淺析綠色制造在船舶結(jié)構(gòu)中的設計和應用

吳銘

【摘 要】本篇文章首先對綠色船舶制造的基本含義進行概述，其次從框架設計、節(jié)能設計、材料設計、標準化設計等多個方面入手，對綠色制造在船舶結(jié)構(gòu)中的設計進行解析，并結(jié)合綠色船舶具備的主要特性，提出綠色制造在船舶結(jié)構(gòu)中的應用。

【關鍵詞】綠色制造；船舶結(jié)構(gòu)；設計

中圖分類號： U671 文獻標識碼： A 文章編號： 2095-2457（2018）16-0016-003

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.16.007

【Abstract】In this article，the basic meaning of green shipbuilding is summarized. Secondly，the design of green manufacturing in ship structure is analyzed from the aspects of frame design， energy saving design，material design and standardized design.Finally，combined with the main characteristics of green ships，the application of green manufacturing in ship structure is proposed.

【Key words】Green manufacturing； Ship structure； Design

生產(chǎn)制造是現(xiàn)代社會人類獲取更多經(jīng)濟效益的主要方式，同時也能給人們提供更多的財富。但在此環(huán)節(jié)中，除了可以給人們提供理想的效益之外，還會造成有限資源的大量消耗，給人們賴以生存的生態(tài)環(huán)境帶來不利影響，從而成為現(xiàn)階段生態(tài)破壞的根本因素之一。眾所周知，在進行船舶制造的過程中，會消耗大量能源，同時會給周圍環(huán)境帶來嚴重污染。為了給人們營造良好的生態(tài)環(huán)境，就要把綠色制造理念運用到船舶制造中，在減少能源消耗的基礎上，提升制造效率和水平。通過對綠色制造在船舶結(jié)構(gòu)中設計和應用的探究，便于研發(fā)出具備創(chuàng)新特性的技術，為綠色船舶事業(yè)的健康發(fā)展營造良好條件，實現(xiàn)綠色制造領域的穩(wěn)定發(fā)展。

1 綠色船舶制造的基本概述

在對綠色船舶制造有所認識之前，首先需要對綠色船舶含義加以界定，其和船舶綠色制造之間存在較強的聯(lián)系性。所謂的綠色船舶主要指，其在全壽命周期中，涉及了設計、制造、運營等環(huán)節(jié)，借助現(xiàn)代化技術，能夠更好的迎合用戶功能以及應用需求，同時達到減少能源消耗，降低對周圍生態(tài)環(huán)境的影響，還能對勞務提供者、制造者以及應用者提供良好的產(chǎn)品。從某種角度來說，船舶綠色制造的含義就是在綠色船舶的條件下形成的。而船舶綠色制造主要指，為了促進綠色船舶目標的落實，在進行船舶綠色制造時，盡量把對環(huán)境的影響降至最低，減少產(chǎn)生污染物的數(shù)量，提升廢棄物以及有限資源的應用效率，以此促進船舶制造事業(yè)整體效益和水平的提升[1]。

船舶作為一項特護產(chǎn)品，其運營周期結(jié)束過程中通常無需回原船廠進行拆解，因此要想實現(xiàn)綠色船舶的制造，就要把工作重心放置在綠色船舶制造方面。在進行綠色船舶制造的過程中，其核心標準在于綠色船舶設計、制造、服務以及退役等全生命周期，對其經(jīng)濟效益、社會效益等因素進行全面思考，盡可能減低對周圍環(huán)境的影響，減少能源的消耗，提升有效資源的應用效率，極大限度的提升船舶制造的環(huán)保性和節(jié)能性。

2 綠色船舶具備的主要特性

2.1 現(xiàn)代性

綠色船舶的術要求相對嚴格，現(xiàn)代化技能的應用可以保證綠色船舶的時效性，以此在進行綠色船舶制造過程中，需要把現(xiàn)代化技術運用其中，使其具備較為顯著技術性和現(xiàn)代性。技術性和現(xiàn)代性需要在進行船舶設計以及制造過程中，應用的相關技術可以保障船舶具備較強的時效性和安全性，滿足國家有關標準，保證綠色船舶制造產(chǎn)品含有較強的市場競爭優(yōu)勢。

2.2 合理性

船舶事業(yè)為了能夠?qū)崿F(xiàn)長遠發(fā)展，需要對其經(jīng)濟效益充分注重，因此，在進行綠色船舶制造的過程中，須重視成本核算，注重船舶應用周期以及成本[2]。只有做好綠色船舶制造成本的把控工作，才能保證設計的應用價格更滿足客戶心理價位，以此確保綠色船舶含有較強的預期價值，同時保障綠色船舶可以創(chuàng)造更好的效益。

2.3 環(huán)保性

綠色船舶自身含有一定的節(jié)約性和環(huán)保性，這些特性將會在綠色船舶整個生命周期中進行體現(xiàn)，因此，在生命周期各個環(huán)節(jié)中，環(huán)保特性均需根據(jù)實際情況加以科學設定，以此讓綠色船舶更具備環(huán)境協(xié)調(diào)特性。

3 綠色制造在船舶結(jié)構(gòu)中的設計

3.1 框架設計

針對綠色船舶結(jié)構(gòu)設計來說，應該全面實現(xiàn)船體框架的優(yōu)化，在對能源和資源應用情況進行思考的基礎上，結(jié)合船舶框架以及規(guī)模加以科學設定，盡量提高船舶運行效率，保證船舶運行的平穩(wěn)度，提升船舶承載能力，確保船舶運行安全[3]。

3.2 節(jié)能設計

鑒于綠色船舶節(jié)能設計，首先，應該給予新型能源開發(fā)和應用充分注重，例如全面應用風能、太陽能等，將新型能源在船舶節(jié)能設計中的效果充分激發(fā)。其次，可以選擇提升促進優(yōu)化的方式，例如尋找具備高效性以及節(jié)能性的優(yōu)化推行形式，促進優(yōu)化推動效果的提升。此外，注重燃油材料應用效率，例如應用現(xiàn)代化燃油應用技術，保證燃油的高效應用，以此達到節(jié)能的目的。最后，重視能源循環(huán)應用技術，例如回收廢棄再利用技術以及分離廢棄物再利用技術等，從而起到綠色船舶節(jié)能設計的優(yōu)化和完善。

3.3 材料設計

3.3.1 涂裝材料

在我國原始船舶制造領域中，應用的涂裝材料將會給水源以及生態(tài)環(huán)境等帶來嚴重影響，其通常會對涂裝鋼材料進行前期處理，之后將處理完畢的鋼材料進行再次涂裝。由于涂裝處理流程含有較強的復雜性，并且能源消耗以及環(huán)境影響比較嚴峻，所以，在進行綠色船舶設計的過程中，盡可能減少原始涂裝材料的應用，并把現(xiàn)代化涂裝技術運用其中，選擇具備環(huán)保特性的涂裝，把涂裝材料對生態(tài)環(huán)境以及水源的影響降至標準范圍內(nèi)，以此達到綠色船舶結(jié)構(gòu)設計的效果。涂裝施工流程見上圖1。

3.3.2 焊接材料

在我國船舶事業(yè)中，應用的原始焊接材料中存在大量的助焊藥劑，并且助焊藥劑往往需要在高溫環(huán)境下進行，將會使得部分有害氣體揮發(fā)到空氣中，給施工人員的身體造成一定影響，并導致環(huán)境污染。而在綠色制造理念的作用下，在進行綠色船舶結(jié)構(gòu)設計的過程中，選擇的焊接材料應該具備低煙低毒特性，并應用現(xiàn)代化的焊接方式和工藝，將焊接材料自身的作用和功效充分發(fā)揮[4]。

3.3.3 絕緣材料

在我國船舶工作中，應用的傳統(tǒng)絕緣材料的過程中，一般以玻璃棉、礦棉等材料為主，這些傳統(tǒng)絕緣材料在舍棄之后，無法全面處理和降解，給周圍土壤以及水源等帶來嚴重影響。因此，不可在綠色船舶設計中運用該項絕緣材料。在綠色船舶絕緣材料選擇的過程中，應該注重對絕緣材料環(huán)保性以及技術性的思考，盡量選擇現(xiàn)代化環(huán)保絕緣材料，以保證船舶工程框架滿足綠色環(huán)保設計需求。

3.4 標準化設計

綠色船舶所應用的標準化設計可以實現(xiàn)船體結(jié)構(gòu)的規(guī)范和優(yōu)化。在船舶工程應用零部件選擇的過程中，需要根據(jù)相關標準來實現(xiàn)，以此防止選擇材料存在失誤，造成不必要的經(jīng)濟損失。同時，標準性的零部件材料能夠?qū)⑵渥陨碜饔贸浞旨ぐl(fā)，促進材料之間的鏈接，提升資源的應用效率，達到節(jié)能環(huán)保的目的。

3.5 模塊化設計

通過對綠色船舶開展模塊化設計工作，可以有效提高工作水平和效率。模塊化設計能夠防止逐件分裝工作中消耗大量的人力資源以及物力資源，實現(xiàn)物盡其用，同時還能減少噪音污染，促進設備以及材料的更新，更好的實現(xiàn)現(xiàn)有資源的整合和完善，達到綠色船舶設計節(jié)能環(huán)保的效果。

4 綠色制造在船舶結(jié)構(gòu)中的應用

4.1 合理選擇對應的加工工藝

首先，全面應用凈成形加工技術。在當前凈成形加工技術全面發(fā)展的背景下，凈成形加工技術的運用可以更好的生產(chǎn)和研發(fā)出和零部件形狀功能相迎合的產(chǎn)品，在該技術的作用下，可以防止能源的大量消耗，降低對資源的應用[5]。所以，在綠色船舶制造的過程中，需要給予凈成形加工技術應用高度注重，以此保證綠色船舶制造的環(huán)保性和節(jié)能性。其次，科學運用干式加工技術。所謂的干式加工技術也就是在防止添加冷卻劑的狀況下實現(xiàn)加工生產(chǎn)的技術。在該加工技術的作用下，不但能夠從基礎上將冷卻劑應用環(huán)節(jié)中存在的各項問題進行處理，同時還能簡化制造流程，減少加工成本投放。所以，干式加工技術得到了綠色船舶制造的廣泛應用和推廣。在干式加工技術的作用下，可以簡化綠色船舶制造流程，減少能源應用，降低對周圍生態(tài)環(huán)境的影響。

4.2 加強焊接工藝的選擇

首先，高性能焊接電源的選擇。近幾年，隨著我國科學技術的快速發(fā)展，焊接電源也呈現(xiàn)出節(jié)能特性，高性能焊接電源和原始電源進行比較，不管是在環(huán)保性能方面，還是在節(jié)能方面，均具備較強的優(yōu)勢。同時高性能焊接電源可以和信息技術相結(jié)合，給予高性能焊接電源信息化以及現(xiàn)代化特性，使焊接工作更加精準，獲取理想的焊接效果。其次，高性能焊接設備的運用。焊接設備作為綠色船舶制造中的核心要素，對設備合理選擇和應用非常重要。因高性能焊接設備自身含有較大的節(jié)能性和環(huán)保性，焊接效果較為理想，進而得到了綠色船舶制造的廣泛應用，可以更好的迎合綠色船舶制造節(jié)能需求。最后，高性能焊接工藝的運用。焊接工藝對焊接效果起到了決定作用，在綠色船舶制造中所采用的焊接工藝需進行理選擇，以便保證船舶制造整體效果。針對高性能焊接工藝來說，其可以提高焊接效果，簡化焊接流程，降低對能源的應用，因此高性能焊接工藝在綠色船舶制造中應用較為普遍，可以有效保證船舶制造的綠色環(huán)保特性。

4.3 保證涂裝工藝應用的綠色性

首先，綠色環(huán)保涂料的選擇。在進行綠色船舶制造時，涂料選擇非常重要，其直接影響著船舶制造的環(huán)保特性和標準。因此，要想實現(xiàn)對涂裝數(shù)量的把控，應該科學選擇厚膜型，在底漆選擇時應該具備萬能特性。通過應用簡化涂裝流程，促進涂裝水平的提升，進而更好滿足船舶制造節(jié)能環(huán)保需求。其次，保證環(huán)保作業(yè)的全面性和高效性。綠色船舶制造應該把綠色環(huán)保理念貫徹其中，結(jié)合船舶制造模塊化制造，注重涂裝工藝設計，實施涂裝工藝動態(tài)修整，在綠色環(huán)保涂裝工藝的作用下，達到船舶涂裝工作的環(huán)保效果[6]。

5 結(jié)束語

總而言之，綠色船舶設計和制造能夠從基礎上減少能源的消耗，降低對生態(tài)環(huán)境的影響。通常情況下，船舶綠色標準展現(xiàn)在船舶應用壽命周期上，秉持環(huán)保、節(jié)能的標準，運用現(xiàn)代化技術，在將船舶自身功能充分激發(fā)的狀況下，實現(xiàn)綠色船舶設計和制造的環(huán)保性和節(jié)能性。

【參考文獻】

[1]翁方勇，王奇，祝林.綠色制造工藝在船舶結(jié)構(gòu)中的設計及應用[J].交通節(jié)能與環(huán)保，2018，14（01）：19-21.

[2]王琦，曾向明.綠色船舶的概念及關鍵技術[J].中國水運（下半月），2017，17（12）：8-9.

[3]中國造船需要綠色制造[J].廣東造船，2017，36（05）：10.

[4]呂龍德.綠色造船繞不開的華山一條道[J].廣東造船，2017，36（05）：11-13.

[5]李奇楠.船舶綠色制造標準體系構(gòu)建研究[J].中國標準化，2017（05）：86-91.

[6]徐寧.船舶制造的綠色制造技術分析[J].珠江水運，2017（01）：88-89.