呂龍德

自從2015年全國兩會提出“中國制造2025”戰(zhàn)略后，業(yè)內(nèi)已越來越達成了共識：智能制造是造船業(yè)轉(zhuǎn)型升級的主攻方向，并開始付諸行動，但步伐蹣跚，說得多落地少。我們不妨放眼看看世界造船強國都在這方面做了些什么？且不說工業(yè)水平極高的歐盟，僅拿日韓為例。日本正積極推進切割加工機器人、焊接機器人、涂裝機器人等智能化裝備在船企的應(yīng)用，構(gòu)建“中間產(chǎn)品”智能化柔性生產(chǎn)線；韓國也制定了“三步走”的船舶智能制造和船廠發(fā)展規(guī)劃，特別重視信息集成、基于物聯(lián)網(wǎng)的全要素實時監(jiān)控、虛擬與物理船舶制造系統(tǒng)融合的智能制造技術(shù)應(yīng)用，最近更是傳聞大宇造船海洋將與船舶舾裝生產(chǎn)廠商FHI搭建智能工廠，以提升船廠和配套廠間的整體效率和品質(zhì)。眾所周知，日韓的造船底蘊、技術(shù)和模式等遠勝我國，而我們曾經(jīng)賴以立足的低人工優(yōu)勢也隨著產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移消失殆盡。既然這是華山一條路，先進造船國家都摩拳擦掌、緊鑼密鼓，我們還有什么理由觀望等待？

“彎道超車”悄悄來

我國現(xiàn)代造船業(yè)起步晚、準(zhǔn)入低，造船模式主要源自學(xué)習(xí)借鑒日韓，雖然目前已是全球造船體量最大國家，但離第一集團的造船強國還有相當(dāng)大差距，而要短時間內(nèi)趕超它們似乎幾無可能，除非有打破懸殊的技術(shù)基本同處起跑狀態(tài)。今天，中國造船業(yè)有幸迎來了這一千載難逢的時代，那就是智能造船。如果能快速掌握這種最新技術(shù)并使之轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力，中國造船業(yè)就必定能在生產(chǎn)效率、成本管理、經(jīng)營管控、技術(shù)創(chuàng)新等方面獲得徹底彌補。紐波特紐斯船廠總裁Matt Mulherin對未來智能造船進行了形象描繪：所有在建船舶的設(shè)計、檢驗狀態(tài)、材料需求清單及其狀態(tài)和位置等信息統(tǒng)一存儲于中央計算機系統(tǒng)，不同領(lǐng)域的團隊成員設(shè)計不同船舶時可調(diào)用或添加信息，船廠全面連線，通過數(shù)字化制造實現(xiàn)精益造船、均衡生產(chǎn)。業(yè)內(nèi)認為，作為“綜合工業(yè)之冠”的船舶業(yè)，誰能在智能制造等技術(shù)開發(fā)與應(yīng)用中拔得頭籌，誰就可能從傳統(tǒng)的制造、經(jīng)營、管理模式下突圍，搶占規(guī)則制定權(quán)、標(biāo)準(zhǔn)話語權(quán)、業(yè)態(tài)主導(dǎo)權(quán)和競爭制高點?？梢哉f，智能造船的浪潮已迎風(fēng)掀起，而“彎道超車”的機會正悄悄向我們走來。

我國早在幾年前就開始布局智能造船模式，先后出臺了《中國制造2025》、《工業(yè)和信息化部關(guān)于貫徹落實<國務(wù)院關(guān)于積極推進“互聯(lián)網(wǎng)+”行動的指導(dǎo)意見>的行動計劃（2015-2018年）》等政策，并將南通中遠川崎船舶工程有限公司確定為我國船舶行業(yè)智能制造試點示范項目的首家企業(yè)，大力營造船舶智能制造氛圍。今年初，工信部等六部委又聯(lián)合印發(fā)《船舶工業(yè)深化結(jié)構(gòu)調(diào)整加快轉(zhuǎn)型升級行動計劃（2016～2020年）》，把智能制造作為船舶工業(yè)強化管理、降本增效的主攻方向。正是這樣，我國智能造船逐漸鋪開，許多船企主動介入并初見成效，如中船重工建成了國內(nèi)先進的高技術(shù)船舶分段制造數(shù)字化車間、金海重工投資30億元建設(shè)全球領(lǐng)先的智能化船廠……工信部自去年也開始向船舶行業(yè)廣泛征求意見，加緊編制發(fā)布《推進船舶智能制造指導(dǎo)意見》，并明確提出：要用5年時間推動我國造船業(yè)智能制造整體水平進步，造船效率和質(zhì)量接近日韓水平；用10年時間趕超造船先進國家。

最大限度提質(zhì)增效

之所以開展智能制造，除了借助互聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、機器人等技術(shù)應(yīng)對社會需求多品種、小批量、高品質(zhì)發(fā)展趨勢外，還有一個重要原因就是人工成本越來越高。高新船舶與深海開發(fā)裝備協(xié)同創(chuàng)新中心主任林忠欽說，船舶智能制造不僅將工人從“苦、臟、累、險”的作業(yè)環(huán)境中解脫出來，也將推動造船工業(yè)朝著安全、經(jīng)濟、環(huán)保、高效、舒適的方向發(fā)展。智能造船的優(yōu)勢是面向產(chǎn)品全生命周期，實現(xiàn)信息技術(shù)和智能技術(shù)與裝備制造過程技術(shù)的深度融合，達到實時感知、優(yōu)化決策、動態(tài)執(zhí)行。這顯然使得造船業(yè)從依賴經(jīng)驗走向基于科學(xué)。

中國船舶工業(yè)行業(yè)協(xié)會數(shù)據(jù)顯示，建造每修正載重噸，韓國需消耗15.5工時，日本消耗9.7工時，中國則需要35.4工時，效率僅為日本的1/3。此外，我國造船質(zhì)量整體較低，僅設(shè)計差錯率就是日韓同行的10倍。對此，我國船企想方設(shè)法扭轉(zhuǎn)這一劣勢，但一直難以從根本上提質(zhì)增效。實踐證明，打破傳統(tǒng)作業(yè)模式，大力實施智能制造，既是提升船舶建造質(zhì)量和效率，降低成本和資源能源消耗的迫切需要，也是增強我國造船企業(yè)核心競爭力的有效途徑。以大連船舶重工數(shù)字化生產(chǎn)車間為例，通過配備多種焊接機器人替代分段焊接人工作業(yè)，其分段建造效率提高30%，車間能耗降低10.8%，設(shè)備有效利用率提高30%。

智能制造并非簡單地僅僅作用于船舶生產(chǎn)線，而是觸及船企方方面面的提升，不但推動船舶制造設(shè)計智能化、產(chǎn)品高質(zhì)化、管理精細化、信息集成化、銷售網(wǎng)絡(luò)化，而且為船企徹底提高質(zhì)量、效率、效益提供技術(shù)和系統(tǒng)支撐。

智能造船的核心是全鏈條協(xié)同

船舶行業(yè)具有典型的多品種小批量離散制造特點，要求生產(chǎn)作業(yè)系統(tǒng)具有更高的柔性和智能，而智能制造的核心則是“從設(shè)計開始到工藝生成到物資供應(yīng)系統(tǒng)到制造車間到測試和最終交付的全鏈條協(xié)同”。這就要求船企借助物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能取代封閉的生產(chǎn)制造系統(tǒng)，提高制造系統(tǒng)柔性化、自動化和智能化水平，通過信息物理融合系統(tǒng)，用IT把設(shè)計源頭與工廠的各個末端連接起來，實現(xiàn)人、產(chǎn)品、設(shè)備完全交集。與此同時，搭建設(shè)計、生產(chǎn)、采購等業(yè)務(wù)“一體化”智能生產(chǎn)流程設(shè)施，建立智能化生產(chǎn)系統(tǒng)和車間物流系統(tǒng)，使智能化設(shè)備機器代替人工操作的機器，通過云技術(shù)把所有生產(chǎn)資源都連接起來，使目前的半自動化、全自動化生產(chǎn)系統(tǒng)向智能化生產(chǎn)系統(tǒng)轉(zhuǎn)變，實現(xiàn)船舶的定制化與規(guī)?；€性化與普適化、虛擬與實體、微觀與宏觀、當(dāng)前與未來的結(jié)合。

要實現(xiàn)全鏈條協(xié)同，大數(shù)據(jù)的集成和應(yīng)用至關(guān)重要。在信息化時代，大規(guī)模信息技術(shù)數(shù)據(jù)不僅向各層面各要素滲透，促使相互間和諧作用，而且對傳統(tǒng)的管理思想和模式產(chǎn)生顛覆式改變。眾所周知，造船業(yè)是勞動、資金、技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè)，且不說其涉及的航運、配件、機電、鋼鐵、化工、海洋資源勘采等上下游產(chǎn)業(yè)充滿各種復(fù)雜而變數(shù)的信息數(shù)據(jù)，就說它包含的設(shè)計、采購、制造、使用、維護、售后、物流等環(huán)節(jié)也離不開數(shù)據(jù)應(yīng)用。換言之，在船舶設(shè)計建造階段就應(yīng)納入后期航運運營考慮，引入大數(shù)據(jù)挖據(jù)技術(shù)，提供更穩(wěn)定、更易維護、更具彈性的在線訂艙服務(wù)。這正如南通中遠川崎總經(jīng)理韓成敏所說，造船業(yè)推進智能化，關(guān)鍵在于大數(shù)據(jù)的支撐。

我國離智能造船有多遠？

當(dāng)前，國外先進造船企業(yè)正處于由“工業(yè)3.0”向“工業(yè)4.0”推進的階段，普遍使用了數(shù)字化、自動化和精益生產(chǎn)等技術(shù)，實現(xiàn)了廠域空間全網(wǎng)絡(luò)覆蓋及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用。反觀我國船廠在數(shù)字化、自動化、精益生產(chǎn)等方面基礎(chǔ)薄弱，總體上處于“工業(yè)2.0”階段，如日韓船廠自動化率已經(jīng)接近70%，而我國骨干船廠的自動化率最高僅為20%左右。正因為我國造船業(yè)數(shù)字化工藝設(shè)計能力嚴(yán)重不足、船舶建造裝備與系統(tǒng)自動化智能化水平低、造船過程管控缺少有效數(shù)據(jù)支持及制造技術(shù)與信息技術(shù)的融合集成度低，業(yè)內(nèi)出現(xiàn)了一些悲觀言論。有的說，智能制造并不適合造船行業(yè)，不能盲目跟風(fēng)。也有的說，這是一項系統(tǒng)工程，需要很大投入和長時間探索才會有成效。甚至有的還以原熔盛重工數(shù)字化造船項目的失敗為教訓(xùn)。

但事實上我國智能造船就在眼前，不是說基礎(chǔ)條件差人一截，我們就離智能造船遙不可及，就憑目前國內(nèi)成功開展智能制造的例子也足以說明這一點。誠然，我們的先天不足注定了需要更多付出和更強的機遇把握能力。中遠海運重工有限公司副總經(jīng)理倪濤說得好：“智能制造不是簡單的機器換人或是增加幾臺自動化設(shè)備就能實現(xiàn)，需要一個短板一個短板地補齊。”我國應(yīng)該借鑒韓國經(jīng)驗，重點突破三大局限：一是在裝焊、管系、涂裝、大分段合攏等方面開展“機器換人”工作。二是積極推進研發(fā)設(shè)計信息化、生產(chǎn)制造數(shù)字化和設(shè)計制造管理一體化建設(shè)。三是深度融合互聯(lián)網(wǎng)新技術(shù)，優(yōu)化生產(chǎn)方式、投資方式、管理方式和商業(yè)模式等。這其中引進和培育造船、管理、信息和數(shù)據(jù)庫等技術(shù)兼?zhèn)涞膹?fù)合型人才則是“重中之重”。

循序漸進“三步走”

既然智能造船宜早不宜遲，而我國現(xiàn)有造船設(shè)施和技術(shù)又與介入智能制造尚有距離，我們就應(yīng)戰(zhàn)略上堅定不移實施，策略上循序漸進，不能妄想一口吃出胖子。對此，中船重工先行一步，目前已通過廠所合作、研用結(jié)合的模式實現(xiàn)了我國船舶智能制造裝備國產(chǎn)化和柔性制造新模式。

當(dāng)前，業(yè)內(nèi)對我國如何發(fā)展智能造船普遍比較認同“三步走”的設(shè)想。應(yīng)該說，這個提法既立足我國造船實際，又符合智能制造的構(gòu)建要求。具體說，第一步：2020年前，建立智能車間，造船效率和質(zhì)量水平接近日韓；第二步：2025年前，建立智能船廠，造船效率和質(zhì)量水平趕超日韓；第三步：2035年前，建立船舶智能制造聯(lián)盟，形成完整的產(chǎn)業(yè)鏈，引領(lǐng)世界造船技術(shù)進步與創(chuàng)新。這“三步”是一個整體，即由智能車間到智能船廠再到船舶智能制造聯(lián)盟，而當(dāng)前要做的重要事情是：首先要在深化實施現(xiàn)代造船模式、完善精益制造體系的基礎(chǔ)上，全面推廣數(shù)字化造船，提升三維生產(chǎn)設(shè)計水平、信息化全面集成能力，構(gòu)筑船舶制造大數(shù)據(jù)應(yīng)用平臺，推廣應(yīng)用虛擬制造技術(shù)。其次要全面提高制造過程智能化水平，大力推進造船智能焊接，擴大生產(chǎn)自動化裝備及生產(chǎn)線應(yīng)用，全面采用物流自動化裝備，并全面提高造船過程的信息感知能力，加快建立覆蓋船舶制造全過程的制造信息感知網(wǎng)，構(gòu)建船舶制造的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)等。最后要做好智能船廠應(yīng)用示范和模式研究，構(gòu)建我國船舶工業(yè)推進智能制造的結(jié)構(gòu)體系，達到全面補課（精益化制造）、重點普及（數(shù)字化制造）、引領(lǐng)示范（智能化制造）三個層面。

緊跟趨勢，踩準(zhǔn)步點，中國造船必將在智能制造的引領(lǐng)下實現(xiàn)第二次飛躍性發(fā)展。讓我們拭目以待！