南通中远川崎绿色造船模式的探索与构建

(南通中远川崎船舶工程有限公司，江苏 南通 226005)

1 中远川崎绿色造船模式构建背景

1.1 改变船舶制造业发展方式的必然要求

“材料消耗大、能源消耗大、返工率高”曾一度是国外专家对我国船舶工业发展状态的评价。造船产业是国民经济的支柱产业之一，是高资源消耗产业，在为社会创造财富的同时，也在消耗着资源、污染着环境。我国在发展低消耗、节约型的造船经济中取得了一系列积极进展，在产出规模快速扩大的同时，资源消耗水平有了一定程度的降低。但是与日、韩造船业相比，我国船舶工业在资源消耗方面与世界先进水平的差距十分明显。以电力和钢材消耗为例，日本造船企业万美元产值平均耗电约350 kW·h，而我国大部分造船企业万美元产值耗电在1 000 kW·h以上，约为日本企业的3倍；日本、韩国每载重吨完工船舶消耗钢材分别为0.14 t和0.24 t，我国每载重吨完工船舶消耗钢材0.39 t，约为日本的2.8倍、韩国的1.6倍。因此，加快打造能源消耗低、环境污染少和资源节约型绿色造船企业，是改变船舶制造业发展方式，缩短我国同世界造船发达国家之间差距的必由之路[1]。

1.2 实现节能减排目标的重要手段

中远川崎作为一家中外合资的现代化造船企业，非常注重企业的社会责任。自1998年开业以来，坚持自觉遵守节能环保法律法规，做对社会、对环境负责的企业。根据政府“十一五”期间提出的到2010年底GDP能耗比2005年末下降20%这一节能减排目标，中远川崎设定“十一五”期间的节能目标：即万元收入的综合能耗目标与“十五”期间相比下降19%，到2010年末综合能耗降至0.067 t/万元产值。为了达到上述目标，中远川崎以“绿色造船”企业的创建为契机，结合环境安全管理体系的管理要求，将持续改进的管理思想与标准体系管理理念融合并贯彻到日常的生产、设计工作中。

1.3 应对产业竞争的迫切需要

近年来，国际海事组织(IMO)围绕船舶安全性和环境保护出台了一系列国际海事新标准和规范，典型的如单壳油轮淘汰、船舶新涂层标准(PSPC)、压载水管理、温室气体排放的新船设计指标等，成为影响船舶工业发展的重要因素，也是今后国际船舶产业竞争的关键。这些新标准和新规范对船舶工业在技术创新、制造模式转化、精细化管理等方面提出了更高的要求。尽管国际金融危机对全球造船业的影响仍然存在，但日、韩等造船强国已经着眼于未来，力图化本次危机为契机，抢占下一轮国际船舶产业竞争的制高点，而这一制高点就是绿色技术。日本应对本次危机的措施之一，就是充分利用自身高科技能力推动船舶工业安全及环境标准的制定和船舶科技的发展，特别是引导全球未来几年内将新船的CO2排放量降低30%。因此，通过技术创新全面推进绿色造船企业建设，占据未来市场、设置技术壁垒、保持技术优势显得刻不容缓。

2 中远川崎绿色造船模式构建

2.1 实施产品绿色设计

绿色造船是符合世界节能环保潮流的一种先进造船生产方式。设计节能环保和绿色造船工作的源头。中远川崎在船舶设计上，将重点放在产品设计的节能环保上，树立以资源节约和环境保护为指导思想的船舶设计理念。

2.1.1 建立绿色设计体系

中远川崎所承接建造的船舶都是由设计部门提供船舶基本设计的图纸资料和各种船性能计算资料(如船体型线图、总布置图、船体基本结构图、静水力性能计算书，阻力和螺旋桨设计计算书等)，在此基础上进行船体设计、机装设计、电装设计、船装设计及舾装和船体的生产工艺设计、放样下料、数控切割数据的自动生成等。中远川崎采用以计算机信息为特征的数字化设计手段，通过计算机三维建模、计算机放样、计算机辅助工程分析工作，实现船舶设计建造的虚拟化。通过采用高规格的图形工作站，利用最先进的专用设计软件、船体综合设计与结构分析软件和力性能有限元分析软件，实现了设计人员完全“甩图板”作业，三维CAD应用覆盖率达100%，大大提高了设计人员的设计效率。

2.1.2 实现设计过程的“绿色化”

在船舶设计时期综合考虑船舶的性能质量、自然资源的节约和生态环境的保护，开展船型优化设计、动力节能设计、消除不必要的冗余功能设计，从设计源头提高材料利用率、提升船舶能效性能、选用绿色材料，全方位促进船舶设计、建造以及营运的绿色化。

1)节能环保设计。通过优化船型设计、减轻船舶重量、改良动力系统，减小各辅助系统的能耗，减少船舶的能耗，着手研究降低船舶能耗的新技术。中远川崎10 000 TEU集装箱船尾部采用尾楔形状的构造，对螺旋桨旋转引起的涡流起到整流作用，提高了航速，降低了能耗。中远川崎船舶全部采用高效桨，船舵上增加舵翼(部分船舶还采用了导流罩)，充分考虑船型和螺旋桨的配合，提升推进性能，减少能源损耗。自主研发的30万t矿石运输船(VLOC)采用新型直艏设计，与传统肥大型船舶及国外相同主尺度矿砂船相比，直型船艏提高船舶建造便利性、增加船舶载重量1 000 t，减少了钢材的使用；同时通过结构优化设计，30万tVLOC单船节约钢材用量200 t，也得到了船东和船级社好评。

2)减排环保设计。中远川崎在所有新船型设计上，淡水舱均使用无溶剂涂料，防止生活用水被溶剂污染而危害人体健康；设有集污舱及油水分离柜，提高分离效率，提高了船外排放的清洁度；在VLOC矿砂船设计上通过采用高效空气装置，很好地解决了矿砂船在靠港、装卸货物时对机舱环境、机舱设备和周围环境产生不良影响的难题选用绿色材料，充分考虑船舶在营运寿命终止后，报废、拆解对环境造成的负面影响，以及部分材料、零部件和设备的再利用等。

2008年国际金融危机爆发以来，造船业市场陷入持续低迷状态，船东对所建船舶的质量和节能环保提出了更高的要求。10 000 TEU集装箱船、30万tVLOC矿砂船、5 000PCC滚装船、大灵便型散货船等主打产品，凭借环保产品设计和优良的船舶性能赢得了船东的高度认可和青睐。

2.2 推进船舶制造的绿色管理

2.2.1 采用先进的数字化制造模式

数字化造船是现代造船技术的核心，也是推行“绿色造船”的基础和前提。中远川崎通过计算机集成技术的应用，全面建立船舶产品的数字化开发、设计、制造、测试、管理集成平台环境；应用壳、舾、涂一体化数字化样船技术，推行模块化造船和产品虚拟建造，建立船舶精益建造体系；应用敏捷制造技术和虚拟企业原理，实现设计、制造和管理向数字化信息集成的跨越，建立了以数字化造船总装厂为核心的现代造船协同设计和协同制造体系，使公司的造船模式向数字化集成模式的转换，实现数字化造船。通过应用先进的数字化制造方式,采取建立产品电子信息设计模型的方法改变了原有分道设计和制造的方式, 使设计、制造、管理信息一体化，实现了各专业的集成和平行建造的目标, 大大提高了产品的建造质量和效率。

2.2.2 采用领先的绿色制造和管理技术

引进了日本先进的生产制造工艺和管理体系，并根据自身需要大力实施自主创新，采用优化船舶分段及总组划分、生产流水化和自动化、管理托盘化、壳舾涂一体化、坞内搭载分段大型化等生产工艺提高船舶建造效率。通过对上述生产工艺和组织管理的不断完善，中远川崎的制造资源得到了最优配置，使土地、人员、设备的投入实现最小化，使资源集约利用实现最大化。

成立了专门的焊接管理委员会、涂装管理委员会，将二者结合船舶整体建造质量一起进行控制，定期组织巡回并召开跟踪会议，对焊接和涂装作业的质量和环境影响进行有效管理。

采用高效、绿色焊接工艺和切割方法(如：惰性气体保护焊接、埋弧焊接、激光切割、等离子切割等)有效提高了焊接和切割的生产效率和质量。为了避免焊接烟尘向空气扩散，对操作人员构成危害，选用高效、低毒、低烟焊接材料，降低船舶焊接时对环境的污染。

以系统工程思想为指导，深化涂装生产设计，实现绿色涂装。以选择环保涂料、提高钢材预处理质量为起点，通过缩短分段制造周期、提高预舾装率和分段完整性、加强动态管理，应用环保型的涂装工艺和涂装设施(如推广移动式涂装系统和分段涂装房)，实现环保型涂装作业的目标。

2.2.3 推行造船精度管理

在实际工作中，因船舶结构复杂、作业水平差异及环境变化等因素会使最终结果偏离计划，中远川崎对所有的作业过程进行跟踪控制，及时对最初的计划余量进行修正，使其不断趋于合理。通过多年努力，建立起了完整的精度管理体系和运行体制。在难度大、精度要求高的30万t级油船、6 200车位汽车滚装船和10 000 TEU超大型集装箱船等代表造船界一流水平船舶建造过程中，全面精度管理发挥了重要作用，提升了船舶质量和资源集约化利用水平。

除此之外，生产工艺部门还专门制定了套料要领，包括如何在钢板规格和设备限制基础上进行分段划分及板缝排列；综合考虑船体结构套料作业要领，通过移动或增加接缝来提高材料利用率；通过工期较近的不同分段间互相套料提高材料利用率，在多种不同方案中选取最经济的套料工艺以达到节约材料的目的。

2.3 强化供应链环节的绿色管理

造船供应链贯穿于订单处理、原材料采购、相关协作厂商合作及建成船舶并交付船东的整个流程。通过建立完善的供应链管理体系、严格的供应商管理体系及大力推行船舶绿色通行证管理等方法，不断提升企业绿色管理水平。

2.3.1建立完善的供应链管理体系

中远川崎将供应链的绿色管理融入产品实现的整个过程(见图1)，体现在订单处理、设计、采购、营销等环节。比如营销部门在大型散货船的开发前期市场分析过程中发现国内船厂同型船的载重吨位在18万t左右，便与设计部门共同提出在船舶能耗不变的前提下将载重吨由18万t提高到20.5万t，同时通过技术改进降低NOx排放250 t/年，减少SOx排放20%左右。产品开发投产后在船舶市场取得了较大的成功，为公司在后金融危机时期的接单和生产安排提供了可靠的保障。船舶交付使用后，作为企业绿色管理担当部门的质量保证部还将对产品进行跟踪分析，提出改进措施，明确管理职责，加强企业资源管理，推动绿色供应链管理的持续改进。

图1 持续改进的供应链管理体系

2.3.2 建立严格的供应商管理体系

为了不断提升采购质量，优化经营绩效，中远川崎制定了“供方能力审核管理规定”，在选择供应商时严格按规定执行。在选择新供方(包括新外包企业)或重新选择供方时，采购部门与质量保证部门组织调查供方的设备制造、技术水平、质量管理能力、过去业绩、产品能耗、环保水平和相关必要事项，并出具调查报告书，将符合公司绿色环保要求的供方列入合格供应商名录中，作为采购部门选择供方的依据。同时建立供应商年度评价制度，评价供应商在质量控制、产品交付、售后服务态度和质量等方面的状况，监督和督促供应商提高合作质量。

2.3.3 大力推行船舶绿色通行证管理方法

为了提前适应最新国际拆船公约的要求，在船舶设计、采购和建造过程中严格限制有害物质的使用，并为船舶获得满足该要求的绿色通行证。目前仅日本个别船厂根据拆船公约要求，开始着手实施相关工作，以保证船舶在运营、拆解中减少对环境的污染，并且保护人员的健康和安全。为此中远川崎与船级社人员交流了解拆船公约的各项要求，向各环节贯彻船舶绿色理念，并制定相应措施满足越来越严格的环保条件。在将公约要求具体化、可操作化的基础上，中远川崎采取研究新的试验方法、技术路线和工艺流程，召开会议制定设计计划，明确采购任务和目标等手段，向供应商宣传并贯彻绿色环保理念，使之按照公约要求自觉控制有害物质使用，提供优质环保产品和规范化的产品材质文件。通过对供应链各环节的有效管理，中远川崎既承担了企业的社会责任，又提高了企业产品的竞争力。

2.4 建立节能环保管理体系

2.4.1 建立覆盖企业的规范管理体系

从开工造船起，即着手按照ISO14001环境管理体系标准的要求开展节能环保活动，同时建立和完善各项节能环保规章制度，主要包括“环境管理手册”、“环境因素识别与环境影响评价规定”、“环境教育培训细则”、“环境监测监控管理规定”、“协作方环境管理规定”、“节能管理规定”、“节能环保奖罚规定”等31个规章制度在内的企业环境管理体系文件，构建了完善的企业节能环保工作管理制度。

2.4.2 开展自下而上的节能环保活动

每年都将水、电、气、油的使用指标量化，并提出明确的节能措施和方法，要求责任部门落实到位，较好地控制了能源的使用情况。比如在规范废弃物处理方面，自2003年以来，中远川崎创造性地提出了可操作的量化指标——废油漆率和废溶剂率，并将废油漆和废溶剂产生率纳入年度环境指标进行考核，使原本无从下手的危废品排放考核有了统一的依据和标准。废油漆率和废溶剂率分别由2004年的0.087 5 t/kL和0.039 3 t/kL降低到2010年的0.070 t/kL和0.023 t/kL。

2.4.3 实施高效的全员自主工厂管理

高效的全员自主工厂管理是中远川崎有别于国内其他船厂的特点。全员自主工厂管理主要表现在施工作业、产品质量、生产安全、场地设备和节能环保等五个方面。在节能环保方面，中远川崎以抓规范的现场管理为目标，要求每名一线员工尽最大努力保证本岗位的节能、减排、防污染。“整理、整顿、清扫、清洁、素质、规范”的“6S”管理不但是安全自主管理的抓手，也是要求一线员工做好节能环保工作的抓手，其目的是要求所有生产工人必须做到随时杜绝作业区域内的浪费能源和污染现象，必须做到废弃物资日产日清、随产随清、谁产谁清。

2.5 采用先进生产设备和新技术

2.5.1 技术改造实现废物减排的典型案例

1)控制污水排放。2007年，投入190万元，对污水处理站进行了生化技术改造，使污水处理能力由原来的480 t/天提高到1 080 t/天，并使排放水质稳定达标，废水处理站出口各污染因子均符合《污水排入城市下水道水质标准》。

2)控制粉尘和废弃物排放。早在1998年，中远川崎就启用了当时世界最先进的可开顶式涂装车间，使抛丸、喷涂作业做到全封闭、无泄露、无污染，极大地控制了粉尘的排放。为了控制除锈粉尘、漆雾、有机废气等废弃物的排放，分别配置了沉流式除尘器、漆雾过滤器、活性炭处理装置。在综合利用一般固体废物的基础上，为了对危险弃物进行有效管理，设立了危险废物堆存场所对其集中管理，同时委托有资质单位进行处置。

通过采取有效的技术手段，中远川崎各工艺废气处理设施排放的粉尘、甲苯、非甲烷总烃最大排放浓度和排放速率均符合或低于《大气污染物综合排放标准》；锅炉烟尘、二氧化硫、氮氧化物最大排放浓度和烟气黑度均符合或低于《锅炉大气污染物排放标准》。

2.5.2 技术改造实现能源节约利用的典型案例

1)改锅炉燃油供热为集中供热。外购蒸汽成本仅为136元/m3，而采用燃油锅炉生产蒸汽的成本高达464元/m3。若采用外购蒸汽，按中远川崎2006年度饱和蒸汽使用量计算，年可节支426.7万元。如以二期工程的规模计算，年可节支近900万元。为此，中远川崎在二期工程中淘汰了燃油锅炉，采用集中供热，改造工程总投资约200万元，一年就收回了投资并长久受益。此外，还可大量减少燃油锅炉产生的二氧化碳废气的排放，大大改善了厂区的空气质量。

2)改二氧化碳电加热气化器为空温喷淋气化器。在二期工程中将电加热气化器更改为空温喷淋气化器。喷淋系统总投资50万元左右，年运行成本仅为3.96万元，相对电加热方式的年运行成本147.121万元，不到一年就收回了改造投资。

3)改天然气替代乙炔、丙烯。在造船生产中作为切割气源替代乙炔、丙烯已成为一种趋势。为此，中远川崎于2009年初开始推进这一替代工程。据测算，该替代工程完成后，统一使用天然气，每年可节支210万元。

2.6 发挥员工在绿色管理中的主体作用

1)建立节能宣传教育工作机制。组织建立了党群宣传部门主抓、质量保证(环保)部门具体承办、各部门共同参与的节能宣传教育工作机制。所有新进公司员工必须参加涵盖节能环保教育课程在内的入职培训，在进入职业岗位前就要树立起节能环保意识。“节能宣传周”活动期间，公司内刊、报纸、广播集中组织节能减排典型事例报道，在全公司范围内形成浓厚的节能环保宣传氛围。

2)组织开展NPS改善活动。中远川崎在生产过程中引导全体作业人员开展以NPS为主要形式的改善活动。NPS(NACKS production system)，即中远川崎生产管理系统，主要包含“一目了然管理”、“无效作业管理”、“人员的多能化管理”、“设备和物流改善管理”等内容。针对NPS管理项目，中远川崎发动全体作业人员查找生产现场存在的问题，提出改进意见和方案，再由制造部等部门对改进方案进行预期效果评价，评出优秀方案。在优秀方案实施过程中，生产管理部门还与现场员工一起不断对方案进行完善和改进，以彻底排除生产现场中人、物、设备方面的浪费。自2004年开展NPS活动以来，生产效率大幅提高，各种形式的浪费得到有效控制。

3)开展征集合理化建议活动。从2007年起，中远川崎在前期以部门为主开展“征集合理化建议”活动的基础上，开始在全公司开展一年一度的“征集合理化建议” 活动，全体员工积极响应，纷纷结合本职工作畅谈节能环保的心得体会，并针对存在的浪费、污染现象提出许多意见和建议。2009年，“征集合理化建议”活动中，共征集到609份提案，102件提醒事项；2010年,共收集提醒事项169条，提醒各相关部门和员工需注意的节能环保细节。除此之外，还组织各部门发布QC课题成果，2010年制造本部工场部门上报的“台付二次回收”的课题成果可为公司节约成本44万元/年。质保部门对所有建议进行了评估，采纳其中切实可行的建议，并跟踪、落实，公司对优秀建议和成果给予表彰和奖励。

3 推行绿色造船的成效

3.1 建立了资源节约环境友好的造船模式

通过多年的持续改进，中远川崎凭借先进的造船技术建立起了“资源节约”、“环境友好”型的现代造船模式。

1)实现资源集约利用最大化。在土地、岸线等资源集约利用方面,中远川崎利用最少的资源，创造了最高的单位产能。按照造船行业1万平方米占地面积产出量为1万dwt换算系数的标准，以中远川崎造船产能(250～300)万dwt计算，即使考虑优化布局、提高效率等因素，至少也需要200万m2的面积，而中远川崎占地面积仅107万m2。钢材等材料的集约化利用程度大幅领先于国内其他船厂。中远川崎建造船舶的钢材利用率达到92%以上，比国内其他骨干船厂提高7%左右。以使用量25万t/年计算，中远川崎一年比国内造船企业节约1.75万t钢材，可建造2.5艘5.5万dwt的散货船。

2)企业节能环保水平显著提高。中远川崎作为一家船舶重工企业，连续多年被评为南通市“绿色企业”，这是创新管理对节能环保工作持续投入、付出和大力实施绿色管理的结果。

3.2 降低船舶建造成本，促进企业实现跨越发展

1)能源消耗降低。得益于打造高效、集约化的绿色造船模式，中远川崎综合能源消耗呈现逐年下降趋势。在万美元产值耗电量方面，中远川崎为762 kW·h，与国内其他骨干船厂相比降低约300 kW·h。

2)生产效率大幅提高。以建造一艘30万dwt油船为例，日本川崎重工坂出工场消耗60万h，中国其他骨干船厂消耗工时约200万h，而中远川崎消耗81万h。中远川崎在生产效率方面的优势十分明显。与国际同行业比较，中远川崎充分利用人力资源充足、人工成本低廉的优势，有效降低生产成本。如果扣除生产设备自动化程度这一因素，中远川崎的船舶建造工时和效率已接近日、韩先进船厂。

3)经济效益提升明显。中远川崎在“十五”规划末(2005年)，生产能力从70万dwt增长至“十一五”规划末(2010年)的300万dwt，销售收入从19亿元增长为56亿元，利润总额从1.5亿元增长为10亿元，增长幅度分别达到328%、195%和566%。

3.3 船舶能效等经济和技术指标国内领先

1)船舶能效指标。根据IMO的新船舶能效设计指数(EEDI)对船舶能效系统的综合评估标准，在对不同船型能效指数的计算和比较后发现,中远川崎建造的集装箱船的船舶能效指数在基线(Denmark能效指数基线，下同)以下15%～25%，汽车滚装船和散货船分别在基线以下约8%和7%，中远川崎现有船型在低能耗绿色船舶方面已拥有很强的国际竞争力。

2)主要经济技术指标。在中国企业协会、中国企业家协会主办的“第九批中国企业新记录”评选中，中远川崎30万tVLCC油船、5.5万t散货轮的建造工时、全员劳动生产率、人均实现利润、造船生产效率、万美元耗电量、钢材利用率等7项指标创国内船舶行业新记录，是唯一一家与中国航天科技集团、中国长江三峡工程总公司、中国移动集团等一起跻身全国十强的船舶制造企业。在“第十二批中国企业新记录”评选中，中远川崎又以5 000PCC运输船、31.5万t油船，以及人均销售、人均实现利润、造船生产效率、万美元耗电量等6项指标再创国内船舶行业新记录。

[1] 张明华.精益造船模式研究[M].北京：中国经济出版社，2005.

[2] 蔡志军, 蒋志勇.关于推进中国绿色造船模式的思考[J].环境污染与防治，2009，31(11):96-98.