姚建春，中國船舶工業集團公司第十一研究所副總工程師

    2011中國海洋油氣鉆采與工程裝備高峰論壇報道

    姚建春——中國船舶工業集團公司第十一研究所副總工程師

    【姚建春】：各位來賓，女士們、先生們，下午好！

    我發現的發言是“海洋工程裝備總裝建造技術”，分五個內容，首先對我們所做個介紹。

    中國船舶工業第十一研究所是船舶行業唯一一個以造船工業現代化為目標的軍用艦船民用傳播和海洋工程裝備制造研究的平臺。

    船舶和海洋領域總體研究，非金屬材料應用和檢測技術研究，自動化裝備設計與制造技術研究等。

    作為船舶行業唯一一家工藝研究所，承擔了為全行業服務的功能，為造船工藝、信息化、焊接、涂裝等方面，由一些上級主管單位在我們所設了辦公室。

    下面我們來回顧一下海洋工程裝備現狀和發展的趨勢。海洋工程裝備發展的現狀，首先是深水化大型化。多功能智能化，設備更加先進，操作更加簡便，全自動化這些高新技術的船型，動力定位船型等已經成為當今國際上研發的主力船型。

    模塊化總裝建造，通過模塊設計實現設備的最優布置。通過模塊標準化，通用設備方便維修、測裝，向水下發展，更多借鑒陸上處理技術，例如將采油設備，包括建立深海空間站控制遙控實現生產、修理等作業。

    安全性、可靠性、環保性，未來對海洋工程裝備的安全性可靠性要求更高。尤其抗沖擊性，抗沉沒性，更好的防止漏油、井噴等。

    世界經濟持續的復蘇對能源的需求繼續加大，促使深水、超深水海洋工程裝備增加，以及裝備的更新換代，引發了海洋工程裝備的持續增長。

    從2010年10月2011年6月，全球簽訂91份海洋鉆井建造合同，其中45份合同有待于生效，其中新加坡共57座。

    我國的海工裝備建造企業獲得訂單比較多的是大連重工，一共獲得13座自升式平臺，1座半潛式平臺。我國海工裝備業跟韓國、新加坡的差距，主要在項目管理水平，設計能力、配套能力、總承包能力或者說一個協調的能力。另外在總裝建造水平、建造周期、建造總工時方面還有待于進一步提高。

    第三部分說一下海洋工程總成技術研究項目，這個項目是以中國船舶工業集團公司第十一研究所作為牽頭單位，煙臺中集來福士海洋工程、中遠船務工程集團等溝通協作。

    我們看一下海工裝備與船舶的主要差別，我們都清楚高附加值、高風險、高投資是海洋裝備的特點，和船舶相比，可靠性和質量要求是高于船舶，大量使用高強調鋼。

    海洋工程裝備一般超過140米，內部的管線密集，系統復雜，設備繁多，調試工作量非常大。我們這個項目主要是從縮短周期提高質量和效率，提高市場占有率、配套自主率，實現我國海工發展戰略目標，采用產學研聯合攻關的方式，突破關鍵技術，實現發展目標。

    項目一共是八個研究專題。專題一主要是研究內容之一，是典型的海工裝備總裝建造方案，包括合攏方案、下水方案、系統聯調、調試組織等。第二項內容是海工裝備總裝建造的作業主流程，通過半潛式、自升式平臺作業主流程，找出典型海洋工程裝備優化作業主流程。根據海工建造的特點，研究提煉基本的概念和內涵，共性的原則和方法，借鑒現代造船模式的相關理論和制造業相近的理論。結合國內配合和條件，提出適合我國國情的海工裝備總裝建造方式，對現有船廠提出建議和建議。專題二是海洋工程裝備生產設計研究。三維協調設計原則約定，設計圖紙的內容深度和表達方式以及設計流程的優化，自動三維設計的改善來提高設計的能力。專題三是虛擬仿真技術研究，利用國家工程實驗室平臺，聯合參研單位技術力量，突破關鍵技術，進一步完善最終實現軟件的國產化。

    專題四，第一建造精度控制技術；第二大型總段整體提升、安裝技術；第三關鍵部位，重要結構制造工藝技術；第四重量控制技術，把握設計過程和建造過程。

    專題五是模塊建造技術，通過研究模塊制造的工藝性及功能的完整性，總結模塊設計建造經驗，結合區域、功能以及主要設備特性，特殊工藝要求，剖析大型模塊繼承及建造、移運、吊裝、安裝提出我國海洋工程裝備專業化生產的模塊建議。

    專題六是關于生產技術準備，希望提出海工裝備生產技術準備體系，完善業務生產方式。

    專題七是海工建造規范、標準體系研究。通過搜集和梳理主要船級社的規范，特殊要求，包括環保、港務局、特殊海區的特殊要求，建立海工裝備，規范標準的體系，建立規范標準的數據庫。結合成員單位自身情況，提出在簽約建造的過程中，滿足業主要求的情況下，可以優先采用規范標準的指導性意見，以及急需制定修改的海工規范標準的建議，包括海工設計圖紙，提出我國船舶領域及國內外相關的行業標準。

    專題八是總裝建造的適應性研究，包括HSE、質量管理、人員復合培訓技能的方案。

    下面把我們這個項目，目前重點研究的內容一些進展情況做一個報告。

    首先，專題一總裝建造總體技術研究。大家看到新加坡吉寶船廠作業主流程。這是擴體建造，這是模塊建造，總裝合攏整個主流程是這樣。下面是韓國現代重工的主流程，大致也是這樣的。這是來福士廠去作業主流程，采取屋內總裝合攏，有2萬噸的泰山吊。

    現在總的建造方式，一種是大屋內，還有一種是平地建造總裝合攏。

    總裝作業方案和作業主流程取決于諸多因素，產品綱領、產品結構、生產布局、硬件能力、建造方式、生產體制、設計模式等。專業化的設計和生產，提高中間產品的完整性是一個行之有效的重要措施。

    生產設計和生產技術準備研究，海工裝備具有邊設計邊施工邊修改的要求，對企業提出較為嚴格的要求，基礎設計、詳細設計、生產設計往往交叉重疊。另外海洋工程裝備建造要求強，工期嚴格，因此生產設計和生產技術裝備成為重要的內容。

    生產設計的策劃和流程的優化是我們應該著重的要點，建立規范化的設計生產體系，形成建造設計的慣例，建立各平臺各專業的設計專業指導書，推進設計標準化。優化生產設計流程，比如說通過引進精益生產理論、實踐和工具，加快生產設計速度，提升生產設計應變能力。

    生產設計三維協同設計的原則，應該統一設計平臺，統一各專業的數據交換方式，將消息設計提供的CAD二維結構圖轉換為三維模型，進行各專業并行設計。

    建立海洋工程裝備系統產品，梳理相關產品信息和歷史信息，實現數據快速搜尋。

    第三虛擬仿真技術體系，一個是虛擬設計評估技術群，一個是建造工藝仿真和優化技術群，一個是物流仿真，作業運行，保障機制進行，下面含有許多需要研究的單項技術。

    本項目研究當中，涉及到生產設計評估。一個是從設計系統中導出設計信息，按專業或者是系統單獨評估。第二與多個設計系統關聯，支持設計屬性的查詢。第三在虛擬環境中時時查詢設計的屬性，提供空間測量的工具，動態剖析支持修改的三維批注。

    下面虛擬仿真技術在海洋工程裝備總裝中的應用。一個是SPAP平臺的應用，進行虛擬仿真。這是鉆井船，這是外高橋的3000米鉆井平臺。建立物理的仿真和優化，SPAP平臺的關鍵建造工藝的驗證，3000米鉆井平臺的吊裝工藝，設備裝配工藝仿真，船體總組搭載精度仿真。

    下面是專題四，主體結構建造，這是精度控制的體系表。前面也有專家發言當中介紹到外高橋造船有限公司在建造“海洋石油981”時制訂了設計階段有限元數精度分析技術、反變型技術，并得到成功運用。這是南通中運用圓筒平臺數字化模擬技術和浮態建造技術，實現了100%無余量建造。這是南通中遠在建造GM4000海洋鉆井平臺時，在國內首次成功實現液壓提升大合攏。

    下面再談一下，我們下一步打算開展的重點研究工作。首先是海工裝備建造模式的研究。借鑒現代造船和制造業的先進理念，進一步探討適合中國國情的海工建造情況，提高綜合競爭力。有這么三點，是應該著重注意的。一個是異地協同并行建造，充分利用企業資源和社會資源，實行異地協同并行建造。第二條就是設計建造數字化。通過三維建模和數字化裝備的綜合運用，增加產品設計、工藝規劃、性能分析、加工制造、質量檢驗的靈活反應的速度和柔性化的程度。第三，工程管理信息化。構建設計生產管理共享平臺，建立完善的設計、制造、物流、集成系統，設計工程管理流程。

    第二項海工裝備數字化制造。開展項目管理及信息化技術，虛擬仿真建造技術、物資編碼的優化和統一，數字化無損檢測技術、標準規范數據庫等項目研究，搭建海工裝備網絡制造平臺，協同制造和設計，最終實現數字化海工。

    我國的海工建造企業在海工項目的流程控制、計劃進度、財務成本，公司物量采購等方面還有很大的差距，基于TOC、EVM等先進的管理理念，開展項目技術管理研究。要用信息化技術作為項目管理有效的支撐手段，結合我國海工裝備總裝船的結構，形成信息集成。

    這是我們跟韓國合作研究項目管理軟件的主要框圖。虛擬建造技術方面，我想就焊接工藝智能設計和可視化的技術，包括派工單可以交戶生成。三維模型僅用于生產階段。這是整個框圖，生成三維交戶圖形。

    基于虛擬人綜合評審平臺，通過虛擬人功能從人機工程角度驗證設備、儀表、管系、電纜布置的合理性，使用數據手套改變零部件的位置。另外一項數字化無損檢測技術，通過超聲衍射等提高檢測效率。這是準備在自升式平臺TKY管節點等方面進行運用。

    最后一項虛擬仿真建造技術，物資編碼的優化和統一，是一個很基礎的工作。最后一項海工裝備全壽命周期的綜合防腐技術，建立數值模型，實現全壽命周期腐蝕狀態的在線實時檢測，建立腐蝕數據庫，利用計算機技術對防腐涂層，為海工裝備設計提供依據。

    謝謝。