中国船舶制造业技术发展趋势
摘要：我国造船业在改革开放之初，较早地融入到国际市场之中，经过30多年来的发展，特别是新世纪以来的大发展，奠定了我国造船大国的地位和基础，并正在向造船强国迈进，造船工艺在不断吸收国外先进技术的同时，大力进行自我创新，内涵不断得到丰富，新成果不断涌现，为我国造船业做大做强所做的贡献也越来越大，成为我国造船业核心竞争力的重要组成部分。
我国造船业在改革开放之初，较早地融入到国际市场之中，经过30多年来的发展，特别是新世纪以来的大发展，奠定了我国造船大国的地位和基础，并正在向造船强国迈进，造船工艺在不断吸收国外先进技术的同时，大力进行自我创新，内涵不断得到丰富，新成果不断涌现，为我国造船业做大做强所做的贡献也越来越大，成为我国造船业核心竞争力的重要组成部分。
未来几年，我国要想成为真正的世界第一造船强国，除了继续加大投入之外，造船工艺技术的不断创新无疑将起到关键性作用。船舶行业的未来技术发展趋势主要包括造船技术、船型设计开发和配套设备三个方面。
1、造船技术发展趋势
科技的飞速发展，促进了船舶工业的生产方式由劳动密集型转变为设备密集型和信息密集型，并进而向知识密集型方向发展。研究并付诸实践的先进制造技术理论和方法主要有：成组技术、柔性制造系统、计算机辅助集成制造系统、全面质量管理、精益生产和并行工程等。
① 精度造船技术
造船精度控制管理技术是现代造船方法中的一项重要内容。所谓精度造船控制管理，就是通过运用先进的工艺技术手段和严密的科学管理方法，对造船的全过程实施尺寸的精度分析和控制，从而达到最大限度地减少施工过程中的修整工作量，这对于提高造船生产效率和建造质量具有十分重要的意义。
②造船模式转换
所谓现代造船模式，即以统筹优化原理为指导，应用成组技术原理；以中间产品为导向，按区域组织生产；壳、舾、涂作业在空间上分道、时间上有序；设计、生产、管理一体化，均衡、连续地总装造船。现代造船模式是现代造船企业缩短造船周期、提高生产效率和降低造船成本的必由之路。精益造船生产是指从造船合同签约开始到船舶完工交付使用的生产全过程，包括与船舶设计、生产和管理相关的一切生产活动。目前，现代造船模式的关键所在是做好信息化工作。
③模块化造船方法
模块化造船方法的基本思想就是充分应用成组技术、分道技术、集成技术、信息技术、预舾装技术、精度造船技术、壳舾涂一体化技术、区域化管理和总装化的思想，实施以中间产品为导向组织生产的方式，把整条船视作由百把个船体分段模块（充分预舾装和涂装／安装型的）和几十个设备装置模块（安装型的、功能型的）以及生活中心模块（功能型的、安装型的）最后进行总装而成。
④船体分道建造技术
船体分道建造技术是指在造船全过程中，将构成船舶的中间产品的制造不按船舶最终产品和船舶系统分类，而是按特征的相似性分类成组，即按平面分段、曲面分段、上层建筑等各自独立的多通道并行展开，实现空间分道、时间有序、责任明确、相互协调的作业优化排序。同时，与此相配合的船舶设计、生产、管理和采购各部门的任务和计划及相互关系，都围绕着各个通道形式的中间产品的制造予以明确规定，使得船厂的一切工作相互协调，极富节奏。船体分道建造技术是建立现代造船模式的重要手段和基础技术之一。
⑤高效焊接技术
焊接技术是造船业的主导技术，它的先进和高效在很大程度上决定了产品制造质量可靠和效率可控。高效焊接方法有单面焊、两面成型自动焊（FCB）、埋弧自动焊、垂直自动焊、二氧化碳焊、熔化咀焊和机器人焊接等，这些焊接方法已经在先进造船企业普遍采用。焊接技术的发展动向，最令人瞩自的是，自动化信息和信息技术近年来在造船焊接领域的应用进展迅速。
2、中国船舶制造业船型设计开发发展趋势
对于造船业而言，船型开发成为船舶产品创新的关键，谁拥有性能优良的创新船型，谁就能赢得市场。因此，提高船型开发和设计能力是增强船舶工业国际市场竞争力的重要手段。
2009年8月18日，工业和信息化部正式下发《船型开发科研项目指南》（第一批）。明确了三大主流船舶精品船型开发、“满足内需”型船舶开发、高技术和高附加值船舶开发、基础共性技术研究等四大类研发重点。
船舶的发展趋势是不断向大型化、高度自动化、高速化和安全、环保型方向发展。大型双壳体油船、VLCC、大型集装箱船、大型LPG、LNG船、大开口散货船、大型滚装船、大型豪华游船等，各种船型都在不断创新。占世界海运船队一大半的三大船种的船型更新令人注目。
船型设计开发的发展趋势包括三个方面：三大主力船型优化、标准化与系列化；重点高技术、高附加值船型开发；新颖船型的预研和开发。
①三大主力船型优化、标准化与系列化：大型散货船，包括HANDYMAX型、T-MAX、Panamax型和CAPE-SIZE型散货船优化及系列化（朝世界最新水平优化，开发、优化双舷侧新型系列）；大型集装箱船，包括5000TEU级、6000TEU级、8000TEU级集装箱船；大型油船，包括VLCC、阿芙拉(AFRAMAX)型、苏伊士(SUEZMAX)型等。
②重点高技术、高附加值船型开发：如大型LPG船、大型天然气(LNG)船、大型多功能化学品船、大型客滚船、大型多用途船、大型自卸船，多功能海洋工程船（系列）等。
③新颖船型的预研和开发：包括10000TEU以上集装箱船，豪华游船，海洋油田开发装备、大型海洋结构物(VLFS)及地球物理勘探船预研开发等。
3、中国船舶制造业配套设备发展趋势
国际海事组织（IMO）和国际船级社协会（IACS）发布的目标型标准体系（GBS）、气体排放标准、压载水管理（BWM）、涂层标准和共同结构规范（CSR）等，对船舶设计、建造、使用的全寿命周期内，提出安全、环保等的总要求。船厂和配套企业围绕安全、环保、节能减排等技术要求开展产品的改进和研发，船舶的舒适性、智能性得以不断地提高。当今船舶配套设备技术的主要发展趋势是在安全、环保、节能、舒适、智能等方面。
①新型灭火、监测系统确保船舶安全航行
国际海事组织（IMO）长期致力于船舶安全，发布的目标型标准体系（GBS）规定了船舶在全寿命周期内必须满足的宽泛性安全、环保要求。而水雾灭火和综合监测系统的研发，可以确保船舶的安全航行。
②水处理新工艺确保船舶环保航行
船舶营运过程中对环境的影响主要是柴油机使用过程中氮氧化物、硫氧化物和二氧化碳等气体的排放；油污水、生活污水和压载水的排放；固体废弃物的倾倒。国际海事组织（IMO）发布的“气体排放标准”促进了世界两大主机厂商研发出低排放的柴油机。
对于船舶的油污水、生活污水的排放要求，国际海事组织（IMO）最初只规定了船舶离岸一定距离内不能直接排放，2005年起规定400T及以上并进行国际营运的船舶必须安装污水处理装置，2006年又针对处理后的排放水质提出了更高的标准和要求。为此，各污水处理设备商推出了新的污水处理工艺，其中膜法和生化处理工艺被广泛应用于油污水、生活污水处理装置中。膜法处理是对早期水过滤技术的提升，随着膜技术的发展，孔径小于0.01µm的膜对油污是一道物理屏障，对大分子有机颗粒物的截留更不在话下了，0.2bar的工作压差更是提高了膜的寿命和降低了设备的驱动功率。生化处理比化学处理减少了二次污染的可能，其对污水中的油脂、脂肪等进行生物降解，以有利于膜的处理。
③新措施确保船舶节能航行
在当今节约船舶航行能耗的措施中，船型优化、配备低功耗柴油机是最有效的措施，但船舶建成后要进一步降低能耗，以上措施便无能为力了。关注船舶运行节能措施的厂商推出了全船能耗监控系统和船员培训计划，课程旨在培训船员通过能耗监控系统了解船上主要的能耗设备，如推进系统、空调系统、海水淡化装置等，并懂得如何优化使用这些设备。有数据表明，该系统可降低能耗5％－12％。
另一种船舶营运中有效降低能耗的措施是降低航速，有关专家研究提出散货船航速下降到83％，能耗可降低47％。虽然降低航速将导致运输量的下降，但在高油价时代，通过增加船舶数量弥补运输量的下降，还是能够降低营运成本的。
④新型减摇系统增强船舶舒适航行
世界经济的发展带来了游艇业的发展，32m及其以上长度的游艇需求量增长每年接近200艘，其中不少游艇长度甚至达到80－170m。大型游艇所面对的高端客户对游艇的舒适性提出了新的要求，一些缺乏海上航行经验的船东，希望游艇不仅在航行时摇摆要小，在停泊状态摇摆也要小，而且更关注零航速时的减摇性能。为了满足市场的需要，著名减摇系统供应商推出了零航速减摇鳍装置。这种新型减摇鳍装置在传统减摇鳍装置的基础上，通过优化鳍型，增加60％的鳍面积、鳍转动角度从22.5º增加到40º等措施，在机械执行机构并不加强条件下，智能化的电液控制系统使鳍以较快速度转动，利用划桨原理产生减摇力矩，达到减摇的目的。试验结果表明，在海情为浪高0.5m时，减摇效果为80％，即使是鳍在被动状态，也有30％的减摇效果。可见新型减摇系统的效果是相当好的。
⑤嵌入式技术提升船舶智能航行
嵌入式技术是一项把IC集成芯片与工业设备控制系统有机结合起来的技术。该技术充分应用现代微处理技术提高工业设备的智能化水平，比传统的PLC控制器、单片机更专注于需求，有利于目标产品适应技术的发展，有利于控制质量，降低成本，使产品性能价格比更高。
近年来，各船舶设备商纷纷推出了嵌入式控制系统，针对控制对象，配置了相应的数字、模拟接口，利用灵活的软件模块和现场总线、以太网技术，协调地控制设备各部件的工作，方便地实施设备与全船信息系统的通讯，实现对设备的远程监控和诊断。这项技术的应用，极大地提高了船舶设备的可靠性和智能化水平，使无人机舱得以实现。