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智能造,智能船!中国造船发力新能源

2024-03-20 10:05470工信微报

全球每产生十张新的造船订单,其中就有超过六成流向中国。船舶制造,被称为“面向海洋的制造业”“现代工业之冠”,是我国具有优势的传统产业。中国造船业这艘巨轮如何继续乘风破浪、向海图强?

自动驾驶船来了!研发到底有多难

别看这艘船“小”,但它却拥有一个“超强大脑”,这是全球范围内为数不多的在建智能船,未来能够实现自主航行和停泊。一批传感器将被安装到船上,“相当于船员的眼睛和耳朵,用来感知周边环境的变化”。

研发团队告诉记者,和汽车的自动驾驶相比,船舶自动驾驶的研发难度“直接跳了好几级”。大连中远海运重工有限公司常务副总经理饶洪华说,比如,船舶在海上的“路况”要复杂得多,会受到风、浪和洋流等的影响,这就要求自动驾驶船能够自主识别、自主避碰,做到随机应变。

“随机应变”,意味着船舶上的各个系统不仅不能打架,还要高效打配合。

大连中远海运重工有限公司技术中心副经理王树山告诉记者,普通船只有约500个检测控制点;而自动驾驶船有15000多个,是普通船的30倍,多了智能航行、智能平台、智能机舱、智能船体、智能能效等智能系统,“去协调、整合这样一个复杂而庞大的船舶系统,过去我们是缺少相关经验的,这也是第一次接受这样的挑战”。

为了完成智能船的研发,“水面下”的组织变革也在进行。在平均年龄不到40岁的新团队中,不少人并非来自船舶相关领域,而是来自计算机、大数据、人工智能等跨学科专业;除了常规的电气主管和通导主管,研发团队还特设了“智能主管”岗位,专门统筹多个智能系统的配合与调度。

中国船级社大连分社建造船舶检验处处长于得会说,我们能造的船越来越智能,越来越复杂,考验的不仅仅是造船的工艺和技术,更考验管理能力,去创新性地配置生产要素,提高中国造船业的核心竞争力。

“钢铁巨人”悄然转型“绿色巨人”

像智能船这样的船舶会越来越多,这是中国船舶制造的“含新量”。记者在造船厂探访时还发现,“含绿量”也在悄然上升,在海上“奔跑”的“钢铁巨人”逐步转型为“绿色巨人”。

当记者探访东北最大的船坞码头时,一艘“巨无霸”正进入冲刺组装阶段。这艘大船也被称为“带货王”,能运载16000多个集装箱;而更重要的是,它采用天然气和燃油双燃料驱动,配备全球最大的独立B型LNG燃料舱,由中国船厂自主设计制造。

中国船舶大连造船设计院船舶开发室副主任李文贺介绍,这艘船最大的特点就是绿色低碳,能够减少碳排放20%以上,减少100%的硫氧化物排放。

船舶要实现绿色低碳,光靠绿色燃料还不够。然而,一些配套设备一度只能依赖进口。

“这次和以往都不同,我们提出了一整套的绿色解决方案。中国制造的双燃料主机,中国制造的供气系统,就像这条船上的心脏和血管,能有效地支持整个双燃料系统的运转和使用。”中国船舶大连造船项目总设计师许环运这样说。

记者注意到,这个船舶设计团队三年前的订单中,还看不到任何绿色船舶的身影;而眼下,他们正在设计的18个船型里,绿色船舶的占比超过一半。与此同时,为了应对快速增长的订单需求,记者在厂区里看到,一个培训中心刚刚建成,这也是目前全国最大的大型LNG船核心建造技术职业技能培训中心。

“我们提供全新的职业技能培训,这也是为了适应绿色船舶建造的新趋势。”中国船舶大连造船LNG运行部综合科科长杨敏说。

探索绿色船舶,不同技术路径都在加快发力。有意思的是,这家造船厂的新能源动力研发实验室并不在厂里,而是在“邻居企业”中车大连公司里。在这里,中国船厂和中国中车联动,依托中车发动机的制造优势,正在探索氨动力双燃料发动机的可能性。

大连中远海运重工有限公司技术中心副总设计师刘绍岭向记者介绍,搭载氨燃料发动机的港口作业船已开工建造,完工交付后,在氨动力双燃料模式下,能够降低碳排放达到80%。

大连市新能源船舶技术创新中心主任杨国刚观察,此前的远洋船舶以重油燃料为主,目前在向清洁、低碳甚至零碳的方向转变,比如采用LNG、甲醇、氨等,航运业的绿色转型为绿色船舶创造了巨大的市场需求。

造船厂里看细节:“废料”继续做“原料”

当记者来到这家位于辽宁大连的造船厂时,正是一季度的生产高峰期,车间几乎24小时不停。钢材,是造船最重要的物料,也是成本里的绝对大头。一块块长度十几米的钢板,经过自动划线、切割、打磨等工序,变成形状各异的船体部件。

在船厂的废料桶里,记者注意到一个细节:套料后产生的废钢很少有块状的,大多是细细长长的条形,“尽可能做到利用最大化,余料最小化”。

这样的物尽其用,是如何做到的?在生产线上,记者看到,等离子切割机正在全速运转,冒出火花。负责人告诉记者,生产车间在近年来安装了一批新设备,还新上了10多条智能化切割、焊接、打磨机器人生产线。

大连中远海运川崎船舶工程有限公司制造部副部长王朋说,比如,过去是手工切割,现在是全自动化切割,切得快、切得准、切得好,断面一般都非常平整。

物尽其用的秘密还藏在生产线外。在船厂的设计部门里,记者发现,像是一艘大型集装箱船,用大约17000块钢板,就能套出将近27万个部件。尤其是在钢板的犄角旮旯里,还能切出各种各样的小部件,比如小尺寸的补板、搭脚手架用的支撑小件等等。切割图纸上精准的排列组合,光靠人工很难做到。

大连中远海运川崎船舶工程有限公司设计部副部长史明川介绍,这个背后是数字化建模和制图软件的不断更新,支持数据存储和运算的服务器也在最近三年里扩了四五轮;设计和切割越精准,钢材利用率就越高,利用率每提高2个百分点,成本就下降1个百分点。

记者在这个船厂里了解到,今年,6条产线的设备更新计划已排上日程,涉及打磨、切割、焊接、涂装等工序。过去很长一段时间,由于船舶产品的定制性很强,很难标准化,所以船厂对于打造一条高适用度的流水线是既渴望又感到头疼;而现在,一条自动化一体化流水线正在加快酝酿之中。

在大连中远海运川崎船舶工程有限公司副总经理许迎春看来,造船业正在逐步从传统的劳动密集型产业向高端化、智能化、绿色化转型升级。

数据洞察:绿色工厂造绿色大船

中国已成长为一个造船大国,身后是深厚的造船产业,前面是巨大的发展潜力。衡量一个国家的造船能力,有三个关键指标:造船完工量、新接订单量、手持订单量,既看现在也看未来。最新数据显示,截至今年2月底,我国造船业三大指标均位居世界第一。

中国船舶工业行业协会数据显示,造一艘船,用到的零部件多则2000万个以上,少则也有上万个,供应链长,产业关联度高,带动特种钢材、高端黏合剂、新型通信导航等新材料和新技术行业继续加快成长。

从北到南,辽宁、山东、江苏、上海、浙江、广东都是造船的大省份,持续支撑当地工业利润、税收和就业增长。“最强造船小城”是江苏靖江,一个县级市的造船完工量今年将近900万载重吨,占到世界份额的10%左右。

中国造船,交付时间越来越短。今年1—2月份,上海三大船企交付13艘船舶,创历史新高。在这背后,数字造船实验室、智能化产线、5G技术等加速覆盖延伸。

船厂焕新不光在产线上,还在厂区里。屋顶的光伏,成组的新型储能装备,绿电供给源源不断,绿色低碳供应链加快打造,全国绿色船厂数量有望突破30家。

绿色工厂造绿色大船。2023年,我国新接绿色动力船舶订单国际份额达到57%。到2025年,我国船舶制造业绿色发展体系将初步构建。


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