近年来,中国船舶集团有限公司旗下中船九院积极贯彻中船集团“服务国家战略、支撑国防建设、引领行业发展”的使命责任和工作部署要求,始终“坚持为船舶及海洋工程发展服务,坚持深化船舶工业规划设计核心技术研究”,锚定船舶工业工程设计领域的战略制高点,以关键核心技术攻关破解行业难题;以数字化赋能推动传统工程设计模式迭代升级,筑牢技术底座,激活创新动能;以双碳技术突破推动行业绿色可持续发展;以高质量推进工程及设备总承包业务为抓手,推动公司业务转型;在核心技术攻关、数字化平台建设和双碳技术研究上共同发力,开展了多项专题研究和技术储备,助推我国船舶工业持续向“高端化、智能化、绿色化”转型升级。
5月22日,中国船舶集团有限公司旗下中船九院举办以“智启‘十五五’ 科创向未来”为主题的科技论坛,分别举行“船舶工业工程设计低碳技术论坛”“船舶基建工程数字化三大管理平台发布会”“中船九院新技术新成果发布会”。论坛由中船九院科技委员会主任庄建国主持,并邀请船舶与海洋工程领域领导嘉宾、技术专家、专业人员参加,开展前沿科技交流,共享科技创新成果。
零碳船厂有了标准
当前,“双碳”目标正深刻重塑全球工业格局,船舶工业作为国家战略性产业,正迎来一场以绿色低碳为核心的深刻变革。绿色发展,标准先行。中船九院积极贯彻国家“双碳”政策,推动中国船舶工业绿色低碳发展,在论坛上正式发布国内首个“船舶工业工程零碳工厂设计标准”,为行业绿色低碳设计提供了标准依据。
该标准确立了零碳工厂建设的核心目标与原则,包括零碳工厂等级划分、核心量化指标、零碳实施路径等,涵盖从厂区布局到具体生产工艺、水工、建筑、结构及专用设备等全方位绿色低碳要求,聚焦工厂能源供应、动力保障、给排水及暖通空调系统等低碳化设计,明确零碳目标得以实现和持续改进的管理体系、技术手段等。该标准体现了全专业协同设计、全生命周期管控、全要素系统集成、全流程降碳与协同增效等特点。下一步,中船九院还将通过工程实践进行技术迭代,不断完善标准体系,优化降碳技术,细化降碳指标,充分发挥该标准对船舶工业低碳建设的引领作用。
2024年以来,中船九院制定并发布了《船厂建设双碳行动计划》,以政策为导向搭建核算方法与标准体系,从结构、技术、数字、循环四大方向开展降碳技术专题研究,形成了多项核心技术成果。同时,该院依托正在建设的中船集团旗下沪东中华大型液化天然气(LNG)船总装建造基地项目,以“打造零碳工厂的标杆工程”为目标,统筹谋划,持续攻关,不断完善标准体系和提升降碳技术水平。
针对总体规划建设,中船九院从零碳工厂建设的视角,开展核心工艺低碳化、能源结构优化、规划与建筑/建设降碳、资源能源循环/梯级利用、能碳智慧管控和碳中和抵消技术等方向研究,明确了绿色低碳工程建设的技术路线和要求,开展降碳效果分析,建立评价指标体系,为后续规划建设提供了可操作的实践参考。
在船厂基础设施建设方面,中船九院从绿色选址与总体规划定调碳格局,从工艺布局与功能分区减少碳足迹,从公用动能源与环保设施减少碳损失,从场地与交通设计降低碳空耗、升级碳替代,开展建筑物、构筑物及场地降碳设计研究,打造船厂净零碳办公建筑。
在低碳工艺技术方面,中船九院重点从工艺设备、系统集成、智慧化和数字化等方面开展工艺降碳技术研究,包括软硬件升级、机器替代人工、工艺优化及精益管理等,以数字化、智能化为驱动,以电气化与清洁能源应用为关键抓手,以绿色材料和循环经济为支撑,系统提升全流程效率,逐步实现全厂协同与供应链协同,构建完整的绿色价值链。
在能源结构优化方面,中船九院重点聚焦分布式清洁能源建设,开展分布式光伏发电系统、分布式储能系统、“源网荷储新型”电力系统研究,充分利用建筑空间资源,在满足车间采光、通风要求的基础上,最大化构建绿色能源体系,提升清洁能源就地消纳比例,提供了船舶工业能源结构优化的清晰路径。
在资源与能源的循环梯级利用方面,中船九院重点开展涂装车间挥发性有机化合物(VOCs)余热回用技术、空压站余热利用技术、集中浴室余热利用技术、光伏冗余定向消纳技术、船厂非传统水源利用技术、废物资源化利用技术研究,充分利用船厂耗能余热相对集中、规律性强的特点,提高能源和资源利用率,实现零碳工厂降本增效、可持续发展。
在能碳智慧管控方面,面向零碳工厂建设要求,中船九院融合水、电、气等专业领域知识库与智能算法,构建能碳智慧管控平台,打通生产、能源、碳排放数据壁垒,提高船厂生产保障管理效率,降低船厂综合能耗、碳排放强度,通过数字化技术赋能,实现零碳工厂能耗精准管理、高效优化。从标准发布到总体规划、从工艺创新到能源优化、从资源循环到智慧管控,中船九院“双碳”技术研究覆盖了船舶工业零碳工厂建设的全流程关键环节,既有顶层设计,也有具体落地措施。中船九院将以国内首个“船舶工业工程零碳工厂设计标准”发布为起点,持续深耕绿色低碳技术创新,携手推动船舶工业工程设计向零碳、智慧、高效的方向迈进,共同以“绿色引擎”驱动船舶工业高质量发展,以技术创新“船承”行业的未来。
三大平台构建数字化管控体系
近年来,中船九院持续发挥设计优势,深耕船舶行业基础建设领域,不断完善工程总承包(EPC)服务模式,顺利完成了一系列综合性大型建设工程,并通过数字化、智能化、信息化手段赋能技术提升和管理创新,为船厂基建工程量身打造EPC建设全过程数字化管控平台体系。
伴随数字化转型浪潮,中船九院全方位提升三维数字技术在工程建设各阶段的应用水平,开启了数字时代的新型工程建设模式,建立了三维数字化设计施工协同工作平台、信息化工程总承包管理平台、智能化安全生产管控平台,并融入中船九院船厂基建工程数字化管控平台总体架构。其中,三维数字化设计施工协同工作平台以各类数字信息模型贯通工程各阶段的建设内容,通过多方高效协同,着力提升工程建设品质,同时为工程中心提供项目各阶段成果文件;信息化工程总承包管理平台是工程项目全周期全方位管理平台,实现了全流程业务数据互通与共享;智能化安全生产管控平台负责工地现场全方位实时监控,与总包平台健康、安全与环境(HSE)管理体系功能融合应用。
通过“三大平台”建设,一是实现“数字赋能”,提升设计品质、提高施工质量,优化EPC管理,筑牢数字化转型核心竞争力。二是实现“共享共赢”,打破信息壁垒,实现项目信息共享、数据实时同步,实现“共建共管”,全过程参与设计、施工、安全、进度管控;实现“降本提效”,减少沟通成本、规避建设风险、保障基建工程高质量落地;实现“数据沉淀”,为船厂后续基建项目建立标准数字化管理体系持续积累数据。
近年来,中船九院在项目中深度运用数字技术和协同方法,贯穿设计、施工、运维全过程,在质量管控、进度推进、安全保障、造价控制等方面取得了良好效果。目前,“三大平台”的集成应用已完成,实现了项目信息在项目各参与方之间的互联互通。如在中船集团旗下北海造船曲面分段装焊车间、浦东周家渡社区项目向业主开放试用中,通过“三大平台”的应用实现了在设计施工协同工作平台上,设计、施工管理、业主等工程参与方围绕模型会审、协同应用;在总承包管理平台上,业主可以同步实时看到项目组织架构、策划文件、施工组织设计和专项方案的审批、进度计划的管理和现场质量检查记录等内容;在安全管控平台上,可以远程实时监控施工现场安全状况,既可以在电脑端看也可以在手机App上看,可以上传提出的整改意见,并检查回复整改的情况。通过实践案例应用,可实现工程变更减少95%,消除施工返工,有效缩短工期,大幅提升安全隐患闭环率,极大地提高了业主对项目的实时参与度,实现全过程共管共建、资料永久可追溯,并能够形成可复制、可推广的船舶基建工程数字化建设标杆模式。
下一步,中船九院将秉持“开放共赢”理念,与各工业企业、项目各参与方共享数智技术发展成果,不断加大合作力度,通过数智赋能船舶基建工程项目,持续迭代“三大平台”功能,利用AI技术深化施工建造、数字孪生、工程经验知识库等服务能力,打造船厂基建全过程智慧管控体系,打造行业标杆工程,实现共享共赢。
科技前沿探索与实践成果丰硕
中船九院2026年“新技术新成果发布会”以“技术领航 科技赋能”为主题,聚焦船厂工艺革新、数智化建设、低碳技术、数字化平台等核心领域,集中发布了中船九院各业务线的前沿探索与实践成果。
近年来,中船九院立足核心业务,聚焦工艺、水工、结构核心技术能力,在数字化能力建设、“双碳”技术研究等方面不断进行技术迭代和更新研究,同时为产业拓展和重点项目提供科研保障,不断推进核心能力建设。“十四五”期间,该公司共产出技术成果约180项、软件平台30套,知识产权授权120余项,发表核心论文250余篇,发布各类标准39项,累计获得省部级以上各类奖项70余项。
其中,“船厂结构设计技术进展”系统介绍了中船九院在船厂钢结构低碳设计、超高大厂房结构设计、厂房结构设计创新和韧性船厂建设的最新成果,指明了未来船厂结构设计更加安全、经济、耐久、高端的技术迭代路线。
“船厂水工工程创新技术及应用”分享了中船九院在水工领域的创新突破与实践成果,全面展示了中船九院在船厂水工领域的全链条技术体系,从工程技术创新突破,到数智化技术实现“勘察—设计—出图—施工—运维”一体化贯通,再到绿色低碳设计深度落地,形成了覆盖设计、施工、运维的全周期解决方案。
“船厂非标设备技术和工艺的迭代与突破”围绕大型门式起重机新技术新工艺、坞门设计技术迭代与制造新工艺、坞壁作业车开发应用和船坞区安全监测系统四个方向,全面展现了中船九院在非标设备方面,从设计到制造、从单机到系统的全维度升级,为船厂大型装备高效、安全、智能运行提供了有力支撑。
“基于余热利用的船厂空压站降碳技术发展与展望”介绍了近年来中船九院积极响应国家关于绿色低碳转型的发展战略、在船舶工业低碳降碳技术研究上取得的成果,展示了“三级冷却器余热提取”“全系统余热提取”等核心技术,清晰地展现了空压站从高耗能向高能效、低碳排转型的技术路线,兼具先进性、实用性与推广价值。
“数字化智慧运维平台”是智能船厂的“数字大脑”,是实现全流程、全要素数智化管控的核心载体,系统展示了中船九院智慧能源管控系统、智慧空压站系统和起重机安全保障系统的建设逻辑与应用价值,为智能船厂建设提供了成熟可复制的“九院方案”。
“基于船厂勘测多源数据融合与全空间数智赋能应用”围绕空地水立体全息测绘、自动化监测、智慧管网、全寿命检测和数字勘察五大核心业务,构建了“三大专业勘测体系+全空间数字底座+多场景智能应用”的一体化技术服务能力,依托70多年船厂勘测经验与海量数据积累,实现从数据采集到智慧赋能的全链条贯通,为船厂工程安全、质量、进度提供全方位数据支撑。
从结构、水工、非标设备的技术突破,到绿色降碳、智能平台、勘测数据赋能的前沿探索,中船九院2026年“新技术新成果发布会”既是一次技术成果的集中展示,也是一次创新力量的集结出征,是中船九院深耕船舶行业、坚持技术创新的缩影,更是其面向未来、勇攀高峰的底气与信心。
技术领航,方能行稳致远;科技赋能,方能再启新程。中船九院将以此次科技论坛为契机,把科研创新成果转化为推动技术创新、业务发展的实际行动,持续深耕主业、持续突破创新,以更硬核的技术实力、更丰硕的创新成果,为推动该公司高质量发展、为我国船舶工业进步贡献更大的力量。
(蔡燕国 周文)