（來源：科普中國）

轉(zhuǎn)自：科普中國

“十五五”規(guī)劃綱強調(diào)，要“實施產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)再造工程”和“實施重大技術(shù)裝備攻關(guān)工程”，明確提出要推進“大型郵輪、大型液化天然氣運輸船等研發(fā)設(shè)計制造”。可能很多人都會疑惑：大型液化天然氣運輸船的重要性好理解，可是為什么“大型郵輪”也寫進規(guī)劃綱要了呢？

今天，“科普中國”對話這艘郵輪的設(shè)計研發(fā)者，中船郵輪科技發(fā)展有限公司的研發(fā)部副主任、總體組長賀明鳴和研發(fā)部內(nèi)裝組長張逸，詳解國產(chǎn)大郵輪在設(shè)計制造中攻克了哪些難關(guān)。

Q1：郵輪被“十五五”規(guī)劃綱要列為“重大技術(shù)裝備”。造一艘郵輪到底有多難？有種說法說它比造航母還難造，難在哪兒？

造船皇冠上有三顆明珠，一個是郵輪，一個是航母，另外一個是 LNG 運輸船，這三種船的難點都不一樣。

首先，郵輪是一個大型的巨系統(tǒng)工程，不是簡單地從 A 到 B 。郵輪的設(shè)計目的是塑造良好的乘客體驗，從而為整個郵輪運營建立起正向的經(jīng)濟循環(huán)。但什么是好的體驗，其實沒有一定之規(guī)，每艘船面向的市場、塑造的主題、設(shè)計的側(cè)重點都不一樣。要在不同的思路里平衡兼顧，協(xié)調(diào)不同的設(shè)計邏輯。

其次是全船重量的控制。郵輪和航母相比體量非常接近，甚至還要小一點。郵輪常用“總噸”這一體積單位做計量，而航母總以“排水量”這一重量單位進行統(tǒng)計，所以郵輪總噸 13.55 萬噸和航母排水量 8 萬余噸實際上說的不是一回事。

回到重量上，大型郵輪全船排水量中絕大部分份額都是固定載荷貢獻的，可調(diào)整、移動的載重量特別少，設(shè)計裕度十分受限。郵輪全船有上千萬級的零件，要在這么大的體量上實現(xiàn)毫米級的重心控制，在計算的時候，每個桌椅、地毯都需要納入設(shè)計師的考量范疇。

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再有就是減振降噪。航母追求減振降噪是為了作戰(zhàn)的隱蔽性，而郵輪的要求則更加全面。不僅是要控制全船主要噪聲源，每個艙室的噪聲也要控制。常規(guī)的客艙，夜間噪聲要控制在 49 分貝以下，套房 45 分貝以下，就是為了提高乘客的舒適度，在降噪的最終效果這方面，它要比航母要做得更好。

另外，還想提一下資源調(diào)配的復(fù)雜度。航母建造可能聚集了整個國家最尖端的軍工技術(shù)，造的時候不管是設(shè)計還是后續(xù)建造，成本上的考量不是第一位的。但是郵輪不管怎么難造，最后還是一個商業(yè)性的項目，必須要注意到整個的成本，后續(xù)的運營能不能收回成本。我們想要把郵輪做成一個可持續(xù)的、可盈利的、健康的生態(tài)體系，為郵輪乘客提供最佳的旅行體驗。

使用航母的人是數(shù)千名訓練有素的官兵，使用郵輪的人則是千余名船員與服務(wù)員，以及幾千名以老年人為多數(shù)的消費者。大型郵輪要方便船方人員有條不紊地工作，為乘客營造舒適、愉悅、無障礙、有保障的海上度假環(huán)境。在空間、舒適、安全、長期經(jīng)濟收益等多方面做出極致平衡，設(shè)計上絕對不能有短板。

因此，開發(fā)航母和郵輪兩種船型所需要點的“科技樹”是不一樣的，但設(shè)計建造的難度，涉及的技術(shù)深度不相伯仲。

Q2：設(shè)計國產(chǎn)大郵輪時，我們攻克了哪些技術(shù)難關(guān)？

核心技術(shù)，第一就是重量控制技術(shù)。我們采用了“數(shù)字孿生”理念去進行整個流程的精準設(shè)計，從概念設(shè)計到最后的總裝建造，一直在控制船上所有設(shè)備的重量。

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第二是安全返港技術(shù)。一旦這個船在海上發(fā)生了什么意外，能像一艘救生艇一樣，帶著全船乘客安全返回最近的港口。這要求郵輪本身就是一個最好的救生艇。整個大洋是很大的，安全返港指標是從大洋的中心到最近的港口，是一個很長的距離，有 1500 海里。

第三就是減振降噪。我們在解決減振降噪上花了三方面的努力。

首先是噪聲源，針對整個主機機械，還有各種大型設(shè)備的振動，從源頭去控制噪聲。在中間的振動傳導(dǎo)階段，對全船整個結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化，保證底下大的振動源不會把大量機械產(chǎn)生的噪聲傳到上層的建筑里去。最后是對末端的噪聲進行優(yōu)化，比如對艙室空調(diào)的出風進行噪聲控制，對所有艙室內(nèi)裝板的隔聲效果也進行控制。

郵輪艙室結(jié)構(gòu)有別于陸上建筑隔墻，其隔聲性能在天生上就有短板。常見的建筑隔墻是混凝土或磚石結(jié)構(gòu)，抗振隔聲性能相對比較優(yōu)秀。而郵輪艙壁往往是薄鋼板結(jié)構(gòu)的形式，或是非結(jié)構(gòu)的裝飾壁板，因為對重量甚至是墻壁厚度的敏感，不能不計后果地增加壁板厚度或是添加隔聲材料。

在傳統(tǒng)客船上，乘客聽到隔壁艙室的聊天甚至打鼾聲都非常正常。因此技術(shù)團隊就要在其他思路上下功夫，例如新型板材的開發(fā)應(yīng)用，使用帶空氣隔層的雙層壁板、帶開放式吸音背襯的單面板壁板。我們還通過標準化與模塊化等手段提高內(nèi)裝工程的安裝精度，減少因接縫精度不達標所導(dǎo)致的聲音衍射效應(yīng)?，F(xiàn)在我們郵輪上的乘客在艙室里唱卡拉OK，室外走在過道上的人，不趴在門板上，是聽不到的。

我們當時還沉淀了很多的關(guān)鍵技術(shù)，比如薄板建造工藝，還有各種組裝工藝工法創(chuàng)新、內(nèi)裝的工程設(shè)計管理，還有一些協(xié)同設(shè)計技術(shù)。當時我們花了很大精力去做科研，花了很多的時間陪著我們大型郵輪一起成長。

Q3：我們說的國產(chǎn)大郵輪，國產(chǎn)化意味著什么比例的“中國制造”？較之“全球買”，我們?yōu)槭裁催x擇了“自己造”？

一號船、二號船的國產(chǎn)率其實并不太高，應(yīng)該在 30% 左右。后面還有三號、四號船，后面的國產(chǎn)率，三號船要達到 50%，四號船、五號船爭取達到 80%。

這里面每條船對整個工業(yè)體系的作用是不一樣的。前兩條船主要是引進、消化、吸收。第一步是引進，整個郵輪工業(yè)體系有個從 0 到 1 的突破，所以不可能一下子就把國產(chǎn)率拉得很高。

我們造第一艘郵輪時就碰到了疫情，其間很多國外設(shè)備沒辦法運過來，運過來也要延期。還有一個問題就是戰(zhàn)爭，歐洲過來的成本大幅上漲。很多設(shè)備都已經(jīng)簽過合同了，價格都已經(jīng)定了，突發(fā)情況下，供應(yīng)商坐地起價，成本上漲了很多，要我們給他一些補償，價格比原來溝通的大幅提升。還有些國外的設(shè)備是很先進的，但不賣給我們。這都不是個例。

所以我們要提高自己的國產(chǎn)化率，培養(yǎng)自己的工業(yè)體系，避免高端技術(shù)封鎖和這種加價“卡脖子”、物流延誤的情況發(fā)生。

Q4：引進、消化、吸收，最難在哪兒？

最難的應(yīng)該就是系統(tǒng)集成，以及各個專業(yè)，各個配套廠和系統(tǒng)之間的協(xié)同。因為一艘郵輪的設(shè)備量體量太大，系統(tǒng)的數(shù)量太大。所有的零部件有 2500 萬多個，船上的系統(tǒng)有 100 多個，遠遠超過一般的船舶，數(shù)量級都不一樣。圖紙也是遠超一般的船，詳細設(shè)計圖紙都有三四千份，一般的商船圖紙最多就是幾百份。

數(shù)量級完全不一樣，各個系統(tǒng)之間的協(xié)調(diào)要求極高，供應(yīng)商也非常多。要把所有這些東西能夠非常好地整合到一起，在一個有限的空間內(nèi)、有限的成本內(nèi)、有限的時間范圍內(nèi)，順利地把船造出來，實現(xiàn)所有的功能，并且所有功能之間都配合得很好，很難。這個船不是像航空航天的太空飛船那樣要具備高精密的技術(shù)，它主要是一個復(fù)雜的系統(tǒng)集成。

造船業(yè)包括郵輪，都是一個以經(jīng)驗為引領(lǐng)的學科。歐洲的郵輪產(chǎn)業(yè)已經(jīng)歷經(jīng)了將近 200 年的技術(shù)發(fā)展，里邊包括一個大的、總體的技術(shù)，再到各個分系統(tǒng)、子系統(tǒng)，都有經(jīng)驗的積累。長年累月下來，有了很高的技術(shù)壁壘。所謂的歐洲幾大造船集團，他們也都是把這些技術(shù)壁壘慢慢地融合，才形成了當前的態(tài)勢。

如果我們?nèi)タ截悮W洲模式，這些技術(shù)壁壘，外國人不會因為商業(yè)利益給我們完全撤掉。在首制船設(shè)計的過程中，我們的大量子系統(tǒng)外包給國外公司進行設(shè)計與集成配套，總體院所和船廠僅僅是設(shè)計成果的接收方，“所以然”這個事兒人家就不告訴你。人家把自己總包的技術(shù)方案做出來了給你用，但是里邊到底有什么深層次的技術(shù)邏輯，中方是很難知曉全貌的，相關(guān)的技術(shù)經(jīng)驗應(yīng)用到對于未來的新船設(shè)計建造或者舊船改造工程就會顯得捉襟見肘，給我們的學科建設(shè)工作增加了很多困難，難以構(gòu)建完善的技術(shù)體系。

整個郵輪是個巨系統(tǒng)工程，里邊涉及很多子系統(tǒng)的供應(yīng)鏈。船廠管總裝，像意大利芬坎蒂尼（Fincantieri），他們有自己的郵輪設(shè)計中心，每個分系統(tǒng)可能都是由幾十年甚至上百年的小廠去設(shè)計，去進行相關(guān)的設(shè)備配套。這塊兒我們有一個非常長的追趕過程，而且也不是商業(yè)行為完全放開就能達成的，疫情期間就遭遇了剛才提到的意外狀況。

我們感受到，這種在中國做組裝而供應(yīng)鏈遠遠在外，這中間的物流成本和一些意外，一些其他的、不可知的負面因素，對整個郵輪設(shè)計、建造都是不可控的。如果想把整個郵輪產(chǎn)業(yè)在中國落地，做得比較成熟，肯定是要消除這些不確定因素，才能保證整個郵輪建造有利可圖，是一個正常的生意。

Q5：這些重點技術(shù)的攻關(guān)，除了造郵輪，還能運用在別的什么行業(yè)？對中國制造整體意味著什么？

對整個船舶行業(yè)來說，郵輪的很多技術(shù)都可以向外擴散。像貨船、商船，甚至軍船、海工船，都可以用到郵輪上的技術(shù)，比如減振降噪、安全返港等等。對其他行業(yè)，減振降噪技術(shù)、防腐的技術(shù)、復(fù)雜的巨系統(tǒng)管理技術(shù)，這些都是可以運用到建筑上，比如機場、高鐵站的修建，都是可以運用的。

實事求是地講，郵輪不是當今技術(shù)革命的先鋒產(chǎn)物，在當下，單純的原創(chuàng)技術(shù)從郵輪輻射到其他領(lǐng)域是非常有限的。郵輪作為一種象征工業(yè)集成水平的制成品，更多是作為某些技術(shù)的落地檢驗、上限拔高與跨界融合。

例如酒店智能管理系統(tǒng)，陸上大型酒店系統(tǒng)需處理上千點位的上線數(shù)據(jù)，而郵輪需要處理數(shù)千點位的數(shù)據(jù)，且整個數(shù)據(jù)傳輸架構(gòu)比陸上更為緊湊、高效、穩(wěn)定。類似的，包括建筑裝飾材料、音視頻系統(tǒng)、商用廚房系統(tǒng)等等，能夠上郵輪進行技術(shù)檢驗與應(yīng)用往往是企業(yè)技術(shù)實力的可靠背書。

另外，郵輪作為復(fù)雜巨系統(tǒng)工程，也成為了大型設(shè)計軟件、數(shù)據(jù)庫、建造輔助設(shè)備、 5G 工廠技術(shù)、海上衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)通信等新技術(shù)應(yīng)用檢驗的標桿場景。一些復(fù)雜的、大型的船舶，如高端貨運船、深遠海設(shè)施，甚至未來的海上城市，都可以把郵輪積累形成的復(fù)雜巨系統(tǒng)管理技術(shù)運用進去。

事實上，郵輪設(shè)計理念輻射其他工業(yè)領(lǐng)域在很早就開始了。早在 20 世紀初期，現(xiàn)代主義建筑設(shè)計大師勒·柯布西耶在《走向新建筑》中就表彰了遠洋郵輪的標準化，“是按新精神組織起來的世界的初步實現(xiàn)”，“一切都服從于實際需要，沒有任何多余的東西”?！拔覀兊淖≌€沒有標準化，而遠洋郵輪已經(jīng)標準化了……我們必須建立住宅的標準。住宅是居住的機器。”

傳統(tǒng)建筑是把所有的材料都運到工地來，慢慢地在場地上把它建成。以后有可能有一種新建筑，它是在工廠里面生產(chǎn)的，不是所有東西的搭建都要在工地上來實現(xiàn)。

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花城號”客艙單元運輸上船。作者供圖

我們郵輪有兩千多個艙室，標準艙室模塊是在船廠旁邊的專門工廠里生產(chǎn)的，生產(chǎn)好之后，它作為一個標準件整個地運到船塢邊上，然后像抽屜一樣直接插到船里面，效率是非常高的，而且質(zhì)量也更好。因為它有一套標準的生產(chǎn)流程。這樣的理念，其實也可以用于建筑。

可以想象一下，未來的建筑有可能很大一部分是在工廠里面生產(chǎn)，然后到現(xiàn)場去組裝就可以了?？蛻艨梢灾苯釉诠S定制他想要的配置，顏色設(shè)計都可以在工廠里面弄好。這樣效率也更高，成本也會更低，質(zhì)量也會更好。