智能制造面面观

阅读:1542 时间:2017-07-22 00:19:34 A+ A-

 2016-02-04 彭新启 中国船舶报

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立足船舶设计、建造、运营、维护、拆解全过程,强化系统思维,抓好顶层设计;正视差距,提升造船工业基础支撑能力;精心修炼,重构现代化造船模式,全面提升造船精益化水平。


《船舶经济贸易》杂志记者 彭新启

 

当前,我国船舶工业正朝着设计智能化、产品智能化、管理精细化和信息集成化等方向发展。同时,世界造船强国已提出打造智能船厂的目标,国际海事安全与环保技术规则日趋严格,船舶排放、船体生物污染、安全风险防范等船舶节能环保技术要求不断提升,船舶及配套产品技术升级步伐将进一步加快。为此,《中国制造 2025》提出,要以智能制造为主攻方向,加快推动新一代信息技术与制造技术融合发展;着力发展智能装备和智能产品,推进生产过程智能化,培育新型生产方式,全面提升企业研发、生产、管理和服务的智能化水平。

 

2016 年是我国造船业实施“十三五”开局之年,如何将智能制造落到实处?本刊记者采访了相关业内专家,他们普遍认为,要立足船舶设计、建造、运营、维护、拆解全过程,强化系统思维,抓好顶层设计;正视差距,提升造船工业基础支撑能力;精心修炼,重构现代化造船模式,全面提升造船精益化水平。

 

未雨绸缪  抓好顶层设计

 

记者了解到,未来一段时期,世界造船业的主要力量仍将是中国、韩国和日本,并且更主要地体现在高技术船舶和海洋工程装备领域。欧洲造船业将进一步推出船舶总装建造市场,但在设计、配套、海事规则制定等方面,特别是在海洋工程装备的核心设计和关键配套领域仍具优势。韩国提出未来 510 年把海洋工程装备制造业打造为第二个造船业;新加坡提出全力保持海工装备竞争优势。未来在深水海工装备产品领域主要建造国家之间的竞争更为激烈。

 

“在新的产业竞争环境下,决定竞争成败的关键不再是设备规模、劳动力成本等因素,而是技术、管理软实力以及造船、配套等全产业链的协同等。”中国造船工程学会副理事长方书甲表示,我国造船业产能建设规模过大,且在新船型自主研发、设备配套、系统集成、海洋工程、豪华邮轮设计建造等领域与世界先进水平还存在一定的差距,低成本优势正在逐步减弱。我国造船业对“世界经济一体化”的结构形式依赖性过大,导致其在顶层设计、技术研发、配套跟进等方面还未形成成熟的体系。他认为,我国造船业应总结过去、主动作为,认真设计未来、思考发展,更多注重联合、融合、集成、创新等方面的内容。推进智能制造是一项系统工程。

 

“从全球范围来看,智能船舶还只是一个概念,日本、韩国也都是处于起步阶段。然而,由于日本、韩国在信息化技术、船用设备研制等方面的实力强于中国。我国推进智能船舶建设需要做好充分的思想准备,系统谋划,以更坚韧的决心推动该项工作。”中国船舶工业经济研究中心主任包张静认为,我国推进智能船舶建设,首先要从设计、建造、运营、维护、拆解环节方面,明确智能船舶的顶层架构,落实船舶设备配套、制造、运营等相关单位,通过建立顶层架构将上述四个环节衔接在一起。国家相关部委要联合行业协会、骨干企业、科研单位、高校等单位,通力协作,全力以赴将顶层设计的各项具体工作落到实处。此外,推

进智能船舶建设还应加强技术标准化的基础工作,实现船上众多设备和海岸信息的集成高效管理,让航行在海上的船与船之间实现信息共享。

 

航运企业作为智能船舶的用户,在智能制造中发挥不可替代的作用。包张静表示,船舶智能化势不可挡,航运企业应在船舶研发阶段,向船厂提出明确具体的船型建造与设计要求。船厂应在船舶设计阶段,主动与船东保持沟通,让船东全方位参与进来,主动融入到设计研发单位、配套企业日常工作中去,在实践中主动作为,为建造满足市场需求的船舶寻找解决方案。与此同时,航运企业还应逐步落实智能船舶体系。选择若干成熟的技术系统设备开展示范应用,成熟一个区域完善一个区域,坚持“由点到线,由线到面”的原则,逐步提高船舶智能化的整体水平。此外,在智能船舶运营过程中,航运企业还应对船舶运营的状态进行相关数据的筛选和分析,及时将与实际需求不符的数据与问题反馈给设计与配套单位,使船舶智能化得到有效改进与提升。

 

正视差距  夯实造船工业基础

 

相关业内人士表示,推动智能制造在造船业开花结果,还应继续完善政产学研用联合攻关的机制,开发满足智能化需求的船舶并实现批量化生产。加强船舶用户单位与建造企业之间的互联互通工作,注重船舶运营与建造过程中的数据积累,持续改进,满足智能化建造的要求。

 

“其实,早在 2003 年初,为了改进船舶的性能,新加坡万邦集团向中国船厂提出了‘智能制造’这个概念。”中国造船工程学会副秘书长金向军告诉记者,由于船厂在建造船舶时没有将船东的需求考虑得更加充分,当时该集团高层领导向中国造船工程学会提出船舶选型优化这一课题,并表示愿意提供技术经费推进该项工作。为此,中国造船工程学会根据航运公司的相关要求,首次对散货船进行选型开发,提出了一系列新的技术指标。根据这些新的指标,中国造船工程学会对参研单位提出了具体指导意见。经过初步的尝试与合作,相关参研单位先后完成 万吨、14 万吨、17 万吨、17.5 万吨散货船研发工作,并及时将其推向国际市场。2005 年初,造船市场有所好转,我国船企一下子接了近 500 艘 万吨散货船。这充分表明,智能制造推行离不开“官、产、学、研、用”模式作支撑。金向军回忆道:“此后,国家先后又提出推进油船、散货船、集装箱船的技术规范工作。中国造船工程学会与参研单位协同合作,开展了六型散货船、六型油船的研发工作。”针对当时中国矿石运输的大规模化这种需求,中国造船工程学会又开展了 20万吨、40 万吨、50 万吨等超大型矿砂船研发工作。“而这些项目均由工信部牵头,我们与船厂、高校共同合作,开展不同船型的技术研发工作。从超大型矿砂船到精品船型,从风帆船型到大型 VLCC,自始至终都在向节能减排方向不懈努力。”

 

如何检验船企的智能制造能力?关键看产品制造过程中的信息化程度。金向军认为,我国造船业经过近30 年的追赶,船舶建造的基础能力基本具备。由于船厂建造的船型很多,而生产过程中出现的各种数据缺乏积累,难以短期内形成系统的数据体系。船企提升信息化能力需针对不同船型,按照生产流程进行数据记录,一旦不同船型数据积累得越多,代表船厂船舶建造经验数据越多,其产品制造智能化的程度自然就高。而智能制造的基础应该是互联互通,对各种生产信息源进行交换,打造一个信息交互平台。将船企多年的船舶建造数据输入到同一信息平台中,通过信息管理系统对信息进行提取与筛选,以不断修正建造生产中的偏差,提高产品建造效率。与此同时,随着智能制造的推广与应用,船厂与船东将实现无缝对接式的沟通,使得船东的个性化需求在船舶建造中予以满足。同时让设备厂家及时作出反应,分承包方单位及时做好施工准备工作。

 

20 多年前,我国造船业在国际市场上只占 3%。通过引进、消化、吸收、再创新的方式,中国造船已于2010 年占国际市场的 43.6%。”方书甲认为,回顾近 30 年来我国造船业所取得的成就,其规模主要依靠人力成本优势而形成。面对激烈的全球竞争环境,我国造船业亟待重建技术与资本优势。而我国造船业利用信息技术已有差不多 25 年的历史,推进工业化和信息化深度融合具有明显的后发优势。方书甲表示,作为目前渗透率最广、最深的技术,信息技术在不同程度上提高了造船技术、船舶本身的数字化水平,已成为我国船舶产品进入国际船舶的有力支撑。针对信息技术与现代造船流程的新一轮融合,方书甲认为,将形成数字化、智能化车间,构建生产数据、物品、资金的“三流合一”模式,目标是敏捷造船、高效造船;让船型、航海、海洋环境、船舶系统和装备数据库等大数据与船舶设计支撑软件相融合,向高新船舶产品注入实用科学技术,使新型船舶或平台迈向数字化、智能化。落实智能制造还要让国内船企与行业内研究所、院校联合起来,对目前国产装备还未得到国际市场和船东认同的系统进行技术集成。把国外先进设备和国内成熟设备集成到一个系统,既可以保证技术水平和质量的先进性,也可以大幅减少技术集成费、技术服务费,同时可以提高行业的效益和整体技术水平。

 

提升船舶工业自动化水平,绝不是将几台机器人搬上生产现场那么简单。业内相关人士表示,智能化制造需要来自设计、建造、管理多方面的大数据库做支撑,需要较长时间的数据积累。而当前我国船企总体发展状况不平衡,一些企业在科技投入以及自动化建设、数字化建设方面起步较早,进展较快,不过大部分企业实际推进的情况并不理想。

 

静心修炼重构现代造船模式

 

推行智能制造就是要通过改善产品性能,提升生产效率,降低生产成本,改进工艺工法,最大程度实现精益造船的目标。然而,尽管我国船舶数字化设计有了长足发展,骨干船企大多实现了钢材预处理、焊接、管子加工等数控化,但与日本、韩国以及欧美等先进造船国家和地区相比,我国船舶工业的数字化、网络化、智能化水平仍有较大差距。方书甲建议,我国船企应根据企业产品及生产实际,统筹规划,量力而行,按计划分步建设智能船厂。首先,要加大投入力度,进一步完善信息化建设,努力提高经营、生产、财务、物流、人力资源等信息化管理水平。其次,要与企业产品紧密结合,充分利用已有优势,不搞“一窝蜂”。再次,要从室内做起,实现对部分部件、机件生产的智能控制。“我国造船业与日本、韩国相比,其生产效率之所以存在巨大差距,一方面是管理原因,另一方面则是信息化、自动化程度不高。当前我国船厂的精益生产、自动化信息化水平不足以支撑智能船厂建设。”包张静分析称,自2008年国际金融危机爆发以来,船市长期处于低迷状态,船企大多微利甚至亏损。很多船企忙着接订单,对造船工艺工法、技术研究的关注力度不够。推进智能制造需要船企决策层以企业长远发展的战略眼光,把产业升级当成做自己的事业去做,多方面提升企业自身的核心竞争力。同时,船企还应在船舶的重要环节推广自动化工装和新一代的信息技术,以智能车间为突破口,探索智能制造技术在船厂中的应用,逐步建成工业化和信息化“两化深度融合”的智能船厂。

 

精益造船强调全过程的可跟踪性。以中间产品为对象组织造船生产的现代造船模式要求智能制造和造船模式紧密结合。业内人士认为,我国船企实现精益造船目标,还应充分考虑船厂各生产环节机械化、自动化水平,优先将智能制造技术应用于分段生产之前。同时,加强对生产原材料、零部件的自动标识工作,从源头开始狠抓造船物流的可识别、可跟踪、可追溯。方书甲建议,我国船企应以精益生产为前提和基础,以产品价值实现全过程计划管理为核心,以“彻底消除浪费”和追求全局利益最大化为主要目标的精益管理模式。同时,要以产品生产流程建设为基础,健全各工种专业技术人才培养体系;与船舶专业院校建立校企合作的长效机制,可尝试采取定岗实习、工学结合的培养模式,培养符合船舶工业实际需要的专业人才队伍;立足企业长远发展,培育良好的人才竞争环境,让想干事、能干事、干成事的专业人才担任具体重要项目,在项目中提升专业人才的整体素质。


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