船舶建造工艺技术及其改进策略

引言

全球化不断加深的当下，船舶是国际贸易的主要运输载体，船舶建造的质量与效率直接关联到国家经济的竞争力。近些年，环保法规越发严格，新技术持续出现，市场需求变得越发多样化，船舶建造行业正在经历变革，深入探究船舶建造工艺技术，找出并解决存在的问题，探寻有效的改良办法，这对于改善我国船舶建造行业的总体水平有着重要意义。

1 船舶建造工艺技术的基本概念

船舶建造工艺技术就是把船舶设计变成实物产品的各种加工，装配，安装等技术方法和操作流程的总和，包含从原材料处理到船舶下水的全部时期。不是单一的技术门类，而是融合机械加工，焊接，涂装，舾装等多个领域的复合技术体系，每一道工序都有自己的工艺标准和操作规范，关键在于利用科学的方法和先进的设备，完成船舶结构的精确成形，设备的合理布置以及性能的有效保证。既要符合船舶的强度，密封性等基本要求，也要顾及建造效率和成本控制，随着技术发展，现代船舶建造工艺已从传统的经验型操作转变为数字化，标准化的系统工程，包含工艺设计，过程控制，质量检测等诸多环节的协同运作，是船舶工业发展水平的重要标志。

2 当前船舶建造工艺技术现状

2.1 船舶建造工艺技术的类型分析

当下船舶建造工艺技术有着一种多样化发展的趋势，造就出适合各种不同类型、不同建造需求的技术系统。关于船体建造工艺来说，其建造中的分段建造和总装工艺占了多数，并采用将其船体划分成若干个分段实施预先制作之后，在于船台或是船坞执行整体组装的方法配合精度控制技术使分段之间的对接达到精准无误的要求。针对焊接工艺来讲，原先的手工电弧焊早已被以埋弧焊及气体保护焊为主的自动化焊接取代，部分高端船厂使用激光焊接技术去焊接薄板构造的部分，从而增强其焊接效率并维持一定的焊接品质稳定性。舾装工艺朝着模块化、预舾装方向发展，把管路，电缆，设备之类的东西在陆地预先组合成功能单元，然后吊起来放到船上，这样就能缩减船上的工作量，涂装工艺形成了一套从钢材预先处理一直到最终涂装的体系，包含抛丸除锈，底漆喷涂，面漆涂装这些步骤，而且搭配环保型涂料的使用，既考虑了防锈的性能。又顾及到对环境友好，数字化工艺技术正在迅速普及，三维建模，虚拟仿真，数字孪生等技术被应用到工艺设计和过程控制当中，从而促使船舶建造朝着智能化方向转变。

2.3 船舶建造工艺技术的现存问题

目前船舶建造工艺技术发展过程中还存在着很多瓶颈，阻碍了行业进一步升级。自动化和智能化水平不均衡，一些重要工序比如复杂的曲面焊接，精细的涂装还是依靠人工来完成，自动化设备大多用于简单重复的工作，并且缺乏对工艺过程的智能感知和自动调节的能力，工艺标准不统一。不同的船厂甚至同一个船厂的不同车间，在工艺参数和操作规范上都有所不同，造成同类型的船舶建造质量参差不齐，影响品牌的统一性。绿色工艺应用不广，尽管环保型涂料，节能设备之类的东西有所推行，不过因为成本限制，不少中小型企业还在继续使用污染重，耗能多的传统工艺，这些工艺跟越发严格的环保法规存在矛盾，而且工艺技术跟船舶多种化的需求无法很好的配合，特种船舶。比如LNG 船，豪华邮轮之类的越来越多的时候，现有的工艺技术无法达到精度高，复杂程度大的建造需求，有工艺瓶颈，再就是新工艺研发时间长，花费大，和市场上快变的状况之间也存在矛盾。

3 船舶建造工艺技术改进策略

3.1 技术创新与研发

技术创新研发是船舶建造工艺升级的关键动力，要形成多层次的创新体系。针对关键工艺瓶颈，加大智能化焊接，高效涂装，数字化装配等领域的研发投入，支持企业同科研机构联手展开原创性研究，冲破激光焊接质量控制，机器人路径规划等核心技术，削减对外技术的依存度，推进跨学科技术融合，把人工智能，大数据，物联网等技术同传统工艺融合，研制具有自主知识产权的智能工艺装备和管理系统，比如依靠机器视觉的焊接质量在线检测装置，依靠大数据分析的工艺参数改良平台。同时建设工艺技术试验验证平台，为新技术、新工艺等搭建中试平台，让其从实验室更快地走向工业化应用，降低新技术应用的风险，在创新模式上采用“逆向创新”，以市场需求为导向，针对市场上对高性能、低能耗船舶的需求，从终端使用环节反推设计工艺的技术解决方案。

3.2 工艺流程优化

工艺流程优化要从全局视角重新规划船舶建造的生产序列，提升整体效率和协同性。推行全流程数字化管控，创建包含设计，采购，生产，检验的一体化信息平台，达成工艺数据的及时共享和追溯，破除信息孤岛，保证设计意图和生产执行一致，采用并行工程理念，冲破传统的串行作业模式，在船体设计期间就开始做舾装，涂装等工艺的预备工作，做到多工序并行推进，缩减建造时间，针对工艺衔接时的薄弱之处，改善工序接口设计，改良分段建造和总装的对接工艺，统一尺寸标准和定位基准，削减现场调整的工作量。并且通过价值流找到其中的浪费，比如重复检验的过程，不必要的物料运输，进行精简优化，提升流程效率；建立柔性化生产的工艺系统，采用模块化生产、模块化设备等方式，让工艺能够适应不同类型的船舶建造，让工艺更加灵活；

3.3 质量控制与保障

质量控制和保证是工艺技术改进的重要依托，要形成全产业链的质量管控系统。要加大工艺过程中的在线监控力度，在焊接，涂装这些关键步骤采用传感器和智能检测装置，随时收集温度，压力，厚度等工艺数据，通过数据分析迅速识别质量问题，不让缺陷继续扩散，要改善质量评判体系，针对各个工艺环节制订详尽的工艺标准以及检查准则，做到工艺参数和操作准则的一致化，从而保证各个生产单元之间的质量水平一致，还要加强对标准的执行监督力度，让质量管理职责落实到每一个岗位身上。创建质量追溯体系，把原材料，设备，操作人员，工艺参数之类的信息记录下来，从而达成船舶从制造到交付的全部生命历程的质量追踪，方便查找问题并且确定责任，而且采用先进的质量检测手段，像无损伤检测，三维扫描等等，提升质量检测的精确性与效率，缩减人为因素对检测结果的影响，给工艺改良给予可靠的品质数据支撑。

3.4 人才培养与团队建设

人才培养、团队打造是工艺技术持续优化的根本，要形成多种类型的人才培育体系。加大技能型人才培育力度，针对工艺操作展开专门培训，特别是智能化设备的操作与维修技能，“师带徒”，“技能竞赛”等形式来提升一线工人工艺水平及解决问题的能力，塑造一批具备先进工艺的技能骨干，重视复合型人才培育，促使技术人员跨领域学习，比如让焊接工程师学习机器人编程知识，让设计人员知晓生产工艺细节，培育一批既懂技术又懂经营的复合型人才，提升团队协同创新能力。创建校企合作机制，同高校、职业院校创建实训基地，依照行业需求来设置专业课程，给企业送去有扎实理论根基和实际操作能力的后备人才，而且要完善人才奖励机制，通过技能等级认定，工艺更新奖励，职业晋升通道创建等办法，调动员工学习热情和革新活力，塑造起稳定，高水准的工艺技术队伍。

结语

船舶建造工艺技术改善是一项庞大的系统工程，要从技术创新、工艺流程改良、质量把控、人才培育等方面展开，做到整体推动，持续投入技术研发力量，促使智能化、数字化技术广泛应用于船舶建造中，从而优化建造速率和品质状况，大力开展工艺标准制订及执行工作，塑造起严格的品控体系，才能守护船舶建造的品质。

参考文献

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