徐海军

摘要：造船业对于水源影响作用巨大，为了顺应社会环保的要求，船舶工程需要转变过去污染水源、浪费原材料、破坏大气等弊端，这就对船舶结构设计与船舶制造提出了较高的环保性要求，在船舶工程的设计与制造中需要充分融入绿色理念，要全面遵循环保要求，积极打造稳定性强、航速快、性能高的绿色船舶。要实现可持续发展，必须创新船舶生产建造技术，减少生产活动对环境的影响。

关键词：绿色制造；工艺；船舶；结构设计

1导言

近些年，船舶制造业的快速发展，规模持续扩大，造成的环境污染问题也愈发严重。通过对绿色制造在船舶结构中设计和应用的探究，便于研发出具备创新特性的技术，为绿色船舶事业的健康发展营造良好条件，实现绿色制造領域的稳定发展。

2船舶绿色制造的全面阐释

2.1船舶的绿色制造定义

所谓绿色船舶，其实质是一种节能减排型建设理念，通过将这种理念贯穿于船舶整个设计、建造、运营及报废拆解全过程，并通过引用现代化技术形式，在充分满足船舶性能、运营效益的基础之上，达到对生态资源和自然能源的双重节约，维护整个环境免受船舶产品生产的破坏及污染。在绿色船舶制造过程中，船舶的绿色制造作为其中一项较为基础环节，在其中发挥着不可磨灭的作用。

2.2船舶的绿色制造内涵

与其他行业相比，船舶产品制造行业的特殊性较为显著，当船舶停止运行废弃时，回原船厂进行拆解的可能性较小，因此，船舶设计以及制造成为绿色船舶生产的重点研究方向。绿色船舶制造的最终目标是在整个船舶生产过程中，减少生产过程中不利因素对环境的直接影响与破坏，减少对制造原材料的浪费程度，确保现有资源的有效利用率，确保绿色船舶制作达到预期制造效果。

3绿色工艺标准

目前国际上“绿色船舶”的标准是在现有 SOLAS 和MARPOL 两大海事支柱性公约体系的基础上进行延伸和发展的。中国船级社发布的《绿色船舶规范（2015）》从环境保护要求、能效要求、工作环境要求等三个类别对绿色船舶进行了规范和界定。其中，环境保护划分为防止油类污染、防止生活污水污染、NO X 和 SO X 排放控制、压载水控制等子要素；能效要求包括船舶设计能效指数（EEDI）、船舶能效管理计划（SEEMP）等评价指标；工作环境方面分为自动化和振动噪声两个方面。同时，该规范将国际航行海船和国内航行海船进行了绿色船舶附加标志分类，国际航行海船分为Green Ship I/II/III；国内海船分为 Green Ship1/2/3，每个等级对应不同的要求。以环境保护方面为例，GreenShip II 类船舶的防止空气污染的硫氧化物（SOX）及颗粒物质（PM）排放控制要求为：船舶上使用的任何燃油的硫含量，应不超过 3.0%m/m。当船舶位于 SO X排放控制区或特定港口时，其使用的任何燃油的硫含量应不超过 1.0%m/m。而Green Ship III 防止空气污染标准更为严格：船上使用的任何燃油的硫含量，应不超过 0.5%m/m；当船舶位于 SO X 排放控制区或特定港口时，其使用的任何燃油的硫含量应不超过 0.1%m/m。也可采用废气清洁系统，将排放废气中 SO X排放量控制在等效水平。

4船舶结构中绿色制造工艺设计思路

4.1优化船舶推进系统

在船舶结构中增加绿色制造工艺可以从优化船舶推进系统着手，按照船舶制造业中现有的发动机和推动器进行重新组合，按照每艘船的类型进行匹配，从而实现优化船舶推进系统。如浅水的快速船需要的推进系统是重量和功率比值小的；而载客类型的船要按照其载重量和乘客的需求进行匹配推进系统，一般会选用柴-燃-点联合的推进系统，既可以减小噪音，提高乘客的舒适度，还可以提供船只的所需动力。此外，为船舶挑选最合适的推进装置不仅要考虑内在因素，对其相关的外在因素也需要考虑，如主机效率、水浆的动能以及发电等设备都要选用节能环保的装置，才能做到优化船舶推进系统，实现绿色船舶的目标。

4.2优化船舶节能体系

实现船舶绿色还可以在设计中加入节能的理念：①要足够重视能源的创新性，如对风能、水能等可再生能源提高利用率，让自然能源在绿色船舶结构中起到重要作用；②利用合理的方法提高船舶结构的推进方法，利用节能环保的方法提高船舶的推进速度；③提高船舶燃油的利用率，可以利用先进的相关技术对船舶的燃油进行处理，增加其使用率，避免浪费，从而做到节能环保；④要提高船舶的可再生或回收利用率，将某些废弃物通过特殊处理可以再利用，做到优化船舶节能的设计。

5绿色制造工艺在船舶结构中的应用

5.1优化整合船舶设计

（1）优化整合船体结构对于绿色船舶的结构设计，需要积极优化船体结构，全面考虑资源与能源的节约，针对船舶的型号与尺度进行必要的优化，尽可能提升船舶的航速，增强船舶的稳定性，提高船舶的载重量，保证船舶的安全性。

（2）优化船舶节能设计

针对绿色船舶进行节能设计方面的优化，一是重视新能源的研发利用，如积极利用风能、水能、太阳能等新能源，发挥新能源对船舶节能优化设计的利导作用；二是有效地提升优化推进方式，如寻求更为高效、节能的优化推进手段，快速实现优化推进的效果；三是关注燃油利用率的提高，如采用先进的燃油使用技术，促进燃油使用率的提升，进而实现节能环保的效果；四是注重能源循环使用技术的利用，如回收废气再利用技术和分离废弃物再利用技术的使用，从而有效实现绿色船舶节能设计的优化。

5.2绿色船舶的焊接技术

焊接在船舶绿色制造技术实际开展过程中占有重要地位，在某种程度上影响着船舶总体生产质量。在船舶制造过程中合理选择焊接方式，如高效的焊接工艺、装备以及焊接电源等，不仅有助于船舶生产制造作业的顺利开展，且符合21世纪新时期背景下绿色生产理念。以高效焊接工艺为例，生产作业的开展选择熔化极气体保护焊，操作极为便利，加工效率相对较高，可以在完全机械化条件下快速完成焊接工作，焊接过程中烟尘产生几率较小。

5.3绿色加工工艺

现阶段净成形加工技术不断完善和应用，使其在生产绿色船舶过程中可以得到很好的利用。净成形加工技术是将原料直接生产成所需要产品的形状，并且还附有其功能，省去了中间环节，大大降低了物资浪费情况，在制造过程中不仅节约了成本，提高了工作效率，最主要是在船舶制造过程中达到了绿色环保的作用。将干式加工技术合理有效地运用到绿色船舶生产当中，这些技术和工艺都是基于现在科学技术的发展产生出来的，可以有效地避免资源的不必要浪费，而且干式加工技术操作简单，还克服了使用冷却液过程中带来的诸多不便。绿色船舶工艺的构建是一项精确度高、复杂性较强的工艺流程，干式加工技术可以满足绿色船舶制造工艺的需求。运用该项技术为我国绿色船舶制造工艺添砖加瓦。

5.4保证涂装工艺应用的绿色性

首先，绿色环保涂料的选择。在进行绿色船舶制造时，涂料选择非常重要，其直接影响着船舶制造的环保特性和标准。因此，要想实现对涂装数量的把控，应该科学选择厚膜型，在底漆选择时应该具备万能特性。通过应用简化涂装流程，促进涂装水平的提升，进而更好满足船舶制造节能环保需求。其次，保证环保作业的全面性和高效性。绿色船舶制造应该把绿色环保理念贯彻其中，结合船舶制造模块化制造，注重涂装工艺设计，实施涂装工艺动态修整，在绿色环保涂装工艺的作用下，达到船舶涂装工作的环保效果。

结语

综上所述，在船舶制造行业飞速发展的今天，其生产过程的节能性与环保性备受关注，而绿色制造最为新时期背景下一种新型生产模式及生产理念，船舶的绿色标准体现在船舶的完整使用寿命周期内，以安全、环保、节能等要求为原则，将日益成为船舶行业的绿色标准，在应用先进技术，保障船舶的功能性、使用性能以及安全等基础的情况下，实施绿色船舶的设计与制造具有重要意义。

参考文献

[1]刘时进.绿色制造工艺在船舶结构中的应用[J].绿色科技，2018（16）：271-272.

[2]吴枫.关于船舶绿色制造技术分析[J].南方农机，2018，49（15）：45+50.

（作者单位：南通中远船务工程有限公司）