智能制造是未來船舶工業(yè)發(fā)展大勢
—— 訪羅爾斯·羅伊斯全球研究與技術總監(jiān)Paul Stein

本刊記者 崔 燕 史婧力

記者：請您談一談對工業(yè)4.0的看法？

保羅·斯坦恩：工業(yè)4.0的核心主旨就是提升制造業(yè)的智能化水平。毋庸置疑，工業(yè)4.0代表著未來制造技術的趨勢，并帶來諸多變革。特別是將數(shù)字化工廠和數(shù)字化設計的兩個機構進行連接，推動制造工廠對全數(shù)據(jù)的把控是未來工業(yè)變革給社會帶來巨大變化的第一階段。第二階段是將各供應商納入其中，使數(shù)據(jù)化控制貫穿至完整的價值鏈。接下來，是將位于生產(chǎn)車間內的數(shù)字化社會或資產(chǎn)延伸和擴展至更廣泛、更大范圍內的制造系統(tǒng)，進行信息交換和通信，即物聯(lián)網(wǎng)的概念。以上數(shù)據(jù)化的控制和連接無疑會極大提升生產(chǎn)效率，屆時不僅給制造業(yè)，甚至許多行業(yè)都會帶來深遠影響?？偟膩碚f，工業(yè)4.0會對所有產(chǎn)業(yè)帶來影響，這包括一切需要基于設計草圖才能實現(xiàn)最終產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)。

值得注意的是，工業(yè)4.0包含了很多新一代的制造工藝，但這些制造工藝本身并不是革命性的，它處在整個制造業(yè)的生態(tài)體系的變革之中。

羅爾斯·羅伊斯一直是工業(yè)4.0這一概念的積極參與者以及標準制定者之一，就標準制定事宜與歐洲和美國政府長期保持交流與溝通。我們意識到，決定工業(yè)4.0概念是否成功的一個重要因素是標準化。如果在全球范圍內，工業(yè)4.0在標準上能夠達成共識，它會呈幾何式增長，造福工業(yè)。如果各有各的標準，難以統(tǒng)一，那么工業(yè)4.0的發(fā)展并不容樂觀。

記者：您提及了與歐美政府保持著長期的交流與溝通，那未來與中國是否有更多合作？您是怎樣看“中國制造2025”的？

保羅·斯坦恩：羅爾斯·羅伊斯非常重視中國市場，與中國的合作也是多方面的，包括航空、船舶、能源三大領域。集團長久以來致力于打造一個非常強有力的供應鏈系統(tǒng)，目前，在中國的年采購額2～3億美元，計劃到2020年采購金額有望增至5億美元。

我認為中國在制造業(yè)上有很大優(yōu)勢，特別是中國政府推出的“中國制造2025”戰(zhàn)略，能夠讓世界感受到智能制造對于中國的重要性，對包括航空、船舶等制造業(yè)都具有重大意義。中國能夠把一個宏觀的產(chǎn)業(yè)目標細化到具體行動計劃，并有明確時間節(jié)點和目標，這一舉措非常值得肯定，能夠推動制造業(yè)各方面對資源的專注與合作。當然，戰(zhàn)略的成功一定離不開合作。

記者：工業(yè)4.0對船舶行業(yè)有哪些影響？比如，是否會改變船舶制造的模式或流程？

保羅·斯坦恩：在談及工業(yè)4.0對船舶制造的影響時，同時涉及一個所有工業(yè)企業(yè)都必須面對的概念，即數(shù)字化制造，具體到船舶制造方面，總是聚焦在“智能船舶”上。

許多數(shù)字化技術會影響到工業(yè)的設計、制造以及客戶服務等環(huán)節(jié)。例如，超級計算機會影響到產(chǎn)品的設計。云計算、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)分析以及一些新的溝通互聯(lián)的數(shù)字化技術則會影響制造環(huán)節(jié)以及后續(xù)對客戶的支持領域。將這些技術在船舶制造上的應用，我們稱之為智能船舶。羅爾斯·羅伊斯將這視為技術層面的資產(chǎn)管理，通過物聯(lián)網(wǎng)技術可以將船上數(shù)據(jù)傳至云端，再傳至岸基，從而實現(xiàn)遠程控制和維護，隨著遠程控制和維護工作的深入和發(fā)展，其復雜度越來越高。我們的船舶客戶對這些新技術感到非常興奮，因為傳統(tǒng)造船業(yè)并不被認為是一個高科技含量的產(chǎn)業(yè)。但云計算、大數(shù)據(jù)分析、物聯(lián)網(wǎng)這些技術的產(chǎn)生與運用無疑給整個船舶制造業(yè)帶來了變革。

記者： 關于遠程控制和維護的新技術領域，是否能詳細說明一下羅爾斯·羅伊斯在智能船舶上的愿景以及目前已經(jīng)實現(xiàn)的新技術？

保羅·斯坦恩：羅爾斯·羅伊斯在新科技方面一直占據(jù)領先地位。初期的遠程監(jiān)控和維護會以簡單的方式進行，采用專業(yè)的團隊遠程將設備運營的健康狀況實時地檢測并反饋給船上的船員，來確保他們操作跟維護的安全。遠期有更加宏大的愿景，羅爾斯·羅伊斯發(fā)布的遠程監(jiān)控無人駕駛船影片中，以科幻方式構建了未來在無人船上起降無人機的畫面，并實現(xiàn)對船舶全面檢測，將數(shù)據(jù)返回到岸上控制中心的構想?？偟恼f來，我們要用一種全新的眼光去看待這個產(chǎn)業(yè)。另外，對于已經(jīng)實現(xiàn)的新技術，這里舉兩個例子來說明。

一個是“機器人拋光技術”，羅爾斯·羅伊斯已經(jīng)在船舶螺旋槳制造上運用了該項技術。即機器人實現(xiàn)智能化，掌握大量信息后通過計算分析將理想結果與實際拋光過程進行比較。在船舶領域，數(shù)據(jù)模擬技術是跟計算機流體力學CFD相關，在螺旋槳的制造過程中會需要用計算機模擬水流對螺旋槳交互的影響。在最初設計時，所有模型實現(xiàn)全數(shù)字化，之后通過CFD的模擬計算出螺旋槳的推力、油耗等性能，以此評估是否滿足客戶要求。最終設計確定后，將同一數(shù)字化的模型轉交至生產(chǎn)車間進行生產(chǎn)，最后將成品螺旋槳送至數(shù)字化的打磨機器人處進行最后拋光。

二是“永磁技術”，永磁側向推進器的設計理念包括位于邊緣卻能夠從中央驅動推進器的永磁馬達。該馬達由兩部分構成：承載大量電機線圈繞組的定子，以及裝有許多超強永磁體的轉子。定子與轉子上永磁體的磁場感應產(chǎn)生旋轉磁場，磁場的磁力驅動轉子旋轉，從而產(chǎn)生機械動力。永磁技術可以廣泛應用于商船和海洋工程船上。如果需要船舶在海上達到靜止狀態(tài)，如鉆井的時候，這項技術非常有利用價值。我們的首臺永磁側向推進器已經(jīng)在羅爾斯·羅伊斯設計的“Olympic Octopus”號上投入使用，我們認為永磁馬達推進器具有安靜、高效、耐用及穩(wěn)定性強的優(yōu)點。它能夠在高強度的動態(tài)定位(DP)模式下運行數(shù)千小時，該模式的標準是能夠快速改變載荷不斷改變推進方向。

記者：關于3D打印技術，我們了解到，羅爾斯·羅伊斯成功打印出首個民航最大的航空發(fā)電機，未來這項技術在船舶領域的應用前景如何？

保羅·斯坦恩：這是個非常好的話題，業(yè)內很多人也在關注3D打印是否會成為船舶制造行業(yè)的大趨勢。

首先要強調的一個前提是3D打印技術并非魔法，并不適用于制造業(yè)的所有領域。我們更多稱之為增材制造，其本身帶來諸多革命性的變化，但我們從未認為該技術能夠在未來替代所有技術，因制造工藝種類和技術紛繁復雜，目前精益制造已能夠生產(chǎn)出一些相當精尖的部件，這些部件實際并不需要3D打印技術即可實現(xiàn)。以制造一些大型盤件或核工業(yè)大型閥門零件為例，如果用3D打印技術，是用一些金屬粉末通過高溫加熱后連接在一起。而羅爾斯·羅伊斯使用的是一種名為“HIP熱等靜壓”的技術，是將這些金屬粉末放在一個大型的生產(chǎn)模具里面，通過加熱到過千度的溫度和過千的大氣壓將它壓在一塊兒，能夠做到一步形成一個相當復雜的大型模件，它可能會比使用3D打印技術更好。再比如說，船舶的大型螺旋槳也并不適用3D打印技術，因為當前大型螺旋槳的制造工藝已經(jīng)到了非常成熟的階段。

但正如上面所講，3D打印技術是所有制造工藝大家族中的一個成員，我們會根據(jù)需要來分析是不是用3D打印技術最合適。所以，我們也相信3D打印未來在船舶制造的應用前景，一些制造工藝非常復雜且難以用傳統(tǒng)工藝實現(xiàn)的幾何部件，我們未來會最先尋求以3D打印技術應用的可能。

值得一提的是，羅爾斯·羅伊斯的船用柴油發(fā)動機，燃油噴射系統(tǒng)里面其實已經(jīng)在應用3D打印技術。

記者：在使用云計算、大數(shù)據(jù)為客戶提供產(chǎn)品的服務過程中，對于網(wǎng)絡安全這方面是否有相應考慮？

保羅·斯坦恩：我們并非網(wǎng)絡安全的專家，但這無疑是值得重視的領域。在這方面我們更依賴外部專業(yè)供應商的可靠技術，以求更完整的服務客戶。舉例來說，在云端技術的應用上我們會和微軟公司合作，他們要向我們來展示他們會以怎樣的技術保障我們以及客戶的數(shù)據(jù)安全。當然隨著大數(shù)據(jù)的廣泛應用，網(wǎng)絡安全面對越來越多的挑戰(zhàn)，有一些專家表示，未來會有200億臺設備通過物聯(lián)網(wǎng)連接到云端，連接到互聯(lián)網(wǎng)中。未來，我們會持續(xù)向網(wǎng)絡空間這些技術專家去尋求解決之道。

記者：最后，英國脫歐對于羅爾斯·羅伊斯有怎樣的影響？

保羅·斯坦恩：英國脫歐并不是我們希望看到和選擇的一個結果。但是我們接受這個現(xiàn)實，承認公投結果。我們保持對英國的信心和承諾，因為這畢竟是我們大部分員工的所在地。然而，羅爾斯·羅伊斯是一家全球化的公司，三分之二以上的全球收入以及四分之三以上的訂單額來自于歐洲以外的國家。目前我們也在參與英國政府和歐盟其他國家的談判，基于這個公投的結果希望能夠為本公司爭取到最好的結果。需要強調的是，我們是全球化的公司，所以英國脫歐對我們并沒有直接、立刻的影響。