绿色船舶的发展及实现技术分析开题报告

 2020-02-20 10:02

1. 研究目的与意义(文献综述)

节约资源,保护环境,实现经济跟社会的可持续发展,已经成为了我国社会发展的首要问题。随着全球化经济的发展,各国的贸易日益密切,而航运是完成国际贸易往来的最好交通手段,因为船舶运输具有历史悠久,运量大运费低,运输范围广等特点,在当前全世界70%以上的国际贸易都是由船舶来运输。对于我国来说更是这样,我国近90%的对外贸易都是由船舶来运输。发展绿色船舶对促进我国船舶工业转型升级,保护海洋环境具有重要意义。气候变化、全球变暖,日益严峻的环境压力,将船舶及航运业对环境的污染问题推到了“聚光灯”下,船舶减排面临前所未有的挑战,全球业界对绿色船舶充满期待。

“绿色船舶”顾名思义就是相对于常规船舶更为“绿色”。目前国际国内对绿色船舶没有统一而明确的定义,但业界在对绿色船舶的理解和认识上,却有着共同点。绿色船舶是从设计、建造、营运到拆解的整个生命周期内,通过应用绿色技术最大程度上实现低能耗、低排放、低污染、高能效、安全健康的功能目标。该目标的实现体现在船舶的整个生命周期,包括设计、生产、使用、回收利用等环节的绿色要素。

绿色”标准是对船舶节能环保全方位的考虑。目前国际上“绿色船舶”的标准是在现有solas和marpol两大海事支柱性公约体系的基础上进行延伸和发展的。solas和marpol中,与绿色要素有关的规则均是绿色船舶标准的组成部分,尤其是marpol公约以及与环境保护有关的公约规则更是体现绿色要素的重要部分。如:marpol、压载水公约、防污底公约、拆船公约和正在研究的船舶能效标准。要确保船舶在整个生命周期内实施与绿色要素有关的标准,则需要考虑如何实现绿色要素,而绿色要素则包括:船型优化、船舶无压载、新能源和可再生能源的利用、可再生材料的利用、能耗系统的优化、节能技术的应用、绿色制造、船舶营运优化、船舶无害拆解等。绿色”标准是对船舶节能环保全方位的考虑。目前国际上“绿色船舶”的标准是在现有solas和marpol两大海事支柱性公约体系的基础上进行延伸和发展的。solas和marpol中,与绿色要素有关的规则均是绿色船舶标准的组成部分,尤其是marpol公约以及与环境保护有关的公约规则更是体现绿色要素的重要部分。如:marpol、压载水公约、防污底公约、拆船公约和正在研究的船舶能效标准。要确保船舶在整个生命周期内实施与绿色要素有关的标准,则需要考虑如何实现绿色要素,而绿色要素则包括:船型优化、船舶无压载、新能源和可再生能源的利用、可再生材料的利用、能耗系统的优化、节能技术的应用、绿色制造、船舶营运优化、船舶无害拆解等。

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2. 研究的基本内容与方案

1. 绿色船舶设计技术
设计全过程数字化,数字化设计工具研发的重点由过去服务于详细设计和生产设计阶段,逐步向概念设计和初步设计阶段转移,实现产品从市场需求开始直至产品报废的全生命周期各个环节的数字化。
全面应用基于人机工程的虚拟设计,帮助设计人员在详细设计阶段,测试和验证各种设备是否便于操作和维修,各种工作空间是否满足要求,在建造前就可最大程度地避免可能出现的布置、操作空间以及维修空间等问题,减少返工。
深化并行协同设计技术,加强面向制造的设计技术(DEP)的应用,优化与制造相关的设计流程,在设计过程中就考虑制造因素,加强系统集成和业务过程的协同,打通设计所和船厂之间的数据传递,消除信息孤岛,逐步实现设计制造一体化,降低研制成本和缩短周期。
构建综合集成设计平台,全面考虑计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助工程(CAE)、计算机辅助制造(CAM)以及维修等信息系统的需求,在基于共同产品数据模型的基础上,实现产品全生命期不同阶段信息系统的集成

2. 绿色材料的选择跟使用。设计中应广泛采用绿色材料,标准化和模块化零件或者单元,充分考虑加工制造过程中材料的利用率,生态环境友好,尽量减少材料的种类,同时还必须考虑船舶产品在营运寿命终止后,报废,拆解不会对环境造成负面影响,以及部分材料,零部件和设备能够再生利用,尽量简化工艺,优化配置,提高整个系统的运行效率。


2. 绿色船舶的建造技术
(1)采用先进的制造工艺与装备,包括绿色加工技术(无冷却液干式切削、数控等离子水下切割工艺及装备、激光切割工艺及装备、分段无余量建造技术等)、绿色焊接技术(节能焊接电源、高效焊接工艺及装备、高效环保焊接材料等)、绿色涂装技术(绿色涂装工艺、环保节能涂装设备等)等。
(2)大力发展智能制造技术,以智能制造装备为基础,通过加快物联网、大数据、云计算等技术在船舶领域的深化应用,针对切割、焊接、部件制作、分段建造、物流等生产制造环节以及相应的管理环节,发展智能制造技术,降低运营成本,提高生产效率,提升产品的质量,降低资源和能源消耗。
















3. 研究计划与安排

1.查阅相关材料,了解毕业设计的基本内容在前两周完成

2.了解开题报告跟毕业设计任务书的具体要求并在规定时间内完成开题报告

3.对于绿色船舶的概念和设计制造到运营管理再到最终销毁有一个基本的了解

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4. 参考文献(12篇以上)

[1] 方学智主编,船舶设计原理(第二版):清华大学出版社,2014年6月

[2] 刘继海,肖金超,魏三喜,冯东英.绿色船舶的现状和发展趋势分析[j].船舶工程,2016,38(s2):33-37.

[3] 吕忠杰.绿色船舶发展现状及方向分析[j].山东工业技术,2016(10):286.

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