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造船(ぞうせん)とは船を作ることである。

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、船室を備えるようなある程度以上の大きさの船を「建造」する事を「造船」と呼んで、オールで漕ぐようなボートでは単に「作る」と表現することが普通である。

21世紀の現在、中型や大型の鋼鉄製の船舶は、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。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。

◆ 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。

◆ 船の受注から引渡・支払いまでの流れ

船は自動車等と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、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。

◇ 引合

# 引合

#* 船主は造船会社(造船所)に対して求める船の概要を仕様書として示し、見積りを求める。

#** 多くの場合、複数の造船会社に対して見積りを求める。

#** コンテナ船やバルクキャリアなどの商船は海運市況(海上輸送の運賃)によって船価(船の値段)の上下する商品である。ドル建てでの契約が普通である。

#** 大型鉄鋼船は、受注から完成まで1-6年程度かかるため、その間の為替、調達(例えば鋼材価格)のリスクの取り方が利益に影響する。

#* 造船会社は仕様書から概略での基本設計を行い、建造に要する鋼材や装置類、加工賃や人件費など全てのコストを概算し、それに利益を加えて見積り船価を出す。造船会社は見積り船価に船台等のスケジュールと建造工程に掛かる時間等から見積り納期を出す。見積もった船価と納期を船主へ回答する。これが「引合」である近年では、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。。引合は見積りであるため、発注がなされなければ船主は大まかな基本設計を含めたあらゆる費用を支払う必要はない。

◇ 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、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。

# 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

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