刻不容緩！智能造船箭在弦上

呂龍德

自從2015年全國(guó)兩會(huì)提出“中國(guó)制造2025”戰(zhàn)略后，業(yè)內(nèi)已越來(lái)越達(dá)成了共識(shí)：智能制造是造船業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的主攻方向，并開(kāi)始付諸行動(dòng)，但步伐蹣跚，說(shuō)得多落地少。我們不妨放眼看看世界造船強(qiáng)國(guó)都在這方面做了些什么？且不說(shuō)工業(yè)水平極高的歐盟，僅拿日韓為例。日本正積極推進(jìn)切割加工機(jī)器人、焊接機(jī)器人、涂裝機(jī)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(guó)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(shí)時(shí)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(yùn)、技術(shù)和模式等遠(yuǎn)勝我國(guó)，而我們?cè)?jīng)賴(lài)以立足的低人工優(yōu)勢(shì)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(jìn)造船國(guó)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(chē)”悄悄來(lái)

我國(guó)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(guó)家，但離第一集團(tuán)的造船強(qiáng)國(guó)還有相當(dāng)大差距，而要短時(shí)間內(nèi)趕超它們似乎幾無(wú)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(guó)造船業(yè)有幸迎來(lái)了這一千載難逢的時(shí)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(guó)造船業(yè)就必定能在生產(chǎn)效率、成本管理、經(jīng)營(yíng)管控、技術(shù)創(chuàng)新等方面獲得徹底彌補(bǔ)。紐波特紐斯船廠總裁Matt Mulherin對(duì)未來(lái)智能造船進(jìn)行了形象描繪：所有在建船舶的設(shè)計(jì)、檢驗(yàn)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(chǔ)于中央計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，不同領(lǐng)域的團(tuán)隊(duì)成員設(shè)計(jì)不同船舶時(shí)可調(diào)用或添加信息，船廠全面連線，通過(guò)數(shù)字化制造實(shí)現(xiàn)精益造船、均衡生產(chǎn)。業(yè)內(nèi)認(rèn)為，作為“綜合工業(yè)之冠”的船舶業(yè)，誰(shuí)能在智能制造等技術(shù)開(kāi)發(fā)與應(yīng)用中拔得頭籌，誰(shuí)就可能從傳統(tǒng)的制造、經(jīng)營(yíng)、管理模式下突圍，搶占規(guī)則制定權(quán)、標(biāo)準(zhǔn)話(huà)語(yǔ)權(quán)、業(yè)態(tài)主導(dǎo)權(quán)和競(jìng)爭(zhēng)制高點(diǎn)?？梢哉f(shuō)，智能造船的浪潮已迎風(fēng)掀起，而“彎道超車(chē)”的機(jī)會(huì)正悄悄向我們走來(lái)。

我國(guó)早在幾年前就開(kāi)始布局智能造船模式，先后出臺(tái)了《中國(guó)制造2025》、《工業(yè)和信息化部關(guān)于貫徹落實(shí)<國(guó)務(wù)院關(guān)于積極推進(jìn)“互聯(lián)網(wǎng)+”行動(dòng)的指導(dǎo)意見(jiàn)>的行動(dòng)計(jì)劃（2015-2018年）》等政策，并將南通中遠(yuǎn)川崎船舶工程有限公司確定為我國(guó)船舶行業(yè)智能制造試點(diǎn)示范項(xiàng)目的首家企業(yè)，大力營(yíng)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(jí)行動(dòng)計(jì)劃（2016～2020年）》，把智能制造作為船舶工業(yè)強(qiáng)化管理、降本增效的主攻方向。正是這樣，我國(guó)智能造船逐漸鋪開(kāi)，許多船企主動(dòng)介入并初見(jiàn)成效，如中船重工建成了國(guó)內(nèi)先進(jìn)的高技術(shù)船舶分段制造數(shù)字化車(chē)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(kāi)始向船舶行業(yè)廣泛征求意見(jiàn)，加緊編制發(fā)布《推進(jìn)船舶智能制造指導(dǎo)意見(jiàn)》，并明確提出：要用5年時(shí)間推動(dòng)我國(guó)造船業(yè)智能制造整體水平進(jìn)步，造船效率和質(zhì)量接近日韓水平；用10年時(shí)間趕超造船先進(jìn)國(guó)家。

最大限度提質(zhì)增效

之所以開(kāi)展智能制造，除了借助互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、機(jī)器人等技術(shù)應(yīng)對(duì)社會(huì)需求多品種、小批量、高品質(zhì)發(fā)展趨勢(shì)外，還有一個(gè)重要原因就是人工成本越來(lái)越高。高新船舶與深海開(kāi)發(fā)裝備協(xié)同創(chuàng)新中心主任林忠欽說(shuō)，船舶智能制造不僅將工人從“苦、臟、累、險(xiǎn)”的作業(yè)環(huán)境中解脫出來(lái)，也將推動(dòng)造船工業(yè)朝著安全、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保、高效、舒適的方向發(fā)展。智能造船的優(yōu)勢(shì)是面向產(chǎn)品全生命周期，實(shí)現(xiàn)信息技術(shù)和智能技術(shù)與裝備制造過(guò)程技術(shù)的深度融合，達(dá)到實(shí)時(shí)感知、優(yōu)化決策、動(dòng)態(tài)執(zhí)行。這顯然使得造船業(yè)從依賴(lài)經(jīng)驗(yàn)走向基于科學(xué)。

中國(guó)船舶工業(yè)行業(yè)協(xié)會(huì)數(shù)據(jù)顯示，建造每修正載重噸，韓國(guó)需消耗15.5工時(shí)，日本消耗9.7工時(shí)，中國(guó)則需要35.4工時(shí)，效率僅為日本的1/3。此外，我國(guó)造船質(zhì)量整體較低，僅設(shè)計(jì)差錯(cuò)率就是日韓同行的10倍。對(duì)此，我國(guó)船企想方設(shè)法扭轉(zhuǎn)這一劣勢(shì)，但一直難以從根本上提質(zhì)增效。實(shí)踐證明，打破傳統(tǒng)作業(yè)模式，大力實(shí)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(qiáng)我國(guó)造船企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力的有效途徑。以大連船舶重工數(shù)字化生產(chǎn)車(chē)間為例，通過(guò)配備多種焊接機(jī)器人替代分段焊接人工作業(yè)，其分段建造效率提高30%，車(chē)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(jiǎn)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(dòng)船舶制造設(shè)計(jì)智能化、產(chǎn)品高質(zhì)化、管理精細(xì)化、信息集成化、銷(xiāo)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(diǎn)，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(jì)開(kāi)始到工藝生成到物資供應(yīng)系統(tǒng)到制造車(chē)間到測(cè)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(dòng)化和智能化水平，通過(guò)信息物理融合系統(tǒng)，用IT把設(shè)計(jì)源頭與工廠的各個(gè)末端連接起來(lái)，實(shí)現(xiàn)人、產(chǎn)品、設(shè)備完全交集。與此同時(shí)，搭建設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、采購(gòu)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(chē)間物流系統(tǒng)，使智能化設(shè)備機(jī)器代替人工操作的機(jī)器，通過(guò)云技術(shù)把所有生產(chǎn)資源都連接起來(lái)，使目前的半自動(dòng)化、全自動(dòng)化生產(chǎn)系統(tǒng)向智能化生產(chǎn)系統(tǒng)轉(zhuǎn)變，實(shí)現(xiàn)船舶的定制化與規(guī)?；?、個(gè)性化與普適化、虛擬與實(shí)體、微觀與宏觀、當(dāng)前與未來(lái)的結(jié)合。

要實(shí)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(shí)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(duì)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(dòng)、資金、技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè)，且不說(shuō)其涉及的航運(yùn)、配件、機(jī)電、鋼鐵、化工、海洋資源勘采等上下游產(chǎn)業(yè)充滿(mǎn)各種復(fù)雜而變數(shù)的信息數(shù)據(jù)，就說(shuō)它包含的設(shè)計(jì)、采購(gòu)、制造、使用、維護(hù)、售后、物流等環(huán)節(jié)也離不開(kāi)數(shù)據(jù)應(yīng)用。換言之，在船舶設(shè)計(jì)建造階段就應(yīng)納入后期航運(yùn)運(yùn)營(yíng)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(hù)、更具彈性的在線訂艙服務(wù)。這正如南通中遠(yuǎn)川崎總經(jīng)理韓成敏所說(shuō)，造船業(yè)推進(jìn)智能化，關(guān)鍵在于大數(shù)據(jù)的支撐。

我國(guó)離智能造船有多遠(yuǎn)？

當(dāng)前，國(guó)外先進(jìn)造船企業(yè)正處于由“工業(yè)3.0”向“工業(yè)4.0”推進(jìn)的階段，普遍使用了數(shù)字化、自動(dòng)化和精益生產(chǎn)等技術(shù)，實(shí)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(guó)船廠在數(shù)字化、自動(dòng)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(dòng)化率已經(jīng)接近70%，而我國(guó)骨干船廠的自動(dòng)化率最高僅為20%左右。正因?yàn)槲覈?guó)造船業(yè)數(shù)字化工藝設(shè)計(jì)能力嚴(yán)重不足、船舶建造裝備與系統(tǒng)自動(dòng)化智能化水平低、造船過(guò)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(shuō)，智能制造并不適合造船行業(yè)，不能盲目跟風(fēng)。也有的說(shuō)，這是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，需要很大投入和長(zhǎng)時(shí)間探索才會(huì)有成效。甚至有的還以原熔盛重工數(shù)字化造船項(xiàng)目的失敗為教訓(xùn)。

但事實(shí)上我國(guó)智能造船就在眼前，不是說(shuō)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(guó)內(nèi)成功開(kāi)展智能制造的例子也足以說(shuō)明這一點(diǎn)。誠(chéng)然，我們的先天不足注定了需要更多付出和更強(qiáng)的機(jī)遇把握能力。中遠(yuǎn)海運(yùn)重工有限公司副總經(jīng)理倪濤說(shuō)得好：“智能制造不是簡(jiǎn)單的機(jī)器換人或是增加幾臺(tái)自動(dòng)化設(shè)備就能實(shí)現(xiàn)，需要一個(gè)短板一個(gè)短板地補(bǔ)齊?！蔽覈?guó)應(yīng)該借鑒韓國(guó)經(jīng)驗(yàn)，重點(diǎn)突破三大局限：一是在裝焊、管系、涂裝、大分段合攏等方面開(kāi)展“機(jī)器換人”工作。二是積極推進(jìn)研發(fā)設(shè)計(jì)信息化、生產(chǎn)制造數(shù)字化和設(shè)計(jì)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(jìn)和培育造船、管理、信息和數(shù)據(jù)庫(kù)等技術(shù)兼?zhèn)涞膹?fù)合型人才則是“重中之重”。

循序漸進(jìn)“三步走”

既然智能造船宜早不宜遲，而我國(guó)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(jiān)定不移實(shí)施，策略上循序漸進(jìn)，不能妄想一口吃出胖子。對(duì)此，中船重工先行一步，目前已通過(guò)廠所合作、研用結(jié)合的模式實(shí)現(xiàn)了我國(guó)船舶智能制造裝備國(guó)產(chǎn)化和柔性制造新模式。

當(dāng)前，業(yè)內(nèi)對(duì)我國(guó)如何發(fā)展智能造船普遍比較認(rèn)同“三步走”的設(shè)想。應(yīng)該說(shuō)，這個(gè)提法既立足我國(guó)造船實(shí)際，又符合智能制造的構(gòu)建要求。具體說(shuō)，第一步：2020年前，建立智能車(chē)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(jìn)步與創(chuàng)新。這“三步”是一個(gè)整體，即由智能車(chē)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(shí)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(jì)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(tái)，推廣應(yīng)用虛擬制造技術(shù)。其次要全面提高制造過(guò)程智能化水平，大力推進(jìn)造船智能焊接，擴(kuò)大生產(chǎn)自動(dòng)化裝備及生產(chǎn)線應(yīng)用，全面采用物流自動(dòng)化裝備，并全面提高造船過(guò)程的信息感知能力，加快建立覆蓋船舶制造全過(guò)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(guó)船舶工業(yè)推進(jìn)智能制造的結(jié)構(gòu)體系，達(dá)到全面補(bǔ)課（精益化制造）、重點(diǎn)普及（數(shù)字化制造）、引領(lǐng)示范（智能化制造）三個(gè)層面。

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