第一篇：海工船舶建造進度控制研究解析

海工船舶建造進度控制研究解析

摘 要近年來，我國造船的訂單量以及完成量都在不斷增加，自2008年以來，我國造船指標已經位于世界的第二名，可見，我國是一個造船大國。但是，就相關數據而言，我國造船進度控制能力遠遠低于先進的造船國家，從而影響了我國造船水平的提高。為了確保建造效率的不斷提高，以及造船進度控制的不斷加強，本文主要分析海工船舶建造制度控制中所存在的問題，并對影響海工船舶建造進度的因素以及其原理等進行探究，從而能夠促使海工船舶建造進度控制能力的不斷提高。

關鍵詞 海工船舶建造 進度 能力

一、前言

目前，我國造船進度控制能力依然低于先進造船國家，為此，一定要加大對造船進度控制。通常而言，海工船舶建造是比較復雜，而且需要結合涂裝、裝配、搬運等方式，從而導致造船的過程不能連續進行，同時，因為海工船舶建造一般是采用訂單建造的手段，為此，產品具有一定的差異化，從而不能進行流水作業。此外，一部分的作業需要通過手工完成，從而導致造船進度減慢。

二、海工船舶建造進度控制的含義

海工船舶建造進度控制主要是指在通過審核批準后的計劃實行的時候，對海工船舶建造的實際情況進行定期的跟蹤，并要與計劃的進度進行比較，合理的發現兩者的差異，并要對產生差異的原因進行分析，進而能夠通過有效的途徑促使海工船舶建造的實際進度與計劃進度相符。該含義中海工船舶建造進度控制主要是指事中控制，同時，海工船舶建造進度控制還有事前控制和事后控制。事前控制是在進行建造工作的時候，根據可能會發生的問題進行預防，而事后控制是指在結束海工船舶建造后，對建造的經驗進行總結，從而為以后的海工船舶建造提供一定的幫助。

三、海工船舶建造進度控制的原則

（一）加大對事前控制

在進行海工船舶建造進度控制的時候，要加大對事前的控制，做好預防工作。海工船舶建造會關系到各種資源、材料、人員等，為此，海工船舶建造進度控制一定要重視事前控制，預測影響進度的各種因素，并要對其產生的問題進行分析，從而才能確保進度按計劃完成。

為了提高事前控制工作的效率，進度管理人員一定要有超前意識，提前做好各項準備，并制定合適的解決方案，從而能夠在進行海工船舶建造的時候，確保其進度控制能力的不斷提高。

（二）制定科學的海工船舶建造計劃

在進行海工船舶建造進度控制的時候，一定要以日程計劃為前提，建造的實際進度要根據日程計劃進行。當前，船舶建造的一個觀念就是當在造船的時候，某一個環節的進度不與日程計劃相符合，超出日程計劃規定的范圍，就會打亂日程計劃，從而導致建造的費用就會增加。為此，在進行海工船舶建造進度控制的時候，一定要以日程計劃為前提，從而確保海工船舶建造的進度在日程計劃規定的范圍內。

（三）即時調整

在建造海工船舶的時候，進度控制是十分復雜的工程，能夠及時發現進度的差異，采取有效的調控措施，能夠更好地對差異進行控制，進而促使費用的減少，當不能及時發現進度出現差異的時候，就會導致費用的增加。為此，一定要根據實際的情況適時對進度進行調控。

四、海工船舶建造進度控制的有效途徑

（一）全員工廠管理

通過海工船舶建造日程計劃可知，海工船舶建造進度控制的突出特點就是分散型控制。海工船舶建造進度控制只能是分散性控制，而員工是海工船舶建造進度控制的中心，為此，一定要實行全員工廠管理。

海工船舶建造進度控制必須要船廠整體員工的努力。作業者要提出海工船舶建造所需要的物料，同時也要制定日程計劃，此外，也要完成作業任務以及進行信息反饋。例如，生產管理人員不僅要安排好生產活動，同時也要關注進度的實際情況，并制定進度調整計劃。為此，海工船舶建造進度控制一定要促使作業者明確自身的任務，并要充分發揮主動性，從而促使作業者不單單順利完成自身的任務，同時也能有效的協助其他人員。此外，海工船舶建造進度控制不能只依賴管理者，一定要全體員工共同努力才能有效地控制進度，員工的能力將會產生直接的影響。例如，根據平均能力而言，員工完成某一任務的時間是五天，當某一個員工用了四天就完成該任務，說明該員工的工作效率高，即該員工的工作能力高于平均能力，當某一個員工花費六天才完成任務，說明員工的工作能力要比平均能力要低。為此，作業者的管理對于海工船舶建造進度控制有著不容忽視的作用。

（二）加大對數據的管理

數據管理是在海工船舶建造的時候多種數據以及有關建造的數據進行合理管理的過程，其中數據包括費用數據、實際工時、工時定額、托盤信息、倉庫信息、組織機構、物料編碼等。數據管理是海工船舶建造進度控制前提，當開始海工船舶建造的時候，就會產生一定的生產以及進度數據。通過收集、分析、整理數據，能夠為管理者提供一定的幫助，從而能夠促使海工船舶建造進度控制更加有效。同時，數據管理能夠為制定海工船舶建造計劃提供一定的依據。

現代造船模式有一個特別的特征在于生產設計，即通過設計，全面回答怎樣去造船，在進行設計的時候，要明確產品的資源的需求、技術要求、負荷信息等，通過詳細的設計，能夠明確的制定海工船舶建造日程計劃、程序計劃以及負荷計劃，不然，就會導致計劃欠缺可靠性，從而加大進度控制的難度。無疑，數據管理能夠為海工船舶建造的設計以及制定計劃提供一定的幫助。

（三）細化中間產品劃分的粒度

中間產品劃分的粒度是海工船舶建造的中間產品，包括不同層次的部件、零件等的細分程度。中間產品劃分越細，海工船舶建造的作業劃分也越細，其進度控制會變得越來越好，如小零件的制作要比建造任務更加輕易控制。原因在于中間產品劃分的粒度細，作業任務就更加清晰，工時、資源等也更加具體。同時，中間產品劃分的粒度細，作業任務所花費的時間會變短，從而更加容易控制影響進度的因素。此外，中間產品劃分的粒度細，制定的海工船舶建造日程計劃就會更加詳細，而且作業任務也會更加明確，否則，當中間產品劃分的粒度大的時候，就會導致中間產品制造的程序更加復雜，建造所花費的時間更加多，進而對進度產生直接的影響，并加大了進度控制的難度。例如，某船廠建造800箱集裝箱船主船體義工分為14個總段，細分為70只分段，而且分段的重量不一致，每一只分段都可以再次劃分為多個小分段，而且建造船的時候，也需要一定的配套設備。

海工船舶建造中間產品劃分的粒度細，日程計劃就會更加明確，同時，作業任務也會更加具體，從而能夠更好地控制海工船舶建造進度。否則，中間產品劃分的粒度大，就會導致作業任務不明確，海工船舶建造進度控制的難度就會加大。當前，日本的造船廠的進度控制水平比較高，造船進度大致都是在可控范圍內，不單單是因為采取了科學的管理手段以及理念，同時也需要詳細的中間產品劃分。

五、結語

本文主要探究了海工船舶建造進度控制中所存在的問題。首先介紹了海工船舶制造進度控制的含義及其原則，然后通過采取有效的途徑促使海工船舶建造進度控制水平的不斷提高。對于造船廠而言，要優化內部管理，加大對海工船舶建造進度的控制，確保海工船舶建造進度在計劃所規定的范圍內，促使造船廠更好的發展。

（作者單位為上海振華重工股份有限公司）

參考文獻

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第二篇：船舶建造精度控制技術綜述

船舶建造精度控制技術綜述

船舶111 潘黎明 1105080129

摘要：船舶建造精度控制技術是船舶建造十分重要的技術。文章通過對船舶建造精度控制工藝概念和內容的闡述，分析國內外精度管理和研究水平的進展和現狀，探討了制約船廠發展精度控制技術的因素，并提出了相應的對策。

關鍵詞：船體建造；精度控制

引言：船舶建造精度控制技術是船舶建造十分重要的技術，目前主要集中研究船體控制技術。船舶建造精度控制技術是縮短造船周期、降低成本和提高造船企業競爭力的主要方法之一，對其開展研究和應用具有重要的意義。該項技術是適應我國船舶工業跨越式發展急需解決的重要課題之一，也是一項需要長期持續研究的課題。

一、船體建造精度控制

船體建造精度控制是以船體建造精度標準為基本準則，通過科學的管理方法與先進的工藝手段對船體建造進行全過程的尺寸精度分析和控制，以達到最大限度地減少現場修整工作量，提高生產效率，保證船舶產品質量。

所謂精度控制，簡單的說就是在船舶建造過程中用補償量代替余量，逐步增加補償量的使用范圍，并控制船體結構位置精度。以最少的成本控制船體建造的主尺寸偏差、線形偏差和結構錯位在標準范圍內，保證船舶質量。精度管理是系統工程，關鍵是全面、全過程推行精度控制，核心是實施造船精度設計。造船精度控制技術中精度補償就是在工件的基本尺寸上增加一個量值，這個量值稱之謂補償量。補償量是為了彌補工件在船體建造過程中由各種熱輸人所引起的基本尺寸的收縮，以及扭曲、上翹、下垂等變形引起的基本尺寸不足而加放的一種余量。補償量與傳統的工藝余量不同，補償量取代工藝余量，并在各工藝階段毋需進行二次號料切割和二次定位，即可保證零部件、分段尺寸，以及船體主尺度的尺寸精度需求。精度補償可以達到最大限度地減少施工過程中的修整工作量，這對于提高造船生產效率和建造質量具有十分重要的作用。實施精度補償，對船體建造全過程的尺寸精度分析和控制，不僅需要運用先進的工藝技術，而且需要進行嚴密的科學管理，其內容包括建立精度控制工作系統、編制精度控制計劃、確立精度補償量的加放原則、精度補償量的加放方法、精度補償的完善等。

改進造船工藝水平，提高船舶質量，降低生產成本，縮短施工時間，是船舶行業經濟發展到一定階段的必然結果和要求。船舶建造過程中精度控制研究是改進造船工藝水平的基礎，深入研究船舶制造中的精度問題，分析造船工藝的科學性和合理性，發現問題，找出改進措施，進而為施工工藝改進提供理論基礎和技術支持。

從工藝技術方面，船體建造精度控制經歷了三個發展階段：

(1)分段上船臺前進行修正以適應船臺裝配的尺寸精度要求(即分段無余量上船臺裝配)

(2)平直分段進行建造全過程尺寸精度控制與曲面分段進行預修正后上船臺相結合(3)對全船所有分段進行建造全過程的尺寸精度控制

二、精度控制意義：

（1）能夠保證船體的主尺寸和線形誤差在允許范圍內，保證船舶的載重量和航速，從而保護船東的利益；

（2）能夠控制船體結構錯位在允許范圍內，保證船舶的強度和安全；

（3）最大限度地減少裝焊作業的現場修整工作量，提高勞動效率，降低人力成本；

（4）提高船體分段下船塢的定位效率，縮短造船周期；

（5）提高鋼材利用率，降低材料成本；

（6）能夠減少結構修割，高空作業平地做，改善工作環境，保證生產工人的安全和健康；

（7）能減少修割和返修，降低能源消耗，能節約能源，減少環境污染；

（8）能夠控制接縫間隙在合理范圍，有利于保證船舶焊接質量，從而保證船舶航行安全。

三、船舶建造測量與精度控制技術研究進展

（1）國外目前研究狀況。日本、韓國、德國、英國和法國等先進造船國家，都有系統的研究和成功的應用成果。這些國家大多以承接建造高技術、高附加值的船舶為主，如液化氣船、大型集裝箱船、豪華游船等。這些先進的造船國家，通過應用先進的船舶建造精度控制技術等，大幅度提高了造船質量，達到了現代化的造船水平。

船舶建造測量與精度控制技術在國外大致經歷下列發展歷程：上個世紀40 年代起公差概念引入造船業，探索各個工序合理的公差；50 年代起對工件裝配邊加放余量，裝配時修割；50 年代末開始使用激光經緯儀進行分段預修割后上船臺，日本運用統計技術控制船體零件的尺寸公差；60 年代起造船界運用數理統計技術和尺寸鏈技術探索船體建造公差和合理分布問題；70 年代造船業開始用經驗數值或公式解決熱變形的補償量問題，貨艙平直分段已做到無余量，曲型分段放余量；80 年代，開始應用電子計算機開發出補償系統，可做到所有分段無余量制作；本世紀初，韓國三星巨濟船廠開展巨型總段建造模式的研究，這對精度造船提出新的要求，韓國大宇造船廠已逐步開發出巨型總段的精度控制和激光三維定位測量技術，使2 000-5 000噸的巨型總段能夠無余量下塢搭載，縮短船塢周期，降低造船成本。

國外很多學者在船舶建造精度控制技術方面，獲得了大量的研究成果，并且大多數被應用于生產實際。但出于商業秘密的考慮，成果很少公開，能收集到的有關文獻資料不多，特別是對于補償量建模和系統開發方面，缺乏具體應用的材料。另外，精度控制技術同船廠的生產條件、管理水平等是密不可分的。因此，提高精度控制技術水平還需要結合企業實際。

（2）國內目前研究狀況。國內開展船舶建造精度控制技術研究的起步較晚。上世紀六十年代中期，我國開始從國外引入船體建造精度管理的概念，但是由于對這一概念缺乏足夠的認識，忽視了這項技術有其極其豐富的技術內容，而片面的強調有關工藝部分。在1978年初開始國內興起了一股研究和推行精度造船的熱潮，大連、滬東、江南和上海船廠成立課題組研究精度造船，到1982年取得了一定的成就，實現了貨艙區分段精度造船，艏艉分段預修整后上船臺。但我國在精度造船方面還沒有形成一個完善的數據庫和一整套系統支持且大多局限于尺寸精度的研究，與日、韓先進造船強國還有一定差距。分段精度控制是船體精度控制的基礎，國內的分段精度控制技術目前僅限在船體中部平直貨艙區域以補償量代替余量，而分段精度控制包括“主尺寸、線形和結構位置”三方面的控制內容。國內研究也限于主尺寸控制的理論方面，對分段的線形和結構位置研究較少。國內的精度造船研究僅限于工具和技術方面，個別造船公司在船體建造精度控制中的對合基準線控制技術、全船余量和補償量加放技術、變形和反變形技術以及在精度控制上的統計技術等。由于精度造船技術作為日韓造船業的核心技術，對中國造船業進行技術封鎖，中國造船業無法學習其先進的精度控制方法和技術。國內各家船舶企業之間技術設施的差異性，也基本上處于各自發展的狀態。

四、建造精度控制技術

建造過程中的精度控制技術，是指從制造開始后，在加工、裝配、分段合攏和總段合攏等各工序中按著相應的技術規范實施精度控制的技術，主要有兩方面：一是各工序中的精度檢測與評估；二是出現超差問題時的對策。具體包括以下內容：

（1）加工工序的精度控制技術。切割技術己達到自動化加工水平。對各類機器的檢測和修整、補充機器用消耗品，定期抽樣檢查零件的切割精度等是這段工序的精度控制的主要內容。對策主要是調整機器的加工精度和培訓作業人員的技術水平等。曲面加工曲面成型技術基本屬于手工作業水平。對成品的成型尺寸和焰道熱加工的溫度控制檢驗等是這段工序的精度控制的主要內容。對策主要是使作業工人掌握水火彎板基本變形機理的知識和提高加工的技術水平。而研究實用的水火成型工藝參數預報系統，直至研制出可應用于生產的水火成型自動加工設備等是主要研究目標。

（2）裝配工序的精度控制技術。小組立中的精度控制技術，主要有在橫向構件上安裝小骨材的尺寸精度檢測對前期工序是否出錯的檢驗等。對策是修整超差的變形，報告前面工序的錯誤并調整因此而出現的錯誤，直至返工到前面的工序從新加工。大組立是分段合攏前的最后一項工程。一方面受前期小組立裝配精度的影響，另一方面還要滿足分段合攏的精度要求。大組立中的精度控制技術主要有檢驗縱骨定位、精度檢驗、橫向構件的裝配精度檢查和焊接坡口的寬度等。對策是找出裝配中產生誤差的原因，并能分析累積誤差。分段重量、重心位置在分段前的作業過程中，每完成一道

工序，需要檢測零件、部件、組立等的重量和重心位置，能準確估算的，可以省略測試。特別是在海洋結構物的建造過程中，空船結構的重量和重心位置的檢測和修整是必須的。

（3）合攏過程的精度控制技術。分段生產制造的周期長，制造過程中焊接工藝實施不當，吊運過程產生的結構變形等原因，使得分段與設計尺寸存在偏差，導致合攏出現問題，常見的問題是端部的錯位現象。對策是設置基準點和基準線，按著定位要領指導書進行作業調整局部變形。

綜上所述，造船企業須對船體加工、裝配、合攏進行控制，以滿足船東的建造精度要求。造船企業對船體結構的主尺寸、形狀和位置偏差的控制，開始采用得是船體零件上加放余量的辦法，后來根據數理統計技術，對零件加工和焊接的收縮量進行分析，以零件的補償量來代替余量，并逐漸擴大零件補償量的加放范圍，從平直貨艙區域逐步推廣到部分首尾船體結構區域，逐步形成了船體精度控制的技術。

五、造船精度管理的內容及實施步驟

一般程序可以歸納為精度控制階段的劃分、標準偏差的測算以及各控制階段補償量的確定三個步驟。

（1）精度控制階段的劃分

船體建造是一個工序多，周期長的生產過程。因此，要實施精度控制，可以把船體建造全過程分解成若干個控制階段，通過對各個階段的有效控制，最終達到精度控制的目標。船體 建 造 全過程精度控制的階段劃分應與船體建造的工藝階段相對應，這對于精度控制來說，不僅是合理的，而且是有利的。船體建造工藝階段通常劃分為:號料、加工，部件制造，分段制造和船臺裝配四個階段，精度控制也按這四個階段分別實施。這四個控制階段相互制約，前一個階段是后一個階段的控制基礎，每一個階段的有效控制都是精度控制的保證。

（2）標準偏差的測算

測算船體建造各個階段的標準偏差是制訂精度控制計劃的基礎，也是確定各個階段加放補償量的重要依據。測算方法一般采用大量實測數據，通過作出直方圖求得標準偏差。需要測算的標準偏差，零件加工方面的有:板材割縫的偏差、數控切割熱變形偏差、火工成型板材的偏差等;部件制造方 面的有:T型材焊接收縮量、板材拼焊收縮量、構架與板列焊接收縮量等;分段制造方面的有:分段焊接收縮量、分段火工矯正的收縮量等;船臺裝配方面的有:橫向、縱向、水平大接縫的焊接收縮量、溫差變化的影響等。綜合這些測算數據是確定加放補償量，實施尺寸精度控制的依據。

（3）各控制階段補償量的確定

一般來說，船體建造各個階段的標準偏差值與補償量應相一致的。由于 船 體 建造各階段中補償各種因素引起的尺寸偏差，而給定的補償值可以看作為相應獨立的正態分布。根據概率的定理，各個正態分布疊加后仍是正態分布。因此，假設船體建造完工后的理想精度為0值狀態，船臺裝配補償量為a，分段制造補償量為b,部件制造補償量c，零件加工補償量為d,那末某一控制階段的補償量應為該階段的補償量與其后續階段的補償量的代數和。所以，零件加工的補償量、部件裝配的補償量、分段制造的補償量、船臺裝配的補償量，可以以工件為對象按其所需經過的階段分別予以考慮。

1)零件補償量：零件是船體建造中組成工件最基本的單元，因此在考慮零件的補償量時，應把它作為補償的起始點。對零件的補償量，除了對形成零件本身階段的補償外，還必須包含其后續所有階段的補償。

2)部件補償量：同零件補償原理一樣，部件補償量，除了對形成部件本身階段的補償外，還必須包含其后續所有階段的補償。與零件補償不同之處在于，部件補償對零件無嚴格要求。

3)分段補償量：同部件補償原理一樣，分段補償除了對分段制造本身階段的補償外，還必須包含船臺裝配階段的補償。而它對零件、部件無嚴格要求。

4)船臺裝配的補償量：因為船臺裝配是船體建造的最后一道工序，它之后設有后續階段，所以船臺裝配的補償僅需對船臺裝配全過程中的收縮進行補償，而它的補償量加放時機應在分段制造階段。

（4）明確精度補償的加放原則

船體建造是一個極其復雜的過程，引起船體工件收縮變形的因素繁多，變形復雜，因此對工件尺寸的補償也是一項十分艱巨和復雜的工作。它不僅與船型的差異、分段結構的型式、分段劃分的方式、分段建造的方法、裝焊程序、焊接方法、火工校正程度，以及船臺吊裝的程序有關，而且還與船廠的生產條件、管理水平、人員素質等因素有著密切的關系。為此，在進行精度補償量計算和加放時，一般應遵循以下原則。

六、船廠目前在分段精度控制方面的問題

由于軟硬件的差距，在測量與精度控制方面更加薄弱，基本還是處于事前加余量建造，事后測量切割的狀態，并且缺乏對精度控制的分析研究能力。對船體分段精度控制體系的研究方面基本是空白，也沒有可操作的控制方法，這樣對中小型船廠船體分段精度控制體系和方法的研究就很有意義和必要了。

（1）分段建造精度控制的問題

非數字化的測量，其結果要手工記錄，不便于與現代的造船設計軟件及現代的數據處理分析方法結合，不利于形成有效的數據庫；鋼尺量距的準確性不穩定，而且非常不方便，對于大型船只的結構件，鋼尺無法完成準確的測量；數據采集需要的人員較多，工作效率低下。

（2）分段及總段精度檢查控制存在的問題

分段體必須按照特定要求擺放，否則不好進行測量；數據報表需要人工計算，不方便與設計數據進行直接對比；效率比較低，容易出現錯誤，造成工期延誤；由于測量手段及數據處理方式的落后目前還無法形成有效的精度管理機制及精度數據循環。

（3）船體合攏精度檢查控制存在問題傳統測量方法效率低下，占用吊機時間較長；需要在現場對余量進行切割，需要對分段進行復位作業；很多分段需要進行二次定位，影響船臺周期；傳統的測量手段很難對船體分段在船體成型過程中的變化進行有效統計，為反變形的施放及無余量生產提供數據支持。

七、船廠深入開展船體精度管理的對策

（1）重視精度控制工作，建立船舶精度控制體系。完整的精度管理體系是保證建造精度工藝執行的基礎。從長遠利益出發，中小型船廠的經營者應改變經營理念，重新認識到船舶建造精度控制技術的重要性。站在整個企業的發展的角度，從根本上重視船舶精度控制工作，加大資金和人力的投入。以建立船舶精度控制體系為目標，健全各部門之間的統一協調機制，加強管理，改善生產環境，提高船舶產品質量，增強企業競爭力。

（2）加強與科研機構和院校的技術交流。各船廠往往沒有足夠研究能力，可以通過和科研院所的交流合作，來提高自身技術水平。同時，船廠之間也應加強技術交流，共同提高技術水平，如南通周邊各船廠，通過交流和學習，一方面提高了生產工藝水平，另一方面也為開展精度控制工作的開展打下了技術基礎。

（3）積極引進先進精度控制技術。目前國內先進的精度控制的軟硬件的開發水平也比較高。直接引進成熟的先進精度控制技術，可以比較快的投入到生產中，較快的提高生產水平。比如在精度測量方面，青島某技術公司開發的精度控制軟件DACS（Dimensional & Accuracy Control System）尺寸與精度控制系統，就可以通過直接購買系統軟件、高精度全站儀及各種附件。人員經過培訓后就可以直接在生產中快速、精確的對各種焊接件、船體分段、船體合攏進行精度檢查及控制。也可以用于船舶制造過程現場尺寸檢查、幾何量檢查、三維精度控制、分段搭載模擬、檢查分段CUT/WELD值、預計分段吊裝位置、形成精度檢查表等，從而整體提高中小船廠的生產水平。

（4）加強對本廠職工的技術培訓。加大力度引進高水平技術人員的同時，重視本廠職工教育培訓，提高人員素質。在船體建造工位上的具體操作者是精度管理工作的關鍵，要提高職工對精度控制的重視程度，加強技術培訓。特別對船廠的外包工人員，要使他們了解精度控制的重要性，讓他們掌握精度造船的具體操作工藝，把精度控制落實到每個人的具體操作中，從而形成一個完整的體系。

八、結束語

船體建造精度控制技術是現代造船模式的一項關鍵性技術。一些造船發達國家在這方面已取得了顯著的經濟效益，積累了很多的經驗。我國造船工業已經開始全面實行造船模式的轉變，這項技術在大型先進船廠應用的同時，也應該系統全面地幫助中小型船廠進行研究和實施。精度控制技術體系在各船廠的推廣、應用與發展，將會對國內造船工業整體提高產品質量、提升企業競爭力產生巨大的推動作用。

參考文獻：

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【7】《船舶制造精度管理及過程控制技術探討》于昌利,初冠南

第三篇：船舶海工數字化技術

數字化造船技術發展現狀及趨勢

2576 經過改革開放三十多年的發展，我國船舶工業取得了長足進步。特別是新世紀以來，我國船舶工業更實現了跨越式發展，綜合實力和國際地位穩步提升，造船完工量、新接訂單量和手持訂單量連續多年保持快速增長，造船三大指標已進入世界造船大國行列，已具備了向世界造船強國沖刺的基礎和條件。

成為造船強國的重要標志之一，就是要實現數字化造船。在中國造船行業向著這個目標前進的過程中，需要不斷應用各種最新的技術，不斷提高造船的效率和質量。

數字化造船是以造船過程的知識融合為基礎，以數字化建模仿真與優化為特征，將信息技術全面應用于船舶的產品開發、設計、制造、管理、經營和決策的全過程，最終達到快速設計、快速建造、快速檢測、快速響應和快速重組的目的。數字化造船技術涵蓋的范圍非常廣泛。我們這里所述的數字化造船技術主要包括船舶設計數字化、船舶建造數字化、船舶管理數字化三個方面。

技術發展狀況 國外發展現狀

IT技術的發展和現代制造業的管理理念及技術方法深刻地改變著傳統制造業。各造船強國如美、日、韓、歐等均十分重視以先進的信息技術手段改造傳統的造船設計和生產方式。發達國家在設計技術方面普遍采用了三維設計建模；在信息的集成和共享方面采用了產品數據管理系統，實現了并行協同設計和生產；在制造方面，虛擬制造技術已應用于生產實踐中，實現了制造前的生產過程數字化模擬；美國Intergraph公司的Intelliship系統將船舶設計規則融合在CAD（計算機輔助設計）系統中，初步實現了設計的智能化。

當今世界的造船強國日本，早在上世紀八十年代就十分重視造船信息化的自主開發與創新，各大造船集團如日立、三菱、三井、IHI、住友等均組織力量自行開發了造船信息集成系統，日本一些先進船廠基本上都已采用CIMS系統實現了數字化造船。韓國自上世紀九十年代開始大力推行造船信息化，并迅速崛起成為世界造船大國和強國。韓國各大造船集團如現代、大宇、三星等廣泛引進歐美的造船CAD系統，如TRIBON、Intelliship等，并結合自身企業的特點自行開發了造船CIMS（計算機集成制造系統）系統，取得了顯著的成果，大大縮短了船舶設計建造周期。

美歐在先進制造技術和管理思想方面更先行一步，美國政府在軍用船舶制造中推進了MARITECH計劃。該計劃借助先進的IT理論和技術，以敏捷制造思想為指導，在軍船制造中以虛擬企業、虛擬產品、虛擬制造的全新船舶建造方式，實現了快速、精準、靈活、低成本、高質量的艦船生產。歐洲造船業界也推行了SEASPRITE項目，通過Virtual Ship –ROPAX 2000信息平臺將12個國家的48個企業、公司、研究機構整合起來，形成虛擬企業聯盟，從而大大縮短了研制周期、提高了產品質量。

國內發展現狀

隨著造船技術的進步，造船工業的發展越來越依賴于先進信息技術的應用。國內造船企業十分重視信息化改造工作，各骨干造船企業均引進或開發了一些面向特定應用的信息系統。在造船CAD/CAM領域的應用較為成熟，各企業設計部門已普遍使用CAD/CAM系統進行詳細設計和生產設計。如使用引進的 TRIBON、CADDS5等系統，或使用國內自主開發的SPD、SB3DS系統等。部分企業使用通用CAD軟件AUTOCAD等作為輔助設計工具；有些企業已開始應用PDM系統，如引進的Windchill系統，或國內自主開發的Star/PDM等進行產品數據管理和設計過程管理；有的企業引進了國外 HANA造船CIMS系統，在二次開發的基礎上開始了設計生產一體化的應用實施；有些企業在計劃管理、生產管理、物流管理、財務成本管理等方面也自主開發了一些信息系統。

這些系統從技術層面解決了一些局部問題，取得了一定的效果。如CAD系統的應用提高了設計工作的效率，加深了設計深度；PDM系統的應用規范了設計過程，有效管理了產品的圖文信息數據；管理系統的應用提高了管理數據的采集、分析、統計的準確度和及時性。但由于各系統間信息模型的不一致，系統平臺的不一致，國外系統的數據結構不開放等諸多問題，使得系統間信息的交換困難、難以進行系統的適應性修改和二次開發，不能順暢地實現船舶設計、制造、管理信息的一體化。

隨著我國造船能力的迅速擴張，日本、韓國等國對我國的技術引進采用了更多的限制措施。我國船企引進的系統缺乏基礎數據，引進的管理軟件，由于與國內的管理理念和方法不同，在直接使用時存在一系列的問題，需要進行較多的二次開發。

而國內造船技術研究院所和部分企業長期以來堅持造船行業信息化的自主研發，在船舶生產設計、產品數據管理、造船企業生產管理方面形成了一些產品，并被造船企業廣泛應用。有些產品已出口至國外造船企業。

與此同時，限于體制、機制等各方面的原因，國內造船企業大都各自進行企業信息化改造和信息系統開發，造船行業信息化研究力量分散，無法發揮整體作戰效應。在國家發展改革委的支持下，2008年，我國成立了以上海船舶工藝研究所為技術依托單位的數字化造船國家工程實驗室。經過兩年多的建設，相繼建立了四個技術平臺，為造船軟件的應用環境、造船流程、造船工藝、造船信息標準化研究等創造了條件。該實驗室本著“邊建設、邊運行、邊見效”的原則，在研究開發、團隊建設、人才培養、組織管理、產學研用、學術交流和工程服務等方面均取得了顯著成效，已成為我國開展數字化造船共性技術研究、應用工具開發和工程支持的重要平臺。技術差距

目前，我國造船工業在造船數字化方面，與日本、韓國、美歐造船業仍存在較大差距，主要體現在：（1）船舶數字化設計方面基于3D模型的CAD/CAM已得到了廣泛應用，但基本送審設計和生產設計之間的信息載體仍為紙質圖紙，全過程的三維設計遠沒有實現。CAE的應用局限于設計分析階段，在船舶建造過程中CAE的應用程度相當低，而數字化造船更強調CAE技術在制造過程中的應用。此外，日、韓等國先進造船企業船舶平均設計周期也明顯地比中國造船企業短許多。

（2）造船數字化管理方面CAPP、PDM、CIMS等船舶建造信息支持系統以單個應用為主，標準和編碼等基礎工作不夠扎實，并缺乏準確而齊全的基礎數據庫。

（3）船舶數字化建造方面信息流對生產設備和設施僅僅是離散型的驅動，并且僅局限于船體部件加工階段，船舶建造過程中的集成度、自動化程度和數字化程度還相當低。未來發展趨勢

縱觀前面的1 0 年，一個顯著的事實是：信息化仍然是這個新世紀的主要時代特征，仍然是全球范圍內推動經濟和社會變革的主要力量，仍然是國家競爭力的戰略重點和制高點。展望后 10年，我國的信息化將在未來十年開始一次新的長征。這次長征的主要特征就是推動中國信息化向泛在化、可視化、智能化方向發展，以中國經濟和社會發展的需求為目標，趕超世界先進水平，搶占全球信息化的制高點，為中國的經濟社會轉型和現代化服務。未來1 0 年，在先進造船理念和模式（敏捷制造、綠色制造、精益生產、網絡化制造等）以及新技術（自動化技術、數字化技術、激光技術、虛擬仿真技術等）的助推下，世界船舶科技將迅猛發展?；跀底旨夹g的模塊化、智能化、網絡化以及綠色化造船將成為世界造船數字化技術發展的主要趨勢。

基于數字化技術的模塊化造船模塊化造船是采用“積木式”組件，即一些獨立的單元件和標準件，通過組裝，形成造船中廣泛采用的結構模塊、舾裝模塊、殼舾涂一體化模塊，這些既相對獨立，最終又將組合成一體的模塊，不但具有獨立功能、通用性和特定界面，而且要在船臺（塢）內合攏成船舶。實施模塊化造船是傳統造船模式向現代造船模式的轉變過程。

主要發達國家船舶制造普遍采用殼舾涂一體化集成制造模式，并向模塊化建造過渡。美國、前蘇聯、英國、德國、日本、法國等國家在模塊化造船應用方面取得了令人矚目的成績，使得建造周期縮短了17~21個月，且呈現不斷發展的趨勢。德國公司開發的ECOBOX型模塊化經濟性集裝箱船，可在12種船型內選擇改型。

模塊化造船在巨型總段建造的基礎上，同時擴大預舾裝和涂裝的范圍，使總段內的舾裝完整性達到前所未有的程度，即除接口位置外，內部的殼、舾、涂工作接近全部完成狀態，形成了模塊。當整條船舶由這些模塊合攏而成時，就實現了模塊化造船，使船廠真正成為了總裝企業。

基于數字化技術的智能化造船智能化造船是造船生產的最高階段，它以企業為對象，在系統科學的指導下將企業的全部生產經營過程(包括市場研究、經營決策、產品設計、加工制造、生產管理、銷售及服務等)采用軟硬件綜合成一個由智能計算機、自動化裝備和智能機器人所組成的集成系統。智能化造船在制造過程中廣泛采用智能化制造裝備進行加工和裝配，顯著提高了生產效率。切割機器人、裝配焊接機器人逐步應用，船廠逐漸成為沒有灰塵、沒有危險和沒有疲勞的真正現代化工廠。迄今，世界上還沒有哪一家船廠完全達到該階段，但智能化造船必將成為未來的發展趨勢。

基于數字化技術的網絡化造船網絡化制造是按照敏捷制造的思想，采用互聯網技術，建立靈活有效、互惠互利的動態企業聯盟，有效地實研究、設計、生產和銷售各種資源的重組，利用計算機網絡，集成和流通科研、設計、生產及其過程控制信息和經營、管理、服務等信息，從而提高企業對市場的快速響應能力和競爭能力。它對傳統制造業的生產和經營方式有重大影響。

基于數字化技術的綠色化造船發展綠色船舶是全球造船界的選擇。綠色造船技術不是單一的綠色制造技術，它涉及船舶設計、建造、配套、原材料、標準、管理等各個環節，是一項復雜的系統工程。實施綠色造船的源頭在綠色設計，實現的手段是綠色工藝技術與裝備，實現的基礎在于綠色管理，實現的關鍵在于數字化技術。發展思路和重點

中國的船舶工業正處于一個新的歷史起點上，可以預見，未來相當長時間內，“兩化融合”仍將是數字化造船科學發展與自主創新的主題。因此要著力推進船舶產品開發、設計、制造與創新的信息化，深化信息技術在船舶工藝裝備等產品上的滲透

融合。推廣綜合集成制造、敏捷制造、柔性制造、精密制造等先進制造技術，推進船舶工業發展。以信息技術提高造船企業的生產能力和物流效率，推進企業管理信息化，提高船舶企業的業務管理能力和參與國際市場競爭的能力。同時，利用信息化手段促進傳統產業整合和產業集群的優化升級。

要在行業內篩選、樹立“ 信息化示范企業”，將擁有自主產權的應用軟件和先進做法，向全行業推廣，以避免重復開發、重復投資，應大力推廣信息化優秀成果，發揮其示范作用。要進一步發揮行業協會、造船學會等行業組織的技術交流作用，增強國家工程實驗室等行業平臺的窗口效應，努力建設造船信息化的實施推廣體系，逐步扭轉產業發展對國外造船軟件系統嚴重依賴的局面。重點工作：

（1）建立統一的數據交換標準統一數據交換標準是異構系統間信息交換的重要橋梁，該標準是與具體系統無關的統一標準數據格式，該標準的開發和運用是船舶行業或企業實現計算機集成制造系統（CIMS）的關鍵。目前，最常用的標準數據格式有DXF/STEP/IGES等。目前國外造船行業紛紛開展STEP相關標準的驗證工作。美國、歐盟、日本和韓國除了各自成立STEP船舶應用協議開發驗證機構外，還建立了合作關系。美國于1994年創立的工業信息基礎機構合作組織一直致力于工業虛擬企業試驗運行，該組織下屬的造船部門已于2000年成立了造船工業虛擬企業的聯絡機構。日本、韓國和歐盟船舶行業也在開展造船虛擬企業的策劃工作。（2）建立PLM系統產品生命周期管理（PLM）自20世紀末提出以來，已迅速成為制造業關注的焦點。PLM結合電子商務技術與協同技術，將產品的開發流程與供應鏈管理（SCM）、客戶關系管理（CRM）、企業資源計劃（ERP）等系統進行集成，將孤島式流程管理轉變成集成的一體化管理。PLM實現從概念設計、產品設計、產品生產、產品維護到信息管理的全面數字化，以及產品開發和業務流程的優化，從而全面提升企業生產效率，降低產品生命周期管理成本，最終提升企業的市場競爭力。

（3）數字化測量技術利用先進的激光檢測技術及計算機技術，減少造船過程中樣箱、樣板的使用，節約木材，節約存放空間，提高加工效率、減輕工人勞動強度。完善和提高全站儀等測量工具的功能模塊和測量能力，針對船板加工過程，特別是水火彎板工藝過程，研究先進的船板成型測量方法，結合現場環境，重點突破船板成型精度大尺度激光測量技術、數模匹配與比對、檢測結果多形式表達、成形工藝過程標識等關鍵技術，開發可現場在位使用的曲面成型數字化測量系統。

（4）建立智能化造船體系以船舶企業數據庫和知識庫為基礎，通過智能化技術將造船企業經營運作整個過程集成，建立覆蓋船舶生產經營全過程的綜合決策系統，實現綜合管理定量分析和決策，指導企業運行管理的柔性化和智能化，并將決策系統延伸到制造過程，以模塊化和自動化為核心，將現代造船模式與智能化制造設備通過信息化技術充分融合，建立流程化生產作業模式，實現造船智能化。

（5）生產現場管理信息化應用推進物聯網技術在造船生產現場管理方面的應用，實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理。通過物聯網、GPS、GIS（地理信息系統）、無線網絡、手持或車載終端、無線監控、看板設備、仿真控制等信息技術和設備的應用，進一步深化造船企業現場管理信息化應用，支持現場物流管理、進度管理、作業管理、關鍵設備管理、動能源管理、看板管理、5S管理、安全管理、質量管理等多個方面的信息化管理。（6）普及虛擬現實技術虛擬現實技術在船舶建造中的應用將越來越廣泛，從行業的角度包括對商品化虛擬仿真軟件進行消化、吸收和二次開發，擴大虛擬仿真在船舶制造過程的應用。虛擬現實技術具有沉浸感、交互性、構想性、自主性、多感知性等特點。從技術的角度而言，硬件應該是向圖形工作站集群系統發展，軟件是向集成化、平臺化方向發展。從技術創新的角度，虛擬仿真應用系統應該向國產化的方向發展。

未來幾年，我們對于虛擬現實技術的研究重點應著力于船舶行業虛擬仿真應用開發平臺的研究、船舶設計與虛擬評估一體化集成技術的研究、船舶建造虛擬裝配技術應用研究與系統開發的研究、船舶建造生產物流虛擬仿真技術的開發與應用研究等。

（7）建立網絡化船舶制造模式構建面向行業的基于網絡的制造系統，形成數字化工程聯盟必將是未來造船模式的大勢所趨。這不是依靠個別或者部分先進廠家所能夠實現的，必須通過各級企業的ERP系統，提供及時準確的信息來最大限度地克服企業之間供應鏈的不確定性，形成高效的動態企業聯盟，實現行業技術和資源的優化配置，提高行業最大生產效率、效益和競爭力。例如中船集團的管控數字化，就是以“六集中”管理為核心，以集團公司戰略管理、風險管理、生產管理、成本管理、決策支持等為重點開展的集團管控信息化建設。（8）數值預報與多學科設計優化

“數值預報”技術與多學科設計優化利用數字化技術來實現船舶性能的預測和優化，研究的都是一些諸如水動力學性能、結構力學性能、振動噪聲性能、抗爆抗沖擊和材料性能等理論性、專業性極強的對象，其準確與否，直接影響到船舶的性能，對實現研制時間和經費的大幅削減有重要意義。只有“數值預報”能夠完全取代或大部分取代利用物理樣機所進行的性能試驗，即在產品設計階段就可基本完成產品的“定型”時，我們才能說“數字化造船”的時代真正到來了。

第四篇：《中國制造2025》解讀之船舶海工篇

《中國制造2025》解讀之船舶海工篇

2015-05-26

工信部裝備工業司日前推出了《中國制造2025》規劃系列解讀，文章稱，船舶工業是為水上交通、海洋資源開發及國防建設提供技術裝備的現代綜合性和戰略性產業，是國家發展高端裝備制造業的重要組成部分，是國家實施海洋強國戰略的基礎和重要支撐。為此，《中國制造2025》把海洋工程裝備和高技術船舶作為十大重點發展領域之一加快推進，明確了今后10年的發展重點和目標，為我國海洋工程裝備和高技術船舶發展指明了方向。

一、充分認識推動海洋工程裝備和高技術船舶發展的重要意義

海洋工程裝備是開發、利用和保護海洋所使用的各類裝備的總稱，是海洋經濟發展的前提和基礎；高技術船舶具有技術復雜度高、價值量高的特點，是推動我國造船產業轉型升級的重要方向。海洋工程裝備和高技術船舶處于海洋裝備產業鏈的核心環節，推動海洋工程裝備和高技術船舶發展，是促進我國船舶工業結構調整轉型升級、加快我國世界造船強國建設步伐的必然要求，對維護國家海洋權益、加快海洋開發、保障戰略運輸安全、促進國民經濟持續增長、增加勞動力就業具有重要意義。

（一）加快發展海洋工程裝備和高技術船舶是我國建設海洋強國的必由之路 我國是一個負陸面海、陸海兼備的大國，提高海洋開發、控制和綜合管理能力，事關經濟社會長遠發展和國家安全的大局。海洋與陸地的一個根本區別是海上的一切活動必須依托相應的裝備，人類對海洋的探索與開發都是伴隨著包括造船技術、海洋工程技術在內的裝備技術的進步而不斷深化的。經略海洋，必須裝備先行。特別是我國海洋強國建設進程向前推進，綜合實力不斷上升，已經對傳統海洋強國形成挑戰，西方強國在一些核心技術和裝備上對我封鎖。中國建設海洋強國，必須建立自主可控的裝備體系，必須掌握海洋工程裝備和高技術船舶等高端裝備的自主研制能力。目前，我國正在大力推進南海開發進程以及海上絲綢之路建設，對海上基礎設施建設、資源開發、空間開發等相關裝備的需求將更為急迫，也對我國高端海洋裝備的發展提出了更高的要求。

（二）加快發展海洋工程裝備和高技術船舶是建設世界造船強國的必然要求 經過新世紀以來的快速發展，我國已經成為世界最主要的造船大國，具備了較強國際競爭力。未來10-20年我國船舶工業將進入全面做強的新階段。建設世界造船強國的核心任務是全面推進結構調整轉型升級。所謂全面轉型，就是產業發展動力的全面轉型，由依靠物質要素驅動向依靠創新驅動轉變，以產品創新，制造技術創新等支撐產業發展；所謂結構升級，主要是技術結構升級和產品結構升級。加快發展海洋工程裝備及高技術船舶制造，是船舶工業全面轉型、結構升級，從 而實現全面做強的重要方向。加快提高海洋工程裝備及高技術船舶國際競爭力，逐步引領未來國際船舶和海洋工程裝備市場，將有力地帶動我國船舶工業技術水平、科技創新能力和綜合實力的整體躍升。

（三）加快發展海洋工程裝備和高技術船舶等高端裝備制造業是工業轉型升級的重要引擎

隨著中國經濟進入新常態，增長速度逐步放緩，發展方式開始向集約型轉變，經濟結構深度調整，發展動力轉向新增長點。發展高端制造業，正是中國制造業適應經濟新常態，重塑競爭優勢的重要舉措。船舶工業作為我國最早進入國際市場，并且已經具備較強國際競爭力的行業，具備在我國建設世界制造強國的進程中率先突破的基礎和條件。海洋工程裝備和高技術船舶等高端的快速發展，必然成為帶動整個制造產業升級的重要引擎。

二、未來十年我國海洋工程裝備和高技術船舶發展面臨的形勢

（一）國際船市進入新一輪大的調整周期，海洋工程裝備及高技術船舶成為需求熱點

船舶工業是一個周期性很明顯的產業?？v觀國際船舶市場發展歷程，間隔30年左右出現一次大的周期波動，其間每3－5年將出現中短期的波動。自2008年國際船市進入新一輪大調整以來，期間雖有起伏，但目前總體上還處在產業調整周期的低位。當前全球運力接近17億載重噸，運力總量和結構性過剩矛盾較嚴重，消化過剩運力將需要一段時間。就未來調整方向來看，需求結構出現明顯變化，散貨船等常規船型需求乏力，海洋工程裝備及高技術船舶需求相對旺盛。同時，節能環保的新型散貨船、集裝箱船、油船將是市場需求主體，液化天然氣（LNG）船、液化石油氣（LPG）船需求將保持旺盛，汽車運輸船、豪華游輪、遠洋漁船需求增長將較為明顯,更多的市場增量將來自技術復雜船型。

（二）全球造船業競爭格局深度調整，主要造船國在海洋工程裝備和高技術船舶領域競爭將日趨激烈

未來一段時期世界造船業仍將保持中韓日競爭格局，并且更主要地體現在高技術船舶和海洋工程裝備領域。具體來看，歐洲造船業將進一步退出船舶總裝建造市場，但在設計、配套、海事規則制定等方面仍具優勢，特別是歐美基本壟斷了海洋工程裝備領域的核心設計和關鍵配套；印度、巴西、越南等新興造船國家受金融危機影響發展遲緩；日本在造船技術、生產效率和產品質量上仍具較強競爭力；韓國造船業將在相對較長時期內保持全面競爭優勢，韓國提出未來5-10年將海洋工程裝備制造業打造為第二個造船業；新加坡提出全力保持海工裝備競爭優勢。目前中國在常規海工產品制造領域已經加快趕超新加坡，并在向高端產品轉型，未來在深水海工裝別產品領域中國、韓國及新加坡之間的競爭將更為激烈。

（三）產業核心競爭要素發生重大變化，關鍵要素從硬實力轉向軟實力 在新的產業競爭環境下，決定競爭成敗的關鍵不再是設施規模、低勞動力成本等因素，而是技術、管理等軟實力以及造船、配套等全產業鏈的協同，科技創新能力對競爭力的貢獻更為突出。競爭要素的變化直接導致我國船舶工業原有比較優勢在削弱，特別是勞動力、土地等各類要素成本集中上升，人民幣匯率呈長期升值趨勢，低成本制造的傳統優勢正在消失，產業發展的重心已經從追求速度轉向追求質量效益。高技術船舶和海洋工程裝備處在船舶產業價值鏈的高端，是我國船舶工業未來發展的重點。

（四）新一輪科技革命和產業變革興起，將引發制造業分工格局的深度調整 以信息技術和制造業深度融合為重要特征的新科技革命和產業變革正在孕育興起，多領域技術群體突破和交叉融合推動制造業生產方式深刻變革，“制造業數字化網絡化智能化”已成為未來技術變革的重要趨勢。制造模式加快向數字化、網絡化、智能化轉變，柔性制造、智能制造等日益成為世界先進制造業發展的重要方向。船舶制造也正朝著設計智能化、產品智能化、管理精細化和信息集成化等方向發展，世界造船強國已經提出打造智能船廠的目標。同時，國際海事安全與環保技術規則日趨嚴格，船舶排放、船體生物污染、安全風險防范等船舶節能環保安全技術要求不斷提升，船舶及配套產品技術升級步伐將進一步加快。

（五）產業發展中不平衡、不協調、不可持續問題仍然突出，產業結構亟待調整升級

一是自主創新能力亟待提升，高端產品市場競爭力不強。創新引領和創新驅動明顯不足，創新模式仍屬追隨型。海洋工程裝備和高技術船舶占比明顯低于韓國，特別是深水裝備方面差距更為明顯。

二是船舶配套產業亟待升級。韓國、日本船用設備本土化裝船率分別高達85％以上和90％以上，我國仍有較大差距，特別是在高技術船舶和海洋工程裝備配套領域本土化配套率不足30%。

三是生產效率亟待提高。目前我國造船效率是韓國的1/3，日本的1/4，隨著勞動成本的不斷攀升，效率對保持成本競爭優勢的作用將更加突出。

四是產業結構亟需升級。目前，我國船舶工業面臨著資源環境約束日益趨緊、勞動力成本和各類生產要素成本上升等問題，造船產能結構性過剩問題突出，產品結構主要以散貨船為主，低端產能過剩，高端產能不足。

三、未來十年我國海洋工程裝備和高技術船舶發展思路與重點方向

未來十年，我國船舶工業應緊緊圍繞海洋強國戰略和建設世界造船強國的宏偉目標，充分發揮市場機制作用，順應世界造船競爭和船舶科技發展的新趨勢，強化創新驅動，以結構調整、轉型升級為主線，以海洋工程裝備和高技術船舶產品及其配套設備自主化、品牌化為主攻方向，以推進數字化網絡化智能化制造為突破口，不斷提高產業發展的層次、質量和效益。力爭到2025年成為世界海洋工程裝備和高技術船舶領先國家，實現船舶工業由大到強的質的飛躍。

《中國制造2025》明確提出，海洋工程裝備和高技術船舶領域將大力發展深海探測、資源開發利用、海上作業保障裝備及其關鍵系統和專用設備。推動深?？臻g站、大型浮式結構物的開發和工程化。形成海洋工程裝備綜合試驗、檢測與鑒定能力，提高海洋開發利用水平。突破豪華郵輪設計建造技術、全面提升液化天然氣等高技術船舶國際競爭力，掌握重點配套設備集成化、智能化、模塊化設計建造技術。

根據產業發展階段、發展基礎和條件，未來十年海洋工程裝備和高技術船舶發展方向與重點主要在以下幾個方面：

（一）海洋資源開發裝備

海洋資源包括海洋油氣資源以及礦產資源、海洋生物資源、海水化學資源、海洋能源、海洋空間資源等。海洋資源開發裝備就是各類海洋資源勘探、開采、儲存、加工等方面的裝備。

1、深海探測裝備。重點發展深海物探船、工程勘察船等水面海洋資源勘探裝備；大力發展載人深潛器、無人潛水器等水下探測裝備；推進海洋觀測網絡及技術、海洋傳感技術研究及產業化。

2、海洋油氣資源開發裝備。重點提升自升式鉆井平臺、半潛式鉆井平臺、半潛式生產平臺、半潛式支持平臺、鉆井船、浮式生產儲卸裝置（FPSO）等主流裝備技術能力，加快技術提升步伐；大力發展液化天然氣浮式生產儲卸裝置（LNG-FPSO）、深吃水立柱式平臺（SPAR）、張力腿平臺（TLP）、浮式鉆井生產儲卸裝置（FDPSO）等新型裝備研發水平，形成產業化能力。

3、其他海洋資源開發裝備。重點瞄準針對未來海洋資源開發需求，開展海底金屬礦產勘探開發裝備、天然氣水合物等開采裝備、波浪能/潮流能等海洋可再生能源開發裝備等新型海洋資源開發裝備前瞻性研究，形成技術儲備。

4、海上作業保障裝備。重點開展半潛運輸船、起重鋪管船、風車安裝船、多用途工作船、平臺供應船等海上工程輔助及工程施工類裝備開發，加快深海水下應急作業裝備及系統開發和應用。

（二）海洋空間資源開發裝備

海洋空間資源是指與海洋開發利用有關的海上、海中和海底的地理區域的總稱。將海面、海中和海底空間進行綜合利用的裝備可統稱為海洋空間資源開發裝備。

1、深?？臻g站。突破超大潛深作業與居住型深海空間站關鍵技術，具備載人自主航行、長周期自給及水下能源中繼等基礎功能，可集成若干專用模塊（海洋資源的探測模塊、水下鉆井模塊、平臺水下安裝模塊、水下檢測/維護/維修模塊），攜帶各類水下作業裝備，實施深海探測與資源開發作業。

2、海洋大型浮式結構物。以南海開發為主要目標，結合南海島礁建設，通過突破海上大型浮體平臺核心關鍵技術，按照能源供應、物資儲存補給、生產生活、資源開發利用、飛機起降等不同功能需要，依托典型島礁開展浮式平臺建設。

（三）綜合試驗檢測平臺

綜合試驗檢測平臺是海洋工程裝備總體及配套設備研發設計的基礎，是創新的源泉和發展的動力。

1、數值水池。以縮小我國在船舶設計理論、技術水平方面與國際領先水平的差距為目標，通過分階段實施，建立能夠實際指導船舶和海工研發、設計的數值水池。

2、海洋工程裝備海上試驗場。以系統解決我國海洋工程裝備關鍵配套設備自主化及產業化根本問題為目標，通過建設海洋工程裝備海上試驗場，實現對各類平臺設備及水下設備的耐久性和可靠性試驗，加快我國海洋工程裝備國產化進程。

（四）高技術船舶

船舶領域下一步發展的重點：一是實現產品綠色化智能化，二是實現產品結構的高端化。

1、高技術高附加值船舶。抓住技術復雜船型需求持續活躍的有利時機，快速提升LNG船、大型LPG船等產品的設計建造水平，打造高端品牌；突破豪華游輪設計建造技術；積極開展北極新航道船舶、新能源船舶等的研制。

2、超級節能環保船舶。通過突破船體線型設計技術、結構優化技術、減阻降耗技術、高效推進技術、排放控制技術、能源回收利用技術、清潔能源及可再生能源利用技術等，研制具有領先水平的節能環保船，大幅減低船舶的能耗和排放水平。

3、智能船舶。通過突破自動化技術、計算機技術、網絡通信技術、物聯網技術等信息技術在船舶上的應用關鍵技術，實現船舶的機艙自動化、航行自動化、機械自動化、裝載自動化，并實現航線規劃、船舶駕駛、航姿調整、設備監控、裝卸管理等，提高船舶的智能化水平。

（五）核心配套設備

配套領域下一步發展的重點：一是推動優勢配套產品集成化、智能化、模塊化發展，掌握核心設計制造技術；二是加快船舶和海工配套自主品牌產品開發和產業化。

1、動力系統。重點推進船用低中速柴油機自主研制、船用雙燃料/純氣體發動機研制，突破總體設計技術、制造技術、實驗驗證技術；突破高壓共軌燃油噴射系統、智能化電控系統、EGR系統、SCR裝置等柴油機關鍵部件和系統，實現集成供應；推進新型推進裝置、發電機、電站、電力推進裝置等電動及傳動裝置研制，形成成套供應能力。

2、機電控制設備。以智能化、模塊化和系統集成為重點突破方向，提高甲板機械、艙室設備、通導設備等配套設備的標準化和通用性，實現設備的智能化控制和維護、自動化操作等。

3、海工裝備專用設備。提高鉆井系統、動力定位系統、單點系泊系統、水下鋪管系統等海洋工程專用系統設備研制水平，形成產業化能力。

4、水下生產系統及關鍵設備。重點突破水下采油井口、采油樹、管匯、跨接管、海底管線和立管等水下生產系統技術與關鍵水下產品及控制系統技術，實現產業化應用。什么是中國制造2025？

《中國制造2025》是中國版的“工業4.0”規劃。規劃經李克強總理簽批，已由國務院于2015年5月8日公布。2015年5月19日，經李克強總理簽批，國務院印發《中國制造2025》，部署全面推進實施制造強國戰略。規劃提出了中國制造強國建設三個十年的“三步走”戰略，是第一個十年的行動綱領。

《中國制造2025》提出，堅持“創新驅動、質量為先、綠色發展、結構優化、人才為本”的基本方針，堅持“市場主導、政府引導，立足當前、著眼長遠，整體推進、重點突破，自主發展、開放合作”的基本原則，通過“三步走”實現制造強國的戰略目標：第一步，到2025年邁入制造強國行列；第二步，到2035年我國制造業整體達到世界制造強國陣營中等水平；第三步，到新中國成立一百年時，我制造業大國地位更加鞏固，綜合實力進入世界制造強國前列。10大重點領域

1.新一代信息技術產業。2.高檔數控機床和機器人。3.航空航天裝備。

4.海洋工程裝備及高技術船舶。5.先進軌道交通裝備。6.節能與新能源汽車。7.電力裝備。8.農機裝備。9.新材料。

10.生物醫藥及高性能醫療器械。

第五篇：淺談海工高性能混凝土的施工控制

淺談海工高性能混凝土的施工控制

摘 要： 海工高性能水泥混凝土在近年來的應用十分廣泛，但在施工控制過程中海工高性能水泥混凝土受溫度、原材料等諸多外界因素的影響較大，不易控制。本文根據遼河特大橋工程及廈漳跨海大橋工程，對海工水泥混凝土施工控制的一些特點和難點做了簡單的分析闡述，有一定的借鑒作用。

關鍵詞： 高性能水泥混凝土； 施工控制； 海工水泥混凝土 1 前言：

遼河特大橋位于遼河入?？冢B接遼寧省營口、盤錦兩市。是我國長江以北跨徑最大、塔身最高的斜拉橋，同時也是我國第一座積雪冰凍地區的大跨徑鋼結構橋梁。

廈漳跨海大橋位于漳州九龍江入海口，北連廈門海滄投資區，南接招商局中銀經濟開發區。大橋主體部分為雙塔斜拉橋，南汊為每跨70米的連續鋼構。橋面行車道寬度為33米。遼河特大橋與廈漳跨海大橋均采用海工高性能混凝土技術，而選用的海工高性能水泥混凝土因其膠凝材料種類多，高外加劑摻量，混凝土的工作性能難以控制，坍落度損失較大，不利于運輸，本文主要是針對以上兩個工程中混凝土的施工過程控制進行總結和分析，對施工具有一定的指導意義。本文為本人在XXXXXXX工作期間所參建項目（遼河特大橋工程及廈漳跨海大橋）針對混凝土現場施工控制的工作總結，針對海工水泥混凝土施工不易控制的特點，根據遼河特大橋和廈漳跨海大橋工程的特點，本文從原材料和溫度兩個方面總結了以下一些在類似條件下控制中需要注意的要點。原材料： 2.1，外加劑

高外加劑摻量也是海工高性能水泥混凝土的一大特點，因為加入膠凝材料的眾多混凝土會變的很粘（例如在遼河特大橋工程水泥混凝土所用的膠凝材料中就加入了微硅灰），往往坍落度達到要求了，可是擴展度卻嚴重不夠。這個時候略微的提高外加劑的摻量能夠改善混凝土的流動性，但還存在一個問題，就是外加劑的摻量大了，水泥混凝土澆筑到最后階段時的浮漿會增多，會造成混凝土的強度不均勻。海工高性能水泥混凝土是嚴禁二次加水的，所以應在現場備有適當的減水劑以便調整。因為所采用的外加劑是液體的，并且針對遼寧的酷寒，采用的減水劑中還摻有抗凍劑的成分，極易爆炸，所以在拌合現場下達禁煙及明火令。外加劑一般采用的都是國內知名的外加劑廠家，出場質量可靠，但存在一個問題，那就是外加劑和種類眾多的膠凝材料能否充分的反應以及良好契合的問題。簡單的用幾個指標來衡量外加劑的質量是不可靠的。針對這個問題，措施是請來外加劑廠的技術員在試驗室內近1個月不間斷的試配配合比，要求廠方在配方上做到微調能和遼河特大橋工程當地所采用的材料良好反應以保證海工水泥混凝土的高性能。拌合站中外加劑的儲存是儲存在一個大罐中的，為避免因氣候原因可能會造成外加劑流體的濃度不均的問題，在貯存罐中加入振蕩器以保持外加劑的濃度均勻。2.2，膠凝材料：

因為高性能水泥混凝土的膠凝材料眾多，在遼河特大橋工程，膠凝材料就有水泥、粉煤灰、礦粉及微硅灰四種之多。而廈漳跨海大橋工程也有水泥、粉煤灰和礦粉三種。我們在選料方面精挑細選選擇性能穩定的優質的膠凝材料以滿足施工的需要。這么多的膠凝材料的反應時相當復雜的，這就需要根據現場水泥混凝土出現的各種狀態來微調以達到混凝土具有良好的工作性的目的。措施是在前場看盤前三車水泥混凝土每車都對混凝土的工作性進行檢查（包括塌落度，擴展度及含氣量），以及后續每三車都對工作性做以檢測以便配合后場對施工配合比的微調。以及對膠凝材料的投料順序進行了多次調整以保證眾多的膠凝材料能夠較穩定充分的發揮。還有膠凝材料的溫度也是控制的一大要點，進場的膠凝材料溫度通常是很高的，如何能在不影響施工進度的前提下使膠凝材料保證在合適的溫度適合水泥混凝土的拌制是個控制的難點。措施是多豎立膠凝材料儲料罐以及利用水冷原理對膠凝材料儲存罐體的降溫。2.3，集料：

在集料的各項指標中集料的級配是很重要的，選取良好級配的集料拌制混凝土是我們首要措施。以及集料的含泥量對海工高性能混凝土的影響是巨大的，所以在含泥量這項指標的檢測和控制上是相當嚴格的，不合格的堅決不允許進場。針片狀也是控制集料質量的一大要點。集料的其他各項指標也是控制中的重點。每次開盤前對于集料含水率的準確測定也是一大控制要點，應對措施是以每4個小時為一個臺班，每一個臺班測定一次含水率以便對集料的含水率隨時掌握，便于我們對施工配合比的隨時調整。3 溫度：

3.1，原材料溫度：

㈠,嚴格控制好水泥混凝土的出機溫度，出機溫度即水泥混凝土拌合完成離開攪拌機時的溫度。海工高性能水泥混凝土的出機溫度不能過高，過高會影響海工水泥混凝土的流動性，造成較大的坍落度損失，不利于水泥混凝土的長途運輸以及現場的施工。當然出機溫度也不宜過低，過低的出機溫度會對混凝土的工作性能產生很大的影響。

㈡,嚴格控制好水泥混凝土的入模溫度。水泥混凝土的入模溫度一直是我們現場對混凝土控制的一個重要指標。入模溫度過高，再加上水泥的水化反應始終在放出大量的熱量，會造成混凝土內部局部溫度驟然升高，會造成水泥混凝土的開裂造成質量問題。反之，若水泥混凝土的入模溫度過低，會對混凝土早期的強度增長產生巨大影響，嚴重影響水泥混凝土的強度。一般將入模溫度控制在8℃-30℃。

針對以上水泥混凝土的溫度問題我們的應對措施是：

a在廈漳跨海大橋工程，夏季是非常炎熱的，需嚴格控制水泥等膠凝材料的入場溫度，因為，膠凝材料例如水泥在出場的時候溫度是很高的，而在夏天通過密閉的水泥罐車運輸到施工現場儲存入拌合站的水泥罐中溫度并沒有損失多少，仍然會保有60攝氏度以上的高溫。這種溫度的膠凝材料不能直接用于水泥混凝土的拌合。應對措施是拌合站多豎立膠凝材料儲存罐，盡量讓剛進場的膠凝材料在膠凝材料罐中貯存3-4天，同時對膠凝材料儲存罐的頂部加上噴淋設施讓冷水從頂部沿罐體外壁流下利用簡單的水冷原理給膠凝材料降溫。這樣的好處是能保證施工進度不受影響，也能保證不用過熱的膠凝材料以達到控制海工高性能水泥混凝土的出機和入模溫度。并且同時使用機制冷水拌合，進一步的控制水泥混凝土的溫度。在現場每隔1小時就用紅外線測溫槍測量一次水泥混凝土溫度以便隨時控制。通過以上措施，在炎熱的漳州也能使水泥混凝土的入模溫度控制在30℃以下。

圖示為現場測試水泥混凝土入模溫度。

b冬季：在遼河跨海大橋工程，冬季是非常冷的，寒風凜冽。經測量，通常裸露在外集料的溫度都會達到零下10度左右，采取的措施是給集料堆場加蓋加門使之成為一個簡易的大庫房，里面放置兩臺大功率的熱鼓風機不間斷的鼓風，這樣集料的溫度有顯著的升高。并且用活動板材將拌合樓封閉起來僅留下出料口，這樣的好處是拌合樓這樣一個相對小的環境內攪拌機周圍的溫度不會過低。其次是對拌合用水的加熱，拌合用水加熱溫度不到45℃不允許開盤。在現場每隔1小時就用紅外線測溫槍測量一次混凝土溫度隨時控制。通過以上措施，在遼寧零下20℃的天氣里，在現場測出的入模溫度是10-13℃。

圖示為將混凝土拌合站封閉 圖示為給砼運輸車罐體加掛棉氈以起到保溫效果

3.2，外界溫度：

對于氣候條件較為復雜的海上環境，我們針對漳州炎熱夏季和遼寧酷寒的冬季這樣的氣候條件做了大量的工作。在混凝土澆筑前，在炎熱的漳州，采取搭遮陽棚避免陽光的直射造成模板的溫度過高，保證澆筑后混凝土表面無裂縫、無明顯氣泡、無明顯色差、無明蜂窩麻面。而在嚴寒的遼寧采取在拖泵處搭棚升火的方式避免水泥混凝土的溫度損失過快，不影響水泥混凝土早期強度的增長。4 其他的一些注意事項

施工過程中還應注意到一些問題： ⑴水泥混凝土施工

水泥混凝土澆注時，水泥混凝土下料口與澆筑面之間距離不能過大，否則混凝土易離析，振搗時以水泥混凝土表面出漿為宜，同時應避免漏振和過振。⑵水泥混凝土養護

水泥混凝土的養護應確保水泥混凝土表面不受污染；充分合理的養護是保證水泥混凝土硬化后表面和內在質量的關鍵。5 結語

在兩個工地的海工高性能水泥混凝土控制中，將水泥混凝土澆筑過程中的施工記錄登記整理成冊，以便總結經驗，為對高性能水泥混凝土的控制提供了大量翔實的數據支持。

海工高性能水泥混凝土的施工過程控制是一項艱難復雜并且費心費力的工作，需要專心細致的對待，平時多觀察，多思考，多動腦筋，多多對反常的現象仔細分析，才能更好的掌握控制要點，保障施工即使有序的完成。主要參考文獻：

〔1〕單國良, 蔡躍波, 余熠, 蔣陳霞 著《摻硅粉、粉煤灰海工高性能混凝土示范工程應用》

水運工程 2003.9 〔2〕羅承智，王文仲，孫穎濤著《淺議冬季施工混凝土的養護》 科技信息 2010.4 〔3〕王國富 著《預拌混凝土質量控制措施》

山東大學出版社 2007.12