姚建春，中国船舶工业集团公司第十一研究所副总工程师

    2011中国海洋油气钻采与工程装备高峰论坛报道

    姚建春——中国船舶工业集团公司第十一研究所副总工程师

    【姚建春】：各位来宾，女士们、先生们，下午好！

    我发现的发言是“海洋工程装备总装建造技术”，分五个内容，首先对我们所做个介绍。

    中国船舶工业第十一研究所是船舶行业唯一一个以造船工业现代化为目标的军用舰船民用传播和海洋工程装备制造研究的平台。

    船舶和海洋领域总体研究，非金属材料应用和检测技术研究，自动化装备设计与制造技术研究等。

    作为船舶行业唯一一家工艺研究所，承担了为全行业服务的功能，为造船工艺、信息化、焊接、涂装等方面，由一些上级主管单位在我们所设了办公室。

    下面我们来回顾一下海洋工程装备现状和发展的趋势。海洋工程装备发展的现状，首先是深水化大型化。多功能智能化，设备更加先进，操作更加简便，全自动化这些高新技术的船型，动力定位船型等已经成为当今国际上研发的主力船型。

    模块化总装建造，通过模块设计实现设备的最优布置。通过模块标准化，通用设备方便维修、测装，向水下发展，更多借鉴陆上处理技术，例如将采油设备，包括建立深海空间站控制遥控实现生产、修理等作业。

    安全性、可靠性、环保性，未来对海洋工程装备的安全性可靠性要求更高。尤其抗冲击性，抗沉没性，更好的防止漏油、井喷等。

    世界经济持续的复苏对能源的需求继续加大，促使深水、超深水海洋工程装备增加，以及装备的更新换代，引发了海洋工程装备的持续增长。

    从2010年10月2011年6月，全球签订91份海洋钻井建造合同，其中45份合同有待于生效，其中新加坡共57座。

    我国的海工装备建造企业获得订单比较多的是大连重工，一共获得13座自升式平台，1座半潜式平台。我国海工装备业跟韩国、新加坡的差距，主要在项目管理水平，设计能力、配套能力、总承包能力或者说一个协调的能力。另外在总装建造水平、建造周期、建造总工时方面还有待于进一步提高。

    第三部分说一下海洋工程总成技术研究项目，这个项目是以中国船舶工业集团公司第十一研究所作为牵头单位，烟台中集来福士海洋工程、中远船务工程集团等沟通协作。

    我们看一下海工装备与船舶的主要差别，我们都清楚高附加值、高风险、高投资是海洋装备的特点，和船舶相比，可靠性和质量要求是高于船舶，大量使用高强调钢。

    海洋工程装备一般超过140米，内部的管线密集，系统复杂，设备繁多，调试工作量非常大。我们这个项目主要是从缩短周期提高质量和效率，提高市场占有率、配套自主率，实现我国海工发展战略目标，采用产学研联合攻关的方式，突破关键技术，实现发展目标。

    项目一共是八个研究专题。专题一主要是研究内容之一，是典型的海工装备总装建造方案，包括合拢方案、下水方案、系统联调、调试组织等。第二项内容是海工装备总装建造的作业主流程，通过半潜式、自升式平台作业主流程，找出典型海洋工程装备优化作业主流程。根据海工建造的特点，研究提炼基本的概念和内涵，共性的原则和方法，借鉴现代造船模式的相关理论和制造业相近的理论。结合国内配合和条件，提出适合我国国情的海工装备总装建造方式，对现有船厂提出建议和建议。专题二是海洋工程装备生产设计研究。三维协调设计原则约定，设计图纸的内容深度和表达方式以及设计流程的优化，自动三维设计的改善来提高设计的能力。专题三是虚拟仿真技术研究，利用国家工程实验室平台，联合参研单位技术力量，突破关键技术，进一步完善最终实现软件的国产化。

    专题四，第一建造精度控制技术；第二大型总段整体提升、安装技术；第三关键部位，重要结构制造工艺技术；第四重量控制技术，把握设计过程和建造过程。

    专题五是模块建造技术，通过研究模块制造的工艺性及功能的完整性，总结模块设计建造经验，结合区域、功能以及主要设备特性，特殊工艺要求，剖析大型模块继承及建造、移运、吊装、安装提出我国海洋工程装备专业化生产的模块建议。

    专题六是关于生产技术准备，希望提出海工装备生产技术准备体系，完善业务生产方式。

    专题七是海工建造规范、标准体系研究。通过搜集和梳理主要船级社的规范，特殊要求，包括环保、港务局、特殊海区的特殊要求，建立海工装备，规范标准的体系，建立规范标准的数据库。结合成员单位自身情况，提出在签约建造的过程中，满足业主要求的情况下，可以优先采用规范标准的指导性意见，以及急需制定修改的海工规范标准的建议，包括海工设计图纸，提出我国船舶领域及国内外相关的行业标准。

    专题八是总装建造的适应性研究，包括HSE、质量管理、人员复合培训技能的方案。

    下面把我们这个项目，目前重点研究的内容一些进展情况做一个报告。

    首先，专题一总装建造总体技术研究。大家看到新加坡吉宝船厂作业主流程。这是扩体建造，这是模块建造，总装合拢整个主流程是这样。下面是韩国现代重工的主流程，大致也是这样的。这是来福士厂去作业主流程，采取屋内总装合拢，有2万吨的泰山吊。

    现在总的建造方式，一种是大屋内，还有一种是平地建造总装合拢。

    总装作业方案和作业主流程取决于诸多因素，产品纲领、产品结构、生产布局、硬件能力、建造方式、生产体制、设计模式等。专业化的设计和生产，提高中间产品的完整性是一个行之有效的重要措施。

    生产设计和生产技术准备研究，海工装备具有边设计边施工边修改的要求，对企业提出较为严格的要求，基础设计、详细设计、生产设计往往交叉重叠。另外海洋工程装备建造要求强，工期严格，因此生产设计和生产技术装备成为重要的内容。

    生产设计的策划和流程的优化是我们应该着重的要点，建立规范化的设计生产体系，形成建造设计的惯例，建立各平台各专业的设计专业指导书，推进设计标准化。优化生产设计流程，比如说通过引进精益生产理论、实践和工具，加快生产设计速度，提升生产设计应变能力。

    生产设计三维协同设计的原则，应该统一设计平台，统一各专业的数据交换方式，将消息设计提供的CAD二维结构图转换为三维模型，进行各专业并行设计。

    建立海洋工程装备系统产品，梳理相关产品信息和历史信息，实现数据快速搜寻。

    第三虚拟仿真技术体系，一个是虚拟设计评估技术群，一个是建造工艺仿真和优化技术群，一个是物流仿真，作业运行，保障机制进行，下面含有许多需要研究的单项技术。

    本项目研究当中，涉及到生产设计评估。一个是从设计系统中导出设计信息，按专业或者是系统单独评估。第二与多个设计系统关联，支持设计属性的查询。第三在虚拟环境中时时查询设计的属性，提供空间测量的工具，动态剖析支持修改的三维批注。

    下面虚拟仿真技术在海洋工程装备总装中的应用。一个是SPAP平台的应用，进行虚拟仿真。这是钻井船，这是外高桥的3000米钻井平台。建立物理的仿真和优化，SPAP平台的关键建造工艺的验证，3000米钻井平台的吊装工艺，设备装配工艺仿真，船体总组搭载精度仿真。

    下面是专题四，主体结构建造，这是精度控制的体系表。前面也有专家发言当中介绍到外高桥造船有限公司在建造“海洋石油981”时制订了设计阶段有限元数精度分析技术、反变型技术，并得到成功运用。这是南通中运用圆筒平台数字化模拟技术和浮态建造技术，实现了100%无余量建造。这是南通中远在建造GM4000海洋钻井平台时，在国内首次成功实现液压提升大合拢。

    下面再谈一下，我们下一步打算开展的重点研究工作。首先是海工装备建造模式的研究。借鉴现代造船和制造业的先进理念，进一步探讨适合中国国情的海工建造情况，提高综合竞争力。有这么三点，是应该着重注意的。一个是异地协同并行建造，充分利用企业资源和社会资源，实行异地协同并行建造。第二条就是设计建造数字化。通过三维建模和数字化装备的综合运用，增加产品设计、工艺规划、性能分析、加工制造、质量检验的灵活反应的速度和柔性化的程度。第三，工程管理信息化。构建设计生产管理共享平台，建立完善的设计、制造、物流、集成系统，设计工程管理流程。

    第二项海工装备数字化制造。开展项目管理及信息化技术，虚拟仿真建造技术、物资编码的优化和统一，数字化无损检测技术、标准规范数据库等项目研究，搭建海工装备网络制造平台，协同制造和设计，最终实现数字化海工。

    我国的海工建造企业在海工项目的流程控制、计划进度、财务成本，公司物量采购等方面还有很大的差距，基于TOC、EVM等先进的管理理念，开展项目技术管理研究。要用信息化技术作为项目管理有效的支撑手段，结合我国海工装备总装船的结构，形成信息集成。

    这是我们跟韩国合作研究项目管理软件的主要框图。虚拟建造技术方面，我想就焊接工艺智能设计和可视化的技术，包括派工单可以交户生成。三维模型仅用于生产阶段。这是整个框图，生成三维交户图形。

    基于虚拟人综合评审平台，通过虚拟人功能从人机工程角度验证设备、仪表、管系、电缆布置的合理性，使用数据手套改变零部件的位置。另外一项数字化无损检测技术，通过超声衍射等提高检测效率。这是准备在自升式平台TKY管节点等方面进行运用。

    最后一项虚拟仿真建造技术，物资编码的优化和统一，是一个很基础的工作。最后一项海工装备全寿命周期的综合防腐技术，建立数值模型，实现全寿命周期腐蚀状态的在线实时检测，建立腐蚀数据库，利用计算机技术对防腐涂层，为海工装备设计提供依据。

    谢谢。