綠色制造工藝在船舶結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用

陸振興

摘 要：在船舶制造行業(yè)飛速發(fā)展的今天，其生產(chǎn)過程的節(jié)能性與環(huán)保性備受關(guān)注，而綠色制造為新時期背景下一種新型生產(chǎn)模式及生產(chǎn)理念，將其滲入綠色船舶整個設(shè)計與建造過程，符合現(xiàn)代可持續(xù)發(fā)展理念，確保船舶生產(chǎn)質(zhì)量的全面提升，減少對生產(chǎn)及建造材料的過度浪費，保證船舶制造在經(jīng)濟與環(huán)境效益方面的雙豐收。

關(guān)鍵詞：船舶結(jié)構(gòu);綠色制造;應(yīng)用

前言：船舶制造對世界經(jīng)濟的發(fā)展和變革起到了促進作用，但是船舶制造業(yè)進步的同時，也帶來了一定的環(huán)境影響和能源危機方面的問題，使得可持續(xù)發(fā)展受到制約。針對我國而言，船舶制造的發(fā)展程度還不夠深入，通常利用環(huán)境和資源代價取得一定的收益，在船舶的未來發(fā)展中，需要堅持綠色可持續(xù)發(fā)展觀念，實現(xiàn)船舶事業(yè)的發(fā)展邁入一個新臺階。因此，為了更好的促進我國社會的進步和經(jīng)濟的發(fā)展，采用綠色制造技術(shù)來完成船舶制造成為了必然的選擇。

1綠色制造

綠色制造，又稱環(huán)境意識制造，即在保證產(chǎn)品功能、質(zhì)量的前提下，綜合考慮環(huán)境影響和資源利用效率的現(xiàn)代制造模式，它借助于各種先進技術(shù)使產(chǎn)品在設(shè)計、制造、包裝、運輸、使用到報廢及回收處理的整個生命周期中不產(chǎn)生環(huán)境污染或環(huán)境污染最小化，資源利用效率最高，能源消耗最低，實現(xiàn)企業(yè)經(jīng)濟效益與社會效益的協(xié)調(diào)發(fā)展，它是人類可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略在現(xiàn)代制造業(yè)中的體現(xiàn)。

綠色制造的主要內(nèi)涵包括：優(yōu)質(zhì)、清潔、高效、低耗、安全;可概括為“兩個目標(biāo)”：保護環(huán)境、節(jié)能和資源綜合利用;“兩個過程”：產(chǎn)品生命周期過程、物料轉(zhuǎn)化過程;“四項內(nèi)容”：綠色設(shè)計、綠色生產(chǎn)過程及工藝、綠色產(chǎn)品、綠色資源和能源;“三條途徑”：管理途徑、技術(shù)途徑、市場及法律途徑。

2綠色船舶制造技術(shù)發(fā)展與運用現(xiàn)狀

2.1綠色材料運用技術(shù)

當(dāng)前，達到綠色船舶建造的一個主要方面，就是從船舶制造材料著手，比如采用無重金屬等毒性物質(zhì)的材料，積極推行綠色環(huán)保材質(zhì)的運用，不但使其與船舶設(shè)計生產(chǎn)要求相符，進而確保盡可能減小環(huán)境污染。在船舶制造材料中降低二次除銹涂裝，以跟蹤補涂技術(shù)代替，并采用像水溶性涂料、粉末涂料等價格合理、污染性低、能源消耗小的環(huán)保涂料。在船舶室內(nèi)材料運用中，傳統(tǒng)方式是采用保溫、隔音、防火性能好的材料，比如礦棉、玻璃棉，類似材料的降解性差，如果船舶進入生命周期末期，其會加大環(huán)境污染，在船舶生產(chǎn)中，引入綠色船舶制造理念會考慮節(jié)能環(huán)保材料的應(yīng)用，將傳統(tǒng)的環(huán)境污染現(xiàn)象進行改善。

不僅如此，船舶制造過程中會采用某些抗腐蝕能力強的鋼管材料及鋼板，縱觀國內(nèi)外對此類材料的運用狀況，我國在這方面對比以前有了很大的進步。針對原油船的制造，貨艙區(qū)利用抗腐蝕性較強的鋼板能夠延長船舶的壽命周期，同時降低水環(huán)境污染問題。并且，為了避免其被腐蝕并起到保護作用，還會涂刷一些環(huán)保材料。

2.2綠色船舶的焊接技術(shù)

焊接在船舶綠色制造技術(shù)實際開展過程中占有重要地位，在某種程度上影響著船舶總體生產(chǎn)質(zhì)量。在船舶制造過程中合理選擇焊接方式，如高效的焊接工藝、裝備以及焊接電源等，不僅有助于船舶生產(chǎn)制造作業(yè)的順利開展，且符合21世紀新時期背景下綠色生產(chǎn)理念。以高效焊接工藝為例，生產(chǎn)作業(yè)的開展選擇熔化極氣體保護焊，操作極為便利，加工效率相對較高，可以在完全機械化條件下快速完成焊接工作，焊接過程中煙塵產(chǎn)生幾率較小。

2.3工藝模擬與精度造船技術(shù)

（1）工藝模擬制造

綠色船舶生產(chǎn)過程中，通常在水火彎板等熱處理時實施工藝模擬制造?？墒莻鹘y(tǒng)的船舶制造方式，是利用從實驗到模擬的模式，將工藝模擬應(yīng)用在綠色船舶制造中能夠在生產(chǎn)前就取得各方面的參數(shù)，進而完善出有效的生產(chǎn)指標(biāo)，不但能夠提升制造效率，還能夠節(jié)省材料成本，并及時找到制造過程中可能存在的問題予以處理，從而保證船舶制造質(zhì)量。

（2）數(shù)字化精度造船

船舶制造中的精度控制工作也十分重要，而數(shù)字化精度造船技術(shù)可以發(fā)揮重要作用。在船舶結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，將先進的數(shù)字化技術(shù)與綠色船舶制造技術(shù)相結(jié)合，減少實際制造過程中的返工和彌補，大幅度提升了制造的精準(zhǔn)度和效率，也實現(xiàn)了環(huán)保節(jié)約的目標(biāo)。

2.4輕量化技術(shù)

隨著相關(guān)技術(shù)的不斷發(fā)展，我國的很多領(lǐng)域都開始采用輕量化技術(shù)，尤其是在交通工具和軍事領(lǐng)域中的應(yīng)用更是廣泛。通過輕量化技術(shù)，可以有效的解決配套設(shè)施不足、產(chǎn)品性能不好等問題，同時還可以有效的解決成本過高等問題。首先，通過輕量化技術(shù)可以有效的降低船舶制造對于原料和能源的消耗，減少船舶制造過程中的廢物排放量，從而有效的降低船舶結(jié)構(gòu)設(shè)計與制造對于環(huán)境方面的壓力。在這個基礎(chǔ)上，輕量化技術(shù)還能有效的簡化船舶制造過程中對于原料的制作加工過程，從生產(chǎn)、運輸、安裝等一系列過程中減少能源的消耗，從而更好的提升資源的利用效率。

2.5供熱工藝的改進

在我國船舶制造過程中，供熱一直是對于能源和資源消耗較為嚴重的一個問題，由于供熱產(chǎn)生的廢氣等對于環(huán)境的污染也較為嚴重，在綠色制造技術(shù)的應(yīng)用過程中，可以更好的對供熱需求進行計算并進行控制，通過這樣的操作既可以有效的降低供熱過程中的能源消耗，同時也可以提升供熱工藝的效果，在保證產(chǎn)品質(zhì)量的基礎(chǔ)上，更好的完成節(jié)約資源和減少污染的目的。

3綠色制造工藝在船舶結(jié)構(gòu)應(yīng)用中的發(fā)展

3.1提高資源利用率，減少環(huán)境污染

造船采用新型材料，減輕船身重量，可以較高地提高船舶性能，從而減少其他資源的浪費。改進鍛造切割工藝，減少廢料的產(chǎn)生。廢料也需要進行整理，以進入循環(huán)利用。為了回收的報廢船舶能夠再進行材料的重組、循環(huán)再利用，要改進船身制造材料，延長船舶使用年限，材料能夠再利用。廢水主要產(chǎn)生于制造加工過程，其中可能含有鉻、鎳等重金屬。我們可以通過提高重金屬分離技術(shù)，讓廢水污染程度減小。廢氣主要是粉塵等有害物質(zhì)。我們可以通過改進工藝技術(shù)、材料性質(zhì)來減少廢氣排放。噪聲也同樣可以改進制造工藝，并且更新制造設(shè)備，來打造“靜音”車間，減少噪音污染。

3.2加快造船技術(shù)的數(shù)字化發(fā)展

造船業(yè)數(shù)字化發(fā)展也是綠色造船技術(shù)發(fā)展方向之一。邢瀚文等在《數(shù)字化技術(shù)在造船行業(yè)的應(yīng)用分析》中提出CAD/CAE一體化技術(shù)，“在CAD/CAE一體化技術(shù)的幫助下，船舶研發(fā)、設(shè)計將實現(xiàn)從經(jīng)驗設(shè)計到計算機輔助設(shè)計的轉(zhuǎn)變，可大大縮短產(chǎn)品周期，提高產(chǎn)品質(zhì)量”。此外，我們還應(yīng)積極引進國外先進技術(shù)。如美國AMT（先進造船技術(shù)）實現(xiàn)造船資源技術(shù)的統(tǒng)籌安排，節(jié)約了資源成本。歐洲造船行業(yè)開發(fā)使用MARS（造船生產(chǎn)物流管理軟件）對造船成本、物流管理等進行數(shù)字化管理，既保證了船舶質(zhì)量又減少了資源浪費。

3.3發(fā)展“工業(yè)工程+綠色制造”戰(zhàn)略

工業(yè)工程思想貫穿整個企業(yè)的生產(chǎn)管理過程，既可以對企業(yè)生產(chǎn)流水線進行設(shè)計改善，又可以優(yōu)化企業(yè)的分析決策，還可以對企業(yè)的管理模式進行控制;綠色制造理念貫徹整個企業(yè)的設(shè)施布局設(shè)計、生產(chǎn)供應(yīng)鏈優(yōu)化、綠色產(chǎn)品的生產(chǎn)以及管理體系的控制和評價，實現(xiàn)綠色布局、綠色設(shè)計和綠色制造。將工業(yè)工程和綠色制造二者結(jié)合，在保證綠色產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，對企業(yè)的生產(chǎn)管理的模式進行改善優(yōu)化再設(shè)計，從而實現(xiàn)企業(yè)高效、節(jié)能、低耗的可持續(xù)發(fā)展。

結(jié)語：毋庸置疑，通過在船舶結(jié)構(gòu)及制造過程中應(yīng)用綠色技術(shù)，可以有效提升資源的利用率和企業(yè)的生產(chǎn)效率，同時也可以減少對于環(huán)境的污染，可以相信，未來的船舶制造過程中，綠色制造技術(shù)必將發(fā)揮著越來越重要的作用，為我國快速穩(wěn)定的發(fā)展提供保障。

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