HCSR的隐形机会

本刊记者 徐 华

国际船级社协会（IACS）共同结构规范（CSR）的特殊背景，使得其一出台，便遭到工业界的强烈质疑，如今，在CSR基础上开发的协调后的共同结构规范（HCSR）呼之欲出。HCSR的问世是否会再度为工业界带来飓风，我们试着揭开其神秘的面纱。

CSR的未了缘

2010年10月在希腊举行的第三届国际船舶营运、管理经济大会的造船分会上，希腊的Maran油轮管理公司和Anangle海事服务公司发表了“关于油轮共同结构规范宣讲和缺陷”的论文。该论文回顾了IACS进行CSR开发的背景，指出了CSR存在的若干技术问题和矛盾，包括净厚度方法和净厚度方法在屈曲计算中的应用、局部强度不同的基础原理、疲劳强度评估中不同的应力计算方法、有限元技术不同的应用、高级屈曲与极限强度问题，以及CSR改进中忽视业界问题等方面。

实际上，对于CSR质疑之声从2006年4月1日生效之日起，就从来没有平息过。这与当年IACS开发CSR的背景有着千丝万缕的联系。当年，薄板型船由于其突出的经济性而受到市场追捧，然而随着时间的推移，这类船型的弊端慢慢显露，事故也频繁发生。这种以牺牲安全为代价而获得短暂利益的作法，首先遭到欧美海事业界的质疑。然而，由于竞争激烈，这一趋势早已不同程度地影响了各船级社规范，业界人士开始担心竞争导致规范的安全性降级。于是，在维护规范安全性的名义下，英国劳氏船级社（LR）、挪威船级社(DNV)、美国船级社(ABS)三家开始联合起来编写油轮共同结构规范，为了对抗这三家“脱离组织、单独行动”的行为，IACS其他七家成员船级社开始联合制定散货船共同结构规范。最终，在时为IACS轮值主席的中国船级社（CCS）的积极斡旋下，联合开发的各方不仅回归理性，而且使CSR的知识产权由IACS全体成员共享。

然而，在此背景下产生的两本独立的规范，虽然对散货船和油船的安全性产生了巨大的推动作用，却难以令工业界感到满意。特别是两本规范的不协调性是饱受造船界争议最多的内容之一，因为除了散货船和油船的特殊性之外，在船舶结构力学的基本原理上是一样的，在共同部分没有必要单独制定规范要求。例如，有限元的屈曲校核方法在散货船共同结构规范（CSR BC）中采用的是闭合公式方法，在油船共同结构规范（CSR OT）中则采用高级屈曲计算（PULS）方法。工业界对此很有意见，因为屈曲强度问题对于任何船舶结构都是一样的，为什么要分为两个截然不同的方法？这对船舶的设计、审图到建造生产都增加了重复劳动，影响效率。所以，如果不对两本独立规范进行协调修改，就根本无法去统一这两个方法。同样，更多需要协调一致的地方等待着IACS的后续工作来完成。

为了解决共同结构规范中的应用维护问题和上述的不协调问题，满足工业界、船东的需求，IACS分别制定了短期和长期计划。

短期计划的目的是对现有CSR进行维护，为此成立了名为CSR PT1和PT2的两个规范维护项目组，分别负责散货船共同结构规范和油船共同结构规范的维护。同时为了确保各船级社在共同结构规范软件计算结果的一致性，IACS还成立了CSR PT3和PT4，分别在有限元法和描述性方法两个方面对目标船进行对比计算，并给出了标准的对比数据。

IACS的长期计划则希望用5年的时间，将散货船共同结构规范和油船共同结构规范不协调的内容进行统一，因此IACS成立了7个协调项目组（HPT），在项目总体负责人PMT的组织协调下开展工作，解决现有两本共同结构规范的不协调的问题。最初成立的7个HPT分别是HPT01（载荷）、HPT02（屈曲）、HPT03（有限元）、HPT04（腐蚀）、HPT05（焊接）、HPT06（舱口角隅疲劳）、HPT07（营运船要求）。IACS期望规范协调统一之后，可以带动技术及其应用实施的统一，解决现有CSR不协调带来的争议，并可以提升相应的工作效率。

与GBS的不期而遇

正当IACS紧锣密鼓地开展CSR的协调工作之际，国际形势又发生了新的变化，GBS（目标型标准）已经沿着另外一条技术路线走到了IACS成员面前。2009年，GBS在IMO的大力推动下于MSC 87次会议确定了GBS符合性验证导则，对IACS共同结构规范进行GBS符合性验证的时间表也进行了明确。

此时，刚刚从EU反垄断调查中解脱出来的IACS成员迎面遇到的正是为期不远的GBS审核，各成员开始认识到，如果再各自为政，很可能造成对CSR多种解释的出现，导致IMO对CSR的误解和不信任。在这种情况下，IACS内部改变了最初由各家成员提交现有CSR单独应审的策略，确定了以协调后的共同结构规范（HCSR）应审的策略，但规范的提交、应审仍由各家船级社成员自行完成。在IACS理事会C60会议上，对协调后的共同结构规范的性质和涵盖范围进行了明确。首先，HCSR是协调一致、合二为一的一本规范；第二，HPT工作组将协调后的规范内容必须符合GBS的要求列入项目目标范围。这样，HCSR的重要性上升到了新的高度，未来HCSR规范一方面应该是完成协调要求的规范，同时也是满足GBS要求的规范。

随着协调工作的深入和工作范围的扩大，IACS在原有HPT基础上又成立了HPT08（疲劳）、HPT09（尺度要求）和HPT10（规范评估），其中原有的HPT06纳入HPT08的工作范围，为分解工作量，HPT09内部又分为HPT09.1（安全衡准和原理）和HPT09.2(详细要求)两个小组分头开展工作。

目前HPT01、HPT04和HPT07已经在IACS船体技术委员会（Hull Panel）主持下的第一次工作组（Workshop）会议上提交了规范文本和技术背景文件的初稿，供各家船级社提出意见并将根据反馈意见做出相应修改。其余各HPT的工作成果将按IACS Hull Panel的部署分别于2011年2月和6月召开的两次Workshop会上提交并于2011年7月1日形成内部第一版HCSR规范文本。同时IACS还组织成立了外部咨询组（EAG），通过在Workshop会后召集EAG会议在规范初稿制定阶段征求工业界的意见。

HCSR带来了什么

随着第一版发布的时间日益临近， HCSR即将向IACS各船级社成员、工业界及船东展现出其全貌。那么，它究竟会给工业界带来哪些影响？

CCS研发中心副主任王刚说，“作为HCSR项目的重要成员，CCS全程参与到规范的研究起草过程中，从研究者的角度上来看，为了适应GBS的要求，HCSR更讲究规范背后的技术论证，相关的技术背景文件和资料必须要满足IMO GBS审核的要求。使用者要想真正理解这本规范，就要更多地将精力投入到对其技术背景的研究上来。这是HCSR与CSR最大的不同之处。当年在制定CSR时，由于目的侧重于应用，外界对CSR进行深入研究的需求并不是很迫切。因此，当时对CSR的基础研究不多，更多的研究侧重在应用方面，当时首先关注的是应用CSR会对原有船型产生多大影响等问题，其次想解决的是规范会不会用，如何用的问题，然后基于应用需求着手进行软件开发，使工业界得以迅速地适应CSR的要求。而目前为了应对GBS，HCSR必需加强基础研究。也就是说，要从根源的理论入手，了解HCSR从何而来，如何来的。”从目前HCSR进展情况来看，结合工业界对

CSR的具体意见，可以预计未来HCSR对船舶总体结构来说不会产生很大影响，比如，空船重量的变化应该可以基本控制在1%以内，更多的变化体现在因规范局部要求的变化而导致船舶结构局部的改变。但船舶工程是一个系统工程，往往是“牵一发而动全身”，产品局部的改变通常会影响整个生产流程，所以，HCSR的影响重在应用方面。首先，两本规范合二为一之后，对单独的油船或是散货船规范内容来说都有较大变化。以油船为例，一部分规范内容可能采用了现有散货船规范的要求，这对油船的设计方和船厂来说就要重新考虑如何使用HCSR中的涉及油船的相关要求，如何应用HCSR进行评估，如何开发新的计算软件等等问题。第二，由于有了满足GBS要求的硬性指标，为弥补CSR与GBS要求之间存在的差距，需要新增一部分内容，比如，剩余强度、建造标准、人为因素等方面的要求，同时，还需要在现有CSR基础上完善部分内容以满足GBS要求，比如载荷、疲劳、结构强度等方面。无论是新加入的内容还是在CSR基础上进一步完善内容，这些新要求也将对船舶的设计和建造产生影响。

通过IACS的努力，HCSR提交GBS审核的截止时间定在2013年12月31日，比原计划推迟了一年，但按照IACS的讨论情况，HCSR的生效时间可能定于2014年1月1日或7月1日，而此时HCSR正在IMO GBS的框架下进行审核，这就意味着这个时间之后签订合同的船要符合HCSR，而HCSR是否能够通过GBS审核，要到2016年才能得到答案，这期间按HCSR建造或签订合同的船如何解决规范有效性尚无定论，这也成为IACS、IMO和工业界需要共同面对的棘手问题。

知其然与知其所以然

2010年10月底在日本举行的油轮结构合作论坛（TSCF）的全球造船大会上，韩国在油船设计上推出了一种不用“横撑材”的新型液货舱，以简化油船内部结构，从而达到优化船型结构、提高生产效率等目的。长久以来，“横撑材”对于提高油船横向结构强度有着不可或缺的作用，然而，韩国却大胆地将其去掉，并获得设计成功。王刚认为，究其原因，这种大胆的创新，来源于其对船舶结构规范背后的基本技术原理的掌握。HCSR的出现，很有可能是带动我国船舶工业开展探索技术原动力的基础研究的最好时机。

CSR的问世，正好处于我国“十一五”的开局之年，业界上下齐心积极应对，使我国的船舶结构规范水平快速提升到世界级高度，造船行业实现了跨越式发展，仅仅五年时间，一跃成为世界第一造船大国。正如业内专家所言，“十五”时期，我国船舶工业想的是有没有的问题，“十一五”时期，是发展速度问题，那么，“十二五”，就要考虑发展质量问题了，也就是面临着能不能持续发展的问题。可以说，CSR的生效为我国船舶工业实现“由大到强”的转变提供了很好的机会，而HCSR与GBS的推进，将是我国实现自我超越的又一良机，是促进我国船舶工业再度跨越式发展的助推器。当前国际竞争的核心是“得标准者得天下”，竞争的最高境界就是标准的竞争。目前，我们离这一目标还有一段距离，从技术先进性来说，我们始终落在后面，仅仅依靠劳动力成本优势，缺乏创新使得我国船舶工业难以实现可持续发展。王刚认为，“要走得更远，就要有自己的核心技术，这取决于对基础理论的掌握，只有掌握了本质，才能以不变应万变，以韩国的新船型设计为例，只有对船舶的力学模型吃透了，才可能提出创新，才知道创新是否合理，有了理论研究为基础，才能想得到做得到。同样对于规范标准的研究，只有把规范标准体系的基础研究加强了，才能积极应对各种挑战，推陈出新，走在行业的前面。”

正是基于这种对技术标准的执着追求，CCS在参加IACS的HPT项目工作时，结合CCS的GBS应审项目投入大量人力物力。目前，CCS的HCSR与GBS项目面临着参与人员多，涉及单位多，时间紧的现状。为了加强项目管理、提高工作效率。项目组的技术管理组织架构参考了IACS的管理模式，即建立类似于从IACS理事会、GPG、Hull Panel、PMT直到HPT的技术研究层次，集合全社的资源，在项目组的框架内统一协调，保证项目研究工作顺利实施，同时注重与IACS、IMO、工信部、海事局等相关机构和部门的协调沟通。目前，CCS成立的10个GBS项目组已经根据对应支持的HPT研究内容和CCS需要独立自主解决的关键技术开展了具体工作。对于HCSR的研究，将从三个方面进行：首先，对于HCSR的共性技术从基本原理角度展开了深入研究，为了完全掌握HCSR的技术背景和来源并符合GBS的要求，加大了基础研究的力度；第二，根据HCSR规范要求和整体框架，按IACS HPT时间节点要求分阶段编制计算工具和新的集成软件；第三，对船型进行升级和优化，船型升级体现在新船型不仅要满足HCSR的要求，还要满足当前已经或即将生效的绿色新规范、法规等，比如排放、拆船方面的国际公约等。另外，通过几年应用CSR的经验积累，结合HCSR再推出的新船型应该是对应用CSR时不尽合理的船型进行设计优化和改进的精品船型。

中国船舶工业，在“十一五”期间实现了完美转身，然而，要实现真正从量到质的转变，既需要自身不懈的努力，也需要外部催化剂的作用，HCSR的出现，可以说是挑战，但更是机遇。