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歐洲郵輪研發設計模式啟示

2019-07-31 22:24:48
來源:中國船檢 編輯: 國際船舶網 我有話要說

近年來,國際郵輪市場持續火爆,令各主要造船企業躍躍欲試。但郵輪建造主要集中在歐洲船企。為切入郵輪建造這一市場,我國船舶工業近年來積極做出各種努力。但我國在郵輪設計方面的經驗少,一定程度上制約了郵輪建造行業的發展。本文通過調研國外豪華郵輪建造企業的郵輪設計研發模式,對不同船企的設計研發模式進行分析對比,為國內豪華郵輪設計建造提供參考。

郵輪設計研發模式

設計能力是中國建造豪華郵輪最大的壁壘之一。豪華郵輪的設計工作與傳統商船不同,其設計工作包括技術設計以及內飾設計兩部分。其中技術設計工作與普通商船相似,可分為初步設計、詳細設計以及生產設計三個階段;而豪華郵輪內飾設計的工程量巨大且涉及領域廣泛,一般情況下,造船廠會將豪華郵輪的內飾設計工作按專業分為多項,然后承包給不同的外包商,由外包商進行設計以及施工。通常情況下,郵輪的設計和建造周期需要2~3年,僅前期設計計劃就需要累計135000小時,可見整個郵輪的設計過程十分復雜。其中,不僅要詳細地設計好郵輪的船體結構、娛樂活動場所等,還需要考慮技術、時間安排以及成本之間的相互影響,是貫穿于郵輪的設計、采購以及生產等各個階段的。

圖1 郵輪設計研發流程(來源:芬坎蒂尼年報)

在郵輪的設計研發過程中,首先要由郵輪運營集團定制郵輪,準備郵輪建造的圖紙以及各種文件,然后向船級社提出書面申請,按規范要求,將圖樣和文件送船級社審查,進行郵輪入級,由船級社對郵輪進行技術鑒定(審圖)。在初始階段,郵輪運營集團會進行多方面籌資,主要對象有銀行、保險資本、政府資本、產業資本、私人資本以及外資等,然后向郵輪制造集團下訂單,開始建造郵輪。在整個郵輪設計過程中,各個參與方都需要做好本職工作,形成嚴密的郵輪設計關系網。

圖2 郵輪設計研發主要參與者及業務范圍

由于郵輪的功能繁多、設計建造復雜,僅僅在前期完成設計是不能滿足郵輪項目的順利高效運行。所以在郵輪的材料采購、建造生產過程中,根據需要,有必要返回至郵輪的設計,針對其進行調整完善,使得郵輪的設計建造相互結合,確保郵輪的最終質量。

歐洲主要船廠的模式經驗

郵輪的設計研發可通過很多方法來實現,只有根據造船廠本身的特性來選擇適當的設計研發模式,才能最大程度上減少郵輪建造成本和周期,提高郵輪質量。國外造船廠在進行郵輪設計建造過程中,往往不會只采用一種設計研發模式,而是多種設計研發模式共同運行。

目前,歐洲造船廠在郵輪設計建造方面是走在世界的最前端,其中,德國邁爾造船廠、芬坎蒂尼造船廠以及德國MV WERFTEN造船廠在郵輪設計建造領域有著巨大的話語權。以他們為代表的郵輪造船廠在郵輪的設計研發模式上均采用并行協同設計,即對郵輪及其相關過程進行并行和集成設計的系統化工作模式。

并行協同設計是郵輪設計研發的基本模式,該模式在郵輪開發的初始階段,就以并行的方式綜合考慮其壽命周期中所有后續階段(包括工藝規劃、制造、裝配、試驗、檢驗、運輸、使用、維修、保養等環節),降低郵輪建造成本,提高郵輪質量。

圖3 并行協同設計流程(來源:芬坎蒂尼年報)

為了適應這種設計模式,國外在郵輪建造階段將船體和艙室拆開分別進行設計建造,待船體結構完成后,再將一個個已經預制裝修好的艙室整體吊裝進去。艙室建造全過程計劃控制都非常嚴格,并且其建造進度可以完全符合整體建造計劃,大大縮短了建造周期。

一、邁爾設計研發模式

德國邁爾船廠是當今德國最大的造船廠,由邁爾(Meyer)家族創立于1795年。后來邁爾逐漸將業務重心放在了豪華郵輪上,以建造3000~4000客位的超大型郵輪為主。

除了采用并行設計外,邁爾船廠借助其先進的計算機技術開創了虛擬設計來滿足自身的設計需求。虛擬設計是在進行郵輪三維建模的過程中使用船舶模擬仿真技術,開設“虛擬-現實觀察室”,模擬出郵輪開發建造的全過程及可能出現的問題,并預測郵輪的性能、制造成本、可制造性、可維護性等。因此,在實際建造前,可以在“虛擬現實觀察室”演練一遍,從而盡量避開模擬中出現的問題,從而縮短郵輪設計周期,減少設計成本。

在建造模式方面,邁爾船廠采用的是總段化建造模式。其設備功能單元采用模塊化建造,設有單元組裝車間,進行設備單元的組裝和測試,同時擁有非常嚴格的質量控制程序,郵輪下水前,就對所有系統及其子系統進行測試,發現問題盡早解決。對于技術難度高、設備和管線密集度高的分段,船廠甚至會根據需要建造模擬分段以確保其可制造性,并讓工人熟悉分段建造要求,對工人進行定期培訓,以不斷提高工人的作業技能從而確保分段的建造質量。

二、芬坎蒂尼設計研發模式

意大利芬坎蒂尼船廠是當今全球最大的豪華郵輪造船廠,在豪華郵輪設計建造方面擁有強大的技術優勢和豐富的經驗,市場份額長期穩居世界第一。目前,芬坎蒂尼主要建造3000客位以上的超大型豪華郵輪。

芬坎蒂尼除了采用并行設計外,還熱衷于采用自主創新研發模式。在郵輪開發方面,芬坎蒂尼利用革新技術減少推進所需動力、能耗及噪聲,同時還應用新材料以降低對環境的影響。在舾裝上,所采用的模塊化系統也提高了效能。在生產工藝方面采用了世界尖端技術,大大改善了能效、性能和操作條件,提高了安全性,減少了對環境的影響。在生產管理上,引進模擬工具以實現資源最優化。

在建造模式方面,芬坎蒂尼除機艙設備區域以外都采用標準化建造工藝,約占全船建造工作量2/3的艙室就采用艙室預制模塊化安裝模式,采用模塊化安裝的艙室內設有兩個獨立區域模塊,兩個獨立的區域模塊之間通過連接組件進行連接,在艙室內呈對稱設置,分別設有各自的艙頂,每個獨立區域模塊中還分別設有衛生單元模塊。

三、MV WERFTEN設計研發模式

MV Werften船廠總部位于德國維斯瑪,是云頂香港將早前收購的3家德國造船廠合并形成的,目前主要專注于建造全新大型郵輪。

除采用并行設計以及艙室預制模塊化安裝模式外,MV Werften船廠進行郵輪設計研發時融入了旅客在日常生活中最常接觸的人工智能科技,包括在郵輪服務中提供人臉、聲音智能識別以縮減各個環節的輪候時間;通過情境營銷方式為旅客精準推薦船上設施,平衡各項設施的使用需求;引入智能機器人處理基礎工作,讓船員專注提供更為人性化的服務并操控人工智能及電子系統等。

此外,MV Werften常采用合作設計研發模式,MV Werften與其合作商之間互相聯合開發。在研發階段,企業間共同參與研發活動的決策,協調投入成本,共享研發成果,并實現合作整體的共同利潤最大化。如在2016年MV Werften與芬蘭圖爾庫的德他馬林(Deltamarin)船舶設計公司以及Elomatic工程設計公司簽署一艘“寰宇級”超大型郵輪設計合同,該設計合同是德他馬林和Elomatic公司史上最大的設計訂單,工作范圍幾乎涵蓋了該船所有的基本設計及詳細設計任務,還將在建造階段為船廠提供強有力的現場技術支持。

國內豪華郵輪設計建議

目前,我國在郵輪設計研發上處于剛起步階段,研發設計可借鑒的經驗不多。為了降低在研發設計中的風險,加快我國郵輪自主研發設計的步伐,提出以下幾點建議:

一、和國外著名船廠合作,汲取對方經驗教訓

由于國內缺乏設計豪華郵輪的經驗,而其設計工作又極為龐大,因此國內造船廠可以請國外的豪華郵輪設計公司來進行設計,根據母型船的資料,按照國內船東的要求進行一定的修改,并在這個過程中,虛心請教,專心學習,努力改善自己設計研發方面的不足。此外,還要借鑒國外失敗案例的教訓,避免重蹈覆轍如日本三菱重工建造豪華郵輪過程中,有大量的設計變更,造成大量返工,無法按時交船,造成巨額損失。

二、根據國內文化特色、消費習慣,設計出有中國特色的郵輪

郵輪的內裝設計不是簡單的復制,全盤照搬國外的郵輪內裝設計可能不符合我國國民的生活習慣。如“海洋量子”號在中國的第一次航程結束后,其數據表示中國航線上食物的消耗量是歐洲航線的三倍左右,船上的游樂設施“360度的太空艙”使用時間為歐洲航線的兩倍左右,而對于圖書館、閱覽室、健身房等設施需求不大。因此,國內外游客的文化習俗、消費習慣是不同的,國內豪華郵輪的內裝設計不可照搬國外,需要符合國內游客的消費習慣。

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