南通中遠川崎綠色造船模式的探索與構建

(南通中遠川崎船舶工程有限公司，江蘇 南通 226005)

1 中遠川崎綠色造船模式構建背景

1.1 改變船舶制造業發展方式的必然要求

“材料消耗大、能源消耗大、返工率高”曾一度是國外專家對我國船舶工業發展狀態的評價。造船產業是國民經濟的支柱產業之一，是高資源消耗產業，在為社會創造財富的同時，也在消耗著資源、污染著環境。我國在發展低消耗、節約型的造船經濟中取得了一系列積極進展，在產出規模快速擴大的同時，資源消耗水平有了一定程度的降低。但是與日、韓造船業相比，我國船舶工業在資源消耗方面與世界先進水平的差距十分明顯。以電力和鋼材消耗為例，日本造船企業萬美元產值平均耗電約350 kW·h，而我國大部分造船企業萬美元產值耗電在1 000 kW·h以上，約為日本企業的3倍；日本、韓國每載重噸完工船舶消耗鋼材分別為0.14 t和0.24 t，我國每載重噸完工船舶消耗鋼材0.39 t，約為日本的2.8倍、韓國的1.6倍。因此，加快打造能源消耗低、環境污染少和資源節約型綠色造船企業，是改變船舶制造業發展方式，縮短我國同世界造船發達國家之間差距的必由之路[1]。

1.2 實現節能減排目標的重要手段

中遠川崎作為一家中外合資的現代化造船企業，非常注重企業的社會責任。自1998年開業以來，堅持自覺遵守節能環保法律法規，做對社會、對環境負責的企業。根據政府“十一五”期間提出的到2010年底GDP能耗比2005年末下降20%這一節能減排目標，中遠川崎設定“十一五”期間的節能目標：即萬元收入的綜合能耗目標與“十五”期間相比下降19%，到2010年末綜合能耗降至0.067 t/萬元產值。為了達到上述目標，中遠川崎以“綠色造船”企業的創建為契機，結合環境安全管理體系的管理要求，將持續改進的管理思想與標準體系管理理念融合并貫徹到日常的生產、設計工作中。

1.3 應對產業競爭的迫切需要

近年來，國際海事組織(IMO)圍繞船舶安全性和環境保護出臺了一系列國際海事新標準和規范，典型的如單殼油輪淘汰、船舶新涂層標準(PSPC)、壓載水管理、溫室氣體排放的新船設計指標等，成為影響船舶工業發展的重要因素，也是今后國際船舶產業競爭的關鍵。這些新標準和新規范對船舶工業在技術創新、制造模式轉化、精細化管理等方面提出了更高的要求。盡管國際金融危機對全球造船業的影響仍然存在，但日、韓等造船強國已經著眼于未來，力圖化本次危機為契機，搶占下一輪國際船舶產業競爭的制高點，而這一制高點就是綠色技術。日本應對本次危機的措施之一，就是充分利用自身高科技能力推動船舶工業安全及環境標準的制定和船舶科技的發展，特別是引導全球未來幾年內將新船的CO2排放量降低30%。因此，通過技術創新全面推進綠色造船企業建設，占據未來市場、設置技術壁壘、保持技術優勢顯得刻不容緩。

2 中遠川崎綠色造船模式構建

2.1 實施產品綠色設計

綠色造船是符合世界節能環保潮流的一種先進造船生產方式。設計節能環保和綠色造船工作的源頭。中遠川崎在船舶設計上，將重點放在產品設計的節能環保上，樹立以資源節約和環境保護為指導思想的船舶設計理念。

2.1.1 建立綠色設計體系

中遠川崎所承接建造的船舶都是由設計部門提供船舶基本設計的圖紙資料和各種船性能計算資料(如船體型線圖、總布置圖、船體基本結構圖、靜水力性能計算書，阻力和螺旋槳設計計算書等)，在此基礎上進行船體設計、機裝設計、電裝設計、船裝設計及舾裝和船體的生產工藝設計、放樣下料、數控切割數據的自動生成等。中遠川崎采用以計算機信息為特征的數字化設計手段，通過計算機三維建模、計算機放樣、計算機輔助工程分析工作，實現船舶設計建造的虛擬化。通過采用高規格的圖形工作站，利用最先進的專用設計軟件、船體綜合設計與結構分析軟件和力性能有限元分析軟件，實現了設計人員完全“甩圖板”作業，三維CAD應用覆蓋率達100%，大大提高了設計人員的設計效率。

2.1.2 實現設計過程的“綠色化”

在船舶設計時期綜合考慮船舶的性能質量、自然資源的節約和生態環境的保護，開展船型優化設計、動力節能設計、消除不必要的冗余功能設計，從設計源頭提高材料利用率、提升船舶能效性能、選用綠色材料，全方位促進船舶設計、建造以及營運的綠色化。

1)節能環保設計。通過優化船型設計、減輕船舶重量、改良動力系統，減小各輔助系統的能耗，減少船舶的能耗，著手研究降低船舶能耗的新技術。中遠川崎10 000 TEU集裝箱船尾部采用尾楔形狀的構造，對螺旋槳旋轉引起的渦流起到整流作用，提高了航速，降低了能耗。中遠川崎船舶全部采用高效槳，船舵上增加舵翼(部分船舶還采用了導流罩)，充分考慮船型和螺旋槳的配合，提升推進性能，減少能源損耗。自主研發的30萬t礦石運輸船(VLOC)采用新型直艏設計，與傳統肥大型船舶及國外相同主尺度礦砂船相比，直型船艏提高船舶建造便利性、增加船舶載重量1 000 t，減少了鋼材的使用；同時通過結構優化設計，30萬tVLOC單船節約鋼材用量200 t，也得到了船東和船級社好評。

2)減排環保設計。中遠川崎在所有新船型設計上，淡水艙均使用無溶劑涂料，防止生活用水被溶劑污染而危害人體健康；設有集污艙及油水分離柜，提高分離效率，提高了船外排放的清潔度；在VLOC礦砂船設計上通過采用高效空氣裝置，很好地解決了礦砂船在靠港、裝卸貨物時對機艙環境、機艙設備和周圍環境產生不良影響的難題選用綠色材料，充分考慮船舶在營運壽命終止后，報廢、拆解對環境造成的負面影響，以及部分材料、零部件和設備的再利用等。

2008年國際金融危機爆發以來，造船業市場陷入持續低迷狀態，船東對所建船舶的質量和節能環保提出了更高的要求。10 000 TEU集裝箱船、30萬tVLOC礦砂船、5 000PCC滾裝船、大靈便型散貨船等主打產品，憑借環保產品設計和優良的船舶性能贏得了船東的高度認可和青睞。

2.2 推進船舶制造的綠色管理

2.2.1 采用先進的數字化制造模式

數字化造船是現代造船技術的核心，也是推行“綠色造船”的基礎和前提。中遠川崎通過計算機集成技術的應用，全面建立船舶產品的數字化開發、設計、制造、測試、管理集成平臺環境；應用殼、舾、涂一體化數字化樣船技術，推行模塊化造船和產品虛擬建造，建立船舶精益建造體系；應用敏捷制造技術和虛擬企業原理，實現設計、制造和管理向數字化信息集成的跨越，建立了以數字化造船總裝廠為核心的現代造船協同設計和協同制造體系，使公司的造船模式向數字化集成模式的轉換，實現數字化造船。通過應用先進的數字化制造方式,采取建立產品電子信息設計模型的方法改變了原有分道設計和制造的方式, 使設計、制造、管理信息一體化，實現了各專業的集成和平行建造的目標, 大大提高了產品的建造質量和效率。

2.2.2 采用領先的綠色制造和管理技術

引進了日本先進的生產制造工藝和管理體系，并根據自身需要大力實施自主創新，采用優化船舶分段及總組劃分、生產流水化和自動化、管理托盤化、殼舾涂一體化、塢內搭載分段大型化等生產工藝提高船舶建造效率。通過對上述生產工藝和組織管理的不斷完善，中遠川崎的制造資源得到了最優配置，使土地、人員、設備的投入實現最小化，使資源集約利用實現最大化。

成立了專門的焊接管理委員會、涂裝管理委員會，將二者結合船舶整體建造質量一起進行控制，定期組織巡回并召開跟蹤會議，對焊接和涂裝作業的質量和環境影響進行有效管理。

采用高效、綠色焊接工藝和切割方法(如：惰性氣體保護焊接、埋弧焊接、激光切割、等離子切割等)有效提高了焊接和切割的生產效率和質量。為了避免焊接煙塵向空氣擴散，對操作人員構成危害，選用高效、低毒、低煙焊接材料，降低船舶焊接時對環境的污染。

以系統工程思想為指導，深化涂裝生產設計，實現綠色涂裝。以選擇環保涂料、提高鋼材預處理質量為起點，通過縮短分段制造周期、提高預舾裝率和分段完整性、加強動態管理，應用環保型的涂裝工藝和涂裝設施(如推廣移動式涂裝系統和分段涂裝房)，實現環保型涂裝作業的目標。

2.2.3 推行造船精度管理

在實際工作中，因船舶結構復雜、作業水平差異及環境變化等因素會使最終結果偏離計劃，中遠川崎對所有的作業過程進行跟蹤控制，及時對最初的計劃余量進行修正，使其不斷趨于合理。通過多年努力，建立起了完整的精度管理體系和運行體制。在難度大、精度要求高的30萬t級油船、6 200車位汽車滾裝船和10 000 TEU超大型集裝箱船等代表造船界一流水平船舶建造過程中，全面精度管理發揮了重要作用，提升了船舶質量和資源集約化利用水平。

除此之外，生產工藝部門還專門制定了套料要領，包括如何在鋼板規格和設備限制基礎上進行分段劃分及板縫排列；綜合考慮船體結構套料作業要領，通過移動或增加接縫來提高材料利用率；通過工期較近的不同分段間互相套料提高材料利用率，在多種不同方案中選取最經濟的套料工藝以達到節約材料的目的。

2.3 強化供應鏈環節的綠色管理

造船供應鏈貫穿于訂單處理、原材料采購、相關協作廠商合作及建成船舶并交付船東的整個流程。通過建立完善的供應鏈管理體系、嚴格的供應商管理體系及大力推行船舶綠色通行證管理等方法，不斷提升企業綠色管理水平。

2.3.1建立完善的供應鏈管理體系

中遠川崎將供應鏈的綠色管理融入產品實現的整個過程(見圖1)，體現在訂單處理、設計、采購、營銷等環節。比如營銷部門在大型散貨船的開發前期市場分析過程中發現國內船廠同型船的載重噸位在18萬t左右，便與設計部門共同提出在船舶能耗不變的前提下將載重噸由18萬t提高到20.5萬t，同時通過技術改進降低NOx排放250 t/年，減少SOx排放20%左右。產品開發投產后在船舶市場取得了較大的成功，為公司在后金融危機時期的接單和生產安排提供了可靠的保障。船舶交付使用后，作為企業綠色管理擔當部門的質量保證部還將對產品進行跟蹤分析，提出改進措施，明確管理職責，加強企業資源管理，推動綠色供應鏈管理的持續改進。

圖1 持續改進的供應鏈管理體系

2.3.2 建立嚴格的供應商管理體系

為了不斷提升采購質量，優化經營績效，中遠川崎制定了“供方能力審核管理規定”，在選擇供應商時嚴格按規定執行。在選擇新供方(包括新外包企業)或重新選擇供方時，采購部門與質量保證部門組織調查供方的設備制造、技術水平、質量管理能力、過去業績、產品能耗、環保水平和相關必要事項，并出具調查報告書，將符合公司綠色環保要求的供方列入合格供應商名錄中，作為采購部門選擇供方的依據。同時建立供應商年度評價制度，評價供應商在質量控制、產品交付、售后服務態度和質量等方面的狀況，監督和督促供應商提高合作質量。

2.3.3 大力推行船舶綠色通行證管理方法

為了提前適應最新國際拆船公約的要求，在船舶設計、采購和建造過程中嚴格限制有害物質的使用，并為船舶獲得滿足該要求的綠色通行證。目前僅日本個別船廠根據拆船公約要求，開始著手實施相關工作，以保證船舶在運營、拆解中減少對環境的污染，并且保護人員的健康和安全。為此中遠川崎與船級社人員交流了解拆船公約的各項要求，向各環節貫徹船舶綠色理念，并制定相應措施滿足越來越嚴格的環保條件。在將公約要求具體化、可操作化的基礎上，中遠川崎采取研究新的試驗方法、技術路線和工藝流程，召開會議制定設計計劃，明確采購任務和目標等手段，向供應商宣傳并貫徹綠色環保理念，使之按照公約要求自覺控制有害物質使用，提供優質環保產品和規范化的產品材質文件。通過對供應鏈各環節的有效管理，中遠川崎既承擔了企業的社會責任，又提高了企業產品的競爭力。

2.4 建立節能環保管理體系

2.4.1 建立覆蓋企業的規范管理體系

從開工造船起，即著手按照ISO14001環境管理體系標準的要求開展節能環保活動，同時建立和完善各項節能環保規章制度，主要包括“環境管理手冊”、“環境因素識別與環境影響評價規定”、“環境教育培訓細則”、“環境監測監控管理規定”、“協作方環境管理規定”、“節能管理規定”、“節能環保獎罰規定”等31個規章制度在內的企業環境管理體系文件，構建了完善的企業節能環保工作管理制度。

2.4.2 開展自下而上的節能環保活動

每年都將水、電、氣、油的使用指標量化，并提出明確的節能措施和方法，要求責任部門落實到位，較好地控制了能源的使用情況。比如在規范廢棄物處理方面，自2003年以來，中遠川崎創造性地提出了可操作的量化指標——廢油漆率和廢溶劑率，并將廢油漆和廢溶劑產生率納入年度環境指標進行考核，使原本無從下手的危廢品排放考核有了統一的依據和標準。廢油漆率和廢溶劑率分別由2004年的0.087 5 t/kL和0.039 3 t/kL降低到2010年的0.070 t/kL和0.023 t/kL。

2.4.3 實施高效的全員自主工廠管理

高效的全員自主工廠管理是中遠川崎有別于國內其他船廠的特點。全員自主工廠管理主要表現在施工作業、產品質量、生產安全、場地設備和節能環保等五個方面。在節能環保方面，中遠川崎以抓規范的現場管理為目標，要求每名一線員工盡最大努力保證本崗位的節能、減排、防污染。“整理、整頓、清掃、清潔、素質、規范”的“6S”管理不但是安全自主管理的抓手，也是要求一線員工做好節能環保工作的抓手，其目的是要求所有生產工人必須做到隨時杜絕作業區域內的浪費能源和污染現象，必須做到廢棄物資日產日清、隨產隨清、誰產誰清。

2.5 采用先進生產設備和新技術

2.5.1 技術改造實現廢物減排的典型案例

1)控制污水排放。2007年，投入190萬元，對污水處理站進行了生化技術改造，使污水處理能力由原來的480 t/天提高到1 080 t/天，并使排放水質穩定達標，廢水處理站出口各污染因子均符合《污水排入城市下水道水質標準》。

2)控制粉塵和廢棄物排放。早在1998年，中遠川崎就啟用了當時世界最先進的可開頂式涂裝車間，使拋丸、噴涂作業做到全封閉、無泄露、無污染，極大地控制了粉塵的排放。為了控制除銹粉塵、漆霧、有機廢氣等廢棄物的排放，分別配置了沉流式除塵器、漆霧過濾器、活性炭處理裝置。在綜合利用一般固體廢物的基礎上，為了對危險棄物進行有效管理，設立了危險廢物堆存場所對其集中管理，同時委托有資質單位進行處置。

通過采取有效的技術手段，中遠川崎各工藝廢氣處理設施排放的粉塵、甲苯、非甲烷總烴最大排放濃度和排放速率均符合或低于《大氣污染物綜合排放標準》；鍋爐煙塵、二氧化硫、氮氧化物最大排放濃度和煙氣黑度均符合或低于《鍋爐大氣污染物排放標準》。

2.5.2 技術改造實現能源節約利用的典型案例

1)改鍋爐燃油供熱為集中供熱。外購蒸汽成本僅為136元/m3，而采用燃油鍋爐生產蒸汽的成本高達464元/m3。若采用外購蒸汽，按中遠川崎2006年度飽和蒸汽使用量計算，年可節支426.7萬元。如以二期工程的規模計算，年可節支近900萬元。為此，中遠川崎在二期工程中淘汰了燃油鍋爐，采用集中供熱，改造工程總投資約200萬元，一年就收回了投資并長久受益。此外，還可大量減少燃油鍋爐產生的二氧化碳廢氣的排放，大大改善了廠區的空氣質量。

2)改二氧化碳電加熱氣化器為空溫噴淋氣化器。在二期工程中將電加熱氣化器更改為空溫噴淋氣化器。噴淋系統總投資50萬元左右，年運行成本僅為3.96萬元，相對電加熱方式的年運行成本147.121萬元，不到一年就收回了改造投資。

3)改天然氣替代乙炔、丙烯。在造船生產中作為切割氣源替代乙炔、丙烯已成為一種趨勢。為此，中遠川崎于2009年初開始推進這一替代工程。據測算，該替代工程完成后，統一使用天然氣，每年可節支210萬元。

2.6 發揮員工在綠色管理中的主體作用

1)建立節能宣傳教育工作機制。組織建立了黨群宣傳部門主抓、質量保證(環保)部門具體承辦、各部門共同參與的節能宣傳教育工作機制。所有新進公司員工必須參加涵蓋節能環保教育課程在內的入職培訓，在進入職業崗位前就要樹立起節能環保意識。“節能宣傳周”活動期間，公司內刊、報紙、廣播集中組織節能減排典型事例報道，在全公司范圍內形成濃厚的節能環保宣傳氛圍。

2)組織開展NPS改善活動。中遠川崎在生產過程中引導全體作業人員開展以NPS為主要形式的改善活動。NPS(NACKS production system)，即中遠川崎生產管理系統，主要包含“一目了然管理”、“無效作業管理”、“人員的多能化管理”、“設備和物流改善管理”等內容。針對NPS管理項目，中遠川崎發動全體作業人員查找生產現場存在的問題，提出改進意見和方案，再由制造部等部門對改進方案進行預期效果評價，評出優秀方案。在優秀方案實施過程中，生產管理部門還與現場員工一起不斷對方案進行完善和改進，以徹底排除生產現場中人、物、設備方面的浪費。自2004年開展NPS活動以來，生產效率大幅提高，各種形式的浪費得到有效控制。

3)開展征集合理化建議活動。從2007年起，中遠川崎在前期以部門為主開展“征集合理化建議”活動的基礎上，開始在全公司開展一年一度的“征集合理化建議” 活動，全體員工積極響應，紛紛結合本職工作暢談節能環保的心得體會，并針對存在的浪費、污染現象提出許多意見和建議。2009年，“征集合理化建議”活動中，共征集到609份提案，102件提醒事項；2010年,共收集提醒事項169條，提醒各相關部門和員工需注意的節能環保細節。除此之外，還組織各部門發布QC課題成果，2010年制造本部工場部門上報的“臺付二次回收”的課題成果可為公司節約成本44萬元/年。質保部門對所有建議進行了評估，采納其中切實可行的建議，并跟蹤、落實，公司對優秀建議和成果給予表彰和獎勵。

3 推行綠色造船的成效

3.1 建立了資源節約環境友好的造船模式

通過多年的持續改進，中遠川崎憑借先進的造船技術建立起了“資源節約”、“環境友好”型的現代造船模式。

1)實現資源集約利用最大化。在土地、岸線等資源集約利用方面,中遠川崎利用最少的資源，創造了最高的單位產能。按照造船行業1萬平方米占地面積產出量為1萬dwt換算系數的標準，以中遠川崎造船產能(250～300)萬dwt計算，即使考慮優化布局、提高效率等因素，至少也需要200萬m2的面積，而中遠川崎占地面積僅107萬m2。鋼材等材料的集約化利用程度大幅領先于國內其他船廠。中遠川崎建造船舶的鋼材利用率達到92%以上，比國內其他骨干船廠提高7%左右。以使用量25萬t/年計算，中遠川崎一年比國內造船企業節約1.75萬t鋼材，可建造2.5艘5.5萬dwt的散貨船。

2)企業節能環保水平顯著提高。中遠川崎作為一家船舶重工企業，連續多年被評為南通市“綠色企業”，這是創新管理對節能環保工作持續投入、付出和大力實施綠色管理的結果。

3.2 降低船舶建造成本，促進企業實現跨越發展

1)能源消耗降低。得益于打造高效、集約化的綠色造船模式，中遠川崎綜合能源消耗呈現逐年下降趨勢。在萬美元產值耗電量方面，中遠川崎為762 kW·h，與國內其他骨干船廠相比降低約300 kW·h。

2)生產效率大幅提高。以建造一艘30萬dwt油船為例，日本川崎重工坂出工場消耗60萬h，中國其他骨干船廠消耗工時約200萬h，而中遠川崎消耗81萬h。中遠川崎在生產效率方面的優勢十分明顯。與國際同行業比較，中遠川崎充分利用人力資源充足、人工成本低廉的優勢，有效降低生產成本。如果扣除生產設備自動化程度這一因素，中遠川崎的船舶建造工時和效率已接近日、韓先進船廠。

3)經濟效益提升明顯。中遠川崎在“十五”規劃末(2005年)，生產能力從70萬dwt增長至“十一五”規劃末(2010年)的300萬dwt，銷售收入從19億元增長為56億元，利潤總額從1.5億元增長為10億元，增長幅度分別達到328%、195%和566%。

3.3 船舶能效等經濟和技術指標國內領先

1)船舶能效指標。根據IMO的新船舶能效設計指數(EEDI)對船舶能效系統的綜合評估標準，在對不同船型能效指數的計算和比較后發現,中遠川崎建造的集裝箱船的船舶能效指數在基線(Denmark能效指數基線，下同)以下15%～25%，汽車滾裝船和散貨船分別在基線以下約8%和7%，中遠川崎現有船型在低能耗綠色船舶方面已擁有很強的國際競爭力。

2)主要經濟技術指標。在中國企業協會、中國企業家協會主辦的“第九批中國企業新記錄”評選中，中遠川崎30萬tVLCC油船、5.5萬t散貨輪的建造工時、全員勞動生產率、人均實現利潤、造船生產效率、萬美元耗電量、鋼材利用率等7項指標創國內船舶行業新記錄，是唯一一家與中國航天科技集團、中國長江三峽工程總公司、中國移動集團等一起躋身全國十強的船舶制造企業。在“第十二批中國企業新記錄”評選中，中遠川崎又以5 000PCC運輸船、31.5萬t油船，以及人均銷售、人均實現利潤、造船生產效率、萬美元耗電量等6項指標再創國內船舶行業新記錄。

[1] 張明華.精益造船模式研究[M].北京：中國經濟出版社，2005.

[2] 蔡志軍, 蔣志勇.關于推進中國綠色造船模式的思考[J].環境污染與防治，2009，31(11):96-98.