船舶制造工藝現(xiàn)狀及改進對策研究

薛智偉

（江南造船集團職業(yè)技術學校，上海 201913）

造船過程需要大量的工藝設備，而造船工藝設備是建造船舶的必要手段，工藝設備的發(fā)展也在推動著造船技術的進步。與國外先進船廠相比，我國造船設備自動化程度低，設備老化，加工精度低。提高造船設備自動化、機械化水平，對于提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質量至關重要。

1 船舶建造工藝的現(xiàn)狀

1.1 現(xiàn)行造船模式與方法

經(jīng)過長期的發(fā)展，船舶技術在形式上經(jīng)歷了一個不斷發(fā)展進步的過程，但總體變化可以概括為從以系統(tǒng)為中心向以產(chǎn)品為中心的轉變，但現(xiàn)階段技術還沒有完全達到產(chǎn)品定位，這個目標在未來某個階段可以實現(xiàn)，目前的建設模式是中間產(chǎn)品定位。該模式的總體指導思想是整體優(yōu)化，按區(qū)域生產(chǎn)劃分，與中間產(chǎn)品掛鉤，按順序進行涂裝、排列、管理。從造船方法來看，從焊接技術到鉚接技術，小截面和通用截面方法都有了較為復雜的發(fā)展變化，每種方法都有自己的優(yōu)勢。整體方法是組合子節(jié)或通用節(jié)配置。綜觀上述流程，可以看出，造船業(yè)正在逐步追求裝配化、流程精益化、生產(chǎn)智能化和影響綠色化。

1.2 總裝和精益

雖然總裝和精益都是現(xiàn)代造船技術的追求目標和發(fā)展趨勢，但現(xiàn)階段我國造船技術的發(fā)展距離這個目標還很遠，很多技術和概念還停留在過去。從我國目前的實際情況來看，大部分造船廠還是選擇散裝造船，技術得不到創(chuàng)新，小型船舶可以繼續(xù)采用這種方法，但由于技術限制，船舶的質量和制造不會受到很大影響。但針對大型船舶，其影響不容小覷，而且在整體質量上存在建造和尺寸誤差的可能性，更不用說效率問題。總裝的關鍵是分工，即企業(yè)擁有核心技術和良好的工藝，將一部分轉移給專業(yè)化企業(yè)，這也是經(jīng)濟全球化的要求。精益的核心是效率，體現(xiàn)了現(xiàn)代管理理念，追求行動價值最大化和資源利用最大化，有效縮短了生產(chǎn)周期。

1.3 智能綠色

現(xiàn)階段，大部分造船過程并沒有太多機會將智能技術作為精細化的物理過程進行應用，但隨著計算機技術的發(fā)展和造船技術的創(chuàng)新，智能化必然成為未來船舶制造的趨勢。自動化是在建造、裝配等過程中引入智能化，以實現(xiàn)自動化和裝配線的首要目的。隨著環(huán)境法律的發(fā)展和完善，現(xiàn)代環(huán)保理念的發(fā)展和方法的創(chuàng)新，船舶制造必須實現(xiàn)綠色發(fā)展，綠色造船主要體現(xiàn)在降低能源消耗、節(jié)約資源和減少污染排放。

2 船舶結構綠色制造工藝設計思路

2.1 優(yōu)化船舶推進系統(tǒng)

在船舶結構中加入綠色制造工藝，可以從優(yōu)化船舶推進系統(tǒng)入手，重新組合船舶制造行業(yè)現(xiàn)有的發(fā)動機和推進器，并根據(jù)每艘船舶的類型進行匹配，實現(xiàn)船舶推進系統(tǒng)的優(yōu)化。例如，淺水中的航速線需要低功率比的推進系統(tǒng)，客船必須根據(jù)載重量和乘客的需要來匹配推進系統(tǒng)。組合推進系統(tǒng)用于降低噪音和提高乘客舒適度，并提供船舶所需的動力。必須根據(jù)節(jié)能環(huán)保理念優(yōu)化船舶的推進系統(tǒng)，以實現(xiàn)更環(huán)保的船舶制造目標。

2.2 船舶標準和模塊化設計

首先，船舶標準化設計。這種設計模式可以實現(xiàn)最優(yōu)的船體結構設計。在海洋工程零部件的選用上，嚴格按照規(guī)范和標準進行選擇，可以防止因不科學采用而造成的浪費和負面影響，零部件和材料的標準化使用可以最大限度地發(fā)揮其獨特的性能。該功能提倡優(yōu)化船體結構設計，最大限度地利用資源，堅持節(jié)能環(huán)保的設計理念。其次，船舶模塊化設計。在綠色設計過程中，采用模塊化設計對工作效率和質量提升有很大影響。由于分裝過程會消耗大量的人力物力，提高設計成本。而模塊化設計有效地解決了這個問題，充分發(fā)揮建造能力，同時減少噪音污染。及時更新，有利于實現(xiàn)資源優(yōu)化整合，最終實現(xiàn)船舶設計的綠色發(fā)展目標。

3 船舶制造工藝的發(fā)展與創(chuàng)新

3.1 引進先進的造船技術

隨著我國建造技術的不斷創(chuàng)新，先進的造船技術不斷涌現(xiàn)，成為推動我國造船走向世界的重要力量。因此，造船企業(yè)應分析自身發(fā)展特點，通過科學研究，引進國外先進的造船技術及相關設備，從而起到了很好的節(jié)能減排效果。此外，船舶制造企業(yè)應注重建立科學的獎懲評價機制，通過薪酬獎勵，鼓勵員工積極開發(fā)新技術，培養(yǎng)創(chuàng)新能力。這使造船商能夠提高整體造船技能并創(chuàng)建自己的品牌，從而在競爭激烈的市場中脫穎而出。

3.2 船舶自動化研發(fā)總體規(guī)劃

我國造船自動化設備的發(fā)展需要一個全面的規(guī)劃。選擇正確方向，聚焦發(fā)展，加快實現(xiàn)商品化和產(chǎn)業(yè)化。同時，需要加大造船技術研發(fā)的投入，使造船工藝在軍艦和民用船舶之間具有通用性和互換性。例如，等離子切割機可用于切割民用船舶，而大型噴漆房則用于軍用和民用用途。考慮到我國造船技術與國外存在較大差距，近年來差距不斷擴大，因此，建議科工委、海軍、中國船舶工業(yè)集團公司和上海造船技術研究院聯(lián)合資助一些重點項目的研究。

3.3 推進建立現(xiàn)代造船模式與造船工藝裝備的發(fā)展相結合

現(xiàn)代造船模型通過使用中間產(chǎn)品作為生產(chǎn)單元來簡化操作。這種思維方式創(chuàng)造出無法優(yōu)化的小批量、單件船用產(chǎn)品，并利用成組技術將具有相似工藝的零件組合起來，將它們劃分為多個標準生產(chǎn)單元，并通過對每個工藝的控制進行整體優(yōu)化。現(xiàn)代造船模式的特點是設計、生產(chǎn)、管理一體化。為了實現(xiàn)這一目標，必須實現(xiàn)整個設計和生產(chǎn)過程的信息化。目前各船廠的設計基本上都是電腦化，但由于資金緊張，缺乏智能設備，所有設計數(shù)據(jù)無法直接傳輸，只能作為數(shù)據(jù)指令直接控制裝配線上的伺服設備。

3.4 船舶生態(tài)化、智能化發(fā)展

船舶綠色發(fā)展是在船舶建造全生命周期降低能耗，實現(xiàn)低排放、高能效、低污染。通過可再生能源，改進和優(yōu)化能源消耗系統(tǒng)，應用節(jié)能技術，優(yōu)化船舶制造和船舶無害化拆解。雖然我國對綠色船舶理念的引入相對較晚，但進展十分可觀，船舶工業(yè)在市場開拓過程中正朝著積極轉型創(chuàng)新的方向發(fā)展。綠色造船廠以綠色建造、綠色運營為核心，并以此為基礎進行綠色設計、加工、焊接噴漆等，減少造船過程中的環(huán)境污染，有效改善工作環(huán)境。針對建造生態(tài)友好型船舶的經(jīng)濟可行性，加強節(jié)能型船舶的制造，并以此為基礎形成可持續(xù)的船舶發(fā)展趨勢。在船舶工業(yè)智能化發(fā)展過程中，通過引入BIM技術等多種智能化技術手段，對船舶建造過程進行動態(tài)模擬，可以有效提高船舶建造過程的可視化和可預測性，為船舶可持續(xù)發(fā)展發(fā)揮作用。

4 船舶建造工藝改進方案

4.1 加強頂層設計

順應造船業(yè)現(xiàn)狀，市場競爭壓力不斷加大。很多船廠越來越關注船舶的安全和速度，經(jīng)常把制造過程作為衡量船舶質量的重要指標。在上述背景下，對改進船舶制造技術的要求很高。因此，船廠需要改變原有的造船理念，加強造船技術最高水平的設計。加強高水平設計師之間的合作，在此期間，可以形成相關的評價和績效機制，確保員工做好質量檢驗和員工合作。并且企業(yè)要不斷引進和推廣新工藝，在自主投資的基礎上，新技術鼓勵更多的人在造船領域進行技術創(chuàng)新，為一流的設計創(chuàng)造良好的工作環(huán)境，讓一流的設計師能夠快速、徹底地落實質量控制。

4.2 加強體系建設

在造船過程中，需要對大量數(shù)據(jù)進行匯總和記錄。為此，加強造船工藝體系建設，以各項作業(yè)標準為主要評價標準，繼續(xù)優(yōu)化原有造船體系，確保資源合理利用。在加強船舶技術體系建設期間，不僅要加強技術攻關，還要鼓勵員工將產(chǎn)品生產(chǎn)與科研相結合，努力將科研成果轉化為成品。新技術引進后，要合理應用造船技術，通過不斷的研究和學習，保證新技術的合理應用。此外，在船舶工藝體系建設時，要完善相關技術評價體系，結合行業(yè)現(xiàn)狀，分析應用其存在的問題，調整完善工藝應用。

5 結語

造船業(yè)是國家經(jīng)濟發(fā)展不可或缺的一部分，而我國造船業(yè)最大的問題就是造船技術的落后。解決這個問題的關鍵是了解國際造船業(yè)的發(fā)展趨勢，制定適合中國企業(yè)的發(fā)展戰(zhàn)略，在智能、綠色、精益聯(lián)動上謀求進步，讓我國造船業(yè)進入世界發(fā)展的最前沿。