站在“互聯(lián)網(wǎng) +”風口，中國造船業(yè)將何去何從？在中船九院工程有限公司舉辦的“互聯(lián)網(wǎng) +”主題研討會上，一大批熱血青年將互聯(lián)網(wǎng)與建筑設(shè)計、船舶工程、環(huán)保產(chǎn)業(yè)、船舶內(nèi)裝等領(lǐng)域結(jié)合起來，闡述了鮮明的觀點。他們普遍認為，我國船企轉(zhuǎn)型升級工作應(yīng)以智能船廠建設(shè)為契機，主動擁抱“互聯(lián)網(wǎng) +”，將主營核心業(yè)務(wù)融入到新一輪工業(yè)革命大潮中去。

化繁為簡 拓展市場空間

“我們已走進互聯(lián)網(wǎng)時代，企業(yè)如何轉(zhuǎn)型？這是全世界所有傳統(tǒng)企業(yè)都在思考的一個議題。”該院建筑二院電氣室萬力文提出，在全球新一輪工業(yè)革命中，傳統(tǒng)企業(yè)如果不迅速轉(zhuǎn)型，將隨時被“互聯(lián)網(wǎng) +”時代“減”下去，在競爭中被迫出局。而中船九院公司的業(yè)務(wù)兼合“船廠設(shè)計”和“建筑設(shè)計”，其轉(zhuǎn)型也應(yīng)從此處開始。

智能船廠是《中國制造 2025》明確提出的一項重大工程。萬力文分析稱，在傳統(tǒng)船廠生產(chǎn)制造過程中，由于船舶制造是一項循序漸進的復(fù)雜加工裝配過程，其復(fù)雜性致使計劃組織的可控性下降、不穩(wěn)定性上升，并引發(fā)以下兩個問題：一是船舶建造過程復(fù)雜，原材料、成型部件等數(shù)量巨大，離散程度高，管理難度大，容易造成浪費；二是通信方式的落后容易造成現(xiàn)場人員信息獲取上的孤立。針對以上問題，我國船企可引入 RFID射頻識別技術(shù)，通過射頻信號自動識別目標對象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)的技術(shù)。其標簽類似條形碼附加在物件上，但其具有條形碼不具備的防水、防磁、耐高溫、使用壽命長、存儲數(shù)據(jù)容量大、標簽數(shù)據(jù)可以加密，有效讀取距離長等優(yōu)點。鋼板及成型部件附上RFID標簽后就等于有了一個身份證，只需用 RFID 讀寫器就可讀取出部件包括制造時間、生產(chǎn)部門、負責人在內(nèi)大量數(shù)據(jù)信息。而在船廠內(nèi)安裝一定數(shù)量的傳感器(產(chǎn)品庫 求購 供應(yīng))后，攜帶 RFID 標簽的物件和人員即可被識別定位。在正常生產(chǎn)甚至發(fā)生事故的情況下，指揮人員可根據(jù)定位信息掌控大局，有條不紊、有針對性地進行指揮。

“互聯(lián)網(wǎng) +”還可幫助船廠拓展市場空間。萬力文認為，今后的智能船廠不僅為航運企業(yè)造船，還將協(xié)助處理船舶運營過程中產(chǎn)生的大數(shù)據(jù)。假設(shè)有一艘正在航行的船舶，大數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)可根據(jù)安裝在其中的傳感器所回饋的數(shù)據(jù)評估零件狀態(tài)。若某零件需要維修或更換，大數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)庫中維修廠地理位置、維修廠零件報價、維修費等信息，比較出性價比最高的維修廠，并與之預(yù)訂好所需零件，隨后再根據(jù)互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)庫中天氣、油價等信息設(shè)計出到達此維修廠的最佳航線。由此，將大大延長船舶使用時間，幫助航運企業(yè)減少運營維護成本。對于船廠來說，這也使得船廠的業(yè)務(wù)范圍從純加工制造延伸到全周期、全方位的服務(wù)，與航運企業(yè)的關(guān)系由交船后“零”往來變?yōu)槌掷m(xù)合作模式，給船廠帶來新的利潤空間。

研發(fā)先行 明確智能方向

目前，《中國制造 2025》將高技術(shù)船舶與海洋工程制造業(yè)列入十大重點發(fā)展產(chǎn)業(yè)之一。中船九院公司研發(fā)部胡世南認為，未來一段時期，中國造船產(chǎn)業(yè)將面臨當年歐美、日韓一樣的轉(zhuǎn)型契機，將以智能造船為契機，升級造船技術(shù)，淘汰落后產(chǎn)能，提高產(chǎn)品的技術(shù)含量與附加值，實現(xiàn)精益造船的目標。對于九院而言，在造船產(chǎn)能過剩亟待調(diào)整的大環(huán)境下，船廠要通過工藝流程優(yōu)化、設(shè)備升級換代以及基礎(chǔ)設(shè)施改造來實現(xiàn)轉(zhuǎn)型升級的目標，這將為企業(yè)自身找到拓展市場空間的好機會。但與傳統(tǒng)基建業(yè)務(wù)不同的是，現(xiàn)有船廠的升級改造將是一種高技術(shù)含量、高附加值的可持續(xù)性服務(wù)，中船九院需要盡早打開局面，牢牢抓住這塊業(yè)務(wù)。

胡世南認為，中船九院想要從根本上守住自己的陣地，一定要具有核心競爭力，即為客戶提供完整的、系統(tǒng)的智能化船廠解決方案，它至少應(yīng)該具有這樣的特征：智能生產(chǎn)線應(yīng)建立在數(shù)據(jù)信息流完全通暢的基礎(chǔ)上，具有對應(yīng)生產(chǎn)計劃執(zhí)行的 ERP、對應(yīng)產(chǎn)品設(shè)計與管理的 PDM，對應(yīng)加工設(shè)備控制的 MES，三大系統(tǒng)之間應(yīng)實現(xiàn)信息的高度共享；智能生產(chǎn)線應(yīng)具有高度的自動自覺執(zhí)行能力，可自動讀取 ERP 中的生產(chǎn)計劃數(shù)據(jù)，調(diào)用PDM 系統(tǒng)中相應(yīng)產(chǎn)品的設(shè)計數(shù)據(jù)，并生成加工工藝指令，進入 MES 系控制相關(guān)設(shè)備自動完成產(chǎn)品的加工；智能生產(chǎn)線應(yīng)具有高度靈敏的感知能力，通過傳感技術(shù)以及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，使產(chǎn)品每一步的加工結(jié)果與質(zhì)量檢驗結(jié)果都能及時反饋到信息系統(tǒng)中，實現(xiàn)高度精益的過程控制與質(zhì)量控制；生產(chǎn)線的智能化還應(yīng)該體現(xiàn)在，通過挖掘生產(chǎn)數(shù)據(jù)實現(xiàn)生產(chǎn)管理的智能決策，通過設(shè)備間的通信與聯(lián)動實現(xiàn)靈活、彈性的加工制造，通過物理信息融合系統(tǒng) CPS 實現(xiàn)設(shè)備與人之間的對話與交互等等……此外，還可進一步發(fā)揮九院作為綜合型工程設(shè)計院的優(yōu)勢，以工藝、設(shè)備、自動化(產(chǎn)品庫 求購 供應(yīng))、信息化、公用動力等各專業(yè)為基礎(chǔ)，以船廠、造機廠現(xiàn)實需求為導(dǎo)向，以兩化融合為目標，逐點、逐線、逐區(qū)域進行數(shù)字化、信息化、智能化的改造，做競爭對手做不了的事情，如，船廠動能源智能管理以及基于 BIM 模型的廠房等固定資產(chǎn)的后期運維服務(wù)等，進而提升中船九院技術(shù)方案的附加值。

凸顯品質(zhì) 注重應(yīng)用

以“互聯(lián)網(wǎng) +”為契機，智能船廠將應(yīng)運而生。作為國內(nèi)船廠設(shè)計的前沿企業(yè)，中船九院將面臨智能船廠調(diào)研、設(shè)計、甚至是建造的過程第一道難關(guān)。沒有類似經(jīng)驗可以借鑒，甚至沒有具體狀態(tài)目標的劃定。對此，工藝所呂崇升首先對傳統(tǒng)船廠和未來船廠的特征進行了分析。他表示，在傳統(tǒng)船廠形態(tài)中，船廠設(shè)計過程中各個要素的設(shè)定和選取，往往是根據(jù)以往的經(jīng)驗數(shù)據(jù)進行簡單的疊加，很難充分考慮到現(xiàn)場生產(chǎn)中的各類人員、機器、物料等實際生產(chǎn)協(xié)調(diào)問題，導(dǎo)致設(shè)計出來的各個要素相對自由度較大，與現(xiàn)場生產(chǎn)要素匹配起來會產(chǎn)生不同程度的水土不服情況，不能完全反映出現(xiàn)場的生產(chǎn)狀態(tài)。而作為船廠本身，一旦已經(jīng)建成，只能被動的適應(yīng)當前提供的各項生產(chǎn)要素條件，從反饋到解決需要改進的要素，需要花費大量的資源，所以很難把實際問題反饋出來，繼而導(dǎo)致設(shè)計上的問題反饋得不到真實有效的改進，影響整個設(shè)計和生產(chǎn)上的共同進步。同時，在傳統(tǒng)的船廠生產(chǎn)線上，是人和機器設(shè)備的簡單操作關(guān)系，甚至要憑借經(jīng)驗來預(yù)估操作，生產(chǎn)效率波動受到人為因素影響很大，很難控制，嚴重滯后于先進的現(xiàn)代化生產(chǎn)流程。

而在未來的智能船廠，船廠設(shè)計之初已通過互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)搜集了足夠的有效的數(shù)據(jù)，包括同行業(yè)數(shù)據(jù)、跨行業(yè)數(shù)據(jù)、實際生產(chǎn)數(shù)據(jù)、實驗室數(shù)據(jù)、傳統(tǒng)工藝技術(shù)、最新前沿工藝技術(shù)等。通過大數(shù)據(jù)的有效分析、篩選和及時有效的數(shù)據(jù)反饋，轉(zhuǎn)化成智能船廠設(shè)計的最初依據(jù)，對各個要素的關(guān)鍵點進行信息攜帶，利用計算機虛擬技術(shù)在初始依據(jù)狀態(tài)下模擬出整個造船的生產(chǎn)流程，并不斷優(yōu)化其可行性，從而得到最終的船廠設(shè)計。“互聯(lián)網(wǎng) +”智能船廠的產(chǎn)生，大大降低了人和設(shè)備的直接接觸，提高了智能設(shè)備的應(yīng)用范圍，人機交互控制得到大力發(fā)展，現(xiàn)場一旦遇到問題立即會以數(shù)據(jù)的形式反饋出來，有利于對設(shè)計方案的有效改進，從而進行設(shè)計的反復(fù)優(yōu)化，達到真正意義上的智能船廠。其優(yōu)勢在于，所有的生產(chǎn)要素都有特定的信息編碼，一切生產(chǎn)活動都是可以追溯的和可控的；生產(chǎn)要素的信息實行全程跟蹤與反饋，操作過程則是通過人機交互軟件(產(chǎn)品庫 求購 供應(yīng))來實現(xiàn)，不僅效率大大提高，產(chǎn)品質(zhì)量將得到明顯改善；更多的人力資源遠離生產(chǎn)一線，大大降低了職業(yè)傷害，確保了人身安全；工種在分工上更加清晰明確，追責制度落實變得簡單可操作。

智能船廠的出現(xiàn)將是“互聯(lián)網(wǎng) +”大背景下的必然之路，中船九院的設(shè)計規(guī)劃要滿足未來信息時代的快速發(fā)展，必須通過互聯(lián)網(wǎng)云端對大數(shù)據(jù)存儲及有效分析，準確定位顧客對未來智能船廠的實際需求和未來發(fā)展方向，其設(shè)計依據(jù)要通過大量的數(shù)據(jù)調(diào)研、統(tǒng)計分析及嚴格篩選，更多可行性方案工作要通過理論計算、實驗室數(shù)據(jù)及計算機虛擬技術(shù)來輔助完成。而僅靠單獨一家企業(yè)來完成所有統(tǒng)計數(shù)據(jù)量的工作，基本是不現(xiàn)實，也是不準確的，這就要求船企借助互聯(lián)網(wǎng)的有效手段，通過問題的提出及有效數(shù)據(jù)反饋，在各個階段實時獲取相關(guān)的數(shù)據(jù)及資料，從而充實企業(yè)自的設(shè)計依據(jù)。在擁有足夠的初始設(shè)計依據(jù)及充分利用設(shè)計依據(jù)的同時，通過專業(yè)設(shè)計人員的專業(yè)結(jié)合和各個專業(yè)的協(xié)同設(shè)計生成初始的船廠設(shè)計方案，大大提高中船九院對未來智能船廠的設(shè)計的可實施性。

呂崇升認為，中船九院應(yīng)在充分利用互聯(lián)網(wǎng)資源的基礎(chǔ)上，根據(jù)客戶要求，明確定位智能船廠的各項指標。通過對互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的搜集及實際調(diào)研，將各個節(jié)點的關(guān)鍵數(shù)據(jù)分析整合，通過專業(yè)設(shè)計，使設(shè)計元素攜帶各類功能信息，使生產(chǎn)中每一步操作都是有信息跟蹤和反饋記錄的。通過計算機虛擬技術(shù)，模擬實際生產(chǎn)作業(yè)內(nèi)容，做到實際上項目之前在虛擬狀態(tài)下發(fā)現(xiàn)解決潛在問題和風險。通過對方案的反復(fù)優(yōu)化，最終確定能夠滿足實際生產(chǎn)的現(xiàn)代化智能船廠。

數(shù)字化造船 有效延伸運行

中船九院工藝所另一青年工程師李俊露提出，“互聯(lián)網(wǎng) +”智能船廠的轉(zhuǎn)型升級方向，其根本著力點是制造能力的提升，高端船型首先要有高端技術(shù)的支撐。設(shè)計、制造和服務(wù)是我國船舶工業(yè)走向高端的三個關(guān)鍵點。我國船舶工業(yè)要提升設(shè)計技術(shù)與設(shè)計開發(fā)能力，需要開發(fā)智能化設(shè)計技術(shù)，更新理念，向模塊化、系列船設(shè)計方向發(fā)展，進一步提升設(shè)計效率。要通過數(shù)字化技術(shù)、程式化運行和信息化管控，提升制造能力，實現(xiàn)高效能造船。要升級服務(wù)理念，轉(zhuǎn)變當前被動服務(wù)的現(xiàn)狀，實現(xiàn)產(chǎn)品全生命周期服務(wù)，提升服務(wù)質(zhì)量。

目前，國內(nèi)許多骨干船廠在設(shè)計階段已實現(xiàn)了數(shù)字化，船廠設(shè)計全部采用三維技術(shù)。李俊露認為，下一階段，船廠還應(yīng)加強對生產(chǎn)運行設(shè)計的重視程度，提高設(shè)計集成度，實現(xiàn)在設(shè)計環(huán)節(jié)對整個造船工藝、流程、管理的全過程演示，最終實現(xiàn)造船精益化。程式化運作模式將大大提升船廠效率，一個零部件從源頭設(shè)計到采購、制造再到裝配、工位加工、信息反饋，對這一個物流過程實現(xiàn)規(guī)范化，就能夠盡量減少人的流動從而提高有效工作時間。船廠是很難實現(xiàn)全機械化生產(chǎn)的，物流程式化實際上令工人扮演了類似機械手的角色。施工規(guī)程化則是程式化運作的另一方面，工人按照嚴格的步驟施工，將大幅降低差錯率，確保工程質(zhì)量。建立在數(shù)字化技術(shù)、程式化物流和規(guī)程化作業(yè)的基礎(chǔ)上，信息化管控的實現(xiàn)就顯得得心應(yīng)手了。目前德國的現(xiàn)代制造模式，簡單的描述就是將工程作為物理模型實現(xiàn)全過程的數(shù)字化管控。我國造船企業(yè)要以此為借鑒，用數(shù)字化串聯(lián)起整個生產(chǎn)過程，再通過數(shù)字化工具進行數(shù)據(jù)處理。