綠色船舶系統(tǒng)化推進研究

劉建峰，盧軍國

（上海外高橋造船有限公司，上海 200137）

0 引言

近年來，國際海事組織（International Maritime Organization, IMO）等國際組織以及國家和地方政府對環(huán)境保護的重視程度日益加強，出臺了一系列環(huán)保方面的政策、法規(guī)，對造船業(yè)提出了嚴格的環(huán)保要求，因此系統(tǒng)化推進綠色船舶研究具有重要意義。

定制化生產、優(yōu)化生產計劃，根據(jù)客戶需要，滿足互聯(lián)網行業(yè)下客戶需求的獨特化。因為不一樣的消費者有著不同的需求，而且這些需求之間的差異化是比較大的。互聯(lián)網模式下整個價值鏈的成本管理，“互聯(lián)網+”時代推動了商業(yè)模式的更迭，企業(yè)不僅關注一種產品的成本，還要強調價值鏈成本的有效管理；可以實行成本核算定額法，衡量每一天的成本。為了管理成本，必須結合互聯(lián)網行業(yè)的商業(yè)模式，同時與業(yè)務部門合作，以應對創(chuàng)新和成本的不斷發(fā)展。

從內涵上看，綠色船舶應包含“綠色設計”“綠色船廠”“綠色營運”和“綠色拆解”等部分。綠色設計是先導, 設計人員的環(huán)境意識決定了船舶產品的綠色度；綠色船廠主要是指在船舶實際建造過程中通過不斷優(yōu)化建造工藝和資源配置, 提高制造系統(tǒng)的運行效率, 最小化材料和能源消耗，有組織地達到排放標準；綠色營運主要是指通過采取相應措施減少船舶營運過程中的能耗和污染物排放；綠色拆解在船舶全生命周期內屬于高度污染環(huán)節(jié)，重點在拆解工藝優(yōu)化、廢棄物處理和回收機制完善等方面。

2.2.2 標準舞練習組與拉丁舞練習組男生對比分析 從表8可以看出，通過13周的體育舞蹈訓練，標準舞練習組男生與拉丁舞練習組男生在4項測試中均為P＜0.01，訓練前后具有非常顯著性差異。

國家及各級地方政府先后出臺了一系列環(huán)境保護方面的政策、法規(guī)，如《中華人民共和國大氣污染防治法（修訂草案）》《關于加強環(huán)境監(jiān)管執(zhí)法的通知》《排污許可證管理暫行辦法》《北京市2013—2017年清潔空氣行動重點任務分解》《上海市工業(yè)揮發(fā)性有機物治理和減排方案》和《船舶工業(yè)大氣污染物排放標準》等； IMO、歐盟、新加坡和美國等先后出臺了船舶能效運營指數(shù)（Energy Efficiency Operation Index,EEOI）、船舶能效設計指數(shù)（Energy Efficiency Design Index, EEDI）、船舶能效管理計劃（Ship Energy Efficiency Management Plan, SEEMP）法規(guī)及綠色港口、綠色船舶和綠色科技計劃等。這些政策、法規(guī)的出臺和實施，更加全面、系統(tǒng)地約束了船舶從設計、建造、運營到拆解的全生命周期的環(huán)境污染，對造船業(yè)提出了較為嚴格的環(huán)保要求，需全方位提升船舶 “綠色”水平。以船舶制造企業(yè)為例，綠色制造將是其生存和發(fā)展的必要條件，因此系統(tǒng)化推進綠色船舶迫在眉睫。

關鍵性任務一要求學生和學英語者訪談結束后撰寫十頁以上符合學術論文格式的論文。該論文要寫成敘事模式，要有小標題、結論和自我評價量規(guī)。學生要對受訪者的情況做出客觀報道，對該案例做出準確判斷，提供切實可行的建議。大綱要求學生將該英語學習者設想成自己未來的學生，從心理學、教育學、語言學等各個方面為其提供幫助和服務，在將來的職業(yè)規(guī)劃中扮演具有同情心的無私奉獻者這一角色。這項任務是對學生的責任心、獨立性和判斷力的綜合考察。而之后7分鐘左右著職業(yè)裝在班上進行的口頭陳述又是對學生演講才能、領袖氣質的鍛煉。

1 綠色船舶系統(tǒng)化推進分析

在配制砂漿過程中摻用了再生細骨料，且再生細骨料占骨料總質量30%以上的建筑砂漿稱為再生砂漿[15]。再生砂漿包括再生砌筑砂漿、再生抹面砂漿等。相對于普通砂漿而言，再生砂漿具有密度小、需水量大、內養(yǎng)護等特點[16]。

1.1 綠色設計

以往在船舶設計階段主要考慮結構、功能、外觀和生產管理等，很少考慮環(huán)境保護方面的設計。為實現(xiàn)綠色設計，需對船舶全生命周期進行綜合考量，關注產品各階段與環(huán)境的關系及其影響（見圖1）。

圖1 綠色設計

船舶除了需滿足船舶能效設計指數(shù)（Energy Efficiency Design Index, EEDI）等環(huán)保性能指標的要求以外，還應考慮基于人因工程的工藝可行性、減少材料和功能冗余的輕量化設計等。

1.1.1 并行設計

并行設計的概念已提出很多年，但目前尚沒有達到理想的效果，比如可直接體現(xiàn)設計水平的板材利用率，從初步設計、詳細設計到生產設計，設計人員、施工人員和環(huán)保工程師應并行參與整個設計過程，系統(tǒng)化分析全生命周期資源和環(huán)境影響因素，提高綜合資源利用率（見圖2）。

建立實例庫，需要將已有幾何參數(shù)、力學性能等完善的知識融入到施工升降機導軌架零件中生成實例模型。這些模型主要由Dfa文件的實例化建立，少數(shù)復雜模型可直接建立零件模型。在NX/KF中Dfa文件的獲取方法有兩種，一種是利用NX/KF語言直接編輯而成，比如施工升降機標準節(jié)的一些零件如主弦管、斜腹桿、螺栓等零件的建立。另一種方法是幾何采用機制，利用已建好的導軌架零件模型使用知識融合模塊中的Adoption來反求零件模型的知識，然后將零件模型轉化為KF類，用戶可以在KF導航器中添加數(shù)學公式、產生式規(guī)則、外部數(shù)據(jù)庫等，進一步修改使其符合KF語法規(guī)則，然后保存為新的Dfa文件。

船舶設計、建造、運營和拆解是一個復雜的過程，須系統(tǒng)化統(tǒng)籌實施，目前對船舶全生命周期內各環(huán)節(jié)的關注度還不夠，需將綠色指標作為船舶整個生命周期的優(yōu)化目標，建立系統(tǒng)化推進的頂層設計框架，制訂詳細的優(yōu)化措施。

圖2 并行設計

1.1.2 標準化、模塊化設計

引入基于模型的系統(tǒng)工程（Model Based Systems Engineering, MBSE），推進精益生產，主要包括以下幾個方面：

1.1.3 輕量化設計

2) 推進規(guī)則知識驅動的智能設計。對設計經驗進行積累和提煉，建立設計知識庫，通過規(guī)則驅動的智能化設計確保設計的高效性、準確性和關聯(lián)性。圖5為規(guī)則驅動示意。

1.1.4 節(jié)能環(huán)保設計

目前耐腐蝕鋼板（管）、新型涂料和各類節(jié)能裝置等已在船上得到廣泛應用；優(yōu)化主機選型和功率點設定、使用空氣潤滑和優(yōu)化航速等推進系統(tǒng)減排措施的效果已得到部分驗證（見圖3）。

高校的思想政治教育對于幫助學生樹立良好的世界觀、人生觀和價值觀起著引導作用，尤其是對思想覺悟和識別能力、抵抗能力比較低的大學生來說，促進高校思想政治教育具有非常重大的意義。[2]高校學生黨建工作能夠促進高校思想政治教育的不斷發(fā)展，首先，高校思想政治教育中很多內容都與馬克思主義相通，而黨建工作內容很大一部分也與馬克思主義相互關聯(lián)，因此兩者具有相通的地方，可以相互促進彼此的發(fā)展；其次，隨著不良文化的不斷沖擊，我國高校的思想政治教育工作受到了極大的挑戰(zhàn)，黨建工作能夠更好地促進學生的身心健康發(fā)展，在一定程度上解決了高校思想政治教育的部分難題。

圖3 設計航速優(yōu)化

1.1.5 新能源應用

目前，醫(yī)院對水電氣能耗的統(tǒng)計還停留在傳統(tǒng)方式上，表計不全，科室能源消耗不明，樓宇能耗信息不清楚，給管理者制定決策帶來一定難度。建設能耗監(jiān)控智能平臺刻不容緩。能耗監(jiān)控平臺基于智能化表計，互聯(lián)網，以及操作平臺，表計將各個用能單元準確計量，通過統(tǒng)一的協(xié)議傳輸?shù)椒掌?，管理者通過操作界面獲取能耗相關信息。能耗監(jiān)控平臺可提供樓宇能耗信息，科室能耗信息及對比，并能進行橫向和縱向對比，管理者可通過訪問服務器的方式隨時隨地查看醫(yī)院能耗信息。建設能耗監(jiān)控平臺后，醫(yī)院的能耗信息可全方位的展現(xiàn)在管理者面前，對科室精細化管理，節(jié)能措施的制定提供了真實可靠的參考依據(jù)。

在船舶設計方面，新能源的研究和應用推動了綠色船舶的發(fā)展。例如，液化天然氣（Liquefied Natural Gas, LNG）船的應用歷史已超過40a，其單位質量的能量密度較高，CO2排放量遠少于傳統(tǒng)燃油，可大幅降低EEDI數(shù)值。目前有關風能、太陽能等清潔能源在船上的應用研究正在推進。

1.2 綠色建造

船舶建造過程中會產生多種污染物，該問題應從精益管理、工藝設計和可制造性等方面解決。

4) 推進機械化、自動化和工裝化技術的應用，支撐精度制造。通過大量數(shù)控設備、裝置（機器人）、通用和專用機械設備及專用輔助工裝在船舶加工與制造領域的應用，擴大高效輔助工裝的應用范圍，提高船體零件切割、成型、焊接、涂裝和打磨等過程的自動化水平，構建中間產品數(shù)字化、智能化流水線，支撐精度制造，顯著提升船舶建造的精度、質量、效率和安全性。

(?)。據(jù)σx=σy知σixx°K R/σσiy y°和σx°λxL*R/σσy°λy成立。因x°λx, S°,據(jù)σ|S°=τ|S°,知τx°λxL*L /ττy°λy，因此xρ(σ,τ)y且xρ(σ,τ)|Ry。

從先進船廠的經驗來看，精益生產和精細化管理是目前船廠最重要、最有效的船舶生產管理措施。精益管理理念應貫穿于造船全工藝流程，最大限度地實現(xiàn)節(jié)拍化生產，減少工時投入，提高建造效率。圖4為精益管理示意。

圖4 精益管理示意

1.2.2 精益生產

通過標準化、模塊化設計，可達到減少整體零件數(shù)、提高材料利用率、減少能源消耗、易維修和延長使用壽命等效果，實現(xiàn)資源重復利用，減少勞動量和資金消耗，提高工作效率和質量，降低艙室內污染和噪聲危害，滿足零件更新和拆裝互換的要求。

1) 統(tǒng)一設計數(shù)據(jù)和生產數(shù)據(jù)，推進虛擬現(xiàn)實（Virtual Reality, VR）和增強現(xiàn)實（Augmented Reality, AR）等技術的應用。通過統(tǒng)一設計數(shù)據(jù)和生產數(shù)據(jù)，在設計、生產和管理等環(huán)節(jié)推進VR、AR等技術的應用，根據(jù)需求，實時、并行地模擬船舶生產的全過程及其對船舶產品設計的影響，預測船舶的性能、建造成本和可制造性，更快捷地組織造船生產。

圖5 規(guī)則驅動

隨著船舶結構共同規(guī)范對船舶結構的要求日益嚴格，船舶結構重量不斷增加，因此造船企業(yè)對船舶輕量化設計的需求日益增加。近年來通過對船舶局部結構進行加強，對關鍵節(jié)點進行創(chuàng)新研究，對新型環(huán)保材料進行應用等，已在部分方向得到改善，但仍需深入研究。

3) 推進一體化綜合數(shù)字設計，提升三維數(shù)字建模的完整性。通過一體化綜合數(shù)字設計，建立船舶產品全數(shù)字化模型，生成滿足現(xiàn)代造船模式需求的精確制造信息和精確管理基礎信息，提高產品質量，降低生產和管理成本，使企業(yè)能在最短的時間內高效組織生產。

2) 推進綠色涂裝，降低環(huán)境污染。從全局出發(fā)，強化涂裝設計，加強工藝革新，系統(tǒng)推進。例如，合理選擇涂料，優(yōu)化施工工藝，推進總段進涂裝車間，開發(fā)應用新型工裝，建設應用移動式涂裝系統(tǒng)和環(huán)保型分段涂裝廠房，推進標準化和計算機輔助管理等；開展新磨料、鋼丸和新型油漆等的應用，強化鋼丸和低貝鋼丸的應用，使材料消耗量降低3～4倍，減少對環(huán)境的污染。此外，可研究改進涂裝配方，推進水性涂料和可剝離涂料的應用。

4) 建設工藝信息數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)完整性工藝建模。對工藝過程和精度控制實施虛擬仿真、評估和優(yōu)化，逐步推進三維可視化作業(yè)。

5) 大力推進并行協(xié)同設計，實現(xiàn)模型數(shù)據(jù)全生命周期流轉。

6) 推進基于模型數(shù)據(jù)的智能生產管理（見圖6）?；谀Ｐ?，通過數(shù)據(jù)導入實現(xiàn)對計劃、資源和制造過程的管理與優(yōu)化，使船廠和車間的資源得到更合理的配置，達到船舶產品研制周期短、成本少、船舶性能優(yōu)和船舶建造效率高的目標。

圖6 智能化生產管理

1.2.3 殼舾涂一體化精度制造

實施船舶精度制造的目的是提高船舶建造質量，降低船舶建造成本，提升船舶建造效率，避免二次作業(yè)，包括二次切割和涂裝破壞等。在精度制造方面，我國的造船企業(yè)與國外先進造船企業(yè)相比仍有一定的差距。圖7為2016年中韓2家造船企業(yè)關鍵精度指標對比。

傳統(tǒng)遺傳算法在遺傳過程當中，雜交概率Pc和變異概率Pm是始終不變的。通過理論分析可知，當處在種群迭代的早期，個體之間的差異性很大，種群的多樣性非常豐富，因此對于此時的交叉概率和變異概率來說，其取值可以變得相對小一些。隨著迭代次數(shù)的增多，種群之間的差異性減少，多樣性也隨之減少，將會導致算法的結果會陷入局部最優(yōu)解，并且影響到算法的收斂速度，此時本文需要增大變異概率Pm和交叉概率Pc。因此本文引入自適應[10,11]參數(shù)K1和K2，通常自適應參數(shù)算法寫成:

圖7 2016年中韓2家造船企業(yè)關鍵精度指標對比

1) 建立全過程精度管理體系。隨著精度管理的發(fā)展，現(xiàn)場自主精度管理和舾裝精度管理逐漸成為發(fā)展的重要方向，基于一體化建造和區(qū)域化管理，實現(xiàn)包含船體、舾裝和涂裝等專業(yè)的全過程、全范圍的精度管理方式，解決現(xiàn)行模式下存在的管理不健全和管理離散化問題，實現(xiàn)精度管理體系的再造和管理模式的革新。

2) 構建精度制造數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，實現(xiàn)全過程精度數(shù)據(jù)聯(lián)動。構建精度管理的實時“信息感知”和實時過程管控的精度制造運行系統(tǒng)，形成基于大數(shù)據(jù)的應用管理，實現(xiàn)精度數(shù)據(jù)采集與通信、數(shù)據(jù)處理與存儲、數(shù)據(jù)分析與集成和應用服務與決策支持，為制造精度影響因素規(guī)律分析和過程精度數(shù)值分配與補償優(yōu)化提供數(shù)據(jù)支撐；建立企業(yè)造船精度補償模型和數(shù)據(jù)庫，得到補償量替代余量的工藝方法；通過采取合理的工藝技術和管理技術，對船體零部件和主尺度進行精度控制，提高船舶建造質量，最大限度地減少現(xiàn)場修整的工作量，縮短船舶建造周期，降低船舶建造成本。圖8為精度數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)。

農村留守兒童長期與父母分離，大部分兒童與爺爺奶奶居住在農村，學業(yè)無人監(jiān)管，不僅給留守兒童心理造成陰影，而且還因缺乏家庭輔導，導致留守兒童學習成績差，自我約束不足，沒有養(yǎng)成良好的學習習慣。有的農村家長向留守兒童灌輸“學習無用論”，對孩子學習的期待并不高，從而讓孩子早早地就走上外出務工的道路。

圖8 精度數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)

3) 通過先進的技術手段，實現(xiàn)高精度測量。隨著智能化的發(fā)展，測量技術在不斷提升，因此應積極推進先進技術的應用，對產品生產進行線上與線下相結合的全過程精度檢測，包括新型測量工具裝備和技術方法（如激光、照相和傳感器等非接觸再現(xiàn)測量技術）的應用等。同時，應用工業(yè)互聯(lián)網對船舶建造過程中產生的精度測量數(shù)據(jù)進行實時傳輸、分析和評判。圖9為數(shù)字化曲板測量。

1.2.1 船舶建造精益管理

圖9 數(shù)字化曲板測量

5) 應用仿真技術，提升精度設計的廣度和深度。推進吊裝動力仿真、焊接變形仿真預測、工裝數(shù)字化設計和船舶建造精度仿真等技術的研究與應用（見圖10）。

圖10 仿真技術應用示意

1.2.4 關鍵工藝和裝備應用

1) 全面推進高效自動焊接。船舶建造過程中的焊接作業(yè)對環(huán)境的影響應引起重視，高效焊接對提高建造效率有明顯的效果，如玻璃纖維柔性襯墊單面埋弧自動焊（Flexible Glassfiber Backing, FGB）法、自動立焊、激光復合焊接和焊機機器人等已得到廣泛應用，在高效建造、保證質量、提高能源利用率和改善環(huán)境等方面起到了積極作用。

社會福利政策質量評價體系是由政策評價主體、評價客體、評價標準、評價方法等諸多要素構成的一個有機整體。在我國，科學的社會福利政策質量評價工作目前還處于初創(chuàng)階段，尚不夠成熟，進一步改進和完善我國的社會福利政策質量評價工作，需要建立社會福利政策質量評價體系。科學、公正、高效的社會福利政策質量評價體系包含多元化的評價主體、全方位的評價標準，多樣化的評價方法、規(guī)范化的評價程序。

3) 管子自動化焊接系統(tǒng)應用。推進數(shù)字化專管生產線建設，打破管子生產制造瓶頸，實現(xiàn)流程再造，降低管子生產制造成本，提高管子成型質量。

4) 應用高效背燒工藝裝備。在建造環(huán)節(jié)，為有效釋放應力和控制結構尺寸精度，應大力推進自動化、便攜式背燒工藝裝備的應用。

5) 大力推進數(shù)字化車間建設。以實現(xiàn)數(shù)字化車間為階段目標，以智能單元和智能生成線為抓手，以需求和問題為導向，按裝備級、生產線級、車間級和工廠級逐層推進，開展面向智能制造的數(shù)字化車間建設工程，解決傳統(tǒng)車間資源浪費和環(huán)境保護問題。

6) 總組船塢搭載工藝改進。分析不同船塢資源的工藝特征，以分段劃分策劃、舾裝工程和總組搭載工程等策劃手段為抓手，以工程計劃管理和質量精度管控為保證，突破常規(guī)串聯(lián)建造模式，進行多島并行建造，實現(xiàn)船塢資源利用最大化，最大程度地縮短船塢周期。

7) 開展綠色調試。開展并行設計，加強各專業(yè)協(xié)調，應用仿真技術和人因工程開展船舶綠色調試，減少調試過程中的廢水和費油等污染品。

1.2.5 VOCs治理

需要注意的是，根據(jù)我國的法律規(guī)定，P2P線上融資平臺并不是信用中介，所以平臺方面無權對融資過程提供擔保，這就需要申請人和借款人雙方能夠獨立進行各項資料查核。另外在當前的P2P線上融資平臺運行中，申請人通常為企業(yè)的所有者，這種現(xiàn)象在一定程度上提升了投資風險，在今后的運行中，需要對這一問題進行妥善解決。

圍繞船廠揮發(fā)性有機化合物(Volatile Organic Compounds, VOCs)排放，從減少VOCs排放和末端治理2方面入手，具體包括源頭管理、工藝推進、過程控制和吸附裝置應用等，積極控制VOCs的排放。

在源頭管理方面，加強環(huán)保型油漆的應用和通用性底漆的推廣；在過程控制方面，加強油漆管理，提升中間產品的完整性，減少返修；在工藝推進方面，進行有組織排放、大包裝油漆和總段進涂裝車間等；在末端治理方面，結合企業(yè)實際需求開展活性炭吸脫附+催化燃燒工藝和沸石轉輪研究等。

1.3 綠色運營

油污染、有毒液體污染、生活污水污染、壓載水污染和大氣污染等都是船舶運營過程中可能產生的污染，從全船資源與能源管理的角度對船舶綠色運營問題進行研究，從能源、生活物資和備品備件等多方面入手，構建船-岸間多主體協(xié)同機制，建立船舶運營過程中的廢棄物回收處理機制，降低船舶運營期間的污染水平和資源消耗，推進綠色營運。

1.4 綠色拆解

船舶拆解屬于高度污染行業(yè)，目前還沒有完善的解決方案，應從立法、集中處理廢棄物和采用綠色拆解工藝等方面著手，盡量減少污染。圍繞船舶綠色拆解理念，從產生背景、最終目標、根本任務、優(yōu)點和缺陷等方面深入剖析船舶拆解的相關法律法規(guī)，構建綠色拆解總體框架，作為綠色拆解技術的研究基礎；針對傳統(tǒng)船舶拆解過程中存在的技術含量低和環(huán)境污染嚴重等問題，分析傳統(tǒng)船舶拆解模式的不足，從船舶拆解的組織形式、拆解方式和原則、拆解流程等方面提出綠色、科學、合理的船舶拆解思路；針對不同類型的船舶特點研究船舶綠色拆解工藝，基于不同的船舶拆解方式和不同的污染類型，采用對應的處理方案，從而減少船舶拆解過程中產生的污染。表1為污染類型及處理方案。

本文提出了一種Fisher分布下具有閉合的虛警概率解析表達式的極化SAR圖像CFAR檢測新方法.實驗結果表明，在Fisher分布區(qū)域檢測結果中，新方法品質因數(shù)高于或等于其他檢測方法；在非Fisher分布區(qū)域，本文方法的檢測效果仍良好，具有較強的魯棒性.

表1 污染類型及處理方案

2 結 語

船舶制造和拆解等對環(huán)境有很大影響，近年來通過積極采取措施，環(huán)境污染狀況已得到很大改善。在環(huán)境保護日益受重視的形勢下，要取得更好的發(fā)展，還需從無差錯設計、流程再造、裝備升級、精細化管理、運行和廢棄物處理等環(huán)節(jié)系統(tǒng)化深入研究，建立推進綠色制造系統(tǒng)工程的頂層規(guī)劃，以數(shù)字化和智能化提升精益生產和精益管理水平，多方投入研發(fā)綠色裝備，改進和優(yōu)化工藝流程，以滿足綠色制造的需求，從設計建造到營運拆解，兼顧系統(tǒng)化推進。