綠色制造工藝在船舶結構中的應用

陸振興

摘 要：在船舶制造行業飛速發展的今天，其生產過程的節能性與環保性備受關注，而綠色制造為新時期背景下一種新型生產模式及生產理念，將其滲入綠色船舶整個設計與建造過程，符合現代可持續發展理念，確保船舶生產質量的全面提升，減少對生產及建造材料的過度浪費，保證船舶制造在經濟與環境效益方面的雙豐收。

關鍵詞：船舶結構;綠色制造;應用

前言：船舶制造對世界經濟的發展和變革起到了促進作用，但是船舶制造業進步的同時，也帶來了一定的環境影響和能源危機方面的問題，使得可持續發展受到制約。針對我國而言，船舶制造的發展程度還不夠深入，通常利用環境和資源代價取得一定的收益，在船舶的未來發展中，需要堅持綠色可持續發展觀念，實現船舶事業的發展邁入一個新臺階。因此，為了更好的促進我國社會的進步和經濟的發展，采用綠色制造技術來完成船舶制造成為了必然的選擇。

1綠色制造

綠色制造，又稱環境意識制造，即在保證產品功能、質量的前提下，綜合考慮環境影響和資源利用效率的現代制造模式，它借助于各種先進技術使產品在設計、制造、包裝、運輸、使用到報廢及回收處理的整個生命周期中不產生環境污染或環境污染最小化，資源利用效率最高，能源消耗最低，實現企業經濟效益與社會效益的協調發展，它是人類可持續發展戰略在現代制造業中的體現。

綠色制造的主要內涵包括：優質、清潔、高效、低耗、安全;可概括為“兩個目標”：保護環境、節能和資源綜合利用;“兩個過程”：產品生命周期過程、物料轉化過程;“四項內容”：綠色設計、綠色生產過程及工藝、綠色產品、綠色資源和能源;“三條途徑”：管理途徑、技術途徑、市場及法律途徑。

2綠色船舶制造技術發展與運用現狀

2.1綠色材料運用技術

當前，達到綠色船舶建造的一個主要方面，就是從船舶制造材料著手，比如采用無重金屬等毒性物質的材料，積極推行綠色環保材質的運用，不但使其與船舶設計生產要求相符，進而確保盡可能減小環境污染。在船舶制造材料中降低二次除銹涂裝，以跟蹤補涂技術代替，并采用像水溶性涂料、粉末涂料等價格合理、污染性低、能源消耗小的環保涂料。在船舶室內材料運用中，傳統方式是采用保溫、隔音、防火性能好的材料，比如礦棉、玻璃棉，類似材料的降解性差，如果船舶進入生命周期末期，其會加大環境污染，在船舶生產中，引入綠色船舶制造理念會考慮節能環保材料的應用，將傳統的環境污染現象進行改善。

不僅如此，船舶制造過程中會采用某些抗腐蝕能力強的鋼管材料及鋼板，縱觀國內外對此類材料的運用狀況，我國在這方面對比以前有了很大的進步。針對原油船的制造，貨艙區利用抗腐蝕性較強的鋼板能夠延長船舶的壽命周期，同時降低水環境污染問題。并且，為了避免其被腐蝕并起到保護作用，還會涂刷一些環保材料。

2.2綠色船舶的焊接技術

焊接在船舶綠色制造技術實際開展過程中占有重要地位，在某種程度上影響著船舶總體生產質量。在船舶制造過程中合理選擇焊接方式，如高效的焊接工藝、裝備以及焊接電源等，不僅有助于船舶生產制造作業的順利開展，且符合21世紀新時期背景下綠色生產理念。以高效焊接工藝為例，生產作業的開展選擇熔化極氣體保護焊，操作極為便利，加工效率相對較高，可以在完全機械化條件下快速完成焊接工作，焊接過程中煙塵產生幾率較小。

2.3工藝模擬與精度造船技術

（1）工藝模擬制造

綠色船舶生產過程中，通常在水火彎板等熱處理時實施工藝模擬制造。可是傳統的船舶制造方式，是利用從實驗到模擬的模式，將工藝模擬應用在綠色船舶制造中能夠在生產前就取得各方面的參數，進而完善出有效的生產指標，不但能夠提升制造效率，還能夠節省材料成本，并及時找到制造過程中可能存在的問題予以處理，從而保證船舶制造質量。

（2）數字化精度造船

船舶制造中的精度控制工作也十分重要，而數字化精度造船技術可以發揮重要作用。在船舶結構設計過程中，將先進的數字化技術與綠色船舶制造技術相結合，減少實際制造過程中的返工和彌補，大幅度提升了制造的精準度和效率，也實現了環保節約的目標。

2.4輕量化技術

隨著相關技術的不斷發展，我國的很多領域都開始采用輕量化技術，尤其是在交通工具和軍事領域中的應用更是廣泛。通過輕量化技術，可以有效的解決配套設施不足、產品性能不好等問題，同時還可以有效的解決成本過高等問題。首先，通過輕量化技術可以有效的降低船舶制造對于原料和能源的消耗，減少船舶制造過程中的廢物排放量，從而有效的降低船舶結構設計與制造對于環境方面的壓力。在這個基礎上，輕量化技術還能有效的簡化船舶制造過程中對于原料的制作加工過程，從生產、運輸、安裝等一系列過程中減少能源的消耗，從而更好的提升資源的利用效率。

2.5供熱工藝的改進

在我國船舶制造過程中，供熱一直是對于能源和資源消耗較為嚴重的一個問題，由于供熱產生的廢氣等對于環境的污染也較為嚴重，在綠色制造技術的應用過程中，可以更好的對供熱需求進行計算并進行控制，通過這樣的操作既可以有效的降低供熱過程中的能源消耗，同時也可以提升供熱工藝的效果，在保證產品質量的基礎上，更好的完成節約資源和減少污染的目的。

3綠色制造工藝在船舶結構應用中的發展

3.1提高資源利用率，減少環境污染

造船采用新型材料，減輕船身重量，可以較高地提高船舶性能，從而減少其他資源的浪費。改進鍛造切割工藝，減少廢料的產生。廢料也需要進行整理，以進入循環利用。為了回收的報廢船舶能夠再進行材料的重組、循環再利用，要改進船身制造材料，延長船舶使用年限，材料能夠再利用。廢水主要產生于制造加工過程，其中可能含有鉻、鎳等重金屬。我們可以通過提高重金屬分離技術，讓廢水污染程度減小。廢氣主要是粉塵等有害物質。我們可以通過改進工藝技術、材料性質來減少廢氣排放。噪聲也同樣可以改進制造工藝，并且更新制造設備，來打造“靜音”車間，減少噪音污染。

3.2加快造船技術的數字化發展

造船業數字化發展也是綠色造船技術發展方向之一。邢瀚文等在《數字化技術在造船行業的應用分析》中提出CAD/CAE一體化技術，“在CAD/CAE一體化技術的幫助下，船舶研發、設計將實現從經驗設計到計算機輔助設計的轉變，可大大縮短產品周期，提高產品質量”。此外，我們還應積極引進國外先進技術。如美國AMT（先進造船技術）實現造船資源技術的統籌安排，節約了資源成本。歐洲造船行業開發使用MARS（造船生產物流管理軟件）對造船成本、物流管理等進行數字化管理，既保證了船舶質量又減少了資源浪費。

3.3發展“工業工程+綠色制造”戰略

工業工程思想貫穿整個企業的生產管理過程，既可以對企業生產流水線進行設計改善，又可以優化企業的分析決策，還可以對企業的管理模式進行控制;綠色制造理念貫徹整個企業的設施布局設計、生產供應鏈優化、綠色產品的生產以及管理體系的控制和評價，實現綠色布局、綠色設計和綠色制造。將工業工程和綠色制造二者結合，在保證綠色產品質量的前提下，對企業的生產管理的模式進行改善優化再設計，從而實現企業高效、節能、低耗的可持續發展。

結語：毋庸置疑，通過在船舶結構及制造過程中應用綠色技術，可以有效提升資源的利用率和企業的生產效率，同時也可以減少對于環境的污染，可以相信，未來的船舶制造過程中，綠色制造技術必將發揮著越來越重要的作用，為我國快速穩定的發展提供保障。

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