試論船體建造技術現狀與未來前景

勾艷芬

摘 要：造船業是我國主要的制造業之一，在技術創新方面取得了矚目的成績。因此，全面分析了我國船體建造技術的現狀，并展望了造船業的發展前景。

關鍵詞：船體建造技術；碳素鋼；CAD；LNG

中圖分類號：U671 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.18.051

船體建造技術是船舶建造的重要保障。隨著科學技術的不斷發展，出現了各種新材料和新技術，尤其是自動化技術在船體建造中的應用大大提高了我國船體建造技術水平，對促進我國的社會經濟發展具有十分重要的意義。近年來，我國船體建造技術進入了黃金時期，在世界范圍內遙遙領先。本文對船體制造技術的現狀進行了分析，并提出了合理化建議，以期為進一步提高我國的船體建造技術水平提供理論基礎。

1 船體建造技術的發展背景

船舶屬于技術層面的產品，更新速度較快，導致船體建造技術更新換代的速度也非常快。在改革開放初期，我國的船體制造業剛剛起步，由于船體制造方面的技術比較薄弱，缺乏高技能的設計人才和先進的船體制造技術，導致我國只能生產一些簡單的船只、油輪、散貨船和干貨船等。為了促進我國船體制造業結構的優化升級，使我國船體制造業技術快速發展，從而提高我國船體建造技術的水平，1997-12，鄧小平同志提出了“中國船舶出口，進入國際市場”的發展目標。隨后，我國的各大造船企業投入了大量資金研究船體建造技術。當時，由于我國社會經濟發展較慢，沒有先進的技術作為支撐，缺乏船體建造設計方面的優秀人才，導致船體建造工作一再遇到技術瓶頸，發展舉步維艱。想要突破技術瓶頸，就必須組織相應的技術人員學習國外先進的船體制造技術，掌握核心科技，做到為我所用，并加強技術合作，加大對船體制造的資金投入。目前，我國制造的船舶已成為具有國際先進水平的高技術、高附加值的船舶，已逐步發展到30萬噸級的特大型船舶。

2 船體建造技術現狀

2.1 船體建造材料現狀

由于船舶的運行環境非常復雜，工作難度和強度都非常大，導致在船體建造方面對材料的選擇十分苛刻。在選擇材料時，一定要選擇抗腐蝕性、強度和柔韌性都較高的材料。材料作為船體建造的基礎，只有各項建造材料都達標，才能保證船舶質量。我國在鋼材研究方面較為深入，并取得了矚目的成績。經過研究人員的長期研發，已經研制出了新型耐腐蝕碳素鋼。這種材料不僅能滿足船體建造的需求，且屬于環保型材料，對節約資源和保護環境起到了一定的有益作用。隨著耐腐蝕碳素鋼技術的不斷完善和人們環保意識的逐漸增強，耐腐蝕碳素鋼已被廣泛運用于船體建造技術中。然而，耐腐蝕碳素鋼材料的成本較高，因此，在油輪、液化天然氣船等大型船舶方面的研究力度小、應用效益差，與發達國家相比仍然存在較大的差距。

2.2 船體建造技術現狀

傳統船體建造技術中的相應參數是由人工計算的，不僅花費的時間較長、計算程序復雜，且即使是經驗豐富的工作人員在設計時也無法避免出現差錯。隨著計算機的全面普及和計算機系統的廣泛應用，船舶建造企業逐漸將數字技術和信息技術引入到船體設計中，且隨著這些技術的不斷成熟，我國已基本實現了船舶建造的數據化，并成功將技術與實際船體建造工作相結合，構建了較為完善的計算機輔助體系和專門的計算機平臺，尤其是CAD技術的推行，大大提升了數字化樣船模擬構建的精確度。CAD技術在船體建造設計中的應用圖如1所示。

圖1 CAD技術在船體建造設計中的應用

通過該設計體系中的數字化系統，工作人員可模擬船體建造方案，通過信息手段實現建造設計、分析、測試和調試，從而實現對船舶建造的檢驗、管理和維護工作。雖然該技術在我國船體制造方面得到了普遍應用，但并未掌握核心技術。目前，我國在高附加值船體建造技術方面遙遙領先于大多數發達國家，在世界上處于領先地位。此外，LNG技術中的焊接技術、精度分析技術、總裝技術和動力安置技術為我國船體設計和船體建造技術的發展提供了良好的環境，在我國船舶的發展中起到了推動作用。LNG運輸船體構造如圖2所示。

圖2 LNG運輸船體構造

2.3 船體建造系統現狀

隨著科學技術水平的不斷提高，軟件系統成為船體建造工作中十分重要的內容。在船舶建造過程中，任何一個環節都離不開軟件系統的支持，軟件系統的設計水平與船體建造效益有

著密不可分的關系。國際船舶設計建造系統主要運用Form sys、Tribon、NAPA和CADDS 5i等系統實現對船體建造的設計模擬、分析和處理。我國主要采用CAD或CAM軟件。這些軟件中的三維模擬技術與船舶三維結構相對應，可評定建造狀況。特別是SB3DS系統被開發后，大大提升了軟件的靈活性，設計水平進一步提高。但因我國在這方面起步較晚，與國際水平還存在較大的差距，一些重要的系統功能還未實現，集成控制效益并不理想，還需要加大對這方面的技術投入。

3 船體建造的發展前景

3.1 船體建造材料的發展前景

隨著科學技術的快速發展和我國對船體建造技術的不斷研究，在不久的將來，船舶的構造將會更加多樣化、復雜化。在上述背景下，按照可持續發展的原則，我國已經投入到新型船舶建造材料的研究工作中，研制了新型鋼材，并不斷提升了鋼材的抗腐蝕性和強度，且對新型晶粒鋼材的研究也取得了一定的進展。將來，應逐漸降低船體建造材料中的含碳量，并加強與先進國家或地區間的技術合作、人才交流，從而研發更符合我國國情的高性能環保材料。

3.2 船體建造技術的發展前景

目前，我國在進行技術研究的同時，積極借鑒國際先進技術，并對相關技術進行了優化，在很多技術層面取得了突破。我國船舶建造企業正在積極與美、韓等國的機構和企業開展技術交流和合作，船體建造技術水平將會逐漸提高。在技術人員方面，加大了對技術人員的培養，提高了其對數字化造船的分析和探究能力。未來，在借鑒國際先進數字化造船技術的基礎上，應結合我國船體建造行業的自身情況實行數字化造船技術的改革工作，不斷提升系統的安全性、穩定性，積極研發更適合船舶建造的計算機系統。

3.3 船體建造系統的發展前景

在今后的研究過程中，研究人員要以集成性、完整性和可靠性為出發點，不斷完善船舶軟件系統的分析和設計功能，從而實現高質量的系統模擬分析。三維建模技術是系統模擬分析的重要內容，一定要組織技術人員在不斷完善原有系統的基礎上，開發新技術和新系統，實現新型集成體系，從而提高模擬運行的分析效益；將軟件功能由原來的系統模式逐漸變為模塊，逐漸形成模塊化的功能一體化結構；調整系統拓撲結構，在船體設計建造技術環境轉變的基礎上優化拓撲模型，從而達到降低建造難度的目的；構建以結構零件為基礎的船舶設計建造系統，優化構件之間的邏輯關系，從而實現零件的高效更新和拆分。如果船體建造系統得到了完善和提高，則可促進我國船體建造業的飛速發展。

4 結束語

隨著我國的船舶逐漸向大型化、批量化和標準化發展，船體建造迎來了鼎盛時期，其發展空間十分廣闊，國家應繼續加大對船體建造的支持，相關技術人員應在原有技術的基礎上學習先進的技術和經驗，從而提升我國船體建造技術水平和船舶行業的競爭力。

參考文獻

[1]王丁，楊敏，張倩，等.分析船舶設計建造技術現狀[J].城市建設理論研究，2014（12）.

[2]林昱.論船舶設計建造技術現狀[J].中國科技縱橫，2014（19）.

〔編輯：張思楠〕