站在“互聯(lián)網(wǎng) +”風(fēng)口，中國(guó)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(huì)上，一大批熱血青年將互聯(lián)網(wǎng)與建筑設(shè)計(jì)、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(lái)，闡述了鮮明的觀點(diǎn)。他們普遍認(rèn)為，我國(guó)船企轉(zhuǎn)型升級(jí)工作應(yīng)以智能船廠建設(shè)為契機(jī)，主動(dòng)擁抱“互聯(lián)網(wǎng) +”，將主營(yíng)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(jiǎn) 拓展市場(chǎng)空間

“我們已走進(jìn)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)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(gè)議題?！痹撛航ㄖ弘姎馐胰f(wàn)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(shí)被“互聯(lián)網(wǎng) +”時(shí)代“減”下去，在競(jìng)爭(zhēng)中被迫出局。而中船九院公司的業(yè)務(wù)兼合“船廠設(shè)計(jì)”和“建筑設(shè)計(jì)”，其轉(zhuǎn)型也應(yīng)從此處開(kāi)始。

智能船廠是《中國(guó)制造 2025》明確提出的一項(xiàng)重大工程。萬(wàn)力文分析稱，在傳統(tǒng)船廠生產(chǎn)制造過(guò)程中，由于船舶制造是一項(xiàng)循序漸進(jìn)的復(fù)雜加工裝配過(guò)程，其復(fù)雜性致使計(jì)劃組織的可控性下降、不穩(wěn)定性上升，并引發(fā)以下兩個(gè)問(wèn)題：一是船舶建造過(guò)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(fèi)；二是通信方式的落后容易造成現(xiàn)場(chǎng)人員信息獲取上的孤立。針對(duì)以上問(wèn)題，我國(guó)船企可引入 RFID射頻識(shí)別技術(shù)，通過(guò)射頻信號(hào)自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)對(duì)象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)的技術(shù)。其標(biāo)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(zhǎng)、存儲(chǔ)數(shù)據(jù)容量大、標(biāo)簽數(shù)據(jù)可以加密，有效讀取距離長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。鋼板及成型部件附上RFID標(biāo)簽后就等于有了一個(gè)身份證，只需用 RFID 讀寫(xiě)器就可讀取出部件包括制造時(shí)間、生產(chǎn)部門(mén)、負(fù)責(zé)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(kù) 求購(gòu) 供應(yīng))后，攜帶 RFID 標(biāo)簽的物件和人員即可被識(shí)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(duì)性地進(jìn)行指揮。

“互聯(lián)網(wǎng) +”還可幫助船廠拓展市場(chǎng)空間。萬(wàn)力文認(rèn)為，今后的智能船廠不僅為航運(yùn)企業(yè)造船，還將協(xié)助處理船舶運(yùn)營(yíng)過(guò)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(píng)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(kù)中維修廠地理位置、維修廠零件報(bào)價(jià)、維修費(fèi)等信息，比較出性價(jià)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(kù)中天氣、油價(jià)等信息設(shè)計(jì)出到達(dá)此維修廠的最佳航線。由此，將大大延長(zhǎng)船舶使用時(shí)間，幫助航運(yùn)企業(yè)減少運(yùn)營(yíng)維護(hù)成本。對(duì)于船廠來(lái)說(shuō)，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(yùn)企業(yè)的關(guān)系由交船后“零”往來(lái)變?yōu)槌掷m(xù)合作模式，給船廠帶來(lái)新的利潤(rùn)空間。

研發(fā)先行 明確智能方向

目前，《中國(guó)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(diǎn)發(fā)展產(chǎn)業(yè)之一。中船九院公司研發(fā)部胡世南認(rèn)為，未來(lái)一段時(shí)期，中國(guó)造船產(chǎn)業(yè)將面臨當(dāng)年歐美、日韓一樣的轉(zhuǎn)型契機(jī)，將以智能造船為契機(jī)，升級(jí)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(shí)現(xiàn)精益造船的目標(biāo)。對(duì)于九院而言，在造船產(chǎn)能過(guò)剩亟待調(diào)整的大環(huán)境下，船廠要通過(guò)工藝流程優(yōu)化、設(shè)備升級(jí)換代以及基礎(chǔ)設(shè)施改造來(lái)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)型升級(jí)的目標(biāo)，這將為企業(yè)自身找到拓展市場(chǎng)空間的好機(jī)會(huì)。但與傳統(tǒng)基建業(yè)務(wù)不同的是，現(xiàn)有船廠的升級(jí)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(kāi)局面，牢牢抓住這塊業(yè)務(wù)。

胡世南認(rèn)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(jìng)爭(zhēng)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(duì)應(yīng)生產(chǎn)計(jì)劃執(zhí)行的 ERP、對(duì)應(yīng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)與管理的 PDM，對(duì)應(yīng)加工設(shè)備控制的 MES，三大系統(tǒng)之間應(yīng)實(shí)現(xiàn)信息的高度共享；智能生產(chǎn)線應(yīng)具有高度的自動(dòng)自覺(jué)執(zhí)行能力，可自動(dòng)讀取 ERP 中的生產(chǎn)計(jì)劃數(shù)據(jù)，調(diào)用PDM 系統(tǒng)中相應(yīng)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，并生成加工工藝指令，進(jìn)入 MES 系控制相關(guān)設(shè)備自動(dòng)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(guò)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(yàn)結(jié)果都能及時(shí)反饋到信息系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)高度精益的過(guò)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(guò)挖掘生產(chǎn)數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)管理的智能決策，通過(guò)設(shè)備間的通信與聯(lián)動(dòng)實(shí)現(xiàn)靈活、彈性的加工制造，通過(guò)物理信息融合系統(tǒng) CPS 實(shí)現(xiàn)設(shè)備與人之間的對(duì)話與交互等等……此外，還可進(jìn)一步發(fā)揮九院作為綜合型工程設(shè)計(jì)院的優(yōu)勢(shì)，以工藝、設(shè)備、自動(dòng)化(產(chǎn)品庫(kù) 求購(gòu) 供應(yīng))、信息化、公用動(dòng)力等各專業(yè)為基礎(chǔ)，以船廠、造機(jī)廠現(xiàn)實(shí)需求為導(dǎo)向，以兩化融合為目標(biāo)，逐點(diǎn)、逐線、逐區(qū)域進(jìn)行數(shù)字化、信息化、智能化的改造，做競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手做不了的事情，如，船廠動(dòng)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(yùn)維服務(wù)等，進(jìn)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(jī)，智能船廠將應(yīng)運(yùn)而生。作為國(guó)內(nèi)船廠設(shè)計(jì)的前沿企業(yè)，中船九院將面臨智能船廠調(diào)研、設(shè)計(jì)、甚至是建造的過(guò)程第一道難關(guān)。沒(méi)有類似經(jīng)驗(yàn)可以借鑒，甚至沒(méi)有具體狀態(tài)目標(biāo)的劃定。對(duì)此，工藝所呂崇升首先對(duì)傳統(tǒng)船廠和未來(lái)船廠的特征進(jìn)行了分析。他表示，在傳統(tǒng)船廠形態(tài)中，船廠設(shè)計(jì)過(guò)程中各個(gè)要素的設(shè)定和選取，往往是根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行簡(jiǎn)單的疊加，很難充分考慮到現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)中的各類人員、機(jī)器、物料等實(shí)際生產(chǎn)協(xié)調(diào)問(wèn)題，導(dǎo)致設(shè)計(jì)出來(lái)的各個(gè)要素相對(duì)自由度較大，與現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)要素匹配起來(lái)會(huì)產(chǎn)生不同程度的水土不服情況，不能完全反映出現(xiàn)場(chǎng)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(dòng)的適應(yīng)當(dāng)前提供的各項(xiàng)生產(chǎn)要素條件，從反饋到解決需要改進(jìn)的要素，需要花費(fèi)大量的資源，所以很難把實(shí)際問(wèn)題反饋出來(lái)，繼而導(dǎo)致設(shè)計(jì)上的問(wèn)題反饋得不到真實(shí)有效的改進(jìn)，影響整個(gè)設(shè)計(jì)和生產(chǎn)上的共同進(jìn)步。同時(shí)，在傳統(tǒng)的船廠生產(chǎn)線上，是人和機(jī)器設(shè)備的簡(jiǎn)單操作關(guān)系，甚至要憑借經(jīng)驗(yàn)來(lái)預(yù)估操作，生產(chǎn)效率波動(dòng)受到人為因素影響很大，很難控制，嚴(yán)重滯后于先進(jìn)的現(xiàn)代化生產(chǎn)流程。

而在未來(lái)的智能船廠，船廠設(shè)計(jì)之初已通過(guò)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(shí)際生產(chǎn)數(shù)據(jù)、實(shí)驗(yàn)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(guò)大數(shù)據(jù)的有效分析、篩選和及時(shí)有效的數(shù)據(jù)反饋，轉(zhuǎn)化成智能船廠設(shè)計(jì)的最初依據(jù)，對(duì)各個(gè)要素的關(guān)鍵點(diǎn)進(jìn)行信息攜帶，利用計(jì)算機(jī)虛擬技術(shù)在初始依據(jù)狀態(tài)下模擬出整個(gè)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(jì)?！盎ヂ?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(jī)交互控制得到大力發(fā)展，現(xiàn)場(chǎng)一旦遇到問(wèn)題立即會(huì)以數(shù)據(jù)的形式反饋出來(lái)，有利于對(duì)設(shè)計(jì)方案的有效改進(jìn)，從而進(jìn)行設(shè)計(jì)的反復(fù)優(yōu)化，達(dá)到真正意義上的智能船廠。其優(yōu)勢(shì)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(dòng)都是可以追溯的和可控的；生產(chǎn)要素的信息實(shí)行全程跟蹤與反饋，操作過(guò)程則是通過(guò)人機(jī)交互軟件(產(chǎn)品庫(kù) 求購(gòu) 供應(yīng))來(lái)實(shí)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(yuǎn)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(zé)制度落實(shí)變得簡(jiǎn)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(jì)規(guī)劃要滿足未來(lái)信息時(shí)代的快速發(fā)展，必須通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)云端對(duì)大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)及有效分析，準(zhǔn)確定位顧客對(duì)未來(lái)智能船廠的實(shí)際需求和未來(lái)發(fā)展方向，其設(shè)計(jì)依據(jù)要通過(guò)大量的數(shù)據(jù)調(diào)研、統(tǒng)計(jì)分析及嚴(yán)格篩選，更多可行性方案工作要通過(guò)理論計(jì)算、實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)及計(jì)算機(jī)虛擬技術(shù)來(lái)輔助完成。而僅靠單獨(dú)一家企業(yè)來(lái)完成所有統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)量的工作，基本是不現(xiàn)實(shí)，也是不準(zhǔn)確的，這就要求船企借助互聯(lián)網(wǎng)的有效手段，通過(guò)問(wèn)題的提出及有效數(shù)據(jù)反饋，在各個(gè)階段實(shí)時(shí)獲取相關(guān)的數(shù)據(jù)及資料，從而充實(shí)企業(yè)自的設(shè)計(jì)依據(jù)。在擁有足夠的初始設(shè)計(jì)依據(jù)及充分利用設(shè)計(jì)依據(jù)的同時(shí)，通過(guò)專業(yè)設(shè)計(jì)人員的專業(yè)結(jié)合和各個(gè)專業(yè)的協(xié)同設(shè)計(jì)生成初始的船廠設(shè)計(jì)方案，大大提高中船九院對(duì)未來(lái)智能船廠的設(shè)計(jì)的可實(shí)施性。

呂崇升認(rèn)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(xiàng)指標(biāo)。通過(guò)對(duì)互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的搜集及實(shí)際調(diào)研，將各個(gè)節(jié)點(diǎn)的關(guān)鍵數(shù)據(jù)分析整合，通過(guò)專業(yè)設(shè)計(jì)，使設(shè)計(jì)元素?cái)y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(guò)計(jì)算機(jī)虛擬技術(shù)，模擬實(shí)際生產(chǎn)作業(yè)內(nèi)容，做到實(shí)際上項(xiàng)目之前在虛擬狀態(tài)下發(fā)現(xiàn)解決潛在問(wèn)題和風(fēng)險(xiǎn)。通過(guò)對(duì)方案的反復(fù)優(yōu)化，最終確定能夠滿足實(shí)際生產(chǎn)的現(xiàn)代化智能船廠。

數(shù)字化造船 有效延伸運(yùn)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(jí)方向，其根本著力點(diǎn)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(jì)、制造和服務(wù)是我國(guó)船舶工業(yè)走向高端的三個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)。我國(guó)船舶工業(yè)要提升設(shè)計(jì)技術(shù)與設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)能力，需要開(kāi)發(fā)智能化設(shè)計(jì)技術(shù)，更新理念，向模塊化、系列船設(shè)計(jì)方向發(fā)展，進(jìn)一步提升設(shè)計(jì)效率。要通過(guò)數(shù)字化技術(shù)、程式化運(yùn)行和信息化管控，提升制造能力，實(shí)現(xiàn)高效能造船。要升級(jí)服務(wù)理念，轉(zhuǎn)變當(dāng)前被動(dòng)服務(wù)的現(xiàn)狀，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品全生命周期服務(wù)，提升服務(wù)質(zhì)量。

目前，國(guó)內(nèi)許多骨干船廠在設(shè)計(jì)階段已實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化，船廠設(shè)計(jì)全部采用三維技術(shù)。李俊露認(rèn)為，下一階段，船廠還應(yīng)加強(qiáng)對(duì)生產(chǎn)運(yùn)行設(shè)計(jì)的重視程度，提高設(shè)計(jì)集成度，實(shí)現(xiàn)在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)對(duì)整個(gè)造船工藝、流程、管理的全過(guò)程演示，最終實(shí)現(xiàn)造船精益化。程式化運(yùn)作模式將大大提升船廠效率，一個(gè)零部件從源頭設(shè)計(jì)到采購(gòu)、制造再到裝配、工位加工、信息反饋，對(duì)這一個(gè)物流過(guò)程實(shí)現(xiàn)規(guī)范化，就能夠盡量減少人的流動(dòng)從而提高有效工作時(shí)間。船廠是很難實(shí)現(xiàn)全機(jī)械化生產(chǎn)的，物流程式化實(shí)際上令工人扮演了類似機(jī)械手的角色。施工規(guī)程化則是程式化運(yùn)作的另一方面，工人按照嚴(yán)格的步驟施工，將大幅降低差錯(cuò)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(shí)現(xiàn)就顯得得心應(yīng)手了。目前德國(guó)的現(xiàn)代制造模式，簡(jiǎn)單的描述就是將工程作為物理模型實(shí)現(xiàn)全過(guò)程的數(shù)字化管控。我國(guó)造船企業(yè)要以此為借鑒，用數(shù)字化串聯(lián)起整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程，再通過(guò)數(shù)字化工具進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。