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国内外大型邮轮设计建造标准化研究

2024-05-11史琪琪马宁崔进举

中国标准化 2024年3期
关键词:转型升级标准化

史琪琪 马宁 崔进举

摘 要:大型邮轮核心设计建造技术是我国造船行业正在攻克的技术难点之一。本文通过对比分析国内外大型邮轮设计建 造技术的发展现状,研究我国大型邮轮自主可控设计建造技术的发展方向,梳理国内外大型邮轮设计建造领域标准化工作进 程,明确我国自主技术标准研制的需求与关键内容,提出我国大型邮轮自主设计建造标准化工作发展建议,为今后我国大型 邮轮设计建造领域加快推进数字化智能化技术深度应用、加大关键技术标准研制力度、构建完善技术标准体系、实现行業 的转型升级提供理论指导。

关键词:大型邮轮,设计建造,标准化,转型升级

DOI编码:10.3969/j.issn.1002-5944.2024.03.005

0 引 言

大型邮轮的设计建造工程难度大,管理、技术 要求高,配套环节多,是造船界公认的高技术船舶 之一。近年来,随着船舶工业界技术水平的不断提 升,船舶货运市场需求日趋稳定,世界造船强国逐渐把各自的造船重心转移到大型邮轮上,以期依托 邮轮旅游产业的广阔前景,在大型邮轮设计制造领 域尽早抢占国际主导权。

邮轮是一种典型的以布置为首要设计目标的船 型,其设计建造过程中需要严格满足相关的国际公 约标准、船级社规范等,在设计目标、建造流程及 运维管理等方面均与传统的三大主流货物运输船 型存在显著差异。邮轮的设计不注重载货能力,而 是侧重于如何通过优化协调船内空间,有效布置多 种不同类型的服务场所与设施,来获得相对较大的 整体载客量,同时能确保船上人员通行的顺畅与乘 坐的舒适度,此外邮轮设计在安全性、节能环保运 营等方面也有较高要求,在紧急状况下要求确保船 上人员的避难与快速撤离。

大型邮轮设计建造要求复杂、各专业工程交叉 特点显著,因此确保各专业间有效实现交互协同、提 高整体设计效率,成为大型邮轮设计建造过程中的 关键问题。与常规三大船型成熟的设计建造流程相 比,我国在大型邮轮的设计建造方面仍缺乏足够经 验。领域内关键技术标准的研制与发布,将为大型邮 轮设计建造过程中跨专业协同技术的发展及全流程 管理提供强有力的标准保障。大型邮轮设计关键技 术对应的标准范围十分宽广,我国现有的船舶工业标 准体系无法全面反映大型邮轮设计建造的各方面技 术需求,因此必须积极推行大型邮轮设计建造领域 的标准化工作,为我国邮轮制造业尽快实现核心技 术的自主可控与传统建造模式的转型升级提供顶层 指导。本文通过对比分析国内外大型邮轮设计技术 的发展现状与趋势,梳理我国大型邮轮设计过程中 的重难点关键技术与不足,明确后续发展方向;开展 大型邮轮标准化进程研究,明确当前关键技术标准 的研制情况与未来工作重点,为逐步形成和完善我 国大型邮轮自主设计建造技术标准体系框架提供理 论依据,为我国大型邮轮设计技术的发展与整体流 程的优化提供标准化支撑,助力我国自主可控大型 邮轮的研制,提升我国在邮轮业界的国际话语权。

1 国内外大型邮轮设计建造技术发展 现状

1.1 国外大型邮轮技术发展现状

相比于常规货运船舶,大型邮轮设计建造的重 难点主要集中在总体设计、结构安全性、舒适性与美 学要求等因素,对船企的综合技术水平与建造实力有 很高的要求。欧洲部分国家,如意大利、德国、法国 和芬兰等,建造邮轮的历史由来已久,技术的积累与 发展、本土配套供应链的构建与完善,使其在国际大 型邮轮建造业界有效地掌握了话语权。以意大利坎 蒂尼船厂、德国迈尔船厂等为代表的欧洲邮轮企业, 目前拥有先进的大型邮轮综合设计建造能力,结合 各自的技术水平与管理体系特点,多采用跨专业、多 种设计模式并行的设计研发方式,在设计初始阶段 就综合考虑船、机、电等不同专业设计任务的协同, 以及邮轮全生命周期各阶段中的工艺规划、建造、试 验、运维等的需求,实现了邮轮设计建造中相关过 程、专业的并行集成系统化工作模式,避免重复与返 工,提高设计效率,使得邮轮设计建造成本大幅缩减 的同时,产品整体质量也显著提高,这是当前大型邮 轮设计领域技术发展的主要特点之一[1]。此外,采用 企业内部自主创新的研发模式、通过技术改革降低 大型邮轮能耗、选用新材料减少对环境的影响、实施 模块化系统应用提高效能、推广高度标准化的建造 工艺及逐步引入人工智能技术等,也是欧洲邮轮企 业实现技术创新的重要手段。随着全球环境保护需 求的日益凸显,各大邮轮公司更是将绿色环保与可持 续发展作为战略重点,通过替代燃料技术等的引入, 不断扩大绿色能源的应用规模,逐步推进全球大型 邮轮船队节能减排的整体进程。

1.2 我国大型邮轮技术发展现状

邮轮产业经济价值巨大、前景广阔,而位于邮 轮产业链上游的大型邮轮设计建造,更能有效拉动 相关配套产业的发展,辐射范围十分宽广。大型邮 轮体积巨大,零部件数量高达数千万个,与飞机、汽车等其他制造业产品相比,设计建造难度更大。目 前,全球大型邮轮新造船订单基本被欧洲的大型邮 轮造船厂所垄断,其邮轮建造所需的零部件本土化 率高达90%以上,这为当地邮轮相关的配套行业提 供了良好的发展机遇。我国的大型邮轮设计建造工 作,与欧洲邮轮强国相比,产业起步较晚,技术体系 还未形成,相关专业人才紧缺,核心技术空白度较 高,因此构建我国本土大型邮轮完整供应链体系仍 面临巨大挑战。

近年来,我国高度重视邮轮产业发展,以自 主可控关键技术为着力点,积极推进大型邮轮设 计建造工作进程[2-9]。国家和地方政府先后出台了 一系列政策法规,为我国大型邮轮关键技术的自 主化与产业链整体联动发展提供有力的政策保 障。国家层面,国务院及各机关部委相继出台国家 “十四五”发展规划、关于促进我国邮轮经济发 展的若干意见、粤港澳大湾区规划、海南自贸港 规划、上海服务贸易方案及各部委发展规划等, 大力支持我国邮轮行业的发展。其中,《中国制造 2025》明确提出要突破豪华邮轮设计建造技术, 在国家“十四五”发展规划中积极推进邮轮的研发 应用[10]。地方层面,上海、天津、广东、海南等沿海 省市相继形成港口发展规划、旅游发展规划及邮 轮行动方案等政策文件,对当地邮轮行业的发展 进行明确的规划,赋予邮轮产业在国民经济中的重 要地位。表1以上海为例,列出了近年来出台的邮轮 行业相关的地方政策规划。邮轮基地建设、产业创 新发展等相关政策内容的提出,为邮轮产业可持 续、高质量发展提供了有效保障[11]。

在国家相关政策的支持和保障下,我国大型邮 轮行业设计建造队伍不断壮大,自主技术研发也取 得了一定进展。2016年,中船邮轮科技发展有限公司 成立后,依托国家扶持、充分吸收国外先进技术,系 统开展大型邮轮全产业链布局,通过与国外大型邮 轮集团的多方合作,实现大型邮轮技术的引进消化 吸收再创新。2018年,中船邮轮与外高桥造船集团联 合承担了首批次国产大型邮轮建造项目,这是我国 大型邮轮设计建造领域技术获得实质性飞跃的重要 標志[12]。目前,首艘国产大型邮轮已顺利完成建造与 两次试航,待最终的系统调试与内装完工后,可正式 交付使用。该邮轮在满足国际海事组织、船级社、港 口国等相关技术法规要求的同时,突破大型邮轮总 布置关键技术,实船性能优良、智能化程度高,代表 了中国造船水平。

总体而言,目前我国的大型邮轮产业发展尚处 于起步阶段,已布局大型邮轮建造的船企仅有外高 桥造船集团,大型邮轮配套供应链体系尚未建立完 全,与欧美成熟的大型邮轮供应链相比,存在较大 的差距。我国大型邮轮设计建造中许多产品零部件 仍需从国外进口,本土化率较低,主要配套装备的 供货标准、证书几乎空白,主要来源国外配套供应 商,且部分核心设计技术仍依托国外合作单位。今 后,我国应充分重视自主可控的大型邮轮设计建造 核心技术研发,构建完善适合我国造船生产力水平 的大型邮轮设计建造流程体系,加快实现全产业链 布局优化,为我国本土大型邮轮船队的建设、参与 全球化运营竞争提供有力支撑。

2 国内外大型邮轮设计建造领域标准 现状

随着邮轮产业的兴起和大型邮轮设计建造技术的发展,相应的标准化工作也在同步开展、不断 完善。与大型邮轮设计建造相关的公约法规、标准 规范等条目较多,主要包括国际公约法规、挂旗国 与港口国等的相关法规要求、各国船级社规范、国 际标准化组织(ISO),以及各国、各地区行业协会 与政府组织制定的各级各类标准等。

2.1 国外大型邮轮标准现状

(1)国际公约和法规

大型邮轮的设计建造,首先必须遵守国际海事 组织(IMO)及国际劳工组织(ILO)等制定的各类 海事公约、法规、决议和指南等,主要包括《1974 年国际海上人命安全公约》及其议定书和修正案 (SOLAS)、《1972年国际海上避碰规则》及其修正 案(COLREGS)、《国际防止船舶造成污染公约》 (MARPOL)、《1969年国际船舶吨位丈量公约》、 《2008年国际完整稳性规则》(IS)、《国际救生设 备规则》(LSA)、《船上噪声等级规则》(MSC.337 (91))、《2006年海事劳工公约》(MLC)、《国际 船舶和港口设施保安规则》(ISPS)、《国际安全管 理规则》(ISM)等。其中,SOLAS 2020破舱稳性、 MLC 2006及IMO的污染物排放与节能环保等相关 要求,对大型邮轮的设计影响显著。

(2)挂旗国与港口国法规

除国际公约法规外,大型邮轮还需满足挂旗国 的相关法规要求和运营海域、停靠港口所属国的相 关法规。各国主管部门的要求通常各有不同,以美 国为例,在其海域运营和停靠其港口的邮轮,需满 足该国的《对悬挂外国旗的船只在美国海域航行的 规则》《2010年邮轮安全法案》《客船无障碍设计 指南》《船舶卫生计划》等法规要求;如果邮轮在 阿拉斯加海域运营,还需遵守该海域特定的污水排 放规定。部分港口国的某些法规要求会比国际公约 的规定更严格,例如关于硫化物排放的指标,中韩 等国在沿海指定区域设置了比国际公约更高的要 求,以防止环境污染的发生。

(3)国外船级社规范

除部分欧洲国家船级社外,各大国外船级社 通常将大型邮轮归于客船,在规范中明确具体设计 建造要求,而不单列大型邮轮的入级与建造检验规 范,同时引入了一些特定的船级符号来响应大型邮 轮的设计建造特殊要求。例如对于大型邮轮的振 动噪声问题,各国船级社都推出了相应的船级符号 来限定其指标值,英国劳氏船级社的LR PAC(1)、 挪威船级社的DNV COMF(NOISE 1)、法国船级社 的BV COMF-NOISE-PAX 1、意大利船级社的RINA COMF-NOISE-PAX A,分别对不同舱室设定各自的 噪声限值和频率范围。国外各大船级社邮轮相关的 规范指南如表2所示。

(4)ISO、行业协会与各政府标准

在国际、各国政府层级标准方面,国际标准化 组织(ISO)、世界卫生组织(WHO)、国际邮轮协会 (CLIA)、邮轮安全论坛(CSSF)、欧洲邮轮理事会 (ECC)、国际引水员协会等相关国际组织机构发 布的标准对大型邮轮的设计建造起到约束作用。

国际标准化组织(ISO)中,与邮轮设计建造相 关的标准化技术委员会有船舶与海洋技术委员会 (ISO/TC 8)和小艇技术委员会(ISO/TC 188)。其 中,ISO/TC 8主要负责包括海洋工程船、大型游艇、 内河船、救生与消防设备、海上环境保 护设备、管系设备、舾装与甲板机械设 备、航海仪器等领域在内的与船舶相 关的国际标准制修订。截至2023年10 月,ISO共发布国际标准427项,在研国 际标准73项。ISO/TC 8下设有10个分 技术委员会及8个工作组,其中与船舶设计相关的国际标准主要由船舶设计分技术委员会 (ISO/TC 8/SC 8)负责起草,ISO/TC 8/SC 8现有已 发布相关国际标准64项,在编国际标准7项;已发布 标准中适用于大型邮轮设计的主要为船舶通用设 计标准,约50余项,主要涉及窗户、门、舱口盖等舾 装件设计要求、消防救生要求、结构设计要求、模 型试验方法与要求等内容。此外,海事安全分技术 委员会(ISO/TC 8/SC 1)发布的ISO 21195:2020《船 舶和船舶技术-船上船舶检测人员检测系统(舷外 检测)》、海洋环境保护分技术委员会(ISO/TC 8/ SC 2)发布的ISO 16304:2018《船舶和海洋技术-海 洋环境保护-港口废物接收设施的布置和管理》和 ISO 21070:2017《船舶和海洋技术 海洋环境保护 船 上垃圾的管理和处理》等国际标准适用于大型邮 轮的设计[13]。

国际邮轮协会(CLIA)的成员几乎包括全球绝 大部分主流邮轮公司,该协会从邮轮行业与旅游业 的角度出发,在邮轮运营安全、环保、消防、健康等 方面形成了完善的规定,为邮轮设计、建造、运营 维护的全生命周期工作提供指导。例如在安全救生 方面,CLIA在SOLAS和挂旗国对救生衣配备的要求 之上,额外规定了提供成人救生衣,且数量不低于 容纳床位最多的主竖区人员总数;邮轮上的救生艇 要求每隔半年至少满载下水一次,强制规定所有参 与救生艇操作与加载的船员均须参加演习,确保船 员熟悉救生艇的操作。

2.2 我国大型邮轮标准现状

我国的大型邮轮设计标准主要包括国家标准、 行业标准及中国船级社相关规范指南等。

国家标准层面,国家标准委下设全国海洋船标 准化技术委员会(SAC/TC 12),专门负责海洋船相 关国家标准的制修订工作,其中包含修船、工艺、 材料、基础、理论与实验、计算机应用及大型游艇 等相关的标准化分技术委员会共七个,分别负责细 分领域的标准化工作。SAC/TC 12归口管理的现行 国家标准共计300余项,绝大部分是船舶通用设计 相关标准,针对大型邮轮设计特点与布置要求而制 定的国家标准极少,如表3所示。

行业标准层面,全国港口标准化技术委员会归 口的JT/T 1294—2019《邮轮港服务规范》、全国起 重机标准化技术委员会归口的JT/T 805—2011《邮 轮码头登船桥》及其他船舶设计通用的行业标准, 可为邮轮设计提供一定指导。

中国船级社(CCS)近年来陆续制定发布了包括 《邮轮规范》(2017)[14]在内的一系列与邮轮相关的 规范和指南,从结构、稳性、救生消防、振动噪声、 安保照明等方面,为入级邮轮的设计建造提供全面 指导;设立邮轮附加标志Cruise,满足相关要求的 船舶,可授予Cruise船级符号。

总体而言,我国大型邮轮设计领域的现行标准 十分零散,部分基础类设计要求可参考船舶设计的 通用标准,但在大型邮轮船、机、电设计建造、内装 设计等核心技术领域标准较缺乏,无法用标准有效 统一大型邮轮的实际设计建造任务;同时也未形成 完整的技术标准体系,缺乏顶层框架对大型邮轮设 计建造整体工程的指导。加快推进大型邮轮领域标 准化工作,将有效促进自主可控核心技术的发展, 加快我国邮轮产业在传统船舶产业基础上的数字 化转型升级进程。

3 我国大型邮轮建造标准化工作建议

结合我国大型邮轮设计建造技术发展与标准化 工作推进现状,提出以下工作建议,为我国大型邮轮设计建造标准化工作的进一步深化提供方向。

(1)梳理核心技術问题,积极开展关键标准 研制

当前,我国大型邮轮技术发展与标准化工作均 处于起步阶段,现行适用标准数量十分有限,且分 布相对零散。大部分标准集中在基础通用类要求。 而在邮轮设计建造的舾装与酒店工程管理、结构 优化与减振降噪、救生消防安全性、美学与乘员舒 适性要求等关键技术领域,缺乏相应的国家标准和 船舶行业标准指导实际工作,造成大型邮轮设计建 造工作整体效率偏低,常存在设计返工等问题,技 术核心仍为外国所掌握。因此,在充分认识我国造 船行业技术水平现状的基础上,我们应借鉴欧洲一 些邮轮制造强国的先进经验,厘清大型邮轮设计 建造过程中各专业、各环节的工作流程,明确其中 的核心任务与关键技术,在充分引入数字化智能化 技术的同时,把握大型邮轮设计建造标准化工作重 点,系统性地开展各项关键技术要求的标准转化, 通过研制适合我国大型邮轮设计建造技术发展水 平的各层级关键技术标准,实现标准引领技术的工 作模式,使得大型邮轮设计建造工作中各项任务的 实施开展逐步规范化、标准化,为实现我国大型邮 轮设计建造技术的全面自主可控提供有力的标准 化保障。

(2)深入开展顶层规划,加快构建技术标准 体系

在提升我国大型邮轮整体设计建造能力的工 作中,构建完整的顶层技术标准体系是深化大型邮 轮标准化工作的重要环节。标准体系能对重难点标 准的提出和研制、对现行标准的宣贯和应用起到提 纲挈领的指导作用[15-16]。结合我国大型邮轮设计建 造技术发展起步情况,通过不断探讨、逐步构建标 准体系,能使其更全面地反映大型邮轮设计建造的 完整流程,突出专业间交叉的难点问题,从而实现 大型邮轮设计建造过程的持续优化迭代。因此,基 于当前我国大型邮轮自主设计建造技术发展的实 际需求,在梳理大型邮轮设计建造全流程关键技 术和逐步形成大型邮轮重难点技术标准的基础上, 应加快推进整体顶层规划,逐步形成全面完整、层 次合理的大型邮轮设计技术标准体系,系统覆盖大 型邮轮设计建造的各阶段、各专业的不同任务,为 实际业务中跨专业工作的协调统一提供指导,引领 我国大型邮轮设计核心技术的发展,为加快构建自 主可控的大型邮轮设计建造全流程体系、实现我国 邮轮产业在传统船舶行业基础上的转型升级,奠定 完备的标准化理论研究基础。

(3)推进政策扶持引导,加大标准宣贯应用 力度

在大型邮轮标准化工作中,除加快重点标准研 制进度、开展技术标准体系构建外,还应着力于大 型邮轮现行标准的宣贯与实施,确保标准精准来源 于技术需求,有效应用于建造实践。关键技术标准 是结合我国大型邮轮设计建造方法与流程要点梳 理总结而形成的,标准发布后将对大型邮轮实际的 设计建造任务提供明确、统一的指导;而标准的应 用实施范围与执行力度,将决定对应技术在我国大 型邮轮设计建造产业链中的实际应用情况。因此, 在标准发布后,应充分重视宣贯与应用推广,可通 过出台相关政策制度实现保障与扶持,定期组织上 下游单位开展相关技术标准交流研讨等方式,在邮 轮设计、建造、检验及运营单位中通过多种渠道对 关键技术标准进行宣贯,加强技术人员对标准内容 与应用范围的理解与重视,全面提升标准内容在大 型邮轮实际生产实践中的应用度。在标准贯彻过程 中,亦可根据设计建造工作的实际需求,针对性地 提出标准修订意见,从而使相关技术标准内容不断 完善,更好地融入标准体系,服务于我国大型邮轮 生产实践。

(4)加强国际交流合作,提升国际标准化影响

积极参与和推动国际标准化的相关工作,不断 加强专业领域内的国际交流与合作,是深化我国大 型邮轮标准化进程的另一项重要举措。通过全面了解和掌握国际大型邮轮设计建造技术与标准化发 展现状,主动吸纳与借鉴各邮轮强国的先进标准经 验,将适合我国大型邮轮业发展实情的国际标准通 过学习、理解和优化,转变为我国大型邮轮标准体 系中的一部分;全面梳理国外邮轮标准化工作进程 与组织管理等情况,将适合我国技术发展的优势经 验与做法引进推广,可加快我国大型邮轮技术标准 体系的建立,促进标准化组织管理工作的规范与完 善,推动大型邮轮设计建造关键核心领域的技术创 新与发展。此外,依托我国承担国际标准化组织中 船舶领域相关标准化技术委员会/分技术委员会秘 书处工作的技术优势,积极地将我国大型邮轮设计 建造领域标准化工作中的先进经验与做法向国际 层面推广,通过制修订相关国际标准,可逐步掌握 大型邮轮技术标准领域的国际主导权。

4 结 语

大型邮轮的设计制造是未来国际船舶市场重 点争夺的技术领域之一。该领域标准化工作的推 进,将对核心技术的发展提升、国际市场份额的获 取提供完备的标准化技术支撑。本文通过对当前国 内外大型邮轮设计建造领域技术与标准化现状的 对比分析,明确我国大型邮轮标准化工作中遇到的 问题,进而从制定重点技术标准、构建技术标准体 系、加强标准宣贯应用及开展国际合作等方面,系 统性地为我国大型邮轮设计建造标准化工作未来 的发展提出建议,为今后我国大型邮轮设计建造领 域加快推进数字化智能化技术深度应用、提升自主 可控核心技术的国际竞争力、抢占国际邮轮市场份 额,提供一定的标准化理论研究基础。

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作者简介

史琪琪,通信作者,工程师,研究方向为船舶与海洋工程结 构物设计制造、船舶标准化。

(责任编辑:张瑞洋)

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