與共和國同行丨尋找江南造船的“壯麗”——專訪江南造船科技委主任胡可一

作者:李蓉茜 航運交易公報 微信公眾號:sebweekly

編者按:《系列報道(四)》刊載的是《航運交易公報》記者對中國造船行業先驅——江南造船科技委主任胡可一的專訪。“懸規植矩 器惟求新”是胡可一名片上印有的廠訓,而這又何嘗不是中國造船行業孜孜以求的境界。

建國70週年之際,記者帶著“尋根”之情,實地尋找江南造船(集團)有限責任公司(江南造船)“壯麗”的發展史。對於江南造船,尚有著教科書中江南製造總局的舊憶,也曾多次途徑昔日世博會原址江南造船原廠區高大的廠房和留有歷史印記的辦公樓,而新近的“雪龍2”號極地科考船則成為最靚麗的“江南名片”。帶著對無數個“世界第一”的期待,來到坐落於上海長興島的江南造船。

晨曦中,成隊騎行入廠的工人,與刻印“江南長興”四個大字的高矗門吊,成了這家跨越一個半世紀的船廠所給予的“第一印象”。


與共和國同行丨尋找江南造船的“壯麗”——專訪江南造船科技委主任胡可一

8時20分,隨江南造船的陪同人員來到江南造船科技委主任胡可一辦公室旁的會議室。在等待過程中,不時有身穿藍色工作服的人員進出胡可一的辦公室,又是一個忙碌的早晨。8點27分,胡可一來到會議室(約定8點30分),向記者遞出附印“懸規植矩 器惟求新”的名片。他身材不高,身著藍色工作服,精神飽滿,語速稍快。

在1小時30分鐘的採訪中,胡可一用1小時15分鐘講述他所見證的江南造船發展變遷。從輔助設計工具的發展變遷,到設備設施的進步與建造工藝的改進,再到核心船型的選擇和研發,胡可一娓娓敘述。


第一篇:船舶設計篇


說起江南造船的設計手段變遷,胡可一稱其自1982年入廠以來,大致經歷了三個階段:手工設繪與計算機輔助設計早期階段、Tribon階段和三維設計階段。

胡可一剛入廠時在船廠設計所擔任設計師,以手工畫圖。“手工畫圖著眼全局,可以看到整張圖紙。現在即使用多個電腦屏幕,也看不到整張圖紙。即便用三維軟件建模,第一步仍需依靠手工或者CAD軟件畫草圖作為輸入。”他描述手工畫圖優勢。在那個年代,胡可一認為他們找到了很多“竅門”,這些“取巧”的辦法確實有效地提升了畫圖效率。此外,在胡可一進廠的早期,老師傅們仍依賴算盤做加減乘除計算重量,他稱:“我算盤也打得很好。”

計算機輔助設計的早期階段,主要是利用國產TQ-16型中型計算機與“能買得起的”二手IBM3031中型計算機。受計算機終端數量、運行速度、圖形功能和輸入不直觀等條件的制約,這些計算機設備主要用於船舶性能計算,在計算機輔助放樣方面(現屬於生產設計領域)也起了很大作用。

在採用計算機輔助放樣之前,手工放樣依賴於面積很大的放樣樓,江南造船當時的放樣樓長130餘米寬30餘米,胡可一對此印象深刻。據胡可一描述:“放樣樓內的放樣臺由木方立放搭製表面再做油漆而成,放樣師傅們把船體線型和主要結構部件按照實物1∶1的比例在臺面繪製,再進行展開、駁樣獲取實際數據填寫到可以直接切割鋼板用的二維草圖。一艘船完工後,把地板上的圖樣刨掉重新油漆。”

胡可一敘述:“著名數學家蘇步青在江南造船期間,把數學放樣所必須的樣條函數——高次方程曲線,用直觀的不同直徑的圓弧來替代。放樣工人們理解了這種簡化方式,圓弧樣條在江南造船得到了普遍推廣並推動了江南造船的計算機輔助放樣,也培育了一批工人工程師。當時江南造船的計算機輔助放樣水平在中國造船行業內是非常領先的。”

根據胡可一的回憶,當時由於標準通用機械CAD軟件不適合在造船領域應用,中國船舶工業總公司也曾主導開發了基於標準通用機械CAD軟件的計算機船舶輔助設計系統(CASIS),儘管理念貼近船舶設計但由於高級語言的接口效率低下最終並不成功。不過,後來計算機技術發展到技術人員可操作的個人計算機(PC)階段,船舶設計人員在PC上開發了計算機輔助放樣下料軟件等一些小的輔助軟件。

到了上世紀90年代中期,歐洲船廠開發的船舶設計CAD軟件開始進入中國市場。江南造船是國內第二家使用瑞典KCS系統(KCS後改稱為“Tribon”,大連造船廠首先採購KCS系統的前身Steerbear軟件)的船廠,針對船舶設計特點開發的計算機輔助設計軟件使得江南造船設計效率和質量大幅提升。說到這裡,胡可一的臉上掠過一絲驕傲,他表示,當時江南造船是自主開發的CASIS的主要參與者和實施單位,瑞典KCS系統為了搶佔中國市場,承諾給予江南造船KCS系統使用10年免維護費,這在國際軟件業界都是無先例的。後來,KCS系統所在企業併購了挪威的Autokon公司和德國的Schiffko公司,將三家企業的設計系統合並形成新的系統Tribon。

胡可一說:“KCS系統開發的軟件,當時來說是最貼合造船的。KCS系統是瑞典馬爾默的Kokums船廠開發的,其開發的軟件數據定義、圖形顯示和圖紙輸出滿足船舶設計習慣,儘管KCS系統在軟件技術特別是三維實體技術不是最先進的,但比較容易讓傳統的船舶設計師所接受。KCS系統內部對模型的定義是一個基於線框的“假三維”模型,而不是實體,數據庫也不是當時主流的關係型數據庫而是面向對象、小眾的Dabakon數據庫。”“這種簡化的數據處理方式大大提高了數據處理的效率。”胡可一補充說。

不過,初期引進Tribon全流程應用遇到了很大的阻力,輸出的切割數據並未直接用於船體車間的數控切割機,而是用江南造船自主開發的軟件接口處理後再使用。歷史的改變往往具有偶然性,一次設計人員的疏忽導致Tribon的切割數據直接流入生產線上的數控切割機,出乎意料的是並未出現問題。Tribon的軟件就這樣意外地被全流程打通。

2015年,江南造船引進法國達索公司的CATIA 3DEXP軟件,胡可一認為這是世界最頂尖的三維設計軟件。不過,他稱,軟件是用出來的,江南造船在引進CATIA 3DEXP軟件後做了大量二次開發,使得該軟件在應用層面得到很大提高。胡可一第二次略帶驕傲地說,這些開發使得達索公司都感到驚訝。

胡可一表示,CATIA 3DEXP軟件還可與生產模擬、建造以及自動化方面相連通,也是江南造船發展數字化甚至智能化造船的基礎。

目前,江南造船已經應用CATIA 3DEXP軟件完成數型民用船舶以及公務船舶的設計工作。


第二篇:設施工藝篇


說到設施工藝,胡可一稱長興造船基地新廠完全按照現代化船廠優化流程設計建設。建造工藝和效率的提高則有賴於總段建造、起重能力和高效焊接等要素投入,而船廠智能化改造將是多途徑的。

由於上海承辦2010年世博會,原廠區被劃為主展區,江南造船於2008年完整搬遷到長興造船基地。胡可一說,江南造船的生產設備設施發生了很大變化,新廠是完全按照現代化船廠規劃建設,現在最大龍門吊的起重能力達到1600噸,船塢尺度也足夠大(兩個主要船塢規格分別為580米×120米和565米×82米)。胡可一說,這對比於原廠區最大150噸的起重能力與7萬噸級的船塢和船臺。

胡可一感慨地說:“江南造船於上世紀90年代末期開發超大型液化氣船(VLGC)時也是由於原廠區船塢規格侷限,起重能力不足。VLGC一個艙常接近1000噸,以當時的起重能力要分16個分段在船塢裡搭載,根本無法與韓日船廠競爭效率,成本也高。現在,我們一個艙1200~1400噸,一吊就上去了,生產效率大幅提高。”

講到建造工藝,胡可一認為總段建造加深度預舾裝促進了造船效率提升。胡可一說,“上世紀60年代,分段上去是一個鋼結構的空殼,裡面沒有設備和舾裝件。船造到一半若封艙件未及時進去,須要再開工藝孔。現在管子、電纜、舾裝件以及設備都提前在分段甚至在零件階段裝進去了。”“這些建造工藝的進步得益於精細化的生產設計、採購和建造計劃管理。此外,焊接效率的提升以及生產設備的改進也促進了造船效率的大幅提升。”胡可一補充道。

關於船廠的智能化改造趨勢,胡可一認為鑑於造船行業的典型離散型製造以及總段的大型化特點,江南造船的智能化改造應是多途徑的。但應注重於針對造船行業的特點進行流程革新並在數字化和智能化技術的自然發展的基礎之上進行增值創新。

說到江南造船的智能化改造狀態,胡可一說,江南造船在船體結構管系小部件生產方面已經實現一些智能化,具有良好示範效應。但是,基於前期的投入成本與使用中的維護成本,胡可一認為還未達到規模上的經濟性。江南造船正在通過自主研究、以三維數字模型為基礎與外部信息化服務提供商的多樣化合作,探索一些數字化和智能化的拓展應用。但是,胡可一認為基於造船的高度離散化以及產品的體積過於大型化等產業特點,造船行業仍將是以人力為主的產業,數字化和智能化的改善梯度會小於其他製造業。


第三篇:船舶建造篇


在船舶建造方面,胡可一認為VLGC的研發設計與生產是江南造船的驕傲,不過是建立在1995年前後4型18艘高技術船舶建造累積經驗的基礎上。

講到船舶建造,胡可一以他引以為傲的VLGC開篇。胡可一回憶:“江南造船從1989年開始建造液化氣船,從全壓式到半冷半壓式。隨著設計建造經驗的累積,江南造船發現從原廠綜合條件出發,VLGC是比較適合的船型。這主要緣於VLGC所需的船塢不大,船舶附加值較高。江南造船從1997年開始研發VLGC,2012年承建了首批船舶。”從開始研發到承建首批VLGC,江南造船走了15年!

即便是在目前的狀態下,全球可以承建VLGC的船廠也屈指可數,在當時的綜合條件下,開發VLGC的困難可想而知。胡可一說,針對VLGC的設計建造技術,日本和韓國對中國是封鎖的,也就沒有任何可參考的技術資料。

不過,胡可一併沒有列舉困難,他顯現的第三次驕傲在江南造船的VLGC建造成就上。胡可一說:“VLGC可以稱得上船舶建造領域的‘珍珠’,但這是完全靠江南造船自主研發出來的。江南造船的VLGC已經開發到第三代、第四代,傳承實實在在。截至目前,江南造船交付液化氣船38艘,其中VLGC 14艘;手持液化氣船訂單21艘,其中VLGC16艘。在VLGC建造領域,江南造船的競爭對手只有韓國現代重工。”

聊及在長興造船基地建廠時,要為規劃的30萬噸級VLCC做建造方針(建造策劃)時,胡可一回憶道:“當時江南造船沒有相關經驗,做工法工藝的人以沒有基本的設計圖紙為由表示很難承擔這項工作。沒有辦法,我召集一些貌似沒有‘經驗’的技術人員,在參考一些公開資料的基礎上,充分發揮大家的聰明才智,硬是把建造30萬噸級VLCC這個硬骨頭啃了下來。”時過境遷,胡可一已沒有任何無奈與抱怨,就像這件事他只是一個旁觀者。

講到江南造船1995年前後承建的4型(7.08萬DWT自卸式散貨船、1.37萬DWT化學品/成品油船、1236TEU高速無艙口蓋集裝箱船和2.2萬立方半冷半壓式液化氣船)18艘船,胡可一稱江南造船在高新船型的低谷期承接了這批船舶訂單。胡可一認為:“這批船舶確實建造難度較大,這與設計吃不透、沒有三維數字化模型、當時的建造工藝水平與項目組織能力較弱都是有關聯的。4型18艘船全部交付完成已經到2001年,應該說這是一個成功的案例。”

胡可一分析了7.08萬DWT自卸式散貨船建造出現困難的原因:“當時江南造船對自卸船不熟悉,問題主要出在三個方面:一是該型船的可控喂料門(CFG)是世界上首個CFG設計,技術狀態不確定;二是機電總集成商方面的問題,包括圖紙脫期,後期服務不夠專業,且其各個專業板塊之間橫向聯繫不足也導致組織這樣一個綜合性項目比較困難;三是對底層貫穿全船的桁架結構傳送帶製造安裝沒有經驗(在船上散裝的傳送帶的桁架結構),如果在外面預製做成整體模塊再放進去,或許會好很多。”

在建國70週年之際,江南造船也邁過一個半世紀。胡可一對江南造船的未來發展充滿信心:“江南造船已擁有154年的發展歷史,代表了中國民族工業的發展,期望江南造船繼續健康發展。江南造船承載著工業強國的一份責任,今後還將以船舶建造為主業,繼續加強創新能力,增強自主創新底氣,做到持續傳承。”

關於航運強國建設,胡可一有自己的觀點。他認為航運強國建設要有自有船隊,相應的基礎是中國造船企業能夠提供一流的船舶,而航運業本身主要在於高效率的安全運行。

胡可一時而拿起筆畫圖解釋原理,時而由於一些特殊成就略過一絲驕傲,但更多是用平靜口吻敘述江南造船近40年的發展歷程:舊時光仍充滿在回憶中,困難“從容”解決了,“意外”促進了先進手段的應用,發展是在自然進化過程中做加法……體現了造船人對於這份事業的深深熱愛,面對困難的一往直前,不拘泥於外部條件的理性思考、銳意進取與持久努力。

當走入生產區域仰視正在作業的高矗門吊、側望船塢中正在進行總裝的VLGC、近觀內場作業電焊飛濺的火花,中國造船行業先驅——江南造船正在述說自身的“壯麗”。


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