挪威海事產業研發力量新動向

秦 琦

挪威海事產業研發力量新動向

秦 琦

挪威作為一個歷史比較悠久的歐洲沿海國家，海事產業非常發達，產業集群效應明顯，產業創新成果豐富，以挪威海事設備產業為例，超過1500家的船用設備設計、制造和貿易商為挪威經濟產生明顯效益。

挪威海事產業的經營主體中存在大量的高技術研發和服務企業，在此根據其企業規模、經營業績、產品和技術體系、核心能力等方面篩選了一些典型的海事制造和運營主體力量，重點介紹挪威海事高端制造業領域的典型研發和集成力量。

Ulstein公司

Ulstein集團是挪威一家家族企業，最初成立于1917年，目前擁有五大業務板塊：設計與解決方案業務、造船業務、電力與控制業務、銷售業務以及航運業務，Ulstein集團公司（Group SA）是其控股公司。截至2015年底，Ulstein集團擁有759名雇員。2014年和2015年營業收入分別為27.03億和23.34億挪威克朗，凈利潤分別是1.287億和-1.289億挪威克朗。

1、設計產品系列

Ulstein主要以其獨特的X船首設計聞名全球海事界，并將X船首從最初的海工輔助船設計延伸至海工勘探、鉆井和工程建設船舶，并拓展至民用船舶領域的豪華郵輪與游艇設計領域。

產品設計時，考慮初期資本投入和運營費用盡量減少、技術特點考慮安全性、定位能力、船舶舒適性以及船上物流情況。產品優勢表現為解決方案優化（基于運營意見反饋，產品系列化，特別考慮貨物甲板、裝載能力、貨艙布置的設計）、性能優化（采用成熟的系統集成技術和設備包，主要考慮最優性能、運營可靠性和低燃料消耗的設計）、經濟性優化（不同級別技術規格適合多種運營條件，盡量縮短研發至交付的周期時間）。

在試驗驗證方面，采用計算流體力學仿真，進行靜水阻力和船體優化、耐波性仿真、推力器和齒輪箱對齊、月池效應、自航、風阻效應等優化工作。采用CFD優化縱傾和吃水，相比于常規的模型試驗，能夠更便捷、成本更低地進行全尺度計算。據了解，在過去三年的模型和全實尺度試驗中，Ulstein公司CFD團隊驗證的有效點超過160個。

Ulstein集團研發的主要船型及特點：郵輪，系列數量包括CX103，CX104，CX106，CX102，C102，CX107，最大尺度船長185m，船寬23m，25000GT，載客量300～800人；主要特點是環境、安全、舒適性的標準高，船體冰區加強；外部可利用空間極大；物流的創新和高效設計。

鋪纜船，系列數量包括SX138，SX158，SX121，SX165，LX109，SX146，S182；最大尺度船長159m，船寬30m，15000DWT，吃水6m，最大航速14kn，容納70人，甲板面積2500m2。

海上風電場船，系列數量包括SX128，SX175，SX169；最大尺度船長88m，船寬19m，3800DWT，最大吃水6.6m，最大航速14kn，最大容納120人，甲板面積500m2。主要特點包括：創新的工作平臺，優良的動力定位能力，低油耗。設計者與運營商等合作伙伴分享經驗和發揮雙方知識，能夠基于成熟的簡化技術設計出新的概念船型。

水下工程船，系列數量包括SX164，SX174，SX121，SX165，SX152，SX102；最大尺度船長180m，船寬32m，15000DWT，最大吃水8m，最大航速15kn，最大容納250人，甲板面積3500m2。主要特點靈活性高，能夠進行ROV、起重機、模塊轉運塔等操作；功能性強，較大的工作加班和設備運輸能力，良好的定位能力，能夠確保在惡劣環境下操作，高拖運航速，低燃油消耗。

潛水支持船，系列數量包括SX164，SX174，SX121，SX162；最大尺度船長142m，船寬27m，12000DWT，最大吃水7.6m，最大航速15kn，最大容納200人，甲板面積1450m2；主要特點包括：特別強調安全性，采用先進設備提供多種潛水支持設計，優化布置適合當前和未來海底作業發展，采用完全集成潛水系統或移動式系統。

物探船，系列數量包括SX128型，SX133型，SX124型，SX134型，SX120型。最大尺度船長106m，船寬24m，5700DWT，最大吃水8m，最大航速17kn，最大容納70人；主要特點是高功能性，大工作甲板，辦公室和居住容量大，噪聲低，低油耗，耐波性好，可以確保各種環境下的良好作業能力。配備設備用于操作過程中的船舶定位、速度、數據采集和處理能力。

重吊和鋪管船，系列數量包括HX103，HX102，DLV5000，DLV3500，DLV3000，HX104，DLV1500；最大尺度船長196m，船寬49m，最大吃水10.8m，最大吃水14kn，最大容納340～398人；主要特點是單節點和雙節點S型鋪管、四節點J型鋪管，最大提升能力超過5000m。

鉆井船，系列數量包括DX105，XDS500，XDS3600， XDS1500；最大尺度船長231m，船寬44.8m，最大吃水10m，最大航速4kn（1.2m冰區）/15kn，容納150人。主要特點是模塊化設計適合全球操作，特殊設計適合里海和北極操作。

三用工作船，系列數量包括A133，AX134，AX119，AX123，A122，AX128；最大尺度船長107m，船寬25m，6200DWT，最大吃水8.5m，最大航速18kn，容納90人，甲板面積1030m2；主要特點是貨物系統和艙室布置具有靈活性，系柱拉力大，燃油消耗低。

平臺供應船，系列數量包括PX120，PX105，PX121，PX129，PX106，PX130（ 共10型 ）；最大尺 度 船 長89m， 船 寬20m，5200DWT，最大吃水7.1m，最大航速16kn，容納24人，甲板面積1100m2；主要特點是惡劣環境下作業能力優異，設計多樣性可以優化貨物能力，低噪聲，低油耗，高拖運速度，優異的耐波性能。

2、系統集成與設備包

在系統集成與解決方案領域，Ulstein集團整合了設計驅動創新、專業能力、高質量等，改進了系統的效率、操作性和長期價值。

船用自動化、報警和監控系統——Ulstein集團在此領域開發了ULSTEIN AMS報警和監控系統、ULSTEIN IAS綜合自動化系統。ULSTEIN AMS系統能夠監控船上各種程序和操作，ULSTEIN IAS系統能滿足高端船舶和平臺的極其復雜需求。

圖1 Ulstein集團設計的主要船型

通訊系統——Ulstein集團在此領域開發了基于IP的船用綜合通訊系統ULSTEIN COM，能夠在一個單元內進行通信、信息交流和娛樂，并且將全船的計算機、電話、電視、無線電、監控攝像頭進行信號分配。其中數字廣播和電話系統組合了IP、數字和模擬內部電話、外部線路，以及VAST衛星通信系統、GSM收發器、Inmarsat衛星電話等設備。娛樂方面包括因特網、電視和視頻、電視監控系統（CCTV）等方面的服務。一套獨立的門戶系統可以使用戶獲得“一對多”的信息、安全視頻以及其他相關的船舶信息。監控系統方面，基于IP的CCTV包括攝像機、服務器、操作員工作站，通過ULSTEIN COM系統的局域網進行聯通。

電力和動力集成系統——Ulstein集團在此領域開發了一整套用于機械、電力或混合推進的電力包ULSTEIN POWER，包括所有電力部件。完整的船用電力包包括發電設備、配電設備和推進系統。該套系統實現了單一系統的集成和優化，全面評估、選擇和集成所有電力部件至一套完整的系統，能夠提供優化和低成本的解決方案。能夠提供所有參數和系統部件的遠程服務。并且該系統適用于各類船型，包括遠海、近海、重型海工作業、漁業、旅游、巡邏和運輸船舶。

船橋系統——Ulstein集團在此領域開發了包括一整套交鑰匙工程的船橋系統ULSTEIN BRIDGE，包括模塊化控制臺、導航設備、無線電設備、工程化、文件編制以及投入使用。主要特點包括解決方案靈活、安裝高效等。

圖2 Ulstein集團開發的電力、監控、通訊和船橋集成系統

此外，Ulstein集團開發和制造了一些創新設備，以改進海洋油氣產業中的船舶性能，包括主控移動設備、提升和轉運設備、拆卸工具、集成系統。

Ulstein集團為不同船型提供的配套設備。其中包括：海上風電場船舶，主要設備有托盤轉運系統，COLIBRI起重機，管道轉運系統，Windlifter風機安裝系統；水下工程船，主要設備有落管布置、滑道系統、月池門；重吊和鋪管船，主要設備有托管架轉運系統。

Havyard集團

Havyard集團成立于1999年，是一家綜合性程度很高的船舶科技公司，業務領域涵蓋了全價值鏈關鍵環節，從船舶設計到運營保障。2015年主要產品和服務包括船舶設計、船舶設備和建造，船型覆蓋捕魚、漁場、海上風電、海上油氣生產等船舶。Havyard集團業務分成四大板塊：設計和解決方案板塊，負責集團內外建造船舶的設計和系統包；建造板塊，負責先進海洋支持船、海洋風電場支持船、漁業和水產業船舶的建造、改裝和維修等；漁業板塊，為捕魚船、活魚運輸船的安全和高效轉運提供設備與系統，同時提供岸基海產品裝置；電力與系統板塊，提供柴電系統與混合電力推進系統。截至2015年底，Havila控股公司擁有Havyard集團公司63.5%的股份，2014年 和2015年Havyard集 團的營業收入分別為24.1億和17.6億挪威克朗，營業利潤（EBIT）分別為0.45億和-0.6億挪威克朗，凈利潤分別為0.3億和-1.1億挪威克朗。從2015年度各業務板塊的營業利潤和稅前利潤來看，主要虧損源于造船業務，而船舶設計與解決方案業務、動力與系統業務的稅前利潤分別為1717萬和364萬挪威克朗。截至2015年底，Havyard集團擁有雇員約750人。

1、設計產品系列

Havyard集團為船廠和船東提供包括漁業、海產、海上風電、海上油氣生產以及其他特種船舶的概念設計、詳細設計和全套工程化包。

Havyard集團研發的主要船型包括：三用工作船，系列數量 包 括Havyard 842，Havyard 843，Havyard 844，Havyard845，Havyard 846WE。最大船舶尺度總長96～103.2m，型寬25m，最大吃水8.0m，航速18～20kn，5000～5500DWT（吃水7m），系柱拉力300～400t，甲板面積850～1000m2。

平臺供應船，系列數量包括Havyard 832，Havyard 832 WE，Havyard 833，Havyard 833WE。最大船舶尺度總長89.1～95.1m，型寬19.6m，最大吃水6.5m，航速15kn（吃水5.0m），4600～5000DWT（吃水6.5m），柴油發電機組5000～7000 kW，甲板面積1000～1100m2。

水下工程船，系列數量包括Havyard 857，Havyard 857 WE，Havyard 858，Havyard 859，Havyard 860。最大船舶尺度總長145～160m，型寬28m，最大吃水8.5m，航速16kn（吃水5.0m），12000～15000DWT（吃水8.5m），裝機功率15000～21000kW，主起重機400～600t，甲板面積2000～2500m2。

北極船舶，系列數量包括Havyard 878L，Havyard 843 ICE。最大船舶尺度總長94～99.9m，型寬21m，最大吃水8.25m，航速15kn（ 吃 水6.0m），3500～4500 DWT（吃水7.7m），柴油發電機組18000～21000kW，冰級符號DNV ICE 10。

漁船（尾拖漁船和活魚運輸船），系列數量包括Havyard 515，Havyard 526，Havyard 534，Havyard 535，Havyard 555，Havyard 587。最大尾拖漁船尺度總長79m，型寬16m，冷藏貨艙1750m3，主推進功率2×2500 kW，系柱拉力100t以上，冰級符號DNV ICE-1B（船體ICE-1A*）。

2、系統集成與設備包

Havyard集團共有兩大板塊負責系統設備領域的業務，分別是設計和解決方案板塊、電力與系統板塊。其中電力與系統板塊由專長于生產柴電和混合電力推進系統的挪威電氣系統公司（NES）負 責，Havyard集 團 擁 有NES 50.5%股份。設計和解決方案板塊由Havyard設計與解決方案公司（HDS）負總責，Havyard集團擁有HDS 100%的股權，HDS在系統設備領域業務主要包括設備包、系統集成等?？紤]到系統集成業務的戰略性、協同性以及核心競爭力，Havyard集團將專長于電氣系統的設計、工程化和安裝服務，以及研制交付船用控制和自動化系統的全資子公司Havyard電力&系統公司（HPS）置于HDS的行政管轄之下，HPS為綜合自動化系統、綜合船橋系統、導航和通訊包提供產品與系統，主要服務對象為Havyard船舶科技公司、HDS和NES。

圖3 Havyard集團設計的主要船型

導航和通訊系統——Havyard集團為各類船舶提供完整的NavCom系統包。聯合全球知名的海事設備品牌制造合作伙伴例如Furuno公 司、Sperry公 司 等進行集成，整合NavCom系統和Concept Bridge系統可以提供完整的解決方案。

綜合報警系統——Havyard集團開發了一套已驗證的自動化和綜合電力管理系統即綜合報警系統（HAVYARD IAS）。Havyard集團負責整套系統的工程化和設計，以及系統的編程與測試?？刂普呖梢圆捎萌哂郔P網絡與操作站進行通信，開關模塊緊湊，且易于安裝和拓展，每個艙室可能至多安裝12個單元，并與Profibus通信鏈連接。具備警報操作、貨物控制、泵閥控制、分布式輸入輸出、岸基工程師遠程支持等功能。

船橋系統——Havyard集團推出了具備多功能、綜合和現代解決方案等特點的HAVYARD ConceptBridge船橋系統。該系統采用最新技術，具備多功能工作站，能夠滿足客戶需求。

電力集成系統——挪威電氣系統公司的主要產品包括柴電推進系統、混合推進系統、電池系統、柴油機發電機組、配電盤、電動機、QUADRD驅動技術、控制安全系統、變壓器等，該公司推出了能夠降低噪聲、NOX和CO2排放的QU.E.S.T儲能技術。挪威電氣系統公司運營年限超過35年，完成了超過4000套大中小型電氣系統的設計、工程化和安裝。

圖4 Havyard集團開發的導航通訊、自動化、船橋和電氣集成系統

VARD公司

Vard公司是一家國際船舶設計、工程化和建造企業，主要船型涵蓋先進的海洋支持船、海底建設船、半潛船、LNG動力渡船、艦船、海警船舶、漁船和破冰船等，此外還能提供主要船用設備包，例如電力和自動化系統、甲板轉運設備、船舶居住解決方案。其前身是STX OSV公司，2013年意大利造船集團芬坎蒂尼收購了在新加坡證券交易所上市的STX OSV公司55.63%股份，并將其更名為Vard公司，2016年11月芬坎蒂尼計劃通過子公司芬坎蒂尼油氣公司收購Vrad公司其余44.37%的股權。該公司核心業務領域分布在船舶設計、造船、管道系統和安裝、電氣、貿易等板塊。2014財年和2015財年Vard公司的營業收入分別為129.2億和113.1億挪威克朗，利潤分別是5000萬和-12.9億挪威克朗。雇員約9000人。

1、設計產品系列

Vard公司的研發設計業務涵蓋了船舶設計、概念研究、先進性分析、全尺度試驗、模型試驗、虛擬仿真。設計方面，Vard公司充分利用多種自主研發的計算機程序和大量船舶數據庫，開展從最初的可行性研究、要求說明到船級社審核與生產圖紙等設計工作，并且提供固定價格的合同設計包以及附加服務。概念研究方面，Vard Marine船舶采用自主研發的兩套軟件工具SEAKEY和TEC進行概念設計和船舶經濟可行性研究。SEAKEY軟件的開發以VARD公司從船廠收集到的數據形成的一套設計知識數據庫為基礎，負責計算船舶概念設計主要參數；TEC是總經濟計算，用于支持客戶分析船舶設計的運營經濟性，主要計算收入、營業成本、利潤和現金流等。先進性分析方面，Vard Marine公司采用了一些高級分析方法，包括有限元分析、計算流體動力學、船舶運動分析。在全尺度試驗中，Vard Marine公司經常采用船上導航系統記錄DGPS數據，然后配置這些數據進行船舶操縱特性分析，在海試中可能測量的其他數據包括船舶運動、船舶加速度、主機/螺旋槳轉速、軸系功率以及舵/Z傳動角。模型試驗方面，Vard公司開展了大量船模試驗并積累了相當豐富的經驗，涵蓋阻力、推進、耐波性、操縱性、螺旋槳空泡、水彈性結構載荷、冰區試驗等。近期該公司與Force技術公司、北極阿克爾極地中心（AARC）、加拿大海洋咨詢/國家研究理事會、芬蘭研究中心、荷蘭海事研究所開展了海洋巡邏艦、冰區巡邏艦、破冰船、海洋調查船、三用工作船、半潛支持船、渡船等船型的模型試驗。3D建模方面，Vard公司廣泛將其應用于船體設計、管道結構分析、舾裝和產品虛擬現實化。包括碰撞、視線外的障礙物等潛在問題都可以采用電子三維模型簡易實現探測，此外操舵室和居住區布置、材料選擇和作業環境等均可以采用3D建模和虛擬現實化。

圖5 VARD設計的主要船型

Vard公司的設計基于長期經驗與競爭力，在設計特種船舶的過程中，設計人員、船廠、船東、運營商和設備供應商通過密切合作實現了經驗與知識的轉移和融合。主要關注安全、成本優化、功能性、操作性、燃油經濟性和環境考慮。2005～2015年期間，Vard公司交付了221型船舶設計。

VARD設計的主要船型包括平臺供應船，VARD 1系列，主要特點是貨物容量大，操縱性好，低油耗。

三用工作船，VARD 2系列，主要特點是貨艙內的貨物置于甲板以下，甲板面積大可以提高甲板操作靈活性。

海底建設船，VARD 3系列，主要特點是優化任務能力，高性能。

客船/客滾船，VARD 6系列，主要特點是極優的乘客舒適性和環保性，適合在惡劣環境和敏感水域航行，包括北極至熱帶環境。物流高效，燃油效率高。

海洋巡邏船，VARD 7系列，主要特點是采用商用設計方法，密切與客戶協作，采用自主設計軟件和船舶數據確定船舶特性。

漁船和水產船，VARD 8系列，主要特點是通過創新的解決方案實現環境可持續性。

其他特種船舶，VARD 9系列，主要特點是根據客戶需求量身定做科考船、海警船、鋪纜船、物探船和破冰船。

2、系統集成與設備包

Vard公司的設備和解決方案業務范圍主要包括設計和工程化、船舶電子和電力系統、作業設備和系統集成平臺、內裝、加熱通風和空調（HAVC）系統包。負責此項業務的子公司包括Vard Marine公司、Vard Electro公司、Seanoics公司和Vard Accommodation公司。Vard Marine公司主要負責概念開發和設計，其產品用于對VARD公司現有產品系列的完善補充。Vard Electro公司負責系統集成，包括為全球船舶與海洋工程產業開發、生產和保障先進的船用電子和交鑰匙電氣系統，已為300多艘船舶安裝完整的電力管理、推進、自動化和導航設備。SEAONICS公司負責為海工、調查、漁業以及其他特種船舶提供高端的綜合升降與轉運系統，產品包括主動波浪補償（AHC）絞車、模塊化輸送和修井系統、甲板起重機和AHC海底建設起重機、甲板機械、鉆井與張緊系統、收放系統（LARS）。Vard Accommodation公司負責全套居住和內裝方案的交鑰匙工程，以及提供和集成各種船舶的HAVC系統包，目前已提供100多套交鑰匙HAVC系統包。

為了拓展業務和優化船舶設計，Vard公司進行了系統性的并購和設立設計、船用電子、居住等領域的公司，并且推出了SEAQ系列靈活性解決方案和產品，分別包括SEAQ動力、SEAQ控制、SEAQ船橋、SEAQ艙室、轉運系統。

SEAQ動力系列產品主要包括：完整的船用智能電力系統發電、配電和控制產品等，具體產品包括主配電盤，應急配電盤，推進系統，整流器，電動機，發電機，變壓器。

SEAQ控制系列產品主要包括：完整的無縫控制系統，具體產品包括綜合自動化系統、電力管理系統、能源管理系統、預防斷電系統、船橋和應急控制臺。

SEAQ船橋系列產品主要包括：導航通訊產品與解決方案，可以通過船橋操作和控制，具體包括導航系統、船橋報警管理系統、座椅、通訊系統、信息娛樂系統。

SEAQ客艙系列產品主要包括：創新的客艙系統，該概念關注滿足高質量生活條件，提供2個單人間客艙，采用模塊化設備，并且已形成標準艙室布置。

轉運系統系列產品主要包括：模塊轉運和修井系統、甲板起重機、海底建設起重機、收放系統、主動波浪補償絞車，甲板機械、鉆井和張緊系統。