中船黃埔文沖船舶有限公司副總工程師 林洪山

“ 十三五” 期間，我國船舶工業(yè)提出了智能制造“ 三步走” 的戰(zhàn)略發(fā)展規(guī)劃。工業(yè)和信息化部也發(fā)布了《推進船舶總裝建造智能化轉(zhuǎn)型行動計劃（ 2019-2021 年）》 ，旨在加快新一代信息技術(shù)深度融合，推動船舶總裝建造智能化轉(zhuǎn)型，促進船舶工業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。為加快推進船舶總裝建造智能化轉(zhuǎn)型，工業(yè)和信息化部還組織制定了《船舶總裝建造智能化標準體系建設指南（2020 版）》，構(gòu)建涵蓋基礎(chǔ)共性、關(guān)鍵技術(shù)和船廠應用等船舶總裝建造智能化標準體系，發(fā)揮標準在推進船舶總裝建造智能化轉(zhuǎn)型發(fā)展中的支撐和引領(lǐng)作用。進入“十四五”，工信部又發(fā)布《“十四五”信息化和工業(yè)化深度融合發(fā)展規(guī)劃》，指出以智能制造為主攻方向，以數(shù)字化轉(zhuǎn)型為主要抓手，加快重點領(lǐng)域數(shù)字化轉(zhuǎn)型，制定重點行業(yè)領(lǐng)域數(shù)字化轉(zhuǎn)型路線圖，構(gòu)建制造企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型能力體系。針對船舶工業(yè)，《規(guī)劃》要求聚焦優(yōu)化、提升從船舶設計、研發(fā)、生產(chǎn)、管理到服務的全鏈條質(zhì)量效益，以網(wǎng)絡化協(xié)同和服務化延伸為切入點，從設計協(xié)同化、制造智能化、管理精益化、融資在線化、產(chǎn)品服務化等方向進行數(shù)字化轉(zhuǎn)型。

高度離散化的現(xiàn)實制約

目前，制造業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型、智能化建設發(fā)展比較快的行業(yè)有家電、輕工、汽車、飛機等零部件相對穩(wěn)定、裝配流程化制造行業(yè)。這些行業(yè)零部件數(shù)量較少，但批量大，較容易實現(xiàn)自動化生產(chǎn)或外購，裝配環(huán)節(jié)可以實現(xiàn)流程式作業(yè)。其工位固定，工序間可進行皮帶輸送，節(jié)拍穩(wěn)定，所以機器人等工裝容易被采用，數(shù)字化轉(zhuǎn)型也就相應容易。船舶制造行業(yè)是典型的小批量多品種離散型制造企業(yè)：首先，船舶的零部件主要有船體零件、管子零件、舾裝零件等，采購時都是按廠家標準生產(chǎn)全球采購，很難實行標準化。雖然舾裝零件部分實現(xiàn)了標準化生產(chǎn)，但大量鐵舾裝是單件設計制作，設備與舾裝件一般歸總裝船廠外部供應鏈管理，屬于物流智能管控范疇。船體零件和管子零件生產(chǎn)是典型的按圖單件生產(chǎn)，且數(shù)量龐大，制造、加工復雜，涉及到船體車間、管子加工兩個車間，有幾十條生產(chǎn)線、數(shù)百個工序工位，而舾裝安裝、試驗涉及的場地和資源更復雜。正是這樣，造船業(yè)是典型的高度離散型制造、總裝行業(yè)。

黃埔文沖長洲廠區(qū)

廣船國際建造的半潛船

由于船廠是勞動密集型重工企業(yè)，大部分船廠都是幾十年不斷積累發(fā)展起來的，其流程、設備、廠房布局不易更新調(diào)整。另外，船廠各個年代的設備都有，有人工操作的、PLC 程序控制的、單片機、電腦數(shù)控的，設備接口不統(tǒng)一，獨立操作管理軟件也未集成，造成孤島多，機械化、自動化、信息化在不同階段并行推進中。這種現(xiàn)實情況嚴重制約了船廠的數(shù)字化、智能化轉(zhuǎn)型升級。也因為這樣，我國在推進智能造船時一定要立足實際，提防陷入“大而全”的泥潭。

應找準切入點循序漸進

目前，大多中大型船廠都存在眾多老舊設備和大量手工作業(yè)。這種情況下如何推進數(shù)字化轉(zhuǎn)型，無疑是擺在船舶企業(yè)面前的難題。造船企業(yè)的資源可以分為場地設備資源、勞動力資源兩大類。加之生產(chǎn)對象即生產(chǎn)設計要提供各類中間產(chǎn)品的圖紙，要用生產(chǎn)計劃把生產(chǎn)對象與資源匹配起來，時間有序、空間分道，進行流水節(jié)拍生產(chǎn)。因此，筆者認為，發(fā)展智能造船應從場地、設備資源的數(shù)字化先入手，先建立覆蓋企業(yè)全范圍的有線及無線網(wǎng)絡，制定設備聯(lián)網(wǎng)接口標準、通訊協(xié)議標準，新購的設備需滿足企業(yè)的設備聯(lián)網(wǎng)接口要求，舊的設備聯(lián)網(wǎng)需解決個性化數(shù)字化問題。此外，對于與加工質(zhì)量相關(guān)的監(jiān)控參數(shù)、與設備運維壽命相關(guān)的參數(shù)等，用什么方法采集，都需要進行逐個攻關(guān)、改造、突破。

另一方面，要梳理一下智能制造的點、線、面。點是指單個工位的設備，如數(shù)控切割機、油壓機、數(shù)控彎管機、電焊機等。線是指由多個工序組合而成的的生產(chǎn)線，如鋼板預處理線、平面分段流水線、型材下料加工線、小管加工線等。面是指車間，包括數(shù)字化車間、智能車間。事實上，要一步實現(xiàn)智能制造的難度相當大，而首要任務應是先做好智能制造總體規(guī)劃和實施路線圖。具體到船企，應根據(jù)各自條件，選擇某些更新改造的設備先行開展數(shù)字化示范，以電焊機更新為例，建議要購買數(shù)字聯(lián)網(wǎng)焊機，通過云服務實現(xiàn)焊接工藝的有效控制。隨著聯(lián)網(wǎng)焊機覆蓋面加大，焊工應用人數(shù)增多，在數(shù)據(jù)大量積累后就可以應用大數(shù)據(jù)分析焊機利用率、焊接工時等。有條件的還可以引進智能生產(chǎn)線，待到設備智能化設備實現(xiàn)大量累積后，則可以聯(lián)接到車間信息網(wǎng)絡，打造數(shù)字化車間雛形，然后逐步完善智能工藝，實現(xiàn)智能排產(chǎn)、智能管控，最終建成智能車間。

滬東中華安裝5G 采集盒的數(shù)字焊機

智能造船要注重效益

船企要實現(xiàn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型、智能造船，需要大量資金投入和人力投入。目前，造船業(yè)的競爭異常激烈，要實現(xiàn)盈利，除了要把握市場需求，還需要強化精細管理，控制好成本。數(shù)字化轉(zhuǎn)型可助力造船精細化提升，所以控制好投入產(chǎn)出，顯然是發(fā)展智能造船的目標之一。為此，建議從船廠的工位工序效率分析著手，找到效率最低的環(huán)節(jié)，對目前行業(yè)成熟的、效率較高的智能裝備或生產(chǎn)線進行改造或引進。

期望盡快實現(xiàn)投資回報，是每一家船企實現(xiàn)智能造船的初衷。對此，可用能效率、工時、決策時間等關(guān)鍵指標來衡量，譬如采用條材智能生產(chǎn)線、小組立智能生產(chǎn)線后要分析生產(chǎn)效率提升了多少、工時和決策時間減少了多少。目前，我國骨干船企制造過程整體自動化率為38%左右，遠低于日韓船企的70%，即使有些船企已實現(xiàn)10 多條自動化智能生產(chǎn)線，也沒有形成真正意義的智能車間。這說明我國船企的數(shù)字化智能化轉(zhuǎn)型升級空間還很大。面對未來，只要目標明確、循序漸進，確保成本控制和智能化投入產(chǎn)出的良性循環(huán)，從設計協(xié)同化、制造智能化、管理精益化、產(chǎn)品服務化等方向進行造船數(shù)字化轉(zhuǎn)型，我國造船業(yè)就一定會在全球性智能制造潮流中大有作為、大放光芒！