船舶与海洋工程技术的发展分析
摘要: 当前,在主要沿海国家海洋科技政策的引导和推动之下,船舶与海洋工程技术呈现出突飞猛进的发展态势,各个分支领域都在不断取得重要的突破和进展,为增强人类对海洋的认识、开发和保护能源不断提供着重要的手段和设施。

1海洋工程装备的高技术船舶发展的意义

1.1提高海工市场、海上作业综合实力和竞争力

新中国成立后发展迅速,现在在各个领域都取得了巨大成就。现阶段,中国已经有权在世界上发言,已经成为一个造船大国。中国航运业预计今后几十年将进一步发展。因此,为了更好地实现这一目标,有必要继续进行技术和结构转型,并迅速实现造船大国的目标。结构升级主要分为两个方面——产品结构升级和技术结构升级。海洋工程设备和高技术船只的发展,在现代化进程中发挥着非常重要的作用。相关企业可以通过继续推动工业工程设备和高技术船舶的改进,逐步成为行业的领导者,提高整体竞争力。同时,还要继续推动国家科技水平、综合管理能力水平的提高。

1.2发展绿色海工、全面布局海工产业

近年来,随着我国经济的发展,我国经济体系逐步转变,逐步向集约化经济发展。现阶段,许多中国制造企业跟上时代的发展,开始了转型之旅,不断提高竞争力。我国第一次登上了造船领域的世界舞台。特别是近年来,由于我国的社会经济发展及其对造船的强大推动,造船工业在国际市场中占有非常重要的地位。今后,航运业也将肩负起推进中国作为制造大国目标的重任。因此,发展我国的海洋工程设备和高技术船只是非常重要的,可以在促进我国制造业强国的目标方面发挥非常重要的作用。

1.3加快发展海洋工程装备和高技术船舶

我国陆地面积很大,为世界第三大国家,同时拥有广阔的海域。因此,只有提高我国综合海洋管理能力,才能帮助建设一系列海洋项目,继续促进我国的经济发展,同时确保我国的海洋安全。海洋工程项目比陆上建设项目更难建造。为了克服这些困难,必须依靠这些设备。因此,需要不断改进造船理念和海洋工程技术,从而为建设海洋项目提供坚实的技术和物质支持。随着我国成为一个海洋大国,无论是在管理能力方面还是在技术创新方面,我们面临的挑战都会越来越大。

2船舶与海洋工程技术的发展趋势

第一,大型化。如集装箱船的平均吨位从以往数百箱发展到目前的近万箱。巴拿马型散货船从最初6万吨载重发展到8万吨载重等等。

第二,高速化。最近几十年,1万总吨以上船舶的航速平均提高1kn左右。高速客船、货船、车客渡船和集装船等开发更新,如航速38kn1400箱快速集装箱船、航速40kn1000吨高速穿浪型货船等等。

第三,整体性能不断升级。首先,经济性能明显提高,主要体现在船舶的燃料消耗量和船员数量同步减少;其次安全性、环保性有极大提高,避免一再出现的海损灾难,减少船舶对海水和大气的污染。

第四,设计方法不断进步。直接设计计算法、船舶水动力性能预报与优化技术、新型高效低激振螺旋桨设计技术等广为应用。信息网络化将是21世纪船舶设计的一个主要技术措施。

第五,制造技术不断创新发展。主要造船工序自动化、壳舾涂一体化的现代造船模式取代传统造船模式。而造船技术装备也在不断发展,如机器人和激光技术的普通应用等。

第六,海洋工程装备深水化。现时发达国家研究开发的深海探测器工作水深已超过1万米,可到达世界任意海底,国外深水石油开采装备的工作水深早已超过3000米。

3我国船舶与海洋工程技术

我国船舶与海洋工程技术发展的四个重点技术领域:船型开发与设计技术;海洋工程装备技术;船用设备核心技术;现代造船技术。

(1)开展船型技术中的绿色、安全技术研究

为了应对国际公约、规则、规范、标准不断更新、升级的挑战,船舶与海洋工程学科必须尽快开展节能环保、防污染研究及绿色、安全造船技术研究。注重在船舶设计、制造、营运、报废、拆解的全寿命周期中,通过采用先进工艺技术,达到既能满足用户对船舶产品使用功能和技术性能的要求,又节省资源和能源,减少或消除环境污染,同时对生产者和使用者具有良好保护的先进制造技术。大力开展可再生能源高效利用、再生能源开发以及环境保护技术研究。

(2)开展精度造船研究

大力推广精度造船,应用造船精度管理与控制技术,以补偿量代替余量,实现船体部件及分段无余量装配和船台(船坞)无余量合拢。从而实现减少返工,减少废料,减少人工,提高造船效率,降低造船成本。重点开展精度管理计划、精度管理标准、分段装配难点,精度分配原则等技术研究,用数理统计的方法,对造船生产过程中的加工误差和焊接变形的精度进行监督、控制和改进,用补偿量代替加工余量,减少造船加工、装配和焊接中的无效劳动,从而改善生产设计、造船计划和造船工艺的水平,提高造船的生产效率。

(3)信息化工程应用技术研究

船舶企业信息化技术应用研究,重点开展船舶设计、制造、管理一体化数字平台技术和造船虚拟仿真关键技术的研究,构建设计、建造、管理一体化平台,实现船舶设计建造全过程的无缝集成。着力开展造船信息集成化研究,在造船生产设计、生产管理、物资、物流管理、设计转换、质量管理等全过程中采用信息集成化技术。在船厂内部应将信息化建设拓展到各个领域,以内部局域网为平台,搭建计划、生产管理网络,使设计、制造和管理基本实现信息化,实现企业资源优化、降低生产成本和造船生产周期,最终实现数字化造船。大力开展三维设计软件CADDSS、TRIBON系统船体建模、船舶总体设计计算软件NAPA等船舶设计、建造软件的应用研究,促进数字化造船工程技术水平的不断提高。

(4)加强船用设备技术研究

通过引进技术与自主开发相结合,加快提升我国甲板机械、舱室机械等船舶辅机设计研发和制造水平,重点研究船用甲板机械设计和制造技术、船用舱室机械设计和制造技术。加强船舶自动化技术研究,重点开展机舱自动化系统、装卸自动化系统关键技术研究,致力于现代轮机自动控制及仿真技术的研究。主要研究内容包括:研制船用核心控制器,研究新型船舶机电设备自动控制系统架构,建立FCS架构的先进船舶机电设备自动控制系统,实现先进的船舶机电设备监控与管理;研究虚拟现实技术及其在船舶工程中的应用,研制船舶机电设备虚拟操作训练系统;建立船舶电站控制仿真系统,研究电力驱动系统及特性。

(5)推动海洋工程装备技术研究

海洋工程和海洋开发业是知识经济的支柱产业之一,发展潜力十分巨大,最近20多年中,世界船舶工业在进军近海石油工程方面已经取得了重大进展。为了促进我国海洋工程和海洋开发业的发展,着手开展海洋工程装备基础技术研究,重点开展结构物在深海环境下的运动响应、结构强度及定位的基础技术,以及深海浮式设施国际公约、规范标准和设计软件的应用研究。

4结语

由于我国近年来在所有领域,特别是在海上工程领域取得了重大进展,许多西方国家联合起来对我国实行政治、技术等封锁,从而限制了其发展。因此,中国要想建设海洋工程强国,就必须加大研发力度,学习研究海洋知识的方方面面。要迅速实现海上丝绸之路和加强对丰富海洋资源的开发和利用,就必须发展日益先进的基础设施和资源开发,以实现这些目标。

参考文献

[1]张向辉.中国船舶工业开启3.0时代[J].中国船检,2014(05):9-12+100-101.

[2]谢予,孙崇波,阴晴.中国船舶工业2021年发展回顾与未来展望[J].世界海运,2022,45(02):1-6. 

姓名:沈亮,性别:男,出生年月:1990.8,民族:汉,籍贯:江苏泰州,学历:本科,职称:工程师,研究方向:船舶与海洋工程