海工船舶建造进度控制研究解析

第一篇：海工船舶建造进度控制研究解析

海工船舶建造进度控制研究解析

摘 要近年来，我国造船的订单量以及完成量都在不断增加，自2008年以来，我国造船指标已经位于世界的第二名，可见，我国是一个造船大国。但是，就相关数据而言，我国造船进度控制能力远远低于先进的造船国家，从而影响了我国造船水平的提高。为了确保建造效率的不断提高，以及造船进度控制的不断加强，本文主要分析海工船舶建造制度控制中所存在的问题，并对影响海工船舶建造进度的因素以及其原理等进行探究，从而能够促使海工船舶建造进度控制能力的不断提高。

关键词 海工船舶建造 进度 能力

一、前言

目前，我国造船进度控制能力依然低于先进造船国家，为此，一定要加大对造船进度控制。通常而言，海工船舶建造是比较复杂，而且需要结合涂装、装配、搬运等方式，从而导致造船的过程不能连续进行，同时，因为海工船舶建造一般是采用订单建造的手段，为此，产品具有一定的差异化，从而不能进行流水作业。此外，一部分的作业需要通过手工完成，从而导致造船进度减慢。

二、海工船舶建造进度控制的含义

海工船舶建造进度控制主要是指在通过审核批准后的计划实行的时候，对海工船舶建造的实际情况进行定期的跟踪，并要与计划的进度进行比较，合理的发现两者的差异，并要对产生差异的原因进行分析，进而能够通过有效的途径促使海工船舶建造的实际进度与计划进度相符。该含义中海工船舶建造进度控制主要是指事中控制，同时，海工船舶建造进度控制还有事前控制和事后控制。事前控制是在进行建造工作的时候，根据可能会发生的问题进行预防，而事后控制是指在结束海工船舶建造后，对建造的经验进行总结，从而为以后的海工船舶建造提供一定的帮助。

三、海工船舶建造进度控制的原则

（一）加大对事前控制

在进行海工船舶建造进度控制的时候，要加大对事前的控制，做好预防工作。海工船舶建造会关系到各种资源、材料、人员等，为此，海工船舶建造进度控制一定要重视事前控制，预测影响进度的各种因素，并要对其产生的问题进行分析，从而才能确保进度按计划完成。

为了提高事前控制工作的效率，进度管理人员一定要有超前意识，提前做好各项准备，并制定合适的解决方案，从而能够在进行海工船舶建造的时候，确保其进度控制能力的不断提高。

（二）制定科学的海工船舶建造计划

在进行海工船舶建造进度控制的时候，一定要以日程计划为前提，建造的实际进度要根据日程计划进行。当前，船舶建造的一个观念就是当在造船的时候，某一个环节的进度不与日程计划相符合，超出日程计划规定的范围，就会打乱日程计划，从而导致建造的费用就会增加。为此，在进行海工船舶建造进度控制的时候，一定要以日程计划为前提，从而确保海工船舶建造的进度在日程计划规定的范围内。

（三）即时调整

在建造海工船舶的时候，进度控制是十分复杂的工程，能够及时发现进度的差异，采取有效的调控措施，能够更好地对差异进行控制，进而促使费用的减少，当不能及时发现进度出现差异的时候，就会导致费用的增加。为此，一定要根据实际的情况适时对进度进行调控。

四、海工船舶建造进度控制的有效途径

（一）全员工厂管理

通过海工船舶建造日程计划可知，海工船舶建造进度控制的突出特点就是分散型控制。海工船舶建造进度控制只能是分散性控制，而员工是海工船舶建造进度控制的中心，为此，一定要实行全员工厂管理。

海工船舶建造进度控制必须要船厂整体员工的努力。作业者要提出海工船舶建造所需要的物料，同时也要制定日程计划，此外，也要完成作业任务以及进行信息反馈。例如，生产管理人员不仅要安排好生产活动，同时也要关注进度的实际情况，并制定进度调整计划。为此，海工船舶建造进度控制一定要促使作业者明确自身的任务，并要充分发挥主动性，从而促使作业者不单单顺利完成自身的任务，同时也能有效的协助其他人员。此外，海工船舶建造进度控制不能只依赖管理者，一定要全体员工共同努力才能有效地控制进度，员工的能力将会产生直接的影响。例如，根据平均能力而言，员工完成某一任务的时间是五天，当某一个员工用了四天就完成该任务，说明该员工的工作效率高，即该员工的工作能力高于平均能力，当某一个员工花费六天才完成任务，说明员工的工作能力要比平均能力要低。为此，作业者的管理对于海工船舶建造进度控制有着不容忽视的作用。

（二）加大对数据的管理

数据管理是在海工船舶建造的时候多种数据以及有关建造的数据进行合理管理的过程，其中数据包括费用数据、实际工时、工时定额、托盘信息、仓库信息、组织机构、物料编码等。数据管理是海工船舶建造进度控制前提，当开始海工船舶建造的时候，就会产生一定的生产以及进度数据。通过收集、分析、整理数据，能够为管理者提供一定的帮助，从而能够促使海工船舶建造进度控制更加有效。同时，数据管理能够为制定海工船舶建造计划提供一定的依据。

现代造船模式有一个特别的特征在于生产设计，即通过设计，全面回答怎样去造船，在进行设计的时候，要明确产品的资源的需求、技术要求、负荷信息等，通过详细的设计，能够明确的制定海工船舶建造日程计划、程序计划以及负荷计划，不然，就会导致计划欠缺可靠性，从而加大进度控制的难度。无疑，数据管理能够为海工船舶建造的设计以及制定计划提供一定的帮助。

（三）细化中间产品划分的粒度

中间产品划分的粒度是海工船舶建造的中间产品，包括不同层次的部件、零件等的细分程度。中间产品划分越细，海工船舶建造的作业划分也越细，其进度控制会变得越来越好，如小零件的制作要比建造任务更加轻易控制。原因在于中间产品划分的粒度细，作业任务就更加清晰，工时、资源等也更加具体。同时，中间产品划分的粒度细，作业任务所花费的时间会变短，从而更加容易控制影响进度的因素。此外，中间产品划分的粒度细，制定的海工船舶建造日程计划就会更加详细，而且作业任务也会更加明确，否则，当中间产品划分的粒度大的时候，就会导致中间产品制造的程序更加复杂，建造所花费的时间更加多，进而对进度产生直接的影响，并加大了进度控制的难度。例如，某船厂建造800箱集装箱船主船体义工分为14个总段，细分为70只分段，而且分段的重量不一致，每一只分段都可以再次划分为多个小分段，而且建造船的时候，也需要一定的配套设备。

海工船舶建造中间产品划分的粒度细，日程计划就会更加明确，同时，作业任务也会更加具体，从而能够更好地控制海工船舶建造进度。否则，中间产品划分的粒度大，就会导致作业任务不明确，海工船舶建造进度控制的难度就会加大。当前，日本的造船厂的进度控制水平比较高，造船进度大致都是在可控范围内，不单单是因为采取了科学的管理手段以及理念，同时也需要详细的中间产品划分。

五、结语

本文主要探究了海工船舶建造进度控制中所存在的问题。首先介绍了海工船舶制造进度控制的含义及其原则，然后通过采取有效的途径促使海工船舶建造进度控制水平的不断提高。对于造船厂而言，要优化内部管理，加大对海工船舶建造进度的控制，确保海工船舶建造进度在计划所规定的范围内，促使造船厂更好的发展。

（作者单位为上海振华重工股份有限公司）

参考文献

[1] 吴春诚，齐红卫，岳超源，王干一.大型工程项目进度评价研究[J].华中科技大学学报，2007（5）：127-129.[2] 王雪青，赵辉，喻刚.滨海新区重点建设项目进度偏差监视系统的构建[J].统计与决策，2005（2）：48-50.

第二篇：船舶建造精度控制技术综述

船舶建造精度控制技术综述

船舶111 潘黎明 1105080129

摘要：船舶建造精度控制技术是船舶建造十分重要的技术。文章通过对船舶建造精度控制工艺概念和内容的阐述，分析国内外精度管理和研究水平的进展和现状，探讨了制约船厂发展精度控制技术的因素，并提出了相应的对策。

关键词：船体建造；精度控制

引言：船舶建造精度控制技术是船舶建造十分重要的技术，目前主要集中研究船体控制技术。船舶建造精度控制技术是缩短造船周期、降低成本和提高造船企业竞争力的主要方法之一，对其开展研究和应用具有重要的意义。该项技术是适应我国船舶工业跨越式发展急需解决的重要课题之一，也是一项需要长期持续研究的课题。

一、船体建造精度控制

船体建造精度控制是以船体建造精度标准为基本准则，通过科学的管理方法与先进的工艺手段对船体建造进行全过程的尺寸精度分析和控制，以达到最大限度地减少现场修整工作量，提高生产效率，保证船舶产品质量。

所谓精度控制，简单的说就是在船舶建造过程中用补偿量代替余量，逐步增加补偿量的使用范围，并控制船体结构位置精度。以最少的成本控制船体建造的主尺寸偏差、线形偏差和结构错位在标准范围内，保证船舶质量。精度管理是系统工程，关键是全面、全过程推行精度控制，核心是实施造船精度设计。造船精度控制技术中精度补偿就是在工件的基本尺寸上增加一个量值，这个量值称之谓补偿量。补偿量是为了弥补工件在船体建造过程中由各种热输人所引起的基本尺寸的收缩，以及扭曲、上翘、下垂等变形引起的基本尺寸不足而加放的一种余量。补偿量与传统的工艺余量不同，补偿量取代工艺余量，并在各工艺阶段毋需进行二次号料切割和二次定位，即可保证零部件、分段尺寸，以及船体主尺度的尺寸精度需求。精度补偿可以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作用。实施精度补偿，对船体建造全过程的尺寸精度分析和控制，不仅需要运用先进的工艺技术，而且需要进行严密的科学管理，其内容包括建立精度控制工作系统、编制精度控制计划、确立精度补偿量的加放原则、精度补偿量的加放方法、精度补偿的完善等。

改进造船工艺水平，提高船舶质量，降低生产成本，缩短施工时间，是船舶行业经济发展到一定阶段的必然结果和要求。船舶建造过程中精度控制研究是改进造船工艺水平的基础，深入研究船舶制造中的精度问题，分析造船工艺的科学性和合理性，发现问题，找出改进措施，进而为施工工艺改进提供理论基础和技术支持。

从工艺技术方面，船体建造精度控制经历了三个发展阶段：

(1)分段上船台前进行修正以适应船台装配的尺寸精度要求(即分段无余量上船台装配)

(2)平直分段进行建造全过程尺寸精度控制与曲面分段进行预修正后上船台相结合(3)对全船所有分段进行建造全过程的尺寸精度控制

二、精度控制意义：

（1）能够保证船体的主尺寸和线形误差在允许范围内，保证船舶的载重量和航速，从而保护船东的利益；

（2）能够控制船体结构错位在允许范围内，保证船舶的强度和安全；

（3）最大限度地减少装焊作业的现场修整工作量，提高劳动效率，降低人力成本；

（4）提高船体分段下船坞的定位效率，缩短造船周期；

（5）提高钢材利用率，降低材料成本；

（6）能够减少结构修割，高空作业平地做，改善工作环境，保证生产工人的安全和健康；

（7）能减少修割和返修，降低能源消耗，能节约能源，减少环境污染；

（8）能够控制接缝间隙在合理范围，有利于保证船舶焊接质量，从而保证船舶航行安全。

三、船舶建造测量与精度控制技术研究进展

（1）国外目前研究状况。日本、韩国、德国、英国和法国等先进造船国家，都有系统的研究和成功的应用成果。这些国家大多以承接建造高技术、高附加值的船舶为主，如液化气船、大型集装箱船、豪华游船等。这些先进的造船国家，通过应用先进的船舶建造精度控制技术等，大幅度提高了造船质量，达到了现代化的造船水平。

船舶建造测量与精度控制技术在国外大致经历下列发展历程：上个世纪40 年代起公差概念引入造船业，探索各个工序合理的公差；50 年代起对工件装配边加放余量，装配时修割；50 年代末开始使用激光经纬仪进行分段预修割后上船台，日本运用统计技术控制船体零件的尺寸公差；60 年代起造船界运用数理统计技术和尺寸链技术探索船体建造公差和合理分布问题；70 年代造船业开始用经验数值或公式解决热变形的补偿量问题，货舱平直分段已做到无余量，曲型分段放余量；80 年代，开始应用电子计算机开发出补偿系统，可做到所有分段无余量制作；本世纪初，韩国三星巨济船厂开展巨型总段建造模式的研究，这对精度造船提出新的要求，韩国大宇造船厂已逐步开发出巨型总段的精度控制和激光三维定位测量技术，使2 000-5 000吨的巨型总段能够无余量下坞搭载，缩短船坞周期，降低造船成本。

国外很多学者在船舶建造精度控制技术方面，获得了大量的研究成果，并且大多数被应用于生产实际。但出于商业秘密的考虑，成果很少公开，能收集到的有关文献资料不多，特别是对于补偿量建模和系统开发方面，缺乏具体应用的材料。另外，精度控制技术同船厂的生产条件、管理水平等是密不可分的。因此，提高精度控制技术水平还需要结合企业实际。

（2）国内目前研究状况。国内开展船舶建造精度控制技术研究的起步较晚。上世纪六十年代中期，我国开始从国外引入船体建造精度管理的概念，但是由于对这一概念缺乏足够的认识，忽视了这项技术有其极其丰富的技术内容，而片面的强调有关工艺部分。在1978年初开始国内兴起了一股研究和推行精度造船的热潮，大连、沪东、江南和上海船厂成立课题组研究精度造船，到1982年取得了一定的成就，实现了货舱区分段精度造船，艏艉分段预修整后上船台。但我国在精度造船方面还没有形成一个完善的数据库和一整套系统支持且大多局限于尺寸精度的研究，与日、韩先进造船强国还有一定差距。分段精度控制是船体精度控制的基础，国内的分段精度控制技术目前仅限在船体中部平直货舱区域以补偿量代替余量，而分段精度控制包括“主尺寸、线形和结构位置”三方面的控制内容。国内研究也限于主尺寸控制的理论方面，对分段的线形和结构位置研究较少。国内的精度造船研究仅限于工具和技术方面，个别造船公司在船体建造精度控制中的对合基准线控制技术、全船余量和补偿量加放技术、变形和反变形技术以及在精度控制上的统计技术等。由于精度造船技术作为日韩造船业的核心技术，对中国造船业进行技术封锁，中国造船业无法学习其先进的精度控制方法和技术。国内各家船舶企业之间技术设施的差异性，也基本上处于各自发展的状态。

四、建造精度控制技术

建造过程中的精度控制技术，是指从制造开始后，在加工、装配、分段合拢和总段合拢等各工序中按着相应的技术规范实施精度控制的技术，主要有两方面：一是各工序中的精度检测与评估；二是出现超差问题时的对策。具体包括以下内容：

（1）加工工序的精度控制技术。切割技术己达到自动化加工水平。对各类机器的检测和修整、补充机器用消耗品，定期抽样检查零件的切割精度等是这段工序的精度控制的主要内容。对策主要是调整机器的加工精度和培训作业人员的技术水平等。曲面加工曲面成型技术基本属于手工作业水平。对成品的成型尺寸和焰道热加工的温度控制检验等是这段工序的精度控制的主要内容。对策主要是使作业工人掌握水火弯板基本变形机理的知识和提高加工的技术水平。而研究实用的水火成型工艺参数预报系统，直至研制出可应用于生产的水火成型自动加工设备等是主要研究目标。

（2）装配工序的精度控制技术。小组立中的精度控制技术，主要有在横向构件上安装小骨材的尺寸精度检测对前期工序是否出错的检验等。对策是修整超差的变形，报告前面工序的错误并调整因此而出现的错误，直至返工到前面的工序从新加工。大组立是分段合拢前的最后一项工程。一方面受前期小组立装配精度的影响，另一方面还要满足分段合拢的精度要求。大组立中的精度控制技术主要有检验纵骨定位、精度检验、横向构件的装配精度检查和焊接坡口的宽度等。对策是找出装配中产生误差的原因，并能分析累积误差。分段重量、重心位置在分段前的作业过程中，每完成一道

工序，需要检测零件、部件、组立等的重量和重心位置，能准确估算的，可以省略测试。特别是在海洋结构物的建造过程中，空船结构的重量和重心位置的检测和修整是必须的。

（3）合拢过程的精度控制技术。分段生产制造的周期长，制造过程中焊接工艺实施不当，吊运过程产生的结构变形等原因，使得分段与设计尺寸存在偏差，导致合拢出现问题，常见的问题是端部的错位现象。对策是设置基准点和基准线，按着定位要领指导书进行作业调整局部变形。

综上所述，造船企业须对船体加工、装配、合拢进行控制，以满足船东的建造精度要求。造船企业对船体结构的主尺寸、形状和位置偏差的控制，开始采用得是船体零件上加放余量的办法，后来根据数理统计技术，对零件加工和焊接的收缩量进行分析，以零件的补偿量来代替余量，并逐渐扩大零件补偿量的加放范围，从平直货舱区域逐步推广到部分首尾船体结构区域，逐步形成了船体精度控制的技术。

五、造船精度管理的内容及实施步骤

一般程序可以归纳为精度控制阶段的划分、标准偏差的测算以及各控制阶段补偿量的确定三个步骤。

（1）精度控制阶段的划分

船体建造是一个工序多，周期长的生产过程。因此，要实施精度控制，可以把船体建造全过程分解成若干个控制阶段，通过对各个阶段的有效控制，最终达到精度控制的目标。船体 建 造 全过程精度控制的阶段划分应与船体建造的工艺阶段相对应，这对于精度控制来说，不仅是合理的，而且是有利的。船体建造工艺阶段通常划分为:号料、加工，部件制造，分段制造和船台装配四个阶段，精度控制也按这四个阶段分别实施。这四个控制阶段相互制约，前一个阶段是后一个阶段的控制基础，每一个阶段的有效控制都是精度控制的保证。

（2）标准偏差的测算

测算船体建造各个阶段的标准偏差是制订精度控制计划的基础，也是确定各个阶段加放补偿量的重要依据。测算方法一般采用大量实测数据，通过作出直方图求得标准偏差。需要测算的标准偏差，零件加工方面的有:板材割缝的偏差、数控切割热变形偏差、火工成型板材的偏差等;部件制造方 面的有:T型材焊接收缩量、板材拼焊收缩量、构架与板列焊接收缩量等;分段制造方面的有:分段焊接收缩量、分段火工矫正的收缩量等;船台装配方面的有:横向、纵向、水平大接缝的焊接收缩量、温差变化的影响等。综合这些测算数据是确定加放补偿量，实施尺寸精度控制的依据。

（3）各控制阶段补偿量的确定

一般来说，船体建造各个阶段的标准偏差值与补偿量应相一致的。由于 船 体 建造各阶段中补偿各种因素引起的尺寸偏差，而给定的补偿值可以看作为相应独立的正态分布。根据概率的定理，各个正态分布叠加后仍是正态分布。因此，假设船体建造完工后的理想精度为0值状态，船台装配补偿量为a，分段制造补偿量为b,部件制造补偿量c，零件加工补偿量为d,那末某一控制阶段的补偿量应为该阶段的补偿量与其后续阶段的补偿量的代数和。所以，零件加工的补偿量、部件装配的补偿量、分段制造的补偿量、船台装配的补偿量，可以以工件为对象按其所需经过的阶段分别予以考虑。

1)零件补偿量：零件是船体建造中组成工件最基本的单元，因此在考虑零件的补偿量时，应把它作为补偿的起始点。对零件的补偿量，除了对形成零件本身阶段的补偿外，还必须包含其后续所有阶段的补偿。

2)部件补偿量：同零件补偿原理一样，部件补偿量，除了对形成部件本身阶段的补偿外，还必须包含其后续所有阶段的补偿。与零件补偿不同之处在于，部件补偿对零件无严格要求。

3)分段补偿量：同部件补偿原理一样，分段补偿除了对分段制造本身阶段的补偿外，还必须包含船台装配阶段的补偿。而它对零件、部件无严格要求。

4)船台装配的补偿量：因为船台装配是船体建造的最后一道工序，它之后设有后续阶段，所以船台装配的补偿仅需对船台装配全过程中的收缩进行补偿，而它的补偿量加放时机应在分段制造阶段。

（4）明确精度补偿的加放原则

船体建造是一个极其复杂的过程，引起船体工件收缩变形的因素繁多，变形复杂，因此对工件尺寸的补偿也是一项十分艰巨和复杂的工作。它不仅与船型的差异、分段结构的型式、分段划分的方式、分段建造的方法、装焊程序、焊接方法、火工校正程度，以及船台吊装的程序有关，而且还与船厂的生产条件、管理水平、人员素质等因素有着密切的关系。为此，在进行精度补偿量计算和加放时，一般应遵循以下原则。

六、船厂目前在分段精度控制方面的问题

由于软硬件的差距，在测量与精度控制方面更加薄弱，基本还是处于事前加余量建造，事后测量切割的状态，并且缺乏对精度控制的分析研究能力。对船体分段精度控制体系的研究方面基本是空白，也没有可操作的控制方法，这样对中小型船厂船体分段精度控制体系和方法的研究就很有意义和必要了。

（1）分段建造精度控制的问题

非数字化的测量，其结果要手工记录，不便于与现代的造船设计软件及现代的数据处理分析方法结合，不利于形成有效的数据库；钢尺量距的准确性不稳定，而且非常不方便，对于大型船只的结构件，钢尺无法完成准确的测量；数据采集需要的人员较多，工作效率低下。

（2）分段及总段精度检查控制存在的问题

分段体必须按照特定要求摆放，否则不好进行测量；数据报表需要人工计算，不方便与设计数据进行直接对比；效率比较低，容易出现错误，造成工期延误；由于测量手段及数据处理方式的落后目前还无法形成有效的精度管理机制及精度数据循环。

（3）船体合拢精度检查控制存在问题传统测量方法效率低下，占用吊机时间较长；需要在现场对余量进行切割，需要对分段进行复位作业；很多分段需要进行二次定位，影响船台周期；传统的测量手段很难对船体分段在船体成型过程中的变化进行有效统计，为反变形的施放及无余量生产提供数据支持。

七、船厂深入开展船体精度管理的对策

（1）重视精度控制工作，建立船舶精度控制体系。完整的精度管理体系是保证建造精度工艺执行的基础。从长远利益出发，中小型船厂的经营者应改变经营理念，重新认识到船舶建造精度控制技术的重要性。站在整个企业的发展的角度，从根本上重视船舶精度控制工作，加大资金和人力的投入。以建立船舶精度控制体系为目标，健全各部门之间的统一协调机制，加强管理，改善生产环境，提高船舶产品质量，增强企业竞争力。

（2）加强与科研机构和院校的技术交流。各船厂往往没有足够研究能力，可以通过和科研院所的交流合作，来提高自身技术水平。同时，船厂之间也应加强技术交流，共同提高技术水平，如南通周边各船厂，通过交流和学习，一方面提高了生产工艺水平，另一方面也为开展精度控制工作的开展打下了技术基础。

（3）积极引进先进精度控制技术。目前国内先进的精度控制的软硬件的开发水平也比较高。直接引进成熟的先进精度控制技术，可以比较快的投入到生产中，较快的提高生产水平。比如在精度测量方面，青岛某技术公司开发的精度控制软件DACS（Dimensional & Accuracy Control System）尺寸与精度控制系统，就可以通过直接购买系统软件、高精度全站仪及各种附件。人员经过培训后就可以直接在生产中快速、精确的对各种焊接件、船体分段、船体合拢进行精度检查及控制。也可以用于船舶制造过程现场尺寸检查、几何量检查、三维精度控制、分段搭载模拟、检查分段CUT/WELD值、预计分段吊装位置、形成精度检查表等，从而整体提高中小船厂的生产水平。

（4）加强对本厂职工的技术培训。加大力度引进高水平技术人员的同时，重视本厂职工教育培训，提高人员素质。在船体建造工位上的具体操作者是精度管理工作的关键，要提高职工对精度控制的重视程度，加强技术培训。特别对船厂的外包工人员，要使他们了解精度控制的重要性，让他们掌握精度造船的具体操作工艺，把精度控制落实到每个人的具体操作中，从而形成一个完整的体系。

八、结束语

船体建造精度控制技术是现代造船模式的一项关键性技术。一些造船发达国家在这方面已取得了显著的经济效益，积累了很多的经验。我国造船工业已经开始全面实行造船模式的转变，这项技术在大型先进船厂应用的同时，也应该系统全面地帮助中小型船厂进行研究和实施。精度控制技术体系在各船厂的推广、应用与发展，将会对国内造船工业整体提高产品质量、提升企业竞争力产生巨大的推动作用。

参考文献：

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【3】胡日强．建造精度控制关键技术研究．大连理工大学学报，2006年10月

【4】叶家玮．船体建造测量及数据处理技术．华南理工大学出版社，2001，9

【5】纪卓尚，刘玉君．造船精度控制技术的探讨．造船技术，1996，(9)：2与-27

【6】《浅谈造船精度补偿的控制方法》中国船舶工业船舶工艺研究所唐汉帆

【7】《船舶制造精度管理及过程控制技术探讨》于昌利,初冠南

第三篇：船舶海工数字化技术

数字化造船技术发展现状及趋势

2576 经过改革开放三十多年的发展，我国船舶工业取得了长足进步。特别是新世纪以来，我国船舶工业更实现了跨越式发展，综合实力和国际地位稳步提升，造船完工量、新接订单量和手持订单量连续多年保持快速增长，造船三大指标已进入世界造船大国行列，已具备了向世界造船强国冲刺的基础和条件。

成为造船强国的重要标志之一，就是要实现数字化造船。在中国造船行业向着这个目标前进的过程中，需要不断应用各种最新的技术，不断提高造船的效率和质量。

数字化造船是以造船过程的知识融合为基础，以数字化建模仿真与优化为特征，将信息技术全面应用于船舶的产品开发、设计、制造、管理、经营和决策的全过程，最终达到快速设计、快速建造、快速检测、快速响应和快速重组的目的。数字化造船技术涵盖的范围非常广泛。我们这里所述的数字化造船技术主要包括船舶设计数字化、船舶建造数字化、船舶管理数字化三个方面。

技术发展状况 国外发展现状

IT技术的发展和现代制造业的管理理念及技术方法深刻地改变着传统制造业。各造船强国如美、日、韩、欧等均十分重视以先进的信息技术手段改造传统的造船设计和生产方式。发达国家在设计技术方面普遍采用了三维设计建模；在信息的集成和共享方面采用了产品数据管理系统，实现了并行协同设计和生产；在制造方面，虚拟制造技术已应用于生产实践中，实现了制造前的生产过程数字化模拟；美国Intergraph公司的Intelliship系统将船舶设计规则融合在CAD（计算机辅助设计）系统中，初步实现了设计的智能化。

当今世界的造船强国日本，早在上世纪八十年代就十分重视造船信息化的自主开发与创新，各大造船集团如日立、三菱、三井、IHI、住友等均组织力量自行开发了造船信息集成系统，日本一些先进船厂基本上都已采用CIMS系统实现了数字化造船。韩国自上世纪九十年代开始大力推行造船信息化，并迅速崛起成为世界造船大国和强国。韩国各大造船集团如现代、大宇、三星等广泛引进欧美的造船CAD系统，如TRIBON、Intelliship等，并结合自身企业的特点自行开发了造船CIMS（计算机集成制造系统）系统，取得了显著的成果，大大缩短了船舶设计建造周期。

美欧在先进制造技术和管理思想方面更先行一步，美国政府在军用船舶制造中推进了MARITECH计划。该计划借助先进的IT理论和技术，以敏捷制造思想为指导，在军船制造中以虚拟企业、虚拟产品、虚拟制造的全新船舶建造方式，实现了快速、精准、灵活、低成本、高质量的舰船生产。欧洲造船业界也推行了SEASPRITE项目，通过Virtual Ship –ROPAX 2000信息平台将12个国家的48个企业、公司、研究机构整合起来，形成虚拟企业联盟，从而大大缩短了研制周期、提高了产品质量。

国内发展现状

随着造船技术的进步，造船工业的发展越来越依赖于先进信息技术的应用。国内造船企业十分重视信息化改造工作，各骨干造船企业均引进或开发了一些面向特定应用的信息系统。在造船CAD/CAM领域的应用较为成熟，各企业设计部门已普遍使用CAD/CAM系统进行详细设计和生产设计。如使用引进的 TRIBON、CADDS5等系统，或使用国内自主开发的SPD、SB3DS系统等。部分企业使用通用CAD软件AUTOCAD等作为辅助设计工具；有些企业已开始应用PDM系统，如引进的Windchill系统，或国内自主开发的Star/PDM等进行产品数据管理和设计过程管理；有的企业引进了国外 HANA造船CIMS系统，在二次开发的基础上开始了设计生产一体化的应用实施；有些企业在计划管理、生产管理、物流管理、财务成本管理等方面也自主开发了一些信息系统。

这些系统从技术层面解决了一些局部问题，取得了一定的效果。如CAD系统的应用提高了设计工作的效率，加深了设计深度；PDM系统的应用规范了设计过程，有效管理了产品的图文信息数据；管理系统的应用提高了管理数据的采集、分析、统计的准确度和及时性。但由于各系统间信息模型的不一致，系统平台的不一致，国外系统的数据结构不开放等诸多问题，使得系统间信息的交换困难、难以进行系统的适应性修改和二次开发，不能顺畅地实现船舶设计、制造、管理信息的一体化。

随着我国造船能力的迅速扩张，日本、韩国等国对我国的技术引进采用了更多的限制措施。我国船企引进的系统缺乏基础数据，引进的管理软件，由于与国内的管理理念和方法不同，在直接使用时存在一系列的问题，需要进行较多的二次开发。

而国内造船技术研究院所和部分企业长期以来坚持造船行业信息化的自主研发，在船舶生产设计、产品数据管理、造船企业生产管理方面形成了一些产品，并被造船企业广泛应用。有些产品已出口至国外造船企业。

与此同时，限于体制、机制等各方面的原因，国内造船企业大都各自进行企业信息化改造和信息系统开发，造船行业信息化研究力量分散，无法发挥整体作战效应。在国家发展改革委的支持下，2008年，我国成立了以上海船舶工艺研究所为技术依托单位的数字化造船国家工程实验室。经过两年多的建设，相继建立了四个技术平台，为造船软件的应用环境、造船流程、造船工艺、造船信息标准化研究等创造了条件。该实验室本着“边建设、边运行、边见效”的原则，在研究开发、团队建设、人才培养、组织管理、产学研用、学术交流和工程服务等方面均取得了显著成效，已成为我国开展数字化造船共性技术研究、应用工具开发和工程支持的重要平台。技术差距

目前，我国造船工业在造船数字化方面，与日本、韩国、美欧造船业仍存在较大差距，主要体现在：（1）船舶数字化设计方面基于3D模型的CAD/CAM已得到了广泛应用，但基本送审设计和生产设计之间的信息载体仍为纸质图纸，全过程的三维设计远没有实现。CAE的应用局限于设计分析阶段，在船舶建造过程中CAE的应用程度相当低，而数字化造船更强调CAE技术在制造过程中的应用。此外，日、韩等国先进造船企业船舶平均设计周期也明显地比中国造船企业短许多。

（2）造船数字化管理方面CAPP、PDM、CIMS等船舶建造信息支持系统以单个应用为主，标准和编码等基础工作不够扎实，并缺乏准确而齐全的基础数据库。

（3）船舶数字化建造方面信息流对生产设备和设施仅仅是离散型的驱动，并且仅局限于船体部件加工阶段，船舶建造过程中的集成度、自动化程度和数字化程度还相当低。未来发展趋势

纵观前面的1 0 年，一个显著的事实是：信息化仍然是这个新世纪的主要时代特征，仍然是全球范围内推动经济和社会变革的主要力量，仍然是国家竞争力的战略重点和制高点。展望后 10年，我国的信息化将在未来十年开始一次新的长征。这次长征的主要特征就是推动中国信息化向泛在化、可视化、智能化方向发展，以中国经济和社会发展的需求为目标，赶超世界先进水平，抢占全球信息化的制高点，为中国的经济社会转型和现代化服务。未来1 0 年，在先进造船理念和模式（敏捷制造、绿色制造、精益生产、网络化制造等）以及新技术（自动化技术、数字化技术、激光技术、虚拟仿真技术等）的助推下，世界船舶科技将迅猛发展。基于数字技术的模块化、智能化、网络化以及绿色化造船将成为世界造船数字化技术发展的主要趋势。

基于数字化技术的模块化造船模块化造船是采用“积木式”组件，即一些独立的单元件和标准件，通过组装，形成造船中广泛采用的结构模块、舾装模块、壳舾涂一体化模块，这些既相对独立，最终又将组合成一体的模块，不但具有独立功能、通用性和特定界面，而且要在船台（坞）内合拢成船舶。实施模块化造船是传统造船模式向现代造船模式的转变过程。

主要发达国家船舶制造普遍采用壳舾涂一体化集成制造模式，并向模块化建造过渡。美国、前苏联、英国、德国、日本、法国等国家在模块化造船应用方面取得了令人瞩目的成绩，使得建造周期缩短了17~21个月，且呈现不断发展的趋势。德国公司开发的ECOBOX型模块化经济性集装箱船，可在12种船型内选择改型。

模块化造船在巨型总段建造的基础上，同时扩大预舾装和涂装的范围，使总段内的舾装完整性达到前所未有的程度，即除接口位置外，内部的壳、舾、涂工作接近全部完成状态，形成了模块。当整条船舶由这些模块合拢而成时，就实现了模块化造船，使船厂真正成为了总装企业。

基于数字化技术的智能化造船智能化造船是造船生产的最高阶段，它以企业为对象，在系统科学的指导下将企业的全部生产经营过程(包括市场研究、经营决策、产品设计、加工制造、生产管理、销售及服务等)采用软硬件综合成一个由智能计算机、自动化装备和智能机器人所组成的集成系统。智能化造船在制造过程中广泛采用智能化制造装备进行加工和装配，显著提高了生产效率。切割机器人、装配焊接机器人逐步应用，船厂逐渐成为没有灰尘、没有危险和没有疲劳的真正现代化工厂。迄今，世界上还没有哪一家船厂完全达到该阶段，但智能化造船必将成为未来的发展趋势。

基于数字化技术的网络化造船网络化制造是按照敏捷制造的思想，采用互联网技术，建立灵活有效、互惠互利的动态企业联盟，有效地实研究、设计、生产和销售各种资源的重组，利用计算机网络，集成和流通科研、设计、生产及其过程控制信息和经营、管理、服务等信息，从而提高企业对市场的快速响应能力和竞争能力。它对传统制造业的生产和经营方式有重大影响。

基于数字化技术的绿色化造船发展绿色船舶是全球造船界的选择。绿色造船技术不是单一的绿色制造技术，它涉及船舶设计、建造、配套、原材料、标准、管理等各个环节，是一项复杂的系统工程。实施绿色造船的源头在绿色设计，实现的手段是绿色工艺技术与装备，实现的基础在于绿色管理，实现的关键在于数字化技术。发展思路和重点

中国的船舶工业正处于一个新的历史起点上，可以预见，未来相当长时间内，“两化融合”仍将是数字化造船科学发展与自主创新的主题。因此要着力推进船舶产品开发、设计、制造与创新的信息化，深化信息技术在船舶工艺装备等产品上的渗透

融合。推广综合集成制造、敏捷制造、柔性制造、精密制造等先进制造技术，推进船舶工业发展。以信息技术提高造船企业的生产能力和物流效率，推进企业管理信息化，提高船舶企业的业务管理能力和参与国际市场竞争的能力。同时，利用信息化手段促进传统产业整合和产业集群的优化升级。

要在行业内筛选、树立“ 信息化示范企业”，将拥有自主产权的应用软件和先进做法，向全行业推广，以避免重复开发、重复投资，应大力推广信息化优秀成果，发挥其示范作用。要进一步发挥行业协会、造船学会等行业组织的技术交流作用，增强国家工程实验室等行业平台的窗口效应，努力建设造船信息化的实施推广体系，逐步扭转产业发展对国外造船软件系统严重依赖的局面。重点工作：

（1）建立统一的数据交换标准统一数据交换标准是异构系统间信息交换的重要桥梁，该标准是与具体系统无关的统一标准数据格式，该标准的开发和运用是船舶行业或企业实现计算机集成制造系统（CIMS）的关键。目前，最常用的标准数据格式有DXF/STEP/IGES等。目前国外造船行业纷纷开展STEP相关标准的验证工作。美国、欧盟、日本和韩国除了各自成立STEP船舶应用协议开发验证机构外，还建立了合作关系。美国于1994年创立的工业信息基础机构合作组织一直致力于工业虚拟企业试验运行，该组织下属的造船部门已于2000年成立了造船工业虚拟企业的联络机构。日本、韩国和欧盟船舶行业也在开展造船虚拟企业的策划工作。（2）建立PLM系统产品生命周期管理（PLM）自20世纪末提出以来，已迅速成为制造业关注的焦点。PLM结合电子商务技术与协同技术，将产品的开发流程与供应链管理（SCM）、客户关系管理（CRM）、企业资源计划（ERP）等系统进行集成，将孤岛式流程管理转变成集成的一体化管理。PLM实现从概念设计、产品设计、产品生产、产品维护到信息管理的全面数字化，以及产品开发和业务流程的优化，从而全面提升企业生产效率，降低产品生命周期管理成本，最终提升企业的市场竞争力。

（3）数字化测量技术利用先进的激光检测技术及计算机技术，减少造船过程中样箱、样板的使用，节约木材，节约存放空间，提高加工效率、减轻工人劳动强度。完善和提高全站仪等测量工具的功能模块和测量能力，针对船板加工过程，特别是水火弯板工艺过程，研究先进的船板成型测量方法，结合现场环境，重点突破船板成型精度大尺度激光测量技术、数模匹配与比对、检测结果多形式表达、成形工艺过程标识等关键技术，开发可现场在位使用的曲面成型数字化测量系统。

（4）建立智能化造船体系以船舶企业数据库和知识库为基础，通过智能化技术将造船企业经营运作整个过程集成，建立覆盖船舶生产经营全过程的综合决策系统，实现综合管理定量分析和决策，指导企业运行管理的柔性化和智能化，并将决策系统延伸到制造过程，以模块化和自动化为核心，将现代造船模式与智能化制造设备通过信息化技术充分融合，建立流程化生产作业模式，实现造船智能化。

（5）生产现场管理信息化应用推进物联网技术在造船生产现场管理方面的应用，实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理。通过物联网、GPS、GIS（地理信息系统）、无线网络、手持或车载终端、无线监控、看板设备、仿真控制等信息技术和设备的应用，进一步深化造船企业现场管理信息化应用，支持现场物流管理、进度管理、作业管理、关键设备管理、动能源管理、看板管理、5S管理、安全管理、质量管理等多个方面的信息化管理。（6）普及虚拟现实技术虚拟现实技术在船舶建造中的应用将越来越广泛，从行业的角度包括对商品化虚拟仿真软件进行消化、吸收和二次开发，扩大虚拟仿真在船舶制造过程的应用。虚拟现实技术具有沉浸感、交互性、构想性、自主性、多感知性等特点。从技术的角度而言，硬件应该是向图形工作站集群系统发展，软件是向集成化、平台化方向发展。从技术创新的角度，虚拟仿真应用系统应该向国产化的方向发展。

未来几年，我们对于虚拟现实技术的研究重点应着力于船舶行业虚拟仿真应用开发平台的研究、船舶设计与虚拟评估一体化集成技术的研究、船舶建造虚拟装配技术应用研究与系统开发的研究、船舶建造生产物流虚拟仿真技术的开发与应用研究等。

（7）建立网络化船舶制造模式构建面向行业的基于网络的制造系统，形成数字化工程联盟必将是未来造船模式的大势所趋。这不是依靠个别或者部分先进厂家所能够实现的，必须通过各级企业的ERP系统，提供及时准确的信息来最大限度地克服企业之间供应链的不确定性，形成高效的动态企业联盟，实现行业技术和资源的优化配置，提高行业最大生产效率、效益和竞争力。例如中船集团的管控数字化，就是以“六集中”管理为核心，以集团公司战略管理、风险管理、生产管理、成本管理、决策支持等为重点开展的集团管控信息化建设。（8）数值预报与多学科设计优化

“数值预报”技术与多学科设计优化利用数字化技术来实现船舶性能的预测和优化，研究的都是一些诸如水动力学性能、结构力学性能、振动噪声性能、抗爆抗冲击和材料性能等理论性、专业性极强的对象，其准确与否，直接影响到船舶的性能，对实现研制时间和经费的大幅削减有重要意义。只有“数值预报”能够完全取代或大部分取代利用物理样机所进行的性能试验，即在产品设计阶段就可基本完成产品的“定型”时，我们才能说“数字化造船”的时代真正到来了。

第四篇：《中国制造2025》解读之船舶海工篇

《中国制造2025》解读之船舶海工篇

2015-05-26

工信部装备工业司日前推出了《中国制造2025》规划系列解读，文章称，船舶工业是为水上交通、海洋资源开发及国防建设提供技术装备的现代综合性和战略性产业，是国家发展高端装备制造业的重要组成部分，是国家实施海洋强国战略的基础和重要支撑。为此，《中国制造2025》把海洋工程装备和高技术船舶作为十大重点发展领域之一加快推进，明确了今后10年的发展重点和目标，为我国海洋工程装备和高技术船舶发展指明了方向。

一、充分认识推动海洋工程装备和高技术船舶发展的重要意义

海洋工程装备是开发、利用和保护海洋所使用的各类装备的总称，是海洋经济发展的前提和基础；高技术船舶具有技术复杂度高、价值量高的特点，是推动我国造船产业转型升级的重要方向。海洋工程装备和高技术船舶处于海洋装备产业链的核心环节，推动海洋工程装备和高技术船舶发展，是促进我国船舶工业结构调整转型升级、加快我国世界造船强国建设步伐的必然要求，对维护国家海洋权益、加快海洋开发、保障战略运输安全、促进国民经济持续增长、增加劳动力就业具有重要意义。

（一）加快发展海洋工程装备和高技术船舶是我国建设海洋强国的必由之路 我国是一个负陆面海、陆海兼备的大国，提高海洋开发、控制和综合管理能力，事关经济社会长远发展和国家安全的大局。海洋与陆地的一个根本区别是海上的一切活动必须依托相应的装备，人类对海洋的探索与开发都是伴随着包括造船技术、海洋工程技术在内的装备技术的进步而不断深化的。经略海洋，必须装备先行。特别是我国海洋强国建设进程向前推进，综合实力不断上升，已经对传统海洋强国形成挑战，西方强国在一些核心技术和装备上对我封锁。中国建设海洋强国，必须建立自主可控的装备体系，必须掌握海洋工程装备和高技术船舶等高端装备的自主研制能力。目前，我国正在大力推进南海开发进程以及海上丝绸之路建设，对海上基础设施建设、资源开发、空间开发等相关装备的需求将更为急迫，也对我国高端海洋装备的发展提出了更高的要求。

（二）加快发展海洋工程装备和高技术船舶是建设世界造船强国的必然要求 经过新世纪以来的快速发展，我国已经成为世界最主要的造船大国，具备了较强国际竞争力。未来10-20年我国船舶工业将进入全面做强的新阶段。建设世界造船强国的核心任务是全面推进结构调整转型升级。所谓全面转型，就是产业发展动力的全面转型，由依靠物质要素驱动向依靠创新驱动转变，以产品创新，制造技术创新等支撑产业发展；所谓结构升级，主要是技术结构升级和产品结构升级。加快发展海洋工程装备及高技术船舶制造，是船舶工业全面转型、结构升级，从 而实现全面做强的重要方向。加快提高海洋工程装备及高技术船舶国际竞争力，逐步引领未来国际船舶和海洋工程装备市场，将有力地带动我国船舶工业技术水平、科技创新能力和综合实力的整体跃升。

（三）加快发展海洋工程装备和高技术船舶等高端装备制造业是工业转型升级的重要引擎

随着中国经济进入新常态，增长速度逐步放缓，发展方式开始向集约型转变，经济结构深度调整，发展动力转向新增长点。发展高端制造业，正是中国制造业适应经济新常态，重塑竞争优势的重要举措。船舶工业作为我国最早进入国际市场，并且已经具备较强国际竞争力的行业，具备在我国建设世界制造强国的进程中率先突破的基础和条件。海洋工程装备和高技术船舶等高端的快速发展，必然成为带动整个制造产业升级的重要引擎。

二、未来十年我国海洋工程装备和高技术船舶发展面临的形势

（一）国际船市进入新一轮大的调整周期，海洋工程装备及高技术船舶成为需求热点

船舶工业是一个周期性很明显的产业。纵观国际船舶市场发展历程，间隔30年左右出现一次大的周期波动，其间每3－5年将出现中短期的波动。自2008年国际船市进入新一轮大调整以来，期间虽有起伏，但目前总体上还处在产业调整周期的低位。当前全球运力接近17亿载重吨，运力总量和结构性过剩矛盾较严重，消化过剩运力将需要一段时间。就未来调整方向来看，需求结构出现明显变化，散货船等常规船型需求乏力，海洋工程装备及高技术船舶需求相对旺盛。同时，节能环保的新型散货船、集装箱船、油船将是市场需求主体，液化天然气（LNG）船、液化石油气（LPG）船需求将保持旺盛，汽车运输船、豪华游轮、远洋渔船需求增长将较为明显,更多的市场增量将来自技术复杂船型。

（二）全球造船业竞争格局深度调整，主要造船国在海洋工程装备和高技术船舶领域竞争将日趋激烈

未来一段时期世界造船业仍将保持中韩日竞争格局，并且更主要地体现在高技术船舶和海洋工程装备领域。具体来看，欧洲造船业将进一步退出船舶总装建造市场，但在设计、配套、海事规则制定等方面仍具优势，特别是欧美基本垄断了海洋工程装备领域的核心设计和关键配套；印度、巴西、越南等新兴造船国家受金融危机影响发展迟缓；日本在造船技术、生产效率和产品质量上仍具较强竞争力；韩国造船业将在相对较长时期内保持全面竞争优势，韩国提出未来5-10年将海洋工程装备制造业打造为第二个造船业；新加坡提出全力保持海工装备竞争优势。目前中国在常规海工产品制造领域已经加快赶超新加坡，并在向高端产品转型，未来在深水海工装别产品领域中国、韩国及新加坡之间的竞争将更为激烈。

（三）产业核心竞争要素发生重大变化，关键要素从硬实力转向软实力 在新的产业竞争环境下，决定竞争成败的关键不再是设施规模、低劳动力成本等因素，而是技术、管理等软实力以及造船、配套等全产业链的协同，科技创新能力对竞争力的贡献更为突出。竞争要素的变化直接导致我国船舶工业原有比较优势在削弱，特别是劳动力、土地等各类要素成本集中上升，人民币汇率呈长期升值趋势，低成本制造的传统优势正在消失，产业发展的重心已经从追求速度转向追求质量效益。高技术船舶和海洋工程装备处在船舶产业价值链的高端，是我国船舶工业未来发展的重点。

（四）新一轮科技革命和产业变革兴起，将引发制造业分工格局的深度调整 以信息技术和制造业深度融合为重要特征的新科技革命和产业变革正在孕育兴起，多领域技术群体突破和交叉融合推动制造业生产方式深刻变革，“制造业数字化网络化智能化”已成为未来技术变革的重要趋势。制造模式加快向数字化、网络化、智能化转变，柔性制造、智能制造等日益成为世界先进制造业发展的重要方向。船舶制造也正朝着设计智能化、产品智能化、管理精细化和信息集成化等方向发展，世界造船强国已经提出打造智能船厂的目标。同时，国际海事安全与环保技术规则日趋严格，船舶排放、船体生物污染、安全风险防范等船舶节能环保安全技术要求不断提升，船舶及配套产品技术升级步伐将进一步加快。

（五）产业发展中不平衡、不协调、不可持续问题仍然突出，产业结构亟待调整升级

一是自主创新能力亟待提升，高端产品市场竞争力不强。创新引领和创新驱动明显不足，创新模式仍属追随型。海洋工程装备和高技术船舶占比明显低于韩国，特别是深水装备方面差距更为明显。

二是船舶配套产业亟待升级。韩国、日本船用设备本土化装船率分别高达85％以上和90％以上，我国仍有较大差距，特别是在高技术船舶和海洋工程装备配套领域本土化配套率不足30%。

三是生产效率亟待提高。目前我国造船效率是韩国的1/3，日本的1/4，随着劳动成本的不断攀升，效率对保持成本竞争优势的作用将更加突出。

四是产业结构亟需升级。目前，我国船舶工业面临着资源环境约束日益趋紧、劳动力成本和各类生产要素成本上升等问题，造船产能结构性过剩问题突出，产品结构主要以散货船为主，低端产能过剩，高端产能不足。

三、未来十年我国海洋工程装备和高技术船舶发展思路与重点方向

未来十年，我国船舶工业应紧紧围绕海洋强国战略和建设世界造船强国的宏伟目标，充分发挥市场机制作用，顺应世界造船竞争和船舶科技发展的新趋势，强化创新驱动，以结构调整、转型升级为主线，以海洋工程装备和高技术船舶产品及其配套设备自主化、品牌化为主攻方向，以推进数字化网络化智能化制造为突破口，不断提高产业发展的层次、质量和效益。力争到2025年成为世界海洋工程装备和高技术船舶领先国家，实现船舶工业由大到强的质的飞跃。

《中国制造2025》明确提出，海洋工程装备和高技术船舶领域将大力发展深海探测、资源开发利用、海上作业保障装备及其关键系统和专用设备。推动深海空间站、大型浮式结构物的开发和工程化。形成海洋工程装备综合试验、检测与鉴定能力，提高海洋开发利用水平。突破豪华邮轮设计建造技术、全面提升液化天然气等高技术船舶国际竞争力，掌握重点配套设备集成化、智能化、模块化设计建造技术。

根据产业发展阶段、发展基础和条件，未来十年海洋工程装备和高技术船舶发展方向与重点主要在以下几个方面：

（一）海洋资源开发装备

海洋资源包括海洋油气资源以及矿产资源、海洋生物资源、海水化学资源、海洋能源、海洋空间资源等。海洋资源开发装备就是各类海洋资源勘探、开采、储存、加工等方面的装备。

1、深海探测装备。重点发展深海物探船、工程勘察船等水面海洋资源勘探装备；大力发展载人深潜器、无人潜水器等水下探测装备；推进海洋观测网络及技术、海洋传感技术研究及产业化。

2、海洋油气资源开发装备。重点提升自升式钻井平台、半潜式钻井平台、半潜式生产平台、半潜式支持平台、钻井船、浮式生产储卸装置（FPSO）等主流装备技术能力，加快技术提升步伐；大力发展液化天然气浮式生产储卸装置（LNG-FPSO）、深吃水立柱式平台（SPAR）、张力腿平台（TLP）、浮式钻井生产储卸装置（FDPSO）等新型装备研发水平，形成产业化能力。

3、其他海洋资源开发装备。重点瞄准针对未来海洋资源开发需求，开展海底金属矿产勘探开发装备、天然气水合物等开采装备、波浪能/潮流能等海洋可再生能源开发装备等新型海洋资源开发装备前瞻性研究，形成技术储备。

4、海上作业保障装备。重点开展半潜运输船、起重铺管船、风车安装船、多用途工作船、平台供应船等海上工程辅助及工程施工类装备开发，加快深海水下应急作业装备及系统开发和应用。

（二）海洋空间资源开发装备

海洋空间资源是指与海洋开发利用有关的海上、海中和海底的地理区域的总称。将海面、海中和海底空间进行综合利用的装备可统称为海洋空间资源开发装备。

1、深海空间站。突破超大潜深作业与居住型深海空间站关键技术，具备载人自主航行、长周期自给及水下能源中继等基础功能，可集成若干专用模块（海洋资源的探测模块、水下钻井模块、平台水下安装模块、水下检测/维护/维修模块），携带各类水下作业装备，实施深海探测与资源开发作业。

2、海洋大型浮式结构物。以南海开发为主要目标，结合南海岛礁建设，通过突破海上大型浮体平台核心关键技术，按照能源供应、物资储存补给、生产生活、资源开发利用、飞机起降等不同功能需要，依托典型岛礁开展浮式平台建设。

（三）综合试验检测平台

综合试验检测平台是海洋工程装备总体及配套设备研发设计的基础，是创新的源泉和发展的动力。

1、数值水池。以缩小我国在船舶设计理论、技术水平方面与国际领先水平的差距为目标，通过分阶段实施，建立能够实际指导船舶和海工研发、设计的数值水池。

2、海洋工程装备海上试验场。以系统解决我国海洋工程装备关键配套设备自主化及产业化根本问题为目标，通过建设海洋工程装备海上试验场，实现对各类平台设备及水下设备的耐久性和可靠性试验，加快我国海洋工程装备国产化进程。

（四）高技术船舶

船舶领域下一步发展的重点：一是实现产品绿色化智能化，二是实现产品结构的高端化。

1、高技术高附加值船舶。抓住技术复杂船型需求持续活跃的有利时机，快速提升LNG船、大型LPG船等产品的设计建造水平，打造高端品牌；突破豪华游轮设计建造技术；积极开展北极新航道船舶、新能源船舶等的研制。

2、超级节能环保船舶。通过突破船体线型设计技术、结构优化技术、减阻降耗技术、高效推进技术、排放控制技术、能源回收利用技术、清洁能源及可再生能源利用技术等，研制具有领先水平的节能环保船，大幅减低船舶的能耗和排放水平。

3、智能船舶。通过突破自动化技术、计算机技术、网络通信技术、物联网技术等信息技术在船舶上的应用关键技术，实现船舶的机舱自动化、航行自动化、机械自动化、装载自动化，并实现航线规划、船舶驾驶、航姿调整、设备监控、装卸管理等，提高船舶的智能化水平。

（五）核心配套设备

配套领域下一步发展的重点：一是推动优势配套产品集成化、智能化、模块化发展，掌握核心设计制造技术；二是加快船舶和海工配套自主品牌产品开发和产业化。

1、动力系统。重点推进船用低中速柴油机自主研制、船用双燃料/纯气体发动机研制，突破总体设计技术、制造技术、实验验证技术；突破高压共轨燃油喷射系统、智能化电控系统、EGR系统、SCR装置等柴油机关键部件和系统，实现集成供应；推进新型推进装置、发电机、电站、电力推进装置等电动及传动装置研制，形成成套供应能力。

2、机电控制设备。以智能化、模块化和系统集成为重点突破方向，提高甲板机械、舱室设备、通导设备等配套设备的标准化和通用性，实现设备的智能化控制和维护、自动化操作等。

3、海工装备专用设备。提高钻井系统、动力定位系统、单点系泊系统、水下铺管系统等海洋工程专用系统设备研制水平，形成产业化能力。

4、水下生产系统及关键设备。重点突破水下采油井口、采油树、管汇、跨接管、海底管线和立管等水下生产系统技术与关键水下产品及控制系统技术，实现产业化应用。什么是中国制造2025？

《中国制造2025》是中国版的“工业4.0”规划。规划经李克强总理签批，已由国务院于2015年5月8日公布。2015年5月19日，经李克强总理签批，国务院印发《中国制造2025》，部署全面推进实施制造强国战略。规划提出了中国制造强国建设三个十年的“三步走”战略，是第一个十年的行动纲领。

《中国制造2025》提出，坚持“创新驱动、质量为先、绿色发展、结构优化、人才为本”的基本方针，坚持“市场主导、政府引导，立足当前、着眼长远，整体推进、重点突破，自主发展、开放合作”的基本原则，通过“三步走”实现制造强国的战略目标：第一步，到2025年迈入制造强国行列；第二步，到2035年我国制造业整体达到世界制造强国阵营中等水平；第三步，到新中国成立一百年时，我制造业大国地位更加巩固，综合实力进入世界制造强国前列。10大重点领域

1.新一代信息技术产业。2.高档数控机床和机器人。3.航空航天装备。

4.海洋工程装备及高技术船舶。5.先进轨道交通装备。6.节能与新能源汽车。7.电力装备。8.农机装备。9.新材料。

10.生物医药及高性能医疗器械。

第五篇：浅谈海工高性能混凝土的施工控制

浅谈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来的应用十分广泛，但在施工控制过程中海工高性能水泥混凝土受温度、原材料等诸多外界因素的影响较大，不易控制。本文根据辽河特大桥工程及厦漳跨海大桥工程，对海工水泥混凝土施工控制的一些特点和难点做了简单的分析阐述，有一定的借鉴作用。

关键词： 高性能水泥混凝土； 施工控制； 海工水泥混凝土 1 前言：

辽河特大桥位于辽河入海口，连接辽宁省营口、盘锦两市。是我国长江以北跨径最大、塔身最高的斜拉桥，同时也是我国第一座积雪冰冻地区的大跨径钢结构桥梁。

厦漳跨海大桥位于漳州九龙江入海口，北连厦门海沧投资区，南接招商局中银经济开发区。大桥主体部分为双塔斜拉桥，南汊为每跨70米的连续钢构。桥面行车道宽度为33米。辽河特大桥与厦漳跨海大桥均采用海工高性能混凝土技术，而选用的海工高性能水泥混凝土因其胶凝材料种类多，高外加剂掺量，混凝土的工作性能难以控制，坍落度损失较大，不利于运输，本文主要是针对以上两个工程中混凝土的施工过程控制进行总结和分析，对施工具有一定的指导意义。本文为本人在XXXXXXX工作期间所参建项目（辽河特大桥工程及厦漳跨海大桥）针对混凝土现场施工控制的工作总结，针对海工水泥混凝土施工不易控制的特点，根据辽河特大桥和厦漳跨海大桥工程的特点，本文从原材料和温度两个方面总结了以下一些在类似条件下控制中需要注意的要点。原材料： 2.1，外加剂

高外加剂掺量也是海工高性能水泥混凝土的一大特点，因为加入胶凝材料的众多混凝土会变的很粘（例如在辽河特大桥工程水泥混凝土所用的胶凝材料中就加入了微硅灰），往往坍落度达到要求了，可是扩展度却严重不够。这个时候略微的提高外加剂的掺量能够改善混凝土的流动性，但还存在一个问题，就是外加剂的掺量大了，水泥混凝土浇筑到最后阶段时的浮浆会增多，会造成混凝土的强度不均匀。海工高性能水泥混凝土是严禁二次加水的，所以应在现场备有适当的减水剂以便调整。因为所采用的外加剂是液体的，并且针对辽宁的酷寒，采用的减水剂中还掺有抗冻剂的成分，极易爆炸，所以在拌合现场下达禁烟及明火令。外加剂一般采用的都是国内知名的外加剂厂家，出场质量可靠，但存在一个问题，那就是外加剂和种类众多的胶凝材料能否充分的反应以及良好契合的问题。简单的用几个指标来衡量外加剂的质量是不可靠的。针对这个问题，措施是请来外加剂厂的技术员在试验室内近1个月不间断的试配配合比，要求厂方在配方上做到微调能和辽河特大桥工程当地所采用的材料良好反应以保证海工水泥混凝土的高性能。拌合站中外加剂的储存是储存在一个大罐中的，为避免因气候原因可能会造成外加剂流体的浓度不均的问题，在贮存罐中加入振荡器以保持外加剂的浓度均匀。2.2，胶凝材料：

因为高性能水泥混凝土的胶凝材料众多，在辽河特大桥工程，胶凝材料就有水泥、粉煤灰、矿粉及微硅灰四种之多。而厦漳跨海大桥工程也有水泥、粉煤灰和矿粉三种。我们在选料方面精挑细选选择性能稳定的优质的胶凝材料以满足施工的需要。这么多的胶凝材料的反应时相当复杂的，这就需要根据现场水泥混凝土出现的各种状态来微调以达到混凝土具有良好的工作性的目的。措施是在前场看盘前三车水泥混凝土每车都对混凝土的工作性进行检查（包括塌落度，扩展度及含气量），以及后续每三车都对工作性做以检测以便配合后场对施工配合比的微调。以及对胶凝材料的投料顺序进行了多次调整以保证众多的胶凝材料能够较稳定充分的发挥。还有胶凝材料的温度也是控制的一大要点，进场的胶凝材料温度通常是很高的，如何能在不影响施工进度的前提下使胶凝材料保证在合适的温度适合水泥混凝土的拌制是个控制的难点。措施是多竖立胶凝材料储料罐以及利用水冷原理对胶凝材料储存罐体的降温。2.3，集料：

在集料的各项指标中集料的级配是很重要的，选取良好级配的集料拌制混凝土是我们首要措施。以及集料的含泥量对海工高性能混凝土的影响是巨大的，所以在含泥量这项指标的检测和控制上是相当严格的，不合格的坚决不允许进场。针片状也是控制集料质量的一大要点。集料的其他各项指标也是控制中的重点。每次开盘前对于集料含水率的准确测定也是一大控制要点，应对措施是以每4个小时为一个台班，每一个台班测定一次含水率以便对集料的含水率随时掌握，便于我们对施工配合比的随时调整。3 温度：

3.1，原材料温度：

㈠,严格控制好水泥混凝土的出机温度，出机温度即水泥混凝土拌合完成离开搅拌机时的温度。海工高性能水泥混凝土的出机温度不能过高，过高会影响海工水泥混凝土的流动性，造成较大的坍落度损失，不利于水泥混凝土的长途运输以及现场的施工。当然出机温度也不宜过低，过低的出机温度会对混凝土的工作性能产生很大的影响。

㈡,严格控制好水泥混凝土的入模温度。水泥混凝土的入模温度一直是我们现场对混凝土控制的一个重要指标。入模温度过高，再加上水泥的水化反应始终在放出大量的热量，会造成混凝土内部局部温度骤然升高，会造成水泥混凝土的开裂造成质量问题。反之，若水泥混凝土的入模温度过低，会对混凝土早期的强度增长产生巨大影响，严重影响水泥混凝土的强度。一般将入模温度控制在8℃-30℃。

针对以上水泥混凝土的温度问题我们的应对措施是：

a在厦漳跨海大桥工程，夏季是非常炎热的，需严格控制水泥等胶凝材料的入场温度，因为，胶凝材料例如水泥在出场的时候温度是很高的，而在夏天通过密闭的水泥罐车运输到施工现场储存入拌合站的水泥罐中温度并没有损失多少，仍然会保有60摄氏度以上的高温。这种温度的胶凝材料不能直接用于水泥混凝土的拌合。应对措施是拌合站多竖立胶凝材料储存罐，尽量让刚进场的胶凝材料在胶凝材料罐中贮存3-4天，同时对胶凝材料储存罐的顶部加上喷淋设施让冷水从顶部沿罐体外壁流下利用简单的水冷原理给胶凝材料降温。这样的好处是能保证施工进度不受影响，也能保证不用过热的胶凝材料以达到控制海工高性能水泥混凝土的出机和入模温度。并且同时使用机制冷水拌合，进一步的控制水泥混凝土的温度。在现场每隔1小时就用红外线测温枪测量一次水泥混凝土温度以便随时控制。通过以上措施，在炎热的漳州也能使水泥混凝土的入模温度控制在30℃以下。

图示为现场测试水泥混凝土入模温度。

b冬季：在辽河跨海大桥工程，冬季是非常冷的，寒风凛冽。经测量，通常裸露在外集料的温度都会达到零下10度左右，采取的措施是给集料堆场加盖加门使之成为一个简易的大库房，里面放置两台大功率的热鼓风机不间断的鼓风，这样集料的温度有显著的升高。并且用活动板材将拌合楼封闭起来仅留下出料口，这样的好处是拌合楼这样一个相对小的环境内搅拌机周围的温度不会过低。其次是对拌合用水的加热，拌合用水加热温度不到45℃不允许开盘。在现场每隔1小时就用红外线测温枪测量一次混凝土温度随时控制。通过以上措施，在辽宁零下20℃的天气里，在现场测出的入模温度是10-13℃。

图示为将混凝土拌合站封闭 图示为给砼运输车罐体加挂棉毡以起到保温效果

3.2，外界温度：

对于气候条件较为复杂的海上环境，我们针对漳州炎热夏季和辽宁酷寒的冬季这样的气候条件做了大量的工作。在混凝土浇筑前，在炎热的漳州，采取搭遮阳棚避免阳光的直射造成模板的温度过高，保证浇筑后混凝土表面无裂缝、无明显气泡、无明显色差、无明蜂窝麻面。而在严寒的辽宁采取在拖泵处搭棚升火的方式避免水泥混凝土的温度损失过快，不影响水泥混凝土早期强度的增长。4 其他的一些注意事项

施工过程中还应注意到一些问题： ⑴水泥混凝土施工

水泥混凝土浇注时，水泥混凝土下料口与浇筑面之间距离不能过大，否则混凝土易离析，振捣时以水泥混凝土表面出浆为宜，同时应避免漏振和过振。⑵水泥混凝土养护

水泥混凝土的养护应确保水泥混凝土表面不受污染；充分合理的养护是保证水泥混凝土硬化后表面和内在质量的关键。5 结语

在两个工地的海工高性能水泥混凝土控制中，将水泥混凝土浇筑过程中的施工记录登记整理成册，以便总结经验，为对高性能水泥混凝土的控制提供了大量翔实的数据支持。

海工高性能水泥混凝土的施工过程控制是一项艰难复杂并且费心费力的工作，需要专心细致的对待，平时多观察，多思考，多动脑筋，多多对反常的现象仔细分析，才能更好的掌握控制要点，保障施工即使有序的完成。主要参考文献：

〔1〕单国良, 蔡跃波, 余熠, 蒋陈霞 著《掺硅粉、粉煤灰海工高性能混凝土示范工程应用》

水运工程 2003.9 〔2〕罗承智，王文仲，孙颖涛著《浅议冬季施工混凝土的养护》 科技信息 2010.4 〔3〕王国富 著《预拌混凝土质量控制措施》

山东大学出版社 2007.12