水面舰船集成建造技术探讨

胡忠平， 蒋荣勤

(1.沪东中华造船(集团)有限公司 军事代表室， 上海 200129；2.上海船舶工艺研究所， 上海 200032)

水面舰船集成建造技术探讨

胡忠平1， 蒋荣勤2

(1.沪东中华造船(集团)有限公司 军事代表室， 上海 200129；2.上海船舶工艺研究所， 上海 200032)

介绍了舰船集成建造技术的内涵、主要特征，分析了我国舰船建造技术现状，提出了有关发展设想与发展步骤的建议。

水面舰船 集成建造 发展探讨

1 引言

根据我国舰船行业有关造船模式的理论，舰船建造技术发展等级一般分为整体建造、分段建造、区域建造、集成建造和敏捷建造五个等级。近10年来，我国重点发展了区域造船技术，确立以“中间产品”为导向的工程分解和组合模式，即进入现代建造模式阶段，较大幅度提高了舰船建造质量和建造效率，支撑了一批现代舰船的研制生产，推进了行业建造技术进步。目前，舰船区域造船技术已日趋成熟，但与欧美国家还有较大差距，可借鉴先进造船国家“一代舰船一代工艺”理念，在区域造船基础上发展集成建造技术，加快向以总段模块为特征的敏捷建造迈进。

2 舰船集成建造技术内涵探讨

舰船集成建造技术是在区域建造技术的基础上，以区域功能化为导向，将舰船建造的壳舾涂作业区域与舰船设计的功能区域进行集成，实现以功能性总段、功能性单元模块为典型“中间产品”的工程分解和组合的建造技术。其关键技术包括舰船功能区域集成设计技术、功能性总段和功能性单元模块集成建造技术、功能区域测试试验技术、功能区域界面与接口技术、功能区域改换装技术、标准化技术等。

功能性总段是指实现舰船平台、系统任务的一个或多个特定功能的相对独立总段，具有相对独立的生命力，包括相对独立的配电系统、消防系统、通风系统、数据分配系统等，符合类似“产品”意义上的性能、质量和精度等要求。功能性总段是舰船设计(性能分解)、建造作业(工程分解)统一的“中间产品”。

功能性单元模块是指实现舰船平台、系统任务的一个或多个特定功能的独立单元或模块，一般由一个或多个设备及其附件组合而成，符合类似“产品”意义上的性能、质量和精度等要求。功能性单元模块是舰船系统设计(性能分解)、舾装作业(工程分解)统一的“中间产品”。

集成建造以区域建造为发展基础，以敏捷建造为发展方向。区域建造按区域/阶段/类型进行作业分解与组合，其生产特征是区域壳舾涂一体化，典型的“中间产品”由“结构性总段”逐步发展为“完整性总段”；集成建造按功能区域进行作业分解和组合，即区域壳舾涂作业与区域的功能实现集成，其生产特征是区域功能化，典型的“中间产品”由“完整性总段”向“功能性总段”、“功能性单元模块”发展；敏捷建造按模块化进行作业分解和组合，即功能区域发展为模块，实现高度标准化、系列化、通用化，其生产特征是模块化，典型的“中间产品”为“模块化总段”及各类“舾装模块”。发展脉络如表1所示。以模块化为生产特征的舰船敏捷建造是一个国家舰船技术和研制工程体系趋于发达、成熟的标志。

表1 舰船建造技术发展脉络

3 我国舰船建造技术现状分析

“十一五”期间，我国以某型护卫舰为载体，组建团队有步骤地发展区域造船技术，突破了船体分道建造、总组搭载、精度控制、区域舾装、区域涂装等一系列区域造船关键技术，实现了舰船区域建造，提高了建造效率，缩短了建造周期，特别是船台(船坞)周期，显著提高了核心资源的利用率和建造能力。“十二五”期间，在舰船推广应用过程中，进一步提高建造工艺技术水平，提升总段完整率和建造精度。如某型号分段总组率超过85%，无余量上船台率达到100%，总段铁舾件、管子舾装率超过90%，下水铁舾件、管子舾装率达到95%，典型总段设备安装率超过80%。建造技术指标达到历史最好水平，从而为向集成建造技术发展奠定了基础。

发展集成建造技术首先需要认清技术差距。如设计技术上，集成建造技术需要总体设计在满足性能要求的基础上，将舰船按功能区域进行集成设计，实现舰船平台区域功能化，系统设备模块化。目前，总体设计还处在系统设计与区域设计相结合阶段。如建造技术方面，集成建造技术要求功能区域进行集成建造和试验，在完整性基础上进一步具有功能特性。目前，舰船总段完整性已经达到较高水平，但还不具备功能性，如还没有发展功能区域的试验检验技术和区域界面接口技术等。因此，发展集成建造技术需要解决的问题较多，需要有组织、分步骤来突破关键技术和实现型号应用。

4 集成建造技术发展步骤探讨

我国舰船总体设计已经在开展集成优化工作，按照强化功能的理念，实施全舰系统重构。全舰由传统的系统划分优化为船体与船舶装置等新的若干一级系统，其中以保障系统为例，经过资源优化统筹，合理均衡全舰资源，实现水、电、气、冷、网等基础设施的统一保障。通过流程优化、资源统筹、信息共享、软硬件集成及系统设备自动化水平提高等手段，实现总体设计优化、系统配置合理、设备优良可靠，进一步提升全舰的设备集成度。

舰船系统集成优化，为集成建造发展提供了先导。基于提高舰船系统集成优化水平，对全舰功能区域进行分层级的研究、划分，提出目标模式，分步骤地实现集成建造。

第一步，可选择典型区域，如机舱区域或艏部区域，在船体与系统设备、船舶装置的基础上，进行独立配电系统、各类保障系统的集成，开展总段内集成建造的研究及应用；可选择动力电力系统、保障系统中部分系统设备与设施开展功能单元模块的研究及应用；探索、论证将部分试验和检验验收工作提前到总段阶段、船台(坞)阶段的可能性及所需的相应设施和条件，从而缩短水下周期。这个过程可称为总段功能的小集成。

第二步，可进一步拓展到其它区域，如艉部区域、工作区域，进行多个功能总段集成建造的研究及应用；对动力电力系统、保障系统中系统设备与设施进行功能单元模块的研究及应用；推动部分系泊试验项目向总段、船台(坞)阶段前移，减少水下试验内容和时间；逐步创造条件推动武备系统的功能模块研究及应用。这个过程可称为全船功能的大集成。

5 发展舰船集成建造技术的建议

我国舰船装备的快速发展为集成建造技术的发展提供了历史机遇。可依托新型号舰船的研制进行顶层策划，分步突破关键技术。如“十三五”期间可以以功能性总段集成设计与建造为起点，突破舰船功能性总段的集成建造、试验的基础技术和部分关键技术，推动推动舰船“中间产品”由“完整性总段”向“功能性总段”发展。“十四五”期间进一步突破舰船功能性总段集成设计、建造、试验、接口和标准化等关键技术。大约用10年时间可全面实现集成建造技术，从而转向发展敏捷建造技术，进入世界一流方阵。

舰船建造技术的持续发展必然使研制、建造条件设施的需求发生变化，从而推动能力建设的持续发展。舰船集成建造技术的发展，也必然会使能力建设产生新的需求，如需要在现有研制体系和能力的基础上，面向功能性总段、功能性单元模块以及将来模块化的研制、设计、建造、试验等方面，开展与之相适应的设计平台、制造平台、测试试验平台，以及虚拟现实环境和信息集成环境等能力建设。

Discussion of Integrated Ship-building Technology for Warships

HU Zhong-ping1， JIANG Rong-qin2

(1.Military Representatives Office at Jiangnan Shipbuilding (Group)Co., Ltd., Shanghai 200129, China； 2.Shanghai Shipbuilding Technology Research Institute, Shanghai 200032， China)

The intension and feature of integrated ship-building for warships are introduced in this paper. The situation and progress of domestic ship-building technique for warships are summarized here. Future development images and steps of ship-building technique are also proposed.

Warship Integrated shipbuilding Development discussion

胡忠平(1964-)，男，高级工程师。

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