現在因規范局部要求的變化而導致船舶結構局部的改變。但船舶工程是一個系統工程，往往是“牽一發而動全身”，產品局部的改變通常會影響整個生產流程，所以，HCSR的影響重在應用方面。首先，兩本規范合二為一之后，對單獨的油船或是散貨船規范內容來說都有較大變化。以油船為例，一部分規范內容可能采用了現有散貨船規范的要求，這對油船的設計方和船廠來說就要重新考慮如何使用HCSR中的涉及油船的相關要求，如何應用HCSR進行評估，如何開發新的計算軟件等等問題。第二，由于有了滿足GBS要求的硬性指標，為彌補CSR與GBS要求之間存在的差距，需要新增一部分內容，比如，剩余強度、建造標準、人為因素等方面的要求，同時，還需要在現有CSR基礎上完善部分內容以滿足GBS要求，比如載荷、疲勞、結構強度等方面。無論是新加入的內容還是在CSR基礎上進一步完善內容，這些新要求也將對船舶的設計和建造產生影響。

通過IACS的努力，HCSR提交GBS審核的截止時間定在2013年12月31日，比原計劃推遲了一年，但按照IACS的討論情況，HCSR的生效時間可能定于2014年1月1日或7月1日，而此時HCSR正在IMO GBS的框架下進行審核，這就意味著這個時間之后簽訂合同的船要符合HCSR，而HCSR是否能夠通過GBS審核，要到2016年才能得到答案，這期間按HCSR建造或簽訂合同的船如何解決規范有效性尚無定論，這也成為IACS、IMO和工業界需要共同面對的棘手問題。

知其然與知其所以然

2010年10月底在日本舉行的油輪結構合作論壇（TSCF）的全球造船大會上，韓國在油船設計上推出了一種不用“橫撐材”的新型液貨艙，以簡化油船內部結構，從而達到優化船型結構、提高生產效率等目的。長久以來，“橫撐材”對于提高油船橫向結構強度有著不可或缺的作用，然而，韓國卻大膽地將其去掉，并獲得設計成功。王剛認為，究其原因，這種大膽的創新，來源于其對船舶結構規范背后的基本技術原理的掌握。HCSR的出現，很有可能是帶動我國船舶工業開展探索技術原動力的基礎研究的最好時機。

CSR的問世，正好處于我國“十一五”的開局之年，業界上下齊心積極應對，使我國的船舶結構規范水平快速提升到世界級高度，造船行業實現了跨越式發展，僅僅五年時間，一躍成為世界第一造船大國。正如業內專家所言，“十五”時期，我國船舶工業想的是有沒有的問題，“十一五”時期，是發展速度問題，那么，“十二五”，就要考慮發展質量問題了，也就是面臨著能不能持續發展的問題。可以說，CSR的生效為我國船舶工業實現“由大到強”的轉變提供了很好的機會，而HCSR與GBS的推進，將是我國實現自我超越的又一良機，是促進我國船舶工業再度跨越式發展的助推器。當前國際競爭的核心是“得標準者得天下”，競爭的最高境界就是標準的競爭。目前，我們離這一目標還有一段距離，從技術先進性來說，我們始終落在后面，僅僅依靠勞動力成本優勢，缺乏創新使得我國船舶工業難以實現可持續發展。王剛認為，“要走得更遠，就要有自己的核心技術，這取決于對基礎理論的掌握，只有掌握了本質，才能以不變應萬變，以韓國的新船型設計為例，只有對船舶的力學模型吃透了，才可能提出創新，才知道創新是否合理，有了理論研究為基礎，才能想得到做得到。同樣對于規范標準的研究，只有把規范標準體系的基礎研究加強了，才能積極應對各種挑戰，推陳出新，走在行業的前面。”

正是基于這種對技術標準的執著追求，CCS在參加IACS的HPT項目工作時，結合CCS的GBS應審項目投入大量人力物力。目前，CCS的HCSR與GBS項目面臨著參與人員多，涉及單位多，時間緊的現狀。為了加強項目管理、提高工作效率。項目組的技術管理組織架構參考了IACS的管理模式，即建立類似于從IACS理事會、GPG、Hull Panel、PMT直到HPT的技術研究層次，集合全社的資源，在項目組的框架內統一協調，保證項目研究工作順利實施，同時注重與IACS、IMO、工信部、海事局等相關機構和部門的協調溝通。目前，CCS成立的10個GBS項目組已經根據對應支持的HPT研究內容和CCS需要獨立自主解決的關鍵技術開展了具體工作。對于HCSR的研究，將從三個方面進行：首先，對于HCSR的共性技術從基本原理角度展開了深入研究，為了完全掌握HCSR的技術背景和來源并符合GBS的要求，加大了基礎研究的力度；第二，根據HCSR規范要求和整體框架，按IACS HPT時間節點要求分階段編制計算工具和新的集成軟件；第三，對船型進行升級和優化，船型升級體現在新船型不僅要滿足HCSR的要求，還要滿足當前已經或即將生效的綠色新規范、法規等，比如排放、拆船方面的國際公約等。另外，通過幾年應用CSR的經驗積累，結合HCSR再推出的新船型應該是對應用CSR時不盡合理的船型進行設計優化和改進的精品船型。

中國船舶工業，在“十一五”期間實現了完美轉身，然而，要實現真正從量到質的轉變，既需要自身不懈的努力，也需要外部催化劑的作用，HCSR的出現，可以說是挑戰，但更是機遇。