X船首：激進創(chuàng)新開辟“藍?！?/h1>
2012-08-04 07:30秦琦
中國船檢 2012年1期
秦 琦
X船首無疑是近海船舶工業(yè)的一次激進創(chuàng)新，挪威Ulstein（烏斯坦）集團創(chuàng)造性地利用不懂船舶設計的工業(yè)設計者進行船型開發(fā)，通過新技術的突破性設計開辟了新的藍海市場。
研發(fā)歷程
1999年，原Ulstein集團把船舶設備業(yè)務和UT型船舶設計等出售給Vicker公司，Vicker公司后又被羅爾斯 羅伊斯公司收購。面對保留下來的船舶建造業(yè)務競爭激烈以及其他一些因素的影響，Ulstein集團寄望開拓競爭力更強的船舶設計業(yè)務，于是建立了Ulstein設計公司。
在2003年造船市場低迷期間，Ulstein集團決定開展創(chuàng)新型船舶項目。該集團聚集了熟知工業(yè)設計、但不了解近海供應船的一組工業(yè)設計團隊，將他們與擁有大量造船知識的船舶設計師和造船工程師組合成一個大團隊。在該環(huán)境中，工業(yè)設計者可以詢問任何看起來“愚蠢”的問題，這些問題激發(fā)出新概念，拓寬了Ulstein集團的設計思路。通過工業(yè)設計者和船舶設計者之間的合作，Ulstein集團創(chuàng)建了既具功能性又具美學性的驚世之作——X船首船舶，并決定在當年的挪威海事會展示其完整概念。海事會上，X船首獲得了大量關注，不過在當時幾個月內并沒有實質性訂單進展，但是Ulstein集團相信航運界的創(chuàng)新概念需要時間的培育。幾個月后，油氣服務商Statoil公司決定使用更為安全的三用工作船，航運公司Bourbon近海挪威公司也通過雜志了解到X船首是一種新突破，于是Ulstein設計公司與Bourbon公司、液壓解決方案公司Odim公司共同開展具有安全錨作能力的三用工作船設計研發(fā)項目。
2005年2月，該項目在挪威Marintek研究所進行了水池試驗，結果令人滿意，即使在有義波高達到6m、最大波高達到11m時，以10.5kn速度航行的X船首船舶的駕駛室甲板也幾乎沒有浪花。
X船首設計獲得了“挪威工程藝術”（Norwegian Engineering Feat）2005年 度 獎，2006年 入 圍“ 船 舶操作創(chuàng)新”海上運輸獎。2008年采用X船首的“Island Constructor”號修井/建造船獲得《近海支持》雜志的2008年度船舶獎。
X船首的特點
與外飄的常規(guī)船舶相比，Ulstein X船首船舶具有如下優(yōu)勢：
●入水角小、水線更長，因此靜水中的航速更高。
●無船首外飄，因此消除了船首所受到的沖擊和/或砰擊。
●入水柔和，因此降低了船首噪聲和振動。
●海水不是向前推出，因此浪花更少。
●駕駛室甲板上浪狀況極少出現(xiàn)。
●迎浪時航速更高，因此節(jié)省功率消耗和/或在靜水和波浪中具有更高的燃油效率。
●船首容積大，船體型線更瘦削，因此降低了縱搖和垂蕩加速度。
●在迎浪和順浪時的航速更高。
通過對采用X船首和球鼻艏近海船舶的船型比較，可以清楚地辨別出水線、外飄、容積等基本特點，見圖2。這些差別使兩種船首船舶在波浪中的性能特點出現(xiàn)差異，比如對于相同航速、相同波浪的兩種船舶而言，試驗環(huán)境為浪高2.8m，波浪周期10.5秒，波速15kn，X船首在航速、速度損失、浪花等方面的表現(xiàn)優(yōu)于球鼻艏，見圖3。燃油消耗方面，一艘采用X船首的沿海集裝箱船與一艘等效的采用常規(guī)船首的集裝箱船相比，試驗結果表明前者可以減少7%～16%的油耗。速度損失方面，北大西洋貿易路線70%的時間波高都在2.5m以上，采用X船首船舶在2.5～10.0m波高范圍內的速度損失會減少19%，見圖4。
圖4 X船首和球鼻艏船舶的船速及速度損失比較
此外 ，據(jù)統(tǒng)計，運營中的Ulstein X船首船舶通過裝載廢氣系統(tǒng)可以減少多種排放物，比如可以減少90%～95%硫化合物，60%～75%乙醛，30%～50%的芳烴，以及大量顆粒物。
X船首船舶市場
據(jù)了解，從2005年 Ulstein集團接獲Bourbon近海挪威公司首艘X船首船舶訂單到2010年，該集團共建造了40多艘X船首船舶，并開發(fā)了近海支持船、短途海上運輸船和重型近海船等多類型的X船首船舶，見表1。
表1 Ulstein集團開發(fā)的主要系列的X船首船舶
經典X船首船舶
●首艘X船首船舶“Bourbon Orca”號
2005年4月，Bourbon近海挪威公司和Ulstein Verft公司簽訂首艘X船首AX104型三用工作船的建造合同，2006年下水。
特點一，采用X船首。與傳統(tǒng)球鼻艏相比，X船首沒有球鼻，水線以上向后傾斜。水池試驗表明X船首具有較低的阻力，因此航速較高或燃料消耗較低。在其他參數(shù)相同的條件下，X船首船舶比常規(guī)球鼻艏船舶的船首浮力約多900m3，這樣在船舶切入波浪時浮力可以迅速聚集，形成平緩的升力。而一般球鼻艏船舶的浮力增加會略慢，會增大加速度，提高縱搖速度和幅度。此外，X船首減少了首部抨擊，提高了船員舒適性。水池試驗表明駕駛室甲板上浪減少明顯，降低了駕駛室窗戶破損的危險，而這是狂浪環(huán)境中近海船舶最常見的事故之一。
特點二，采用柴電推進?！癇ourbon Orca”號是首批采用柴電推進的三用工作船之一。主發(fā)電裝置由4臺2880 kW的瓦錫蘭6L32型和2臺1665kW的瓦錫蘭柴油機組成，主推進裝置由2個5000kW的可操縱推進器組成，電動機裝置采用前后布置，包括2臺3000kW的變速電動機和2臺2000kW的定速電動機，并配有1臺315kW的康明斯發(fā)電機作為應急/港口使用。此外，該船的船首配備有1個1200kW的電控導管推進器和1個1800kW的電控可收縮推進器。
特點三，配備新型的安全錨作系統(tǒng)（SAHS）。該船采用安全錨作系統(tǒng)取代了傳統(tǒng)的尾滾輪布置。SAHS由1塊可以垂直或水平布置的液壓控制跳板，2臺位于舷墻和貨物欄桿上方的起重機，以及多個液壓固件組成，其中跳板配備有兩套船尾滾輪系統(tǒng)，舷內兩個滾輪的直徑和長度分別為2m和3m，舷外兩個滾輪的直徑分別為2m和2m，安全工作靜載荷為500t。據(jù)稱，該系統(tǒng)的目的是為了改善尾甲板上的船員安全，可遠程控制危險操作。
表2 “Bourbon Orca”號的主要參數(shù)
●地震勘探船“Oceanic Vega”號
2008年，Ulstein集團與CGGVeritas公司、WesternGeo公司、Polarcus公司聯(lián)合進行了地震勘探船SX120型的設計、設備和工程服務。2010年，采用SX120型設計的地震勘探船“Oceanic Vega”號下水。該船長106m，寬28m，最大吃水8m，11900GT，最大功率為19500kW，航速15kn，名義系柱拉力190t。
該型船采用X船首，有利于減少浪涌和紊流，具備極好的水動力性能。通過對船體、舵和螺旋槳進行優(yōu)化，能夠在4.5/5.0kn的航速下進行地震拖航作業(yè)，這樣可以降低噪聲、油耗和CO2排放?！癘ceanic Vega”號能夠進行3D、4D甚至更高精度的采集作業(yè)，配備有16根8000m長的Sercel Sentinel電纜，并且可以升級到20根電纜配置。該船配備有20臺電纜卷筒，能夠儲存9000m長的電纜。該船的設計具有三大特點：
高效性——該船能夠在海上進行長達5年的不進塢作業(yè)，船上配備有足夠的發(fā)動機和發(fā)電機，并且由專用的支持船進行補給。“Oceanic Vega”號還配備有兩艘工作艇，用于水下設備維護。該船的地震儀器包括多套Sercel Seal 428型記錄系統(tǒng)和Sentinel的2Hz數(shù)字電纜，并配有Sercel Nautilus系統(tǒng)，可以進行3D和4D采集的電纜操縱和深度控制。船上的地震源由G-GUN II氣槍的調諧基陣組成，氣槍由Seamap Gunlink 4000型氣槍控制器控制。地震數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)和采集系統(tǒng)整合在一起，便于質量控制和進行先進的高技術數(shù)據(jù)處理。
綠色環(huán)保——“Oceanic Vega”號擁有DNV的“清潔設計”船級標志和綠色護照，滿足作業(yè)排放和排放物的限制規(guī)定。該船采用雙殼結構，配備柴電推進系統(tǒng)，并安裝有艙底水清潔系統(tǒng)、垃圾焚燒爐、燃油溢流艙系統(tǒng)等。此外，獨立的推進系統(tǒng)可以保證某一設備失效后船舶仍能工作。據(jù)了解，該船還擁有DNV的“冗余推進”標志。
舒適性——“Oceanic Vega”號最多可以居住60人，其中單人客艙52間，雙人客艙9間。該船還配備有Ulstein COM信息和通訊系統(tǒng)，所有客艙都配備有衛(wèi)星電視信號和IP TV。餐室、廚房和4間會客室都裝有面朝大海的開闊窗戶，可以增加船員的舒適性。此外，X船首船舶可以減少作業(yè)紊流和速度損失，振動極小，提高船員的舒適性。據(jù)該船船長稱“從挪威向美國航行途中，遇到了波高達9m的熱帶颶風，但是該船仍以12kn速度航行而沒有問題?！?/p>
據(jù)了解，“Oceanic Vega”號因創(chuàng)新性和環(huán)保性設計而獲得了海事雜志《Skipsrevyen》2010年度船舶獎提名。
●XDS 3600型鉆井船
Ulstein Sea of Solutions公司開發(fā)的采用X船首的XDS3600型鉆井船具有以下幾個特點：
第一，將船舶性能和鉆井作業(yè)完整地相結合。比如在鉆臺之外進行船舶立管和防噴器的創(chuàng)新處理，此外將立管布置在甲板以下可以提供更大的甲板可用空間。該型船采用緊湊型設計，改善了運動特性和動力定位能力，同時又適合在12000英尺深水作業(yè)。相比于目前的鉆井船，XDS 3600型船的總功率需求減少15%～20%，并且DP推進器更小，因此該型船在建造和運營上具有極好的成本有效性。
第二，獨特的設計理念。XDS 3600型鉆井船的設計理念是把“鉆井補給和船員安全放在第一位”，將所有居住艙室和船舶系統(tǒng)比如機艙完全前移，居住艙室更靠近船首，因此該船具有更大的甲板空間，這樣居住艙到船尾的區(qū)域用于鉆井和試井作業(yè)，這些區(qū)域的危險程度較船首高，且外飄明顯。
第三，采用X型船首。目前鉆井船需要具備在全球快速移動的能力，這就要求高航速，由于采用X船首，波浪阻力減少和水線增長產生了同等功率下的高航速，并且可以節(jié)省燃油。同時，鉆井船作業(yè)時會容易受到天氣影響，利用X船首則可以降低風浪對船舶的影響，在荷蘭海事研究所（MARIN）進行的XDS模型試驗表明：由于采用X船首，運動和加速度程度顯著降低，這樣不僅增強了船舶作業(yè)能力，也為船員提供了更加安全和舒適的工作環(huán)境。
第四，采用新設計的鉆井井架。在設計該型船時，設計人員認為應該開發(fā)匹配現(xiàn)代船舶設計的新井架。與常見的格架式井架相比，新井架采用箱型結構，能夠保護電纜敷設和液壓操作免受其他操作或天氣的損害。當然，新型井架的設計起點是適用于目前的鉆井設計，不會對現(xiàn)有作業(yè)方式造成影響。
第五，冰區(qū)作業(yè)。XDS 3600型設計將是未來北極鉆井船的設計基礎，X船首非常適合于北極環(huán)境，因為它取消了敞開式的首樓和住艙通道，可以較好的保護系泊設備和船員免受浪花和冰凍的影響。由于X船首為圓形首部，首部較高，干舷較大，因此該型船更加不易產生冰凍聚積和失穩(wěn)的危險。
●DX127型多用途干貨船和RX522型PCTC
為了拓寬X船首的應用范圍，2008年Ulstein集團又瞄準了海上短途運輸市場。開發(fā)了集裝箱船、集裝箱/散貨船、普通干散貨船、客滾船和液體運輸船等多型海上短途運輸船型。
Speedloader項目是由Ulstein集團和R.G Hagland公司共同開發(fā)的DX127型多用途干貨船，通過設計公司、航運公司、船舶經紀公司共同開發(fā)滿足未來沿海和短途海上運輸?shù)拇?。該型貨船的設計關注點是提高貨物運載能力、燃油效率、可靠性和安全性。主要設計特色包括操縱和推進（基于作業(yè)特點進行了優(yōu)化）；X船首（減少了惡劣天氣下的速度損失，減少了船舶運動和燃油消耗，增加了舒適性）；貨物區(qū)域（高容積貨艙，內底加強，對甲板貨物的保護）；駕駛室（360°視野，低噪聲和振動）；居住艙室（船員舒適性的現(xiàn)代解決方案）。
又比如Ulstein集團開發(fā)了采用X船首的Wavemaster RX522型PCTC，居住艙和生活空間前移，這樣增加了尾部甲板的載貨空間，提高了船舶的裝載能力，總裝載量達 到3000 CEU。
表3 RX522型PCTC的主要參數(shù)
對X船首創(chuàng)新發(fā)展的思考
1、Ulstein集團的X船首無疑是近海船舶工業(yè)的一次激進創(chuàng)新，不同于以前近海船舶中的一些漸進創(chuàng)新，Ulstein集團通過新技術的突破性設計開辟了新的藍海市場。比如Ulstein集團創(chuàng)造性地利用不懂船舶設計的工業(yè)設計者進行船型開發(fā)，本身就是對船舶設計資源的一種突破。
2、激進創(chuàng)新一般沒有現(xiàn)有產品的參照，在具有巨大收益的情況下也伴隨著較大的風險。因此如何合理分配和降低風險也是船舶創(chuàng)新設計中的一個重要問題，具體到Ulstein集團而言，主要途徑之一是通過與海事集群中的客戶進行合作，實現(xiàn)了“利益共享，風險共擔”。Ulstein集團管理層指出“構想轉變?yōu)楝F(xiàn)實的關鍵是尋找能夠共同承擔風險的合作伙伴”。
3、重視產業(yè)集群的作用，重視相互學習和合作。從X船首的開發(fā)來看，可以看出挪威海事集群所發(fā)揮的巨大作用。又比如采用X船首的“Island Constructor”號修井船的訂造價格為10億挪威克朗，而據(jù)推測該項目至少會給當?shù)睾Ｊ录簬?億挪威克朗的附加值。這類項目約需200家供應商，而位于當?shù)睾Ｊ录旱墓径噙_50家。Ulstein集團認為自從20世紀70年來挪威近海工業(yè)開展以來，船東、設計公司、船廠、供應商、金融機構等通過相互學習和技能積累獲得了較大的發(fā)展，通過產品、價格、質量和交付時間的競爭提升了集群的整體能力。
4、重視客戶，客戶永遠是創(chuàng)新和利潤的源泉。從“安全錨作系統(tǒng)”和XDS 3600型鉆井船“船員安全第一的設計理念”來看，Ulstein集團在船舶設計中十分重視提高客戶的價值。又比如新型一體化自動系統(tǒng)ULSTEIN IAS就是Ulstein和客戶合作的結果，據(jù)該系統(tǒng)的負責人稱船東就系統(tǒng)要求、設計、功能等提出了多項問題，這都有效地支撐了系統(tǒng)的開發(fā)。
在加強客戶聯(lián)系方面，2008年Ulstein集團建立了Ulstein加速業(yè)務開發(fā)（Ulstein ABD）公司，以幫助客戶在訂購船舶之前更好更快地決策，并建立Ulstein銷售和代表處（USRO）以在新市場中對產品和服務進行營銷，與客戶保持更加緊密的聯(lián)系。
5、創(chuàng)新初期專注細分市場，創(chuàng)新應用時期注重各市場的特點和需求。在X船首的開發(fā)初期，我們可以看出Ulstein集團并不是在各個領域研發(fā)X船首，僅僅是關注近海支持船舶領域的X船首開發(fā)；特別關注北海水域的X船首，而不是同時關注全球多個水域X船首的開發(fā)。而在X船首成熟應用于近海支持船舶后，Ulstein集團又開始尋找X船首在重型市場和海上短途運輸市場的應用，并且在推介不同市場的X船首時側重點不同。比如在設計海上短途運輸市場的X船首船舶時，Ulstein集團考慮到成本或許是影響船東的主要因素之一，因此盡量開發(fā)具有成本競爭力的船型。
6、并購相關業(yè)務的中小型設計單位，以迅速獲取和建立在某些領域的專業(yè)設計能力。Ulstein集團為了將產品范圍拓寬到重型近海工程領域如重型起重機船和大型鋪管船等，于2008年收購了荷蘭Sea of Solutions公司和挪威Marine & Mechanical Technology（MMT）公司，以便更好地融入專長于鉆井船和起重船領域的荷蘭海事集群。又比如為了實現(xiàn)X船首在海上短途運輸領域的應用，2007年Ulstein集團收購Es-Cad公司，該子公司成為Ulstein集團在海上短途運輸領域的主要設計中心，開發(fā)了多型采用X船首的干散貨船和多用途船、集裝箱船、滾裝船、成品油船和化學品船。
7、加強技術的知識產權保護。據(jù)了解，X船首船型設計目前已在挪威、美國、俄羅斯、新加坡、烏克蘭、越南等國家申請了專利，目前還在歐洲、中國、巴西和印度等地區(qū)/國家申請專利。
8、行業(yè)的低迷期是研發(fā)的上升期。Ulstein集團在2003年船市低迷時間“創(chuàng)造X船首”，從2008年至今船市低迷時期又開展了“拓寬X船首船舶應用范圍”等多項創(chuàng)新業(yè)務， 這恰恰符合Ulstein集團管理層的判斷“在船舶行情市場較好時，由于忙于任務，很難有時間去創(chuàng)新，而在市場低迷期間創(chuàng)新發(fā)展得更快。鑒于目前船舶市場的低迷期，Ulstein集團的創(chuàng)新關注點是業(yè)務的持續(xù)擴張”。
9、不可否認，X船首目前并沒有占據(jù)世界造船市場的多大份額，球鼻艏船舶仍然把握著市場的絕對地位。但是，這不能否認創(chuàng)新給Ulstein這家公司帶來的發(fā)展，除X船首船舶帶來的良好業(yè)績外，該集團還在常規(guī)船型優(yōu)化、船舶設備開發(fā)、客戶服務、投資并購等多方面進行創(chuàng)新，實現(xiàn)了集團的高速發(fā)展。據(jù)統(tǒng)計2005～2010年期間，Ulstein集團的營業(yè)收入從15.55億增長至23.78億挪威克朗，營業(yè)利潤從0.44億增長至3.54億挪威克朗。
借用Ulstein集團副CEO對“危機”這個詞語的理解——“危機是由‘?！汀畽C’組成即危險和機遇并存”，我們有理由相信世界船舶工業(yè)經過這段低迷期的洗禮，重視創(chuàng)新發(fā)展和具備創(chuàng)新能力、重視客戶利益的企業(yè)必將是行業(yè)下一輪發(fā)展的領跑者。
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研發(fā)歷程
1999年，原Ulstein集團把船舶設備業(yè)務和UT型船舶設計等出售給Vicker公司，Vicker公司后又被羅爾斯 羅伊斯公司收購。面對保留下來的船舶建造業(yè)務競爭激烈以及其他一些因素的影響，Ulstein集團寄望開拓競爭力更強的船舶設計業(yè)務，于是建立了Ulstein設計公司。
在2003年造船市場低迷期間，Ulstein集團決定開展創(chuàng)新型船舶項目。該集團聚集了熟知工業(yè)設計、但不了解近海供應船的一組工業(yè)設計團隊，將他們與擁有大量造船知識的船舶設計師和造船工程師組合成一個大團隊。在該環(huán)境中，工業(yè)設計者可以詢問任何看起來“愚蠢”的問題，這些問題激發(fā)出新概念，拓寬了Ulstein集團的設計思路。通過工業(yè)設計者和船舶設計者之間的合作，Ulstein集團創(chuàng)建了既具功能性又具美學性的驚世之作——X船首船舶，并決定在當年的挪威海事會展示其完整概念。海事會上，X船首獲得了大量關注，不過在當時幾個月內并沒有實質性訂單進展，但是Ulstein集團相信航運界的創(chuàng)新概念需要時間的培育。幾個月后，油氣服務商Statoil公司決定使用更為安全的三用工作船，航運公司Bourbon近海挪威公司也通過雜志了解到X船首是一種新突破，于是Ulstein設計公司與Bourbon公司、液壓解決方案公司Odim公司共同開展具有安全錨作能力的三用工作船設計研發(fā)項目。
2005年2月，該項目在挪威Marintek研究所進行了水池試驗，結果令人滿意，即使在有義波高達到6m、最大波高達到11m時，以10.5kn速度航行的X船首船舶的駕駛室甲板也幾乎沒有浪花。
X船首設計獲得了“挪威工程藝術”（Norwegian Engineering Feat）2005年 度 獎，2006年 入 圍“ 船 舶操作創(chuàng)新”海上運輸獎。2008年采用X船首的“Island Constructor”號修井/建造船獲得《近海支持》雜志的2008年度船舶獎。
X船首的特點
與外飄的常規(guī)船舶相比，Ulstein X船首船舶具有如下優(yōu)勢：
●入水角小、水線更長，因此靜水中的航速更高。
●無船首外飄，因此消除了船首所受到的沖擊和/或砰擊。
●入水柔和，因此降低了船首噪聲和振動。
●海水不是向前推出，因此浪花更少。
●駕駛室甲板上浪狀況極少出現(xiàn)。
●迎浪時航速更高，因此節(jié)省功率消耗和/或在靜水和波浪中具有更高的燃油效率。
●船首容積大，船體型線更瘦削，因此降低了縱搖和垂蕩加速度。
●在迎浪和順浪時的航速更高。
通過對采用X船首和球鼻艏近海船舶的船型比較，可以清楚地辨別出水線、外飄、容積等基本特點，見圖2。這些差別使兩種船首船舶在波浪中的性能特點出現(xiàn)差異，比如對于相同航速、相同波浪的兩種船舶而言，試驗環(huán)境為浪高2.8m，波浪周期10.5秒，波速15kn，X船首在航速、速度損失、浪花等方面的表現(xiàn)優(yōu)于球鼻艏，見圖3。燃油消耗方面，一艘采用X船首的沿海集裝箱船與一艘等效的采用常規(guī)船首的集裝箱船相比，試驗結果表明前者可以減少7%～16%的油耗。速度損失方面，北大西洋貿易路線70%的時間波高都在2.5m以上，采用X船首船舶在2.5～10.0m波高范圍內的速度損失會減少19%，見圖4。
圖4 X船首和球鼻艏船舶的船速及速度損失比較
此外 ，據(jù)統(tǒng)計，運營中的Ulstein X船首船舶通過裝載廢氣系統(tǒng)可以減少多種排放物，比如可以減少90%～95%硫化合物，60%～75%乙醛，30%～50%的芳烴，以及大量顆粒物。
X船首船舶市場
據(jù)了解，從2005年 Ulstein集團接獲Bourbon近海挪威公司首艘X船首船舶訂單到2010年，該集團共建造了40多艘X船首船舶，并開發(fā)了近海支持船、短途海上運輸船和重型近海船等多類型的X船首船舶，見表1。
表1 Ulstein集團開發(fā)的主要系列的X船首船舶
經典X船首船舶
●首艘X船首船舶“Bourbon Orca”號
2005年4月，Bourbon近海挪威公司和Ulstein Verft公司簽訂首艘X船首AX104型三用工作船的建造合同，2006年下水。
特點一，采用X船首。與傳統(tǒng)球鼻艏相比，X船首沒有球鼻，水線以上向后傾斜。水池試驗表明X船首具有較低的阻力，因此航速較高或燃料消耗較低。在其他參數(shù)相同的條件下，X船首船舶比常規(guī)球鼻艏船舶的船首浮力約多900m3，這樣在船舶切入波浪時浮力可以迅速聚集，形成平緩的升力。而一般球鼻艏船舶的浮力增加會略慢，會增大加速度，提高縱搖速度和幅度。此外，X船首減少了首部抨擊，提高了船員舒適性。水池試驗表明駕駛室甲板上浪減少明顯，降低了駕駛室窗戶破損的危險，而這是狂浪環(huán)境中近海船舶最常見的事故之一。
特點二，采用柴電推進?！癇ourbon Orca”號是首批采用柴電推進的三用工作船之一。主發(fā)電裝置由4臺2880 kW的瓦錫蘭6L32型和2臺1665kW的瓦錫蘭柴油機組成，主推進裝置由2個5000kW的可操縱推進器組成，電動機裝置采用前后布置，包括2臺3000kW的變速電動機和2臺2000kW的定速電動機，并配有1臺315kW的康明斯發(fā)電機作為應急/港口使用。此外，該船的船首配備有1個1200kW的電控導管推進器和1個1800kW的電控可收縮推進器。
特點三，配備新型的安全錨作系統(tǒng)（SAHS）。該船采用安全錨作系統(tǒng)取代了傳統(tǒng)的尾滾輪布置。SAHS由1塊可以垂直或水平布置的液壓控制跳板，2臺位于舷墻和貨物欄桿上方的起重機，以及多個液壓固件組成，其中跳板配備有兩套船尾滾輪系統(tǒng)，舷內兩個滾輪的直徑和長度分別為2m和3m，舷外兩個滾輪的直徑分別為2m和2m，安全工作靜載荷為500t。據(jù)稱，該系統(tǒng)的目的是為了改善尾甲板上的船員安全，可遠程控制危險操作。
表2 “Bourbon Orca”號的主要參數(shù)
●地震勘探船“Oceanic Vega”號
2008年，Ulstein集團與CGGVeritas公司、WesternGeo公司、Polarcus公司聯(lián)合進行了地震勘探船SX120型的設計、設備和工程服務。2010年，采用SX120型設計的地震勘探船“Oceanic Vega”號下水。該船長106m，寬28m，最大吃水8m，11900GT，最大功率為19500kW，航速15kn，名義系柱拉力190t。
該型船采用X船首，有利于減少浪涌和紊流，具備極好的水動力性能。通過對船體、舵和螺旋槳進行優(yōu)化，能夠在4.5/5.0kn的航速下進行地震拖航作業(yè)，這樣可以降低噪聲、油耗和CO2排放?！癘ceanic Vega”號能夠進行3D、4D甚至更高精度的采集作業(yè)，配備有16根8000m長的Sercel Sentinel電纜，并且可以升級到20根電纜配置。該船配備有20臺電纜卷筒，能夠儲存9000m長的電纜。該船的設計具有三大特點：
高效性——該船能夠在海上進行長達5年的不進塢作業(yè)，船上配備有足夠的發(fā)動機和發(fā)電機，并且由專用的支持船進行補給。“Oceanic Vega”號還配備有兩艘工作艇，用于水下設備維護。該船的地震儀器包括多套Sercel Seal 428型記錄系統(tǒng)和Sentinel的2Hz數(shù)字電纜，并配有Sercel Nautilus系統(tǒng)，可以進行3D和4D采集的電纜操縱和深度控制。船上的地震源由G-GUN II氣槍的調諧基陣組成，氣槍由Seamap Gunlink 4000型氣槍控制器控制。地震數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)和采集系統(tǒng)整合在一起，便于質量控制和進行先進的高技術數(shù)據(jù)處理。
綠色環(huán)保——“Oceanic Vega”號擁有DNV的“清潔設計”船級標志和綠色護照，滿足作業(yè)排放和排放物的限制規(guī)定。該船采用雙殼結構，配備柴電推進系統(tǒng)，并安裝有艙底水清潔系統(tǒng)、垃圾焚燒爐、燃油溢流艙系統(tǒng)等。此外，獨立的推進系統(tǒng)可以保證某一設備失效后船舶仍能工作。據(jù)了解，該船還擁有DNV的“冗余推進”標志。
舒適性——“Oceanic Vega”號最多可以居住60人，其中單人客艙52間，雙人客艙9間。該船還配備有Ulstein COM信息和通訊系統(tǒng)，所有客艙都配備有衛(wèi)星電視信號和IP TV。餐室、廚房和4間會客室都裝有面朝大海的開闊窗戶，可以增加船員的舒適性。此外，X船首船舶可以減少作業(yè)紊流和速度損失，振動極小，提高船員的舒適性。據(jù)該船船長稱“從挪威向美國航行途中，遇到了波高達9m的熱帶颶風，但是該船仍以12kn速度航行而沒有問題?！?/p>
據(jù)了解，“Oceanic Vega”號因創(chuàng)新性和環(huán)保性設計而獲得了海事雜志《Skipsrevyen》2010年度船舶獎提名。
●XDS 3600型鉆井船
Ulstein Sea of Solutions公司開發(fā)的采用X船首的XDS3600型鉆井船具有以下幾個特點：
第一，將船舶性能和鉆井作業(yè)完整地相結合。比如在鉆臺之外進行船舶立管和防噴器的創(chuàng)新處理，此外將立管布置在甲板以下可以提供更大的甲板可用空間。該型船采用緊湊型設計，改善了運動特性和動力定位能力，同時又適合在12000英尺深水作業(yè)。相比于目前的鉆井船，XDS 3600型船的總功率需求減少15%～20%，并且DP推進器更小，因此該型船在建造和運營上具有極好的成本有效性。
第二，獨特的設計理念。XDS 3600型鉆井船的設計理念是把“鉆井補給和船員安全放在第一位”，將所有居住艙室和船舶系統(tǒng)比如機艙完全前移，居住艙室更靠近船首，因此該船具有更大的甲板空間，這樣居住艙到船尾的區(qū)域用于鉆井和試井作業(yè)，這些區(qū)域的危險程度較船首高，且外飄明顯。
第三，采用X型船首。目前鉆井船需要具備在全球快速移動的能力，這就要求高航速，由于采用X船首，波浪阻力減少和水線增長產生了同等功率下的高航速，并且可以節(jié)省燃油。同時，鉆井船作業(yè)時會容易受到天氣影響，利用X船首則可以降低風浪對船舶的影響，在荷蘭海事研究所（MARIN）進行的XDS模型試驗表明：由于采用X船首，運動和加速度程度顯著降低，這樣不僅增強了船舶作業(yè)能力，也為船員提供了更加安全和舒適的工作環(huán)境。
第四，采用新設計的鉆井井架。在設計該型船時，設計人員認為應該開發(fā)匹配現(xiàn)代船舶設計的新井架。與常見的格架式井架相比，新井架采用箱型結構，能夠保護電纜敷設和液壓操作免受其他操作或天氣的損害。當然，新型井架的設計起點是適用于目前的鉆井設計，不會對現(xiàn)有作業(yè)方式造成影響。
第五，冰區(qū)作業(yè)。XDS 3600型設計將是未來北極鉆井船的設計基礎，X船首非常適合于北極環(huán)境，因為它取消了敞開式的首樓和住艙通道，可以較好的保護系泊設備和船員免受浪花和冰凍的影響。由于X船首為圓形首部，首部較高，干舷較大，因此該型船更加不易產生冰凍聚積和失穩(wěn)的危險。
●DX127型多用途干貨船和RX522型PCTC
為了拓寬X船首的應用范圍，2008年Ulstein集團又瞄準了海上短途運輸市場。開發(fā)了集裝箱船、集裝箱/散貨船、普通干散貨船、客滾船和液體運輸船等多型海上短途運輸船型。
Speedloader項目是由Ulstein集團和R.G Hagland公司共同開發(fā)的DX127型多用途干貨船，通過設計公司、航運公司、船舶經紀公司共同開發(fā)滿足未來沿海和短途海上運輸?shù)拇?。該型貨船的設計關注點是提高貨物運載能力、燃油效率、可靠性和安全性。主要設計特色包括操縱和推進（基于作業(yè)特點進行了優(yōu)化）；X船首（減少了惡劣天氣下的速度損失，減少了船舶運動和燃油消耗，增加了舒適性）；貨物區(qū)域（高容積貨艙，內底加強，對甲板貨物的保護）；駕駛室（360°視野，低噪聲和振動）；居住艙室（船員舒適性的現(xiàn)代解決方案）。
又比如Ulstein集團開發(fā)了采用X船首的Wavemaster RX522型PCTC，居住艙和生活空間前移，這樣增加了尾部甲板的載貨空間，提高了船舶的裝載能力，總裝載量達 到3000 CEU。
表3 RX522型PCTC的主要參數(shù)
對X船首創(chuàng)新發(fā)展的思考
1、Ulstein集團的X船首無疑是近海船舶工業(yè)的一次激進創(chuàng)新，不同于以前近海船舶中的一些漸進創(chuàng)新，Ulstein集團通過新技術的突破性設計開辟了新的藍海市場。比如Ulstein集團創(chuàng)造性地利用不懂船舶設計的工業(yè)設計者進行船型開發(fā)，本身就是對船舶設計資源的一種突破。
2、激進創(chuàng)新一般沒有現(xiàn)有產品的參照，在具有巨大收益的情況下也伴隨著較大的風險。因此如何合理分配和降低風險也是船舶創(chuàng)新設計中的一個重要問題，具體到Ulstein集團而言，主要途徑之一是通過與海事集群中的客戶進行合作，實現(xiàn)了“利益共享，風險共擔”。Ulstein集團管理層指出“構想轉變?yōu)楝F(xiàn)實的關鍵是尋找能夠共同承擔風險的合作伙伴”。
3、重視產業(yè)集群的作用，重視相互學習和合作。從X船首的開發(fā)來看，可以看出挪威海事集群所發(fā)揮的巨大作用。又比如采用X船首的“Island Constructor”號修井船的訂造價格為10億挪威克朗，而據(jù)推測該項目至少會給當?shù)睾Ｊ录簬?億挪威克朗的附加值。這類項目約需200家供應商，而位于當?shù)睾Ｊ录旱墓径噙_50家。Ulstein集團認為自從20世紀70年來挪威近海工業(yè)開展以來，船東、設計公司、船廠、供應商、金融機構等通過相互學習和技能積累獲得了較大的發(fā)展，通過產品、價格、質量和交付時間的競爭提升了集群的整體能力。
4、重視客戶，客戶永遠是創(chuàng)新和利潤的源泉。從“安全錨作系統(tǒng)”和XDS 3600型鉆井船“船員安全第一的設計理念”來看，Ulstein集團在船舶設計中十分重視提高客戶的價值。又比如新型一體化自動系統(tǒng)ULSTEIN IAS就是Ulstein和客戶合作的結果，據(jù)該系統(tǒng)的負責人稱船東就系統(tǒng)要求、設計、功能等提出了多項問題，這都有效地支撐了系統(tǒng)的開發(fā)。
在加強客戶聯(lián)系方面，2008年Ulstein集團建立了Ulstein加速業(yè)務開發(fā)（Ulstein ABD）公司，以幫助客戶在訂購船舶之前更好更快地決策，并建立Ulstein銷售和代表處（USRO）以在新市場中對產品和服務進行營銷，與客戶保持更加緊密的聯(lián)系。
5、創(chuàng)新初期專注細分市場，創(chuàng)新應用時期注重各市場的特點和需求。在X船首的開發(fā)初期，我們可以看出Ulstein集團并不是在各個領域研發(fā)X船首，僅僅是關注近海支持船舶領域的X船首開發(fā)；特別關注北海水域的X船首，而不是同時關注全球多個水域X船首的開發(fā)。而在X船首成熟應用于近海支持船舶后，Ulstein集團又開始尋找X船首在重型市場和海上短途運輸市場的應用，并且在推介不同市場的X船首時側重點不同。比如在設計海上短途運輸市場的X船首船舶時，Ulstein集團考慮到成本或許是影響船東的主要因素之一，因此盡量開發(fā)具有成本競爭力的船型。
6、并購相關業(yè)務的中小型設計單位，以迅速獲取和建立在某些領域的專業(yè)設計能力。Ulstein集團為了將產品范圍拓寬到重型近海工程領域如重型起重機船和大型鋪管船等，于2008年收購了荷蘭Sea of Solutions公司和挪威Marine & Mechanical Technology（MMT）公司，以便更好地融入專長于鉆井船和起重船領域的荷蘭海事集群。又比如為了實現(xiàn)X船首在海上短途運輸領域的應用，2007年Ulstein集團收購Es-Cad公司，該子公司成為Ulstein集團在海上短途運輸領域的主要設計中心，開發(fā)了多型采用X船首的干散貨船和多用途船、集裝箱船、滾裝船、成品油船和化學品船。
7、加強技術的知識產權保護。據(jù)了解，X船首船型設計目前已在挪威、美國、俄羅斯、新加坡、烏克蘭、越南等國家申請了專利，目前還在歐洲、中國、巴西和印度等地區(qū)/國家申請專利。
8、行業(yè)的低迷期是研發(fā)的上升期。Ulstein集團在2003年船市低迷時間“創(chuàng)造X船首”，從2008年至今船市低迷時期又開展了“拓寬X船首船舶應用范圍”等多項創(chuàng)新業(yè)務， 這恰恰符合Ulstein集團管理層的判斷“在船舶行情市場較好時，由于忙于任務，很難有時間去創(chuàng)新，而在市場低迷期間創(chuàng)新發(fā)展得更快。鑒于目前船舶市場的低迷期，Ulstein集團的創(chuàng)新關注點是業(yè)務的持續(xù)擴張”。
9、不可否認，X船首目前并沒有占據(jù)世界造船市場的多大份額，球鼻艏船舶仍然把握著市場的絕對地位。但是，這不能否認創(chuàng)新給Ulstein這家公司帶來的發(fā)展，除X船首船舶帶來的良好業(yè)績外，該集團還在常規(guī)船型優(yōu)化、船舶設備開發(fā)、客戶服務、投資并購等多方面進行創(chuàng)新，實現(xiàn)了集團的高速發(fā)展。據(jù)統(tǒng)計2005～2010年期間，Ulstein集團的營業(yè)收入從15.55億增長至23.78億挪威克朗，營業(yè)利潤從0.44億增長至3.54億挪威克朗。
借用Ulstein集團副CEO對“危機”這個詞語的理解——“危機是由‘?！汀畽C’組成即危險和機遇并存”，我們有理由相信世界船舶工業(yè)經過這段低迷期的洗禮，重視創(chuàng)新發(fā)展和具備創(chuàng)新能力、重視客戶利益的企業(yè)必將是行業(yè)下一輪發(fā)展的領跑者。
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