造船
造船（ぞうせん）とは船を作ることである。
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概説
広義には、どのような船を作るのか決める段階から含めて造船とされ、新たな技術開発も含まれることがある。1人乗りのボートを作る事も広義には造船といえるが、オールで漕ぐような小さなボート（手漕ぎボート）では単に「船を作る」と表現することが普通であり、「造船」と言えば通常は、甲板を備えるような（あるいは船室を備えるような）ある程度以上の大きさの船を「造る」ことを指している。プレジャーボート類（レジャー用のセーリング・クルーザーやモーターボート）や漁船を作ることも造船と呼ぶ。
木造の船、FRPの船、（アルミなど）軽金属製の船、鋼鉄製の船、それぞれ作り方は異なっている。
木造船の場合、行うことは基本的に木でできた構造物を作る作業であり、作業内容の多くは木工すなわち大工仕事であり、作業を行う人は船大工と呼ばれる。おおまかに言うと、（ちょうど人間の背骨と肋骨の構造に似た）キール（竜骨）、肋骨などの船の骨格を組み、そこにプランク（plank）と呼ばれる横板を貼り付ける作業（プランキング）を行うことで曲面でできた船底が出来る。上面に甲板を作る。そして様々な艤装を行う。 歴史が長いのは、木造船の造船である。現在でも世界各国で行われている。
FRP船の造船は数十年前からさかんになった。小～中型船舶で行われている造船法である。おおまかに説明すると、FRP船の場合基本的には、設計図に基づいてあらかじめ船のかたちをしたメス型をつくり、そのメス型の中に布状のガラス繊維を配置し、そこにプラスチックを浸透させ固めることで複合材料の船体を作り、メス型から抜く。FRP船の場合、自動車のように、メーカーが同一のモデルで複数あるいは大量に生産し、それをカタログに掲載したり展示場で展示し、購入者は出来合いのそれを選んで購入するということも行われている。受注生産で作られる場合もある。
中型や大型の鋼鉄製の船舶は、21世紀の現在、海運会社などの船主からの注文を受けて造船会社が個別に設計し、建造することが基本となっている（つまり受注生産である）。受注から引渡しまで、最短で1年、通常は2-3年かかるため船主側の海運に対する将来需要予測だけでなく、造船会社側でも将来必要とされる機能や装備、性能を船主と共に研究して実船の建造に反映させる能力が求められるようになっている[1]。
船の大きさと価格はおおまかに言うと指数級数的な関係にある。したがって、金額ベースで造船業の統計をとると、結果として大型船の統計が目立つことになる。だが、造船の数、という点では、中～小型の船舶も重要である。本記事では、小型船から大型船まで、総合的に造船を扱う。
中型以上の鋼鉄船の場合
受注から引渡・支払いまでの流れ
（中型以上の）船は自動車等とは違い受注生産が基本であり、受注から引渡まで最低でも1年[1]、通常は2-3年を要する。各造船メーカーは標準的な設計図を持っているが、たとえ連続建造であっても全くの同一の船は事実上存在しない。以下は鋼鉄製大型船舶の工程である。
造船所
21世紀初頭の現在、鋼鉄製大型船舶の建造は海や川、湖に面した造船所において行なわれる。造船に必要な鋼板などの鋼材や艤装に必要なさまざまな機械装置や設備類を運び込むのに都合の良いように陸運や海運の要衝に造船所があることが多く、歴史的に製鉄所の大口顧客であったことや、もともと系列会社であったなどの理由で、製鉄所が近くにあることが多い。
引合
- 引合
基本設計・受注
- 多くの場合、船主は複数の造船会社へ引合を出しているので、それらの回答や会社の財務内容、技術レベル、納期の確実性などを考慮して造船会社を決め、「レター・オブ・インテント」と呼ばれる契約書の発行によって「発注」する。造船会社は「受注」する。
- （詳しい）基本設計
- まずは船型を決めていく。船型は搭載量、燃費、最高速度、安全性に影響する最も重要な要素である。商船は大量の荷物を安価に運ぶことができる事を求められるため、積載量と燃費が重要である。軍艦は最高速度や堅牢性が求められる。船主の望む性能を備えた船型が理想である。
- 主機関、補機の諸元を決めるのもこの段階である。
- 細長い船体では推進抵抗は少なくなるが復原性が犠牲になり重心を下げなければ安全がおびやかされ、旋回性能も悪化する。
- この船型を具体的にどのような構造で作るかを図面化する。なるべく少ない鋼材で必要な強度と使いやすい船内配置にするには、20mm前後の軟鋼製の船の外板を支える構造部材の構成が主要な具体的な設計段階での課題である。
- 新しい船型や標準船の船型を変更する場合は、有限要素法などのマトリックス法を使った数値シミュレーションによる構造解析や模型船を実験水路で走らせて実計測を行うなどの手法を繰り返して設計を行う。
- 基本設計のアウトプットは上記3点を図面化した 線図 (Lines)・中央断面 (Midship Section)・概略配置 (GA, General Arrangement)、及び客先との打ち合わせによる仕様書である。
- 船に機器類をどのように配置するかを図面化して、コンパクトで無駄の無い配置を行う。
詳細設計
- 基本設計が「どんな船を造るか」を設計するのに対し、詳細設計は「仕様書をどう具現化するか」を設計する。
- 具体的には、外板展開図・荷役展開図・機関室全体配置図・装置図・舵構造図・軸条プロペラ図・諸管系統図・電路系統図などの比較的大まかな図面の作成、据付図・取付図・製作図などの比較的細かい図面の作成、小組立要領図、大組立要領図、船台搭載要領図[3]、外注品の注文書作成、鋼板の加工データの作成などである。
- 船主や船級に提出した図面についたコメント（要求）や、艤装員のコメントの処理も行う。
- 比較的細かい設計については、子会社や協力会社に任せている場合も多い。
組み立て場所
船を組み立てる場所は、以下のようにいくつか種類がある。いずれの場所も、大きな鋼製のブロックやエンジン等を吊り上げて設置するための大きなクレーンが備えられている。
- 船台
- 造船時の「船台」は、水面に対して2-3度程度ゆるく傾斜した陸上の広い斜面に組み上げられた船の台座のことである。船は通常、水面に対して後ろ向きに組み立てられ、船体の完成後はあらかじめ滑るように作られた台座の上を滑走して斜面に続く水面に勢い良く進水する。後ろ向きに組み立てるのは、舵やスクリュープロペラといった弱い突出部を、船体が浮かびかけた不安定な時に斜面や台座に当てないためである。また、水面が狭い造船所では船が横向きに組まれて、横滑りされる船台もある。進水式で船が水面に滑り込む派手な光景が人々に喜びを与えるが、大型船はドックで建造されることが多くなり、船台を使った進水式は減りつつある。
- ドック
- 岸壁の一部を船が収容できるほど大きく掘り下げ、水域との境に巨大な障壁を設けることで水を排出して乾いた作業空間を作り出す。この水面より低く陸より掘り下げられた場所が「ドック」、又は「乾ドック」である。ドックは床面が水平なため、傾いた船台より組立作業に都合がいい。ドック内で船が組み立てられ、船体が完成すると水が導入されて水面に浮かべられ、障壁が除かれるとドックから外水面へと引き出される。
- 浮きドック
- 比較的小型の船は、浮きドック方式によって作られることがある。これは、浮きドック内で建造した船の建造後にこの浮きドックのタンクに注水して沈め、船を進水させるものである。
- 陸上建造
- 大型船でも水面より高い陸上で建造した後で、レールや台車によって岸壁まで水平に移動させ、岸に浮かべたバージに載せ替えてからこのバージを海に沈めて進水させる陸上建造工法がある。韓国では2006年に現代重工業が世界で初めてドック（船渠）を使用せず陸上で建造する「陸上建造方式」に成功して以来、この方式での造船が行なわれている。陸上建造方式はドックの整備に必要な巨額の設備投資を抑え、激しい需要変動の差に対応することが可能である。
製造工程
鋼鉄製大型船舶の建造は全てが溶接ブロック建造法といわれる方法で建造されている。これは造船所内のブロック組立工場で鋼材から切断、加工、小組立、大組立の順を経て、最終的には部分的な船体のかたまりであるブロックをあらかじめ製作し、ドック、または船台で各ブロックをつないで組み立てて行く工法である。もっとも工数がかかり、精度が求められて、各種の大型工作機械が必要な工程を屋内のブロック組立工場内で行えるため、コンピュータ制御のガスプラズマ・トーチなどを使った流れ作業による効率化と、管理された環境での再現性のある作業が産む確実性が実現出来る工法である。
大規模な流れ作業であるため、ドックでのブロックの組立作業とは別に、ブロック組立工場では次の船のブロックの製作にかかれる。ドックが1つの場合や2つ以上でも生産量を求める場合には、ドック内で完成しつつある船体を少しずつ出口方向へと押し出して行き、空いたドック内で次の船の船尾のブロックの組立をはじめるという「セミ・タンデム工法」がとられる。
ブロックの段階で配管などの艤装品類も取り付けられることが多い[1]。
- 生産設計と鋼材発注
- 工場でいかに効率よく船を建造していくか、すなわち、どこまでをひとつのブロックとするか、どの順番でブロックに組み立てていくか、どの艤装品をいつ付けるかなどの設計、または、クレーンや加工機械などの工場設備を計画する。また、鋼板の量を見積もる「外板展開」（がいはんてんかい）を行ない、必要な鋼材類や艤装品をスケジュールに基づいて鉄鋼会社へ発注する。
- 水切り
- 通常は船で運ばれて来る鋼材は、鋼材桟橋で受け取られ、この受領は「水切り」、桟橋や岸壁は「水切り場」と呼ばれる。納品された鋼板は鋼材ヤードに留め置かれた後、加工場に運ばれる。加工場ではまず、加工前に錆を取るため、1-2mm程の小さな鉄球を鋼板表面にぶつけるショットブラストと呼ばれる方法できれいにされ、防錆塗装が行なわれる。加工の準備が出来た鋼材は1枚ずつ切断ステージへと運ばれる。
- 加工
- 切断ステージでは、板、骨（型鋼）などの船殻構造用の鋼材や配管材用の管材を、事前に設定されたカッティング・プランに沿ってコンピュータ制御による自動罫書き（けがき）を行い、無駄を省いた切図に元づく切断線や部材番号などが直接鋼板等に描かれる。次に、コンピュータ制御の自動トーチ（フレーム・プレーナー）が必要な形に切ってゆく。平面での切断はコンピュータ制御のガス切断機やプラズマ切断機で設計図どおりの大きさに切断される。プラズマ切断機の方が高速で熱変形が少ないが、厚板の切断はガス切断機で行なわれる。必要に応じて穿孔と曲げ加工を行なう。単純な曲面はプレス機による機械力で冷間加工され、一部には完全自動での曲げ加工機も導入されている[4]。船首部や船尾部のような複雑な球面形状を作る曲げ加工は特に「撓鉄」（ぎょうてつ）と呼ばれる、専門の作業者が行なう熟練の技によって熱間加工される。熟練の作業者がバーナーと水ホースを持って何度も加熱と冷却を繰り返して微妙な曲面を作り出してゆく。
- 小組み立て
- ブロック搭載
- 塗装工程
- 造船工程の中での塗装だけを見れば以下の工程が行なわれている。
[6]造船工程 塗装工程 鋼板受領 ↓ = ショットブラスト処理
ショッププライマー塗装鋼板切断曲げ加工 ↓ ブロック組立 = ブラスト処理
ブロック塗装↓ 艤装工事1 = 船内塗装
外板塗装↓ 進水 ↓ 艤装工事2
最終ドック= 船内塗装
外板仕上げ塗装↓ 海上公試 ↓ = 引渡し前補修塗装 引渡し
進水
艤装
検査
- 船主検査や船級検査が行なわれる。船主検査では艤装工事段階から監督者が派遣されて契約どおりの工事が行なわれているか検査を行なう。船級検査でも各段階での検査が行なわれる。各国政府は船級検査は船級協会に代行権限を与えている。ただし日本では日本籍の客船の場合には、日本政府自身が行なっている。進水後の岸壁で係留されたまま作動検査等が行なわれる。
- 引渡し
支払い
- 鋼製大型船舶の場合、製造原価が大きな額となるため、一般的な契約では契約締結時、起工時、進水時、引渡時という受注から引渡しまでの節目を基準として、四分割して支払いが行われる。分割比率は各契約によって異なることもあるが、金利や為替レートの影響を受けるため、支払いの基準となる節目の時刻は厳密に記録される。
- 船価の例
（平成3年のデータ）[2]
- また、約6,100台の自動車を運ぶ大型の自動車運搬船を3隻造った場合の投資額は、合計で150億円程度とみられる。
世界の造船史
古代エジプトの遺物によって、紀元前3000年ころにすでに、骨格にプランクを貼り付ける方法で造船が行われていたことが知られている。
日本の造船史
今日の日本は有数の造船国である。日本における造船の歴史は古い。島国であった日本は古くから海外との交流を展開し、異国の文化を輸入する中で船の建造技術も少しずつ発展を遂げてきた。造船の歴史において、最も飛躍したのは幕末以降の近代であり、とりわけ近世においては鎖国して外界との接触を避けてきた日本にとって1800年代前後から黒船来航など海外の国々が日本に忍び寄る危機に直面したのである。尊皇攘夷を唱える水戸藩が海防を強く主張、水戸藩主徳川斉昭は腹心の安島帯刀に日本初の軍艦旭日丸を建造させ幕府に献上した。しかし、この旭日丸は進水する時に座礁するなど、当時の日本の船舶建造技術はまだ不十分であった。
明治以降の日本は明治政府によって富国強兵、脱亜入欧政策の下、文化的、経済的に一等国となるよう近代化への道を歩んできた。小さな国土の島国で地下資源の乏しい日本が貿易による経済とエネルギー供給を支えたのは海運業であり造船であった。当時、政商として栄えた三井財閥や三菱財閥などの大企業が、国策事業として支援を受けながら海運と造船業界を成長させた。当時は西欧列強による植民地拡大政策の脅威と帝国主義の時代であったため、国防上、海軍の役割は一層重要となった。造船業界は海運業だけでなく軍艦建造でも大きな需要を得た。その後、日本はさらに軍備増強の道を歩み、太平洋戦争に至るまでそうした時代が続いた。太平洋戦争で日本は保有船舶の大半を喪失したが、戦後、傾斜生産政策や朝鮮戦争での特需によって早期に造船業は海運業とともに回復するとともに成長路線に戻り、戦後日本の経済成長を支えた。
日本の高度経済成長時代には「造船業は日本のお家芸」とまで言われたが、オイルショック以降は伸び悩み、その間に中韓の2か国が力をつけてきた。2015年の世界シェアは中国が40%、日本が30%、韓国が20%程度と東アジア3か国で90%を占めているため、「三国志」と形容されている[10]。
低迷していた日本の造船業も2000年前後からの世界貿易増加に伴う船舶不足により息を吹き返し、高付加価値の船舶を中心に受注が増えている。ただし、同時期に始まった鋼材の高騰により高騰以前の受注案件が軒並み利益を確保できない状況であること、典型的な労働集約型産業であるため、2007年問題といった優秀な職工の大量退職への対応も迫られるなど、各社とも苦しい経営を強いられている。また、2000年代後半のリーマン・ショック等を契機とする世界的な景気減退と急激な円高ドル安の進行は、さらに日本の造船業界の競争力を低下させ、2014年には受注残すら無くなるのではないかとする2014年問題も懸念されることとなった。日本の造船業界では合併などで生き残りを図るようになった他、2012年末に成立した第2次安倍内閣がアベノミクスを提唱すると70円台だった円相場が100円台へ急落し、2013年後半には各社が徐々に競争力を取り戻し、新規受注に成功するなどの動きが見られるようになった。韓国の造船業は2010年代以降、構造不況に陥っているため[11]、相対的に日本の造船業の復権が進んでいる。
日本の造船産業
- Kawasaki Shipbuilding Co. (headquarters 1).jpg
川崎造船本社工場。（兵庫県神戸市、2006年)
- 1984年10月頃の長崎三菱重工ドックナンバー２？.jpg
造船が盛んに行われている地域は
- 九州：長崎県長崎市（三菱重工長崎造船所など）、佐世保市（佐世保重工業など）、佐賀県伊万里市（名村造船所）、熊本県玉名郡（ジャパンマリンユナイテッド有明）
- 瀬戸内海エリア：兵庫県神戸市（川崎造船／旧川崎重工神戸造船所・三菱重工神戸造船所）、岡山県玉野市（三井造船）、愛媛県今治市（今治造船、新来島どっく等）、広島県呉市（ジャパンマリンユナイテッド呉））、広島県福山市（常石造船））、広島県尾道市（尾道造船）
- 関東エリア：神奈川県横浜市（ジャパン マリンユナイテッド）、東京湾岸
- その他：京都府舞鶴市（ジャパン マリンユナイテッド／旧日立造船）、
などがある。
船の最後
解船
使用されない船を除籍して廃船とすることは「解船」と呼ばれる[4]。
船舶解体
造船の反対に、船体が木造から鉄や鋼などへ変化したことにともなって船舶解体の工程が大がかりになっている。日本では大型船の解体は専門業者が行っている。平成以降造船所での解体実績はない。60ｍ以上の鋼船を解体できる業者は国内に6社ある。熊本県八代市・新鋼商事、北九州市若松区・久屋産業、香川県多度津町・宮地サルベージなど。
造船の好不況
造船の世界では2年好況が続くと船が余り始め、その後7-8年不況が続くというサイクルを繰り返している。2003年から始まった好況は5年ほど続いたが、2008年からの世界的な不況によって造船の市況も一気に崩れた。
造船会社では新規造船の受注がない間、社員や設備を遊ばせることを避けて、独自に船を作る事がある。こうして作られた船は「ストックボート」と呼ばれ、船主となる販売先が募られる。ストックボートの造船後に船価が上がれば造船所の利益となるが、船価が下がれば損失となる恐れがある[8]。
脚注
注釈
- ↑ 近年では、船主が最初に造船会社へ基本設計と引合を求めるのではなく、船の設計事務所へ基本設計を依頼して、それによって出される基本設計と船価に基づいて、造船会社に引合を募る方法も採られる。
- ↑ 進水式では式の参加者に、図版や絵などが美麗に描かれた「進水絵葉書」が土産として配られることが通例で、このコレクターが存在する。
- ↑ 公海航路に就航する船舶は、公海上での試験（公海試験、公試）が必須である。
- ↑ 潮流や風の影響があれば、それを修正する場合もある。
- ↑ 日本船では、引渡し式の前に船橋などに神棚が作られ、海の守り神である金毘羅宮を祭る入魂式が行なわれることがある。
- ↑ 最初の営業航海は「処女航海」（Maiden voyage）と呼ばれる。
出典
- ↑ 1.0 1.1 1.2 吉識恒夫著 『造船技術の進展』 成山堂書店 2007年10月8日初版発行 ISBN 978-4-425-30321-2
- ↑ 2.0 2.1 池田良穂著 『内航客船とカーフェリー』 成山堂書店 平成20年7月18日新訂初版発行 ISBN 9784425770724
- ↑ 3.0 3.1 船と海の研究会編著 『海洋船舶の科学』 日刊工業新聞社 2008年4月30日初版第1刷発行 ISBN 9784526060533
- ↑ 4.0 4.1 野沢和夫著 『船 この巨大で力強い輸送システム』 大阪大学出版会 2006年9月10日初版第一刷発行 ISBN 4-87259-155-0
- ↑ 成美堂出版編集部編 『モノができる仕組み事典』 成美堂出版 ISBN 9784415301020
- ↑ 中道敏彦、坪田実著 『塗料の本』 日刊工業新聞社 2008年4月15日初版1刷発行 ISBN 9784526060526
- ↑ 徳光康著 『The 船客』 三椎社 2002年5月27日発行 ISBN 4063399834
- ↑ 8.0 8.1 池田良穂著 『船の最新知識』 ソフトバンク クリエイティブ（株） 2008年11月24日初版第一刷発行 ISBN 9784797350081
- ↑ 池田良穂著 『船のすべてがわかる本』 ナツメ社 2009年2月9日発行 ISBN 9784816346408
- ↑ 「打倒韓国」 日本の造船業、思い切った合併で復活朝鮮日報日本語版 2016年4月26日
- ↑ 不況の韓国造船業、構造調整を訴える下請け企業朝鮮日報日本語版 2016年4月28日