萬 水 生

（上海船舶研究設計院，上海 200032）

1 我國船舶設計水平與現(xiàn)狀

近年來，船舶行業(yè)加大技術(shù)創(chuàng)新力度，在船型開發(fā)方面不斷取得新的突破和進展。通過自主創(chuàng)新與引進消化吸收再創(chuàng)新并舉，一批具有我國自主知識產(chǎn)權(quán)的新船型批量進入國際市場。

回顧近年來船舶工業(yè)的發(fā)展歷程，可以看到我國船型開發(fā)的創(chuàng)新能力在不斷提高。早在“八五”期間，開發(fā)了 4200m3冷半壓式LPG船（液化石油船）、300～800TEU系列集裝箱船、3.5萬t肥大型淺吃水運煤船、1.2萬t江海直達運煤船、巴拿馬型散貨船等一批新船型，在當時產(chǎn)生了重大的社會影響和經(jīng)濟效益；到“九五”期間開發(fā)了1400～3500TEU集裝箱船、1.65萬m3LPG船、9000t散裝水泥船、7萬t自卸船、4.6萬t化學品船、大型滾裝船等船型，獲可觀的批量訂單；再到“十五”期間，17.5萬t好望角型散貨船、VLCC（超大型油船）、15～20萬噸級的FPSO（浮式生產(chǎn)儲油卸油船）、2.2萬m3LPG船、大型集裝箱船、客滾船以及LNG（液化天然氣）船等一大批新型高技術(shù)、高附加值船舶的成功接單建造。近年來，船舶科技在基礎試驗研究、船型的總體設計開發(fā)、以及船舶產(chǎn)品的生產(chǎn)等各方面技術(shù)水平全面提高，自主研發(fā)和建造能力顯著增強。

目前，我國船舶工業(yè)在3大主流船型設計建造領域已形成了一定的競爭優(yōu)勢，除豪華游輪等少數(shù)船型領域尚未涉及外，已能建造符合各大船級社的國際標準、在全球任何海域航行的各類船舶，新船型技術(shù)的開發(fā)為國內(nèi)船舶工業(yè)在國際市場競爭中，提供了強大的技術(shù)支撐，提升了我國船舶工業(yè)的競爭力。

作為國內(nèi)專門從事民用船舶總體設計開發(fā)的總體研究院所，上海船舶研究設計院將船型開發(fā)、技術(shù)創(chuàng)新與市場需求緊密結(jié)合，整體設計能力和水平也在這一時期得到了全面提升，在船型的優(yōu)化開發(fā)方面取得了一定的成績：

1)散貨船型開發(fā)方面，多年來對散貨船船型采取了系列優(yōu)化、打造精品的開發(fā)策略在 2007年凸顯成效。由于把握了CSR（共同結(jié)構(gòu)規(guī)范）實施以及巴拿馬運河擴建將會給船型帶來的影響，對傳統(tǒng)的靈便型、巴拿馬型、好望角型散貨船進行了市場細分，準確定位了船型節(jié)點，及時開發(fā)形成了從30000 噸級、57000t、80000t、92500t、115000t、176000t的船型系列，并實現(xiàn)了整個船型系列各節(jié)點船型的批量簽單。數(shù)據(jù)統(tǒng)計顯示，2007年前3季度我國新承接的散貨船訂單約為4825萬dwt，占這一時期國內(nèi)船廠接單總量的75%，占同時期全球新船接單總量的29%。而這其中由上海船院自主開發(fā)設計的散貨船型接單量以噸位計占這一接單量的60%，顯示了預研開發(fā)對接單的強有力的技術(shù)支撐。

2)對超大型礦砂船的自主研發(fā)取得突破，自主研發(fā)的23萬t礦砂船在中船集團龍穴基地實現(xiàn)了批量接單，40萬t礦砂船被航運界稱為CHINAMAX。

3)集裝箱船開發(fā)方面，“十五”期間牽頭承擔了國防科工委高技術(shù)船舶科研專項中“集裝箱船系列優(yōu)化研究”項目。目前，上海船院開發(fā)的集裝箱船基本形成了能覆蓋市場需求的完整系列。已開發(fā)的節(jié)點船型從1000TEU以下的小型集裝箱船系列，到1700TEU、1800TEU、2800TEU、3500TEU、4200TEU、5000TEU、直至 6800TEU，絕大多數(shù)實現(xiàn)了實船建造。其中的3500TEU、1700TEU分別成為上海船廠、文沖船廠的品牌船型，5100TEU由江南長興造船基地批量接單。對集裝箱船的開發(fā)，上海船院一方面致力于已有船型的系列優(yōu)化，同時也在努力探索大型集裝箱船及寬體集裝箱船的開發(fā)。4600TEU集裝箱船在全球集裝箱船市場嚴重萎縮的情況下實現(xiàn)成功接單并在兩個廠同時建造，充分說明了該船型的生命力。

4)掌握了功能復雜、技術(shù)難度高的多用途船型開發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)，新一代多用途船的技術(shù)成果在12000t、17000t、19000t、25000t、30000t、40000t等幾十艘出口船上得以體現(xiàn)。其中 19000t多用途船單個艙口長達86m以上，創(chuàng)造了同型船艙口長度記錄，世界上多用途船船東都在等待首制船的交船。它的成功建造必將帶動多用途船的技術(shù)發(fā)展。

5)在滾裝船的設計方面走出了高新技術(shù)船舶自主創(chuàng)新之路。自與金陵船廠合作成功實現(xiàn)了8000t滾裝船的自主設計建造，結(jié)束了國內(nèi)不能自行設計建造滾裝船的歷史以來，相繼自主設計了10300t滾裝船、16000GT煙大線客滾船、威大線客滾船、煙大線火車輪渡等一系列滾裝船。其中煙大線火車輪渡采用了國際先進的全電力推進系統(tǒng)，上述各船型均實現(xiàn)了實船建造并投入營運，自主研發(fā)的水平經(jīng)受了實踐的檢驗。

6)在PCTC（汽車滾裝船）船型開發(fā)方面取得突破性進展，所開發(fā)船型初步形成了從 2000車、3000車、5000車、6700車、直至8000車的船型系列。其中2000車、5000車已實現(xiàn)了自主開發(fā)船型的批量接單。

7)在油船/化學品船研發(fā)方面有所收獲，自主開發(fā)了37300t（IMO Ⅱ類）、18000噸級不銹鋼化學品船、3000噸級系列不銹鋼化學品船等一批高等級化學品船船型。

8)除了主要的運輸船舶外，上海船院工程作業(yè)船舶的設計能力也發(fā)展迅速。成功設計了小水線面油田交通船；為交通部開發(fā)的系列大功率海洋救助船，使我國海上立體救助體系整體水平上了一個新臺階，多次出色完成海上救助任務，社會效益顯著；自主開發(fā)的系列油田守護船、平臺供應船功率覆蓋范圍自 3200～14000kW，已建和在建的船舶逾 50艘。另有打樁船、起重船、導管架下水工程船等各類工程作業(yè)船，自主設計的船型種類豐富，開闊了設計人員的視野，積累了豐富的海洋工程作業(yè)船的設計經(jīng)驗。近年來又承接了鋪管船、半潛運輸船等海工船舶的設計任務，在海工船舶的自主研發(fā)方面邁出了重要步伐。

這些年國內(nèi)船舶科研力量在船型開發(fā)能力上的快速發(fā)展，得益于堅持走引進消化吸收再創(chuàng)新的道路。目前，我們對3大主力船型已具備自主開發(fā)優(yōu)化的能力，但有市場影響力的品牌船型還顯不足，產(chǎn)品的標準化系列化研究工作還需持續(xù)深入；設計手段上逐漸在與國際接軌，但總體上仍以二維設計為主，還需要不斷改進；當前一些高技術(shù)船舶在國內(nèi)屢被建造，但設計以引進國外為主，這也反映了在我國船舶工業(yè)高速發(fā)展時期，設計水平的發(fā)展與能力擴張對設計的需求之間還有差距；設計人才緊缺，新的設計公司不斷成立更是加重了人才的分流，對船舶科技水平的發(fā)展帶來了不利影響?？傮w而言，我國船舶設計水平進步很快，而整個行業(yè)期待著科技水平有更大的跨越。

2 對照國際先進水平，分析我國在船型開發(fā)領域的差距

雖然我國船舶工業(yè)在船舶設計、船型開發(fā)方面取得了長足的進步，但與造船業(yè)發(fā)達國家（地區(qū)）相比，尚存在不小的差距。主要體現(xiàn)在：

1)開發(fā)能力不足、力度不夠。依靠國內(nèi)的自主設計開發(fā)力量，對3大主流船型已具備自主開發(fā)優(yōu)化的能力。與日韓相比，產(chǎn)品的標準化系列化研究工作不夠深入，技術(shù)儲備不足，品牌船型不多；歐洲地區(qū)的船廠為回避與亞洲地區(qū)造船企業(yè)的競爭，借助設備優(yōu)勢，加大了對豪華游船、客滾船、海洋工程及特種船舶的研發(fā)投入。而我國造船行業(yè)對這一類高技術(shù)、高附加值船舶／結(jié)構(gòu)物的研制準備尚不充分。

2)基礎共性技術(shù)的研究能力較弱。主要表現(xiàn)為：船型積累不夠，豐富船舶性能和結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫是船型開發(fā)和優(yōu)化設計的基礎。世界聞名的瑞典SSPA、荷蘭的MARIN等水池的船型性能數(shù)據(jù)庫有近 7000艘船的積累，數(shù)據(jù)庫功能完善。而我國船舶工業(yè)起步較晚，船型積累不足；缺乏對專項技術(shù)的研究，尤其是對船舶性能影響很大的設施，如主機、螺旋槳、舵、以及推進方式等，缺少基礎性的專項研究；在高技術(shù)船舶的設計開發(fā)上，很多方面依賴于國外的技術(shù)資源。

3)開發(fā)設計手段比較落后，近年來，雖然在船舶設計制造方面加大了三維設計軟件的引進及開發(fā)應用力度，但目前主要設計手段還停留在二維平面設計，從設計到船廠實施生產(chǎn)整個流程渠道不暢，存在重復設計工作，難以滿足數(shù)字化造船的需要。

4)國內(nèi)船舶配套產(chǎn)品生產(chǎn)開發(fā)總體水平偏低，在設計過程中可選擇的國產(chǎn)設備較少。船舶設計是一個大系統(tǒng)的集成，大力加強自主開發(fā)的核心目標在于技術(shù)上不受制于人、增強國內(nèi)船舶行業(yè)的盈利能力，而配套的國產(chǎn)化率低在一定程度上影響了船型開發(fā)的效果。我國船舶工業(yè)配套產(chǎn)品一方面利用國內(nèi)的場地、設備、人力等資源在不斷為國外知名公司生產(chǎn)貼牌產(chǎn)品，另一方面國產(chǎn)設備裝船率低的問題又無有效對策。

5)開發(fā)的產(chǎn)品交流、探討少，信息閉塞，業(yè)內(nèi)各單位的經(jīng)驗及教訓不能共享。多年來國內(nèi)的用船單位、設計單位、建造企業(yè)已習慣于被動接受國際上相關(guān)規(guī)則、規(guī)范的變化。今后需要加強設計、建造、使用、以及船級社等多方的交流，營造國內(nèi)外同行技術(shù)交流的氛圍與平臺，增強我國造船業(yè)在國際上規(guī)則規(guī)范制訂／修訂的話語權(quán)。

3 未來船型開發(fā)關(guān)注的重點

隨著地球環(huán)境日益惡化，全球?qū)τ诰G色、環(huán)保要求日益增強。今年IMO（國際海事組織）針對船舶的綠色環(huán)保、減少溫室氣體和其他有害氣體的排放，相繼出臺了一系列的公約、法規(guī)和要求。綠色環(huán)保技術(shù)是未來船舶開發(fā)設計的重中之重。

1)壓載水管理研究。國際壓載水管理公約自2004年提出后，雖然IMO各締約國目前尚未正式批準公約的生效，但上海船院已經(jīng)開始對此進行了大量有針對性的專題研究。將給出滿足D1（壓載水置換標準）要求的船型設計方案，即滿足壓載水置換要求；同時考慮到 2010年后如果壓載水“管理公約生效”，擁有5000m3以上壓載水的船只需滿足D2（壓載水性能標準）要求，即壓載水處理要求，將對現(xiàn)有壓載水處理裝置的設備選型、布置以及系統(tǒng)設計進行研究，并在總布置方案中應考慮預留壓載水處理設備的布置，以提高所開發(fā)船型的環(huán)保性能。

2)燃油艙保護研究。MARPOL（國際防止船舶造成污染公約）Rer.12A生效后，對于燃油總量大于500m3的船只均需采取燃油艙保護設計。我們將從概率性方法和確定性方法兩個方面考慮燃油艙保護設計方案，考察其實際效果和對船舶布置、設計的影響，在總布置上進行均衡和綜合考慮，根據(jù)市場需求和船型發(fā)展趨勢給出最終設計方案。

3)IMO TierⅡ 排放要求研究。根據(jù)IMO對于船只NOx、SOx等排放物的要求對主機設計、配置及相關(guān)方面的影響，列舉符合要求的主機，輔助開展主機選型及相關(guān)機艙布置工作，使之符合TierⅡ排放要求。

4)能效設計指數(shù)研究。根據(jù)IMO頒布的EEDI（新船能效設計指數(shù)）草案，根據(jù)本船的目標參數(shù)進行能效指數(shù)計算和比對，力圖優(yōu)化本船能效設計指數(shù)，提高船舶的環(huán)保性能和市場競爭力。

只有在上述諸方面都取得實實在在的成果，研發(fā)的船型才有競爭力，才能在市場中立于不敗之地。

4 著力新船型研發(fā)和自主創(chuàng)新的對策建議

研究提出對3大主流船型優(yōu)化和換代開發(fā)、高新技術(shù)船舶和海洋工程裝備開發(fā)的技術(shù)發(fā)展思路和重點，以及提高我國船舶設計水平的措施和建議等。對3大主流船型，采取持續(xù)優(yōu)化船型，打造品牌的戰(zhàn)略。

1)散貨船型系列，國內(nèi)的靈便型已做到57000t，國外有58000t、60000t的設計方案；好望角型國內(nèi)有 175000t，國外已做到 180000t。建議新的研究船型系列為：30000t、60000t、80000t、95000t、115000t、180000t、200000 噸級的系列節(jié)點船型。另有超大型的礦砂船系列，要形成開發(fā)優(yōu)勢。

2)集裝箱船系列如前所述，巴拿馬運河的擴建對傳統(tǒng)集裝箱船系列船型的影響已有明顯體現(xiàn)、港口條件在不斷變化。而燃油艙保護、洛杉磯岸電等關(guān)于環(huán)保的公約規(guī)則相繼實施又對集裝箱船船型的換代升級提出了需求，是開展集裝箱船系列研究開發(fā)的很好時機。在已有系列基礎上，開發(fā)1700/1800TEU、2600TEU、3500TEU、4200TEU、4600TEU、5600TEU、7200 TEU等新系列。 突破巴拿馬運河的限制，充分考慮燃油費上漲和CO2減排對航速的影響。

3)對海洋工程裝備研發(fā)，重點有自升式、半潛式平臺結(jié)構(gòu)物； FPSO、大型起重船、半潛運輸船、導管架下水工程船、深水鋪管作業(yè)船、物探船、開溝船等；保證平臺安全有序作業(yè)的平臺守護船（stand-by）、平臺供應船（support）、運輸船如小水線面船型等系列平臺輔助工程船。

對高新技術(shù)船舶及海洋工程方面的研發(fā)，著眼于產(chǎn)學研的結(jié)合。要提高船舶設計水平，對三大主流船型持續(xù)開發(fā)優(yōu)化工作要加強。批量建造的主流船型是我國目前能成為造船大國的產(chǎn)品保證，需深入分析市場需求，形成性能優(yōu)秀的具有市場競爭力的品牌船型。堅持以自主創(chuàng)新為主，自己有能力設計的盡量用自己的設計，并依靠技術(shù)交流與合作來利用國際上先進的技術(shù)資源。船型開發(fā)研究工作不僅限于滿足船東、船廠需求，還要做精，關(guān)鍵技術(shù)要消化透徹。

積極參與國際規(guī)范規(guī)則的制定。業(yè)內(nèi)技術(shù)溝通交流要加強，避免國際規(guī)則、規(guī)范成為國內(nèi)相關(guān)船舶產(chǎn)品進入市場的壁壘。緊密結(jié)合市場需求，加強對高新技術(shù)船型、海洋工程的預研開發(fā)投入，促進實際項目的產(chǎn)學研結(jié)合。加快設計手段的更新速度，加強科研單位軟、硬設施的投入以滿足三維設計的要求，推進行業(yè)內(nèi)先進專業(yè)軟件的應用，縮短與國際領先水平的差距。

當前整個行業(yè)受經(jīng)濟危機影響巨大，后果持續(xù)顯現(xiàn)。但船舶設計、船型開發(fā)的自主創(chuàng)新工作絕不能松懈，產(chǎn)業(yè)的持續(xù)發(fā)展需要科技進步來支持。中國的造船規(guī)模在不斷擴大，惟有不斷創(chuàng)新，方能全面提高競爭力，才能實現(xiàn)造船強國的宏偉目標。