以技術(shù)創(chuàng)新引領(lǐng)我國船舶工業(yè)新發(fā)展

中國船舶工業(yè)綜合技術(shù)經(jīng)濟研究院 桂傲然

船舶工業(yè)面臨的問題需通過技術(shù)創(chuàng)新解決，船舶工業(yè)的長遠(yuǎn)發(fā)展又為技術(shù)創(chuàng)新提供了導(dǎo)向。

當(dāng)前，新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革正在加速重構(gòu)世界船舶工業(yè)競爭格局，重塑世界船舶工業(yè)分工體系，全球科技創(chuàng)新進入空前密集活躍期，深刻影響著我國船舶工業(yè)的國際競爭地位。同時，面對國際貿(mào)易保護主義抬頭、地緣政治風(fēng)險上升和技術(shù)封鎖愈演愈烈的復(fù)雜嚴(yán)峻形勢，在我國構(gòu)建以國內(nèi)大循環(huán)為主體、國內(nèi)國際雙循環(huán)相互促進的新發(fā)展格局的過程中，加速開展技術(shù)創(chuàng)新，攻克關(guān)鍵核心技術(shù)瓶頸、提升自主創(chuàng)新能力已經(jīng)成為我國船舶工業(yè)轉(zhuǎn)型升級和高質(zhì)量發(fā)展的必由之路。

技術(shù)創(chuàng)新所取得新突破

近年來，我國船舶工業(yè)持續(xù)開展技術(shù)創(chuàng)新，應(yīng)對船舶安全、環(huán)保、節(jié)能、舒適等性能要求的不斷提高，在大型化、綠色化、智能化的技術(shù)發(fā)展方向不斷提高產(chǎn)品優(yōu)化設(shè)計、開發(fā)創(chuàng)新與制造水平，船海領(lǐng)域產(chǎn)品取得顯著成就。

1、關(guān)鍵共性技術(shù)不斷取得突破

船型智能化、綠色化、大型化共性技術(shù)不斷發(fā)展，深水/超深水海工裝備、動力裝備及機電裝備相關(guān)水動力、結(jié)構(gòu)力學(xué)和材料應(yīng)用技術(shù)取得突破，自主工業(yè)軟件通過引進、吸取和創(chuàng)新發(fā)展，提升了船舶線型與綜合性能快速優(yōu)化設(shè)計的綜合能力，推進、操作、減振、降噪與結(jié)構(gòu)設(shè)計計算等關(guān)鍵共性技術(shù)水平得到提升，縮短了與世界一流水平的差距。

2、船海產(chǎn)品關(guān)鍵技術(shù)水平顯著提升

主流船型方面，已經(jīng)具備了全系列船型研發(fā)設(shè)計建造能力，以節(jié)能、安全、環(huán)保為重點，形成了一批標(biāo)準(zhǔn)化、系列化品牌船型，并交付了“大智”號散貨船、“明遠(yuǎn)”號VLOC、“明卓”號VLOC、“凱征”輪VLCC等一批智能船舶；在高技術(shù)和特種船舶方面，已經(jīng)具備大型LNG船、VLGC、汽車滾裝船等船舶設(shè)計能力，在國際市場上享有一定聲譽；主流海工裝備自主開發(fā)能力大幅提升，全面具備了500米以內(nèi)淺海油氣開發(fā)裝備的自主設(shè)計建造能力，成功研制交付了世界首座圓筒型深水鉆井儲油平臺、“海洋石油981”、深水鋪管船等深海裝備實現(xiàn)了淺水油氣裝備和部分深水高端裝備的自主設(shè)計，部分產(chǎn)品具備了總承包能力；極地船舶等前瞻性船型開發(fā)取得重要進展，雪龍2號破冰科考船成功交付。

3、船舶配套短板技術(shù)明顯改善

自主品牌動力產(chǎn)品設(shè)計能力提升，400mm缸徑雙燃料機和520mm缸徑低速機工程樣機建造接連取得重大突破，自主品牌小缸徑低速柴油機、雙燃料發(fā)動機、大功率高速機等實現(xiàn)接單。自主品牌甲板機械研發(fā)和創(chuàng)新能力大幅提升，以青島雙瑞為代表的船用壓載水處理系統(tǒng)、廢氣洗滌器等船舶環(huán)保裝備在世界海事界簽署批量訂單，動力定位系統(tǒng)、單點系泊系統(tǒng)、升降系統(tǒng)等重點海洋工程裝備配套系統(tǒng)取得突破?？傮w來看，我國已具備滿足三大主流船型80%以上配套設(shè)備裝船需求的能力。

船舶工業(yè)面臨的問題需通過技術(shù)創(chuàng)新解決

受全球造船市場有效需求不足和產(chǎn)能過剩的影響，船舶工業(yè)的競爭格局態(tài)勢依舊嚴(yán)峻，在競爭策略上將由價格戰(zhàn)為主轉(zhuǎn)向全要素競爭，包括技術(shù)、成本、質(zhì)量、服務(wù)、效率在內(nèi)的產(chǎn)品競爭力全方位比拼。相比于競爭對手，我國船舶工業(yè)在技術(shù)性能、建造周期、建造成本、產(chǎn)品質(zhì)量和服務(wù)等方面還存在較大的提升空間，對科技創(chuàng)新提出了更高要求。

1、主流產(chǎn)品部分技術(shù)性能存在一定差距

主流船型產(chǎn)品設(shè)計方案的成本指標(biāo)與國外差異巨大，空船重量較國際先進水平重5%～10%，結(jié)構(gòu)部件數(shù)多15%～30%，油耗相差約5%，建造周期相差10%以上；海工產(chǎn)品方面，鉆井平臺重量高2%，鉆井船空船重量高1%～5%，F(xiàn)PSO空船重量高出1%～2%以上；發(fā)動機方面，自主中低速機的最高強化指標(biāo)、最高熱效率和高速機功率重量比均不及競爭對手；機電設(shè)備的產(chǎn)品壽命和可靠性等技術(shù)指標(biāo)也與國外水平存在差距。

2、高端產(chǎn)品自主設(shè)計建造能力尚未完全掌握

大型豪華郵輪、PC-6級極地運輸裝備、重型/核動力破冰船等船型尚未實現(xiàn)自主可控；TLP、SPAR、大型FLNG、LNG-FSRU、半潛式生產(chǎn)平臺等裝備缺乏自主設(shè)計技術(shù)或工程化能力和經(jīng)驗；動力裝備型號單一、型譜不全，不及MAN、現(xiàn)代重工等已形成大功率范圍跨度的系列化產(chǎn)品。

3、部分船型尚未滿足EEDI第三階段要求

船體線型優(yōu)化和減排技術(shù)的核心技術(shù)研究不強，仍有部分船型未滿足現(xiàn)有排放控制的最高要求。從當(dāng)前新建船舶滿足EEDI要求來看，基本滿足EEDI第二階段要求，部分船舶也能滿足第三階段要求，但大型船舶（尤其是散貨船和油船）滿足EEDI第三階段的難度較大，從目前EEDI的執(zhí)行力度來看，其距離IMO實現(xiàn)2050年航運業(yè)溫室氣體減排50%的目標(biāo)還有差距。

4、部分配套件仍依賴國外進口

高端動力裝備的關(guān)鍵元器件進口，采購成本高，關(guān)鍵零部件國內(nèi)替代產(chǎn)品可靠性較進口產(chǎn)品差，導(dǎo)致產(chǎn)品經(jīng)濟性難以提高。LNG加注系統(tǒng)采用的再液化及氣體處理系統(tǒng)、螺桿壓縮機、液貨系統(tǒng)、低溫閥件等重點設(shè)備系統(tǒng)基本全部依賴進口；水下生產(chǎn)系統(tǒng)中水下采油樹節(jié)流閥、堵塞器等關(guān)鍵零部件尚未具備國產(chǎn)化能力；船舶自動化系統(tǒng)內(nèi)配率仍為零。國產(chǎn)CPU、GPU核心芯片性能不足，大數(shù)據(jù)和智能化信息處理需求的支撐平臺軟件技術(shù)儲備不足，缺乏可用產(chǎn)品。

船舶工業(yè)的長遠(yuǎn)發(fā)展為技術(shù)創(chuàng)新提供導(dǎo)向

面對國際新公約、新規(guī)范的陸續(xù)出臺，數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化等新一代信息技術(shù)在船海產(chǎn)品領(lǐng)域的持續(xù)應(yīng)用與創(chuàng)新，以及國際市場日趨激烈的競爭，我國船舶工業(yè)需要繼續(xù)加強基礎(chǔ)和前瞻性技術(shù)布局，抓住綠色化、智能化、集成化和可持續(xù)的變革趨勢，滿足極地航線拓展和深遠(yuǎn)海資源開發(fā)持續(xù)增長的需求，積極開展前沿領(lǐng)域技術(shù)布局，聚焦智能、綠色、極地、深遠(yuǎn)海、內(nèi)河航運等重點領(lǐng)域強化技術(shù)基礎(chǔ)研究，著力提升原始創(chuàng)新能力。

1、智能化水平不斷提高，無人船成發(fā)展大趨勢

國際海事組織（IMO）、國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）等國際組織將智能船舶列為重要議題，LR、CCS等船級社先后發(fā)布了有關(guān)智能船舶的規(guī)范或指導(dǎo)性文件，世界主要造船國家大力推進智能船的研制與應(yīng)用，歐美、韓、日等國均計劃在未來10～15年突破自主船舶的總體設(shè)計、智能感知、自主決策與協(xié)同控制等關(guān)鍵技術(shù)，完成無人船的研制和實現(xiàn)自主航行。

2、綠色零碳排放船舶是另一重要發(fā)展方向

IMO提出船舶減碳排放要求，到2030年，每一運輸單位的二氧化碳排放量相較2008年減少40%，到2050年減少70%，同時到2050年，總排放量與2008年相比減少50%，并將逐步朝零碳排放目標(biāo)邁進。

3、滿足深遠(yuǎn)海、極地等惡劣海域作業(yè)環(huán)境要求

油氣開發(fā)加速向深水、超深水延伸，海工裝備隨之跟進，半潛式鉆井平臺、鉆井浮船和FPSO等裝備的設(shè)計工作水深與鉆井深度、生產(chǎn)作業(yè)深度等不斷創(chuàng)造新記錄；北極地區(qū)油氣資源開發(fā)對全球能源戰(zhàn)略格局影響重大，當(dāng)前中歐正聯(lián)手啟動極地船舶研發(fā)項目，該項目隸屬歐盟“地平線2020計劃”，旨在為北極航路航運提供一整套以安全、高效、環(huán)保為目標(biāo)的解決方案。

4、產(chǎn)品設(shè)備系統(tǒng)集成能力不斷提升

以信息化技術(shù)為驅(qū)動，基于數(shù)字化研發(fā)驗證和協(xié)同設(shè)計技術(shù)，實現(xiàn)設(shè)備功能系統(tǒng)集成和作業(yè)效率提升，為船海機電設(shè)備的定制化、模塊化發(fā)展奠定基礎(chǔ)；在基礎(chǔ)平臺和集成框架的指導(dǎo)下，船用信息自動化設(shè)備的集成化、擴展化程度快速提高，正逐漸實現(xiàn)信息自動化產(chǎn)品的集成和多功能全覆蓋。

5、新概念船型/新材料/新燃料應(yīng)用不斷發(fā)展

日本NYK聯(lián)合芬蘭ELOMATIC公司、意大利Garroni公司開發(fā)名為“NYK 2030”的超級生態(tài)環(huán)保概念船，預(yù)計實現(xiàn)比同等運載能力船舶減少69%二氧化碳排放量的目標(biāo)；達(dá)門船廠設(shè)計建造的全球最大單體純鋁合金船舶預(yù)計將于2020年8月投入運營。DNV GL在《2030技術(shù)展望》中提出圍繞航運脫碳、增材制造、數(shù)值航運與網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)安全技術(shù)，新概念船型和新材料在船舶上的應(yīng)用將得到不斷發(fā)展。此外，氨作為船舶動力燃料有望在2030年以后實現(xiàn)快速增長，生物柴油則在2040年達(dá)到高峰。

面對世界經(jīng)濟新格局與全球造船業(yè)的發(fā)展趨勢，我國船舶工業(yè)要想贏得競爭，必須持續(xù)加強技術(shù)創(chuàng)新。要圍繞綠色、安全、智能等全球海事技術(shù)的三大發(fā)展方向，積極布局和實踐新技術(shù)在系統(tǒng)、設(shè)備、裝備和重大工程的應(yīng)用，支撐船海裝備向脫碳、深遠(yuǎn)海、極地、無人船等前瞻性領(lǐng)域拓展。為了實現(xiàn)這一目標(biāo)，我國船企要不斷提升基礎(chǔ)技術(shù)研究能力、產(chǎn)品設(shè)計開發(fā)能力、船海技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)用能力以及工程牽引能力，通過科技創(chuàng)新促進產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)升級和效率效益提升，發(fā)揮對科技創(chuàng)新對轉(zhuǎn)型發(fā)展的引領(lǐng)作用，為我國船舶工業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展提供不竭動力。