与共和国同行丨寻找江南造船的“壮丽”——专访江南造船科技委主任胡可一

作者:李蓉茜 航运交易公报 微信公众号:sebweekly

编者按:《系列报道(四)》刊载的是《航运交易公报》记者对中国造船行业先驱——江南造船科技委主任胡可一的专访。“悬规植矩 器惟求新”是胡可一名片上印有的厂训,而这又何尝不是中国造船行业孜孜以求的境界。

建国70周年之际,记者带着“寻根”之情,实地寻找江南造船(集团)有限责任公司(江南造船)“壮丽”的发展史。对于江南造船,尚有着教科书中江南制造总局的旧忆,也曾多次途径昔日世博会原址江南造船原厂区高大的厂房和留有历史印记的办公楼,而新近的“雪龙2”号极地科考船则成为最靓丽的“江南名片”。带着对无数个“世界第一”的期待,来到坐落于上海长兴岛的江南造船。

晨曦中,成队骑行入厂的工人,与刻印“江南长兴”四个大字的高矗门吊,成了这家跨越一个半世纪的船厂所给予的“第一印象”。


与共和国同行丨寻找江南造船的“壮丽”——专访江南造船科技委主任胡可一

8时20分,随江南造船的陪同人员来到江南造船科技委主任胡可一办公室旁的会议室。在等待过程中,不时有身穿蓝色工作服的人员进出胡可一的办公室,又是一个忙碌的早晨。8点27分,胡可一来到会议室(约定8点30分),向记者递出附印“悬规植矩 器惟求新”的名片。他身材不高,身着蓝色工作服,精神饱满,语速稍快。

在1小时30分钟的采访中,胡可一用1小时15分钟讲述他所见证的江南造船发展变迁。从辅助设计工具的发展变迁,到设备设施的进步与建造工艺的改进,再到核心船型的选择和研发,胡可一娓娓叙述。


第一篇:船舶设计篇


说起江南造船的设计手段变迁,胡可一称其自1982年入厂以来,大致经历了三个阶段:手工设绘与计算机辅助设计早期阶段、Tribon阶段和三维设计阶段。

胡可一刚入厂时在船厂设计所担任设计师,以手工画图。“手工画图着眼全局,可以看到整张图纸。现在即使用多个电脑屏幕,也看不到整张图纸。即便用三维软件建模,第一步仍需依靠手工或者CAD软件画草图作为输入。”他描述手工画图优势。在那个年代,胡可一认为他们找到了很多“窍门”,这些“取巧”的办法确实有效地提升了画图效率。此外,在胡可一进厂的早期,老师傅们仍依赖算盘做加减乘除计算重量,他称:“我算盘也打得很好。”

计算机辅助设计的早期阶段,主要是利用国产TQ-16型中型计算机与“能买得起的”二手IBM3031中型计算机。受计算机终端数量、运行速度、图形功能和输入不直观等条件的制约,这些计算机设备主要用于船舶性能计算,在计算机辅助放样方面(现属于生产设计领域)也起了很大作用。

在采用计算机辅助放样之前,手工放样依赖于面积很大的放样楼,江南造船当时的放样楼长130余米宽30余米,胡可一对此印象深刻。据胡可一描述:“放样楼内的放样台由木方立放搭制表面再做油漆而成,放样师傅们把船体线型和主要结构部件按照实物1∶1的比例在台面绘制,再进行展开、驳样获取实际数据填写到可以直接切割钢板用的二维草图。一艘船完工后,把地板上的图样刨掉重新油漆。”

胡可一叙述:“著名数学家苏步青在江南造船期间,把数学放样所必须的样条函数——高次方程曲线,用直观的不同直径的圆弧来替代。放样工人们理解了这种简化方式,圆弧样条在江南造船得到了普遍推广并推动了江南造船的计算机辅助放样,也培育了一批工人工程师。当时江南造船的计算机辅助放样水平在中国造船行业内是非常领先的。”

根据胡可一的回忆,当时由于标准通用机械CAD软件不适合在造船领域应用,中国船舶工业总公司也曾主导开发了基于标准通用机械CAD软件的计算机船舶辅助设计系统(CASIS),尽管理念贴近船舶设计但由于高级语言的接口效率低下最终并不成功。不过,后来计算机技术发展到技术人员可操作的个人计算机(PC)阶段,船舶设计人员在PC上开发了计算机辅助放样下料软件等一些小的辅助软件。

到了上世纪90年代中期,欧洲船厂开发的船舶设计CAD软件开始进入中国市场。江南造船是国内第二家使用瑞典KCS系统(KCS后改称为“Tribon”,大连造船厂首先采购KCS系统的前身Steerbear软件)的船厂,针对船舶设计特点开发的计算机辅助设计软件使得江南造船设计效率和质量大幅提升。说到这里,胡可一的脸上掠过一丝骄傲,他表示,当时江南造船是自主开发的CASIS的主要参与者和实施单位,瑞典KCS系统为了抢占中国市场,承诺给予江南造船KCS系统使用10年免维护费,这在国际软件业界都是无先例的。后来,KCS系统所在企业并购了挪威的Autokon公司和德国的Schiffko公司,将三家企业的设计系统合并形成新的系统Tribon。

胡可一说:“KCS系统开发的软件,当时来说是最贴合造船的。KCS系统是瑞典马尔默的Kokums船厂开发的,其开发的软件数据定义、图形显示和图纸输出满足船舶设计习惯,尽管KCS系统在软件技术特别是三维实体技术不是最先进的,但比较容易让传统的船舶设计师所接受。KCS系统内部对模型的定义是一个基于线框的“假三维”模型,而不是实体,数据库也不是当时主流的关系型数据库而是面向对象、小众的Dabakon数据库。”“这种简化的数据处理方式大大提高了数据处理的效率。”胡可一补充说。

不过,初期引进Tribon全流程应用遇到了很大的阻力,输出的切割数据并未直接用于船体车间的数控切割机,而是用江南造船自主开发的软件接口处理后再使用。历史的改变往往具有偶然性,一次设计人员的疏忽导致Tribon的切割数据直接流入生产线上的数控切割机,出乎意料的是并未出现问题。Tribon的软件就这样意外地被全流程打通。

2015年,江南造船引进法国达索公司的CATIA 3DEXP软件,胡可一认为这是世界最顶尖的三维设计软件。不过,他称,软件是用出来的,江南造船在引进CATIA 3DEXP软件后做了大量二次开发,使得该软件在应用层面得到很大提高。胡可一第二次略带骄傲地说,这些开发使得达索公司都感到惊讶。

胡可一表示,CATIA 3DEXP软件还可与生产模拟、建造以及自动化方面相连通,也是江南造船发展数字化甚至智能化造船的基础。

目前,江南造船已经应用CATIA 3DEXP软件完成数型民用船舶以及公务船舶的设计工作。


第二篇:设施工艺篇


说到设施工艺,胡可一称长兴造船基地新厂完全按照现代化船厂优化流程设计建设。建造工艺和效率的提高则有赖于总段建造、起重能力和高效焊接等要素投入,而船厂智能化改造将是多途径的。

由于上海承办2010年世博会,原厂区被划为主展区,江南造船于2008年完整搬迁到长兴造船基地。胡可一说,江南造船的生产设备设施发生了很大变化,新厂是完全按照现代化船厂规划建设,现在最大龙门吊的起重能力达到1600吨,船坞尺度也足够大(两个主要船坞规格分别为580米×120米和565米×82米)。胡可一说,这对比于原厂区最大150吨的起重能力与7万吨级的船坞和船台。

胡可一感慨地说:“江南造船于上世纪90年代末期开发超大型液化气船(VLGC)时也是由于原厂区船坞规格局限,起重能力不足。VLGC一个舱常接近1000吨,以当时的起重能力要分16个分段在船坞里搭载,根本无法与韩日船厂竞争效率,成本也高。现在,我们一个舱1200~1400吨,一吊就上去了,生产效率大幅提高。”

讲到建造工艺,胡可一认为总段建造加深度预舾装促进了造船效率提升。胡可一说,“上世纪60年代,分段上去是一个钢结构的空壳,里面没有设备和舾装件。船造到一半若封舱件未及时进去,须要再开工艺孔。现在管子、电缆、舾装件以及设备都提前在分段甚至在零件阶段装进去了。”“这些建造工艺的进步得益于精细化的生产设计、采购和建造计划管理。此外,焊接效率的提升以及生产设备的改进也促进了造船效率的大幅提升。”胡可一补充道。

关于船厂的智能化改造趋势,胡可一认为鉴于造船行业的典型离散型制造以及总段的大型化特点,江南造船的智能化改造应是多途径的。但应注重于针对造船行业的特点进行流程革新并在数字化和智能化技术的自然发展的基础之上进行增值创新。

说到江南造船的智能化改造状态,胡可一说,江南造船在船体结构管系小部件生产方面已经实现一些智能化,具有良好示范效应。但是,基于前期的投入成本与使用中的维护成本,胡可一认为还未达到规模上的经济性。江南造船正在通过自主研究、以三维数字模型为基础与外部信息化服务提供商的多样化合作,探索一些数字化和智能化的拓展应用。但是,胡可一认为基于造船的高度离散化以及产品的体积过于大型化等产业特点,造船行业仍将是以人力为主的产业,数字化和智能化的改善梯度会小于其他制造业。


第三篇:船舶建造篇


在船舶建造方面,胡可一认为VLGC的研发设计与生产是江南造船的骄傲,不过是建立在1995年前后4型18艘高技术船舶建造累积经验的基础上。

讲到船舶建造,胡可一以他引以为傲的VLGC开篇。胡可一回忆:“江南造船从1989年开始建造液化气船,从全压式到半冷半压式。随着设计建造经验的累积,江南造船发现从原厂综合条件出发,VLGC是比较适合的船型。这主要缘于VLGC所需的船坞不大,船舶附加值较高。江南造船从1997年开始研发VLGC,2012年承建了首批船舶。”从开始研发到承建首批VLGC,江南造船走了15年!

即便是在目前的状态下,全球可以承建VLGC的船厂也屈指可数,在当时的综合条件下,开发VLGC的困难可想而知。胡可一说,针对VLGC的设计建造技术,日本和韩国对中国是封锁的,也就没有任何可参考的技术资料。

不过,胡可一并没有列举困难,他显现的第三次骄傲在江南造船的VLGC建造成就上。胡可一说:“VLGC可以称得上船舶建造领域的‘珍珠’,但这是完全靠江南造船自主研发出来的。江南造船的VLGC已经开发到第三代、第四代,传承实实在在。截至目前,江南造船交付液化气船38艘,其中VLGC 14艘;手持液化气船订单21艘,其中VLGC16艘。在VLGC建造领域,江南造船的竞争对手只有韩国现代重工。”

聊及在长兴造船基地建厂时,要为规划的30万吨级VLCC做建造方针(建造策划)时,胡可一回忆道:“当时江南造船没有相关经验,做工法工艺的人以没有基本的设计图纸为由表示很难承担这项工作。没有办法,我召集一些貌似没有‘经验’的技术人员,在参考一些公开资料的基础上,充分发挥大家的聪明才智,硬是把建造30万吨级VLCC这个硬骨头啃了下来。”时过境迁,胡可一已没有任何无奈与抱怨,就像这件事他只是一个旁观者。

讲到江南造船1995年前后承建的4型(7.08万DWT自卸式散货船、1.37万DWT化学品/成品油船、1236TEU高速无舱口盖集装箱船和2.2万立方半冷半压式液化气船)18艘船,胡可一称江南造船在高新船型的低谷期承接了这批船舶订单。胡可一认为:“这批船舶确实建造难度较大,这与设计吃不透、没有三维数字化模型、当时的建造工艺水平与项目组织能力较弱都是有关联的。4型18艘船全部交付完成已经到2001年,应该说这是一个成功的案例。”

胡可一分析了7.08万DWT自卸式散货船建造出现困难的原因:“当时江南造船对自卸船不熟悉,问题主要出在三个方面:一是该型船的可控喂料门(CFG)是世界上首个CFG设计,技术状态不确定;二是机电总集成商方面的问题,包括图纸脱期,后期服务不够专业,且其各个专业板块之间横向联系不足也导致组织这样一个综合性项目比较困难;三是对底层贯穿全船的桁架结构传送带制造安装没有经验(在船上散装的传送带的桁架结构),如果在外面预制做成整体模块再放进去,或许会好很多。”

在建国70周年之际,江南造船也迈过一个半世纪。胡可一对江南造船的未来发展充满信心:“江南造船已拥有154年的发展历史,代表了中国民族工业的发展,期望江南造船继续健康发展。江南造船承载着工业强国的一份责任,今后还将以船舶建造为主业,继续加强创新能力,增强自主创新底气,做到持续传承。”

关于航运强国建设,胡可一有自己的观点。他认为航运强国建设要有自有船队,相应的基础是中国造船企业能够提供一流的船舶,而航运业本身主要在于高效率的安全运行。

胡可一时而拿起笔画图解释原理,时而由于一些特殊成就略过一丝骄傲,但更多是用平静口吻叙述江南造船近40年的发展历程:旧时光仍充满在回忆中,困难“从容”解决了,“意外”促进了先进手段的应用,发展是在自然进化过程中做加法……体现了造船人对于这份事业的深深热爱,面对困难的一往直前,不拘泥于外部条件的理性思考、锐意进取与持久努力。

当走入生产区域仰视正在作业的高矗门吊、侧望船坞中正在进行总装的VLGC、近观内场作业电焊飞溅的火花,中国造船行业先驱——江南造船正在述说自身的“壮丽”。


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