造船流程再造與數(shù)字化造船的研究

周啟學(xué)

摘? ?要：船舶生產(chǎn)作為一項(xiàng)復(fù)雜性與綜合性較強(qiáng)的工程，需要專業(yè)的管理體系及先進(jìn)的生產(chǎn)技術(shù)作為支撐。流程再造與數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用可有效優(yōu)化造船業(yè)的生產(chǎn)流程，并提升船舶生產(chǎn)質(zhì)量。本文從造船流程再造基本內(nèi)容出發(fā)，探討數(shù)字化在其中的應(yīng)用。在此基礎(chǔ)上對(duì)流程再造的概念以及實(shí)施原則進(jìn)行相關(guān)闡述。最后，聯(lián)系數(shù)字化造船與流程再造進(jìn)行綜合考慮，探討兩者之間在發(fā)展過(guò)程中所存在的關(guān)系。

關(guān)鍵詞：流程再造? 造船技術(shù)? 數(shù)字化造船? 意義研究

中圖分類號(hào)：U673.2? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1674-098X（2019）10（c）-0069-02

時(shí)代的發(fā)展促使各行各業(yè)加快產(chǎn)業(yè)升級(jí)，數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用也逐漸推廣至各個(gè)領(lǐng)域。從造船行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀來(lái)說(shuō)，其升級(jí)空間需要更強(qiáng)大的科技力量進(jìn)行擴(kuò)展。與此同時(shí)，造船所需要的原材料，鋼鐵等價(jià)格也處于上升階段，而在造船過(guò)程中因操作技術(shù)有限時(shí)常無(wú)法到達(dá)預(yù)期效果導(dǎo)致原材料的浪費(fèi)。因而，造船行業(yè)若想在國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)中保持活力，應(yīng)在船舶質(zhì)量提升的前提下，充分發(fā)揮現(xiàn)代化技術(shù)增加其經(jīng)濟(jì)可行性。分析現(xiàn)狀可知，數(shù)字化造船與流程再造之間相互協(xié)調(diào)的關(guān)系，可促進(jìn)船舶行業(yè)進(jìn)一步發(fā)展。

1? 造船流程再造基本概述

1.1 流程再造概念分析

流程再造這一概念在20世紀(jì)90年代十分流行，其試圖通過(guò)規(guī)范管理流程推動(dòng)企業(yè)進(jìn)一步發(fā)展。顧名思義，流程再造即在原有基礎(chǔ)上進(jìn)行二次思考，從原本框架中提取出關(guān)鍵信息，從而實(shí)現(xiàn)企業(yè)的深入改造，對(duì)應(yīng)至造船行業(yè)，則為對(duì)造船這一行業(yè)領(lǐng)域進(jìn)行新時(shí)代的思考。流程再造企業(yè)管理觀念經(jīng)多個(gè)汽車公司實(shí)踐后取得了一定的成果，如沃爾瑪、福特等都曾受益于這一思想[1]。總的來(lái)說(shuō)，流程再造包括兩個(gè)核心要素：信息的提取與摒棄，只有掌握這兩個(gè)點(diǎn)，才能在新時(shí)代背景下實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)升級(jí)從而推動(dòng)企業(yè)走向國(guó)際化。

1.2 現(xiàn)代造船與流程再造關(guān)系闡述

分析現(xiàn)代造船經(jīng)歷了整體造船、大批量造船、分段造船、分道造船、集成造船及快速造船等階段，其需要對(duì)物資管理、信息管理、人才與設(shè)備、資金利用等各個(gè)方面進(jìn)行綜合考慮[2]。因而其在發(fā)展中，不僅需要考慮技術(shù)研究，還需要考慮流程管理。而流程再造這一概念則恰好迎合了現(xiàn)代造船發(fā)展需求，從企業(yè)內(nèi)部出發(fā)，對(duì)企業(yè)內(nèi)部布局及生產(chǎn)理念進(jìn)行深度改造，其改造形式并非流于表面，在此需要強(qiáng)調(diào)深入改造這一詞語(yǔ)的含義，其代表著從造船行業(yè)內(nèi)部出發(fā)，深入挖掘行業(yè)中所存在的痼疾，打破現(xiàn)有觀念，進(jìn)行體制重組，這是一次大規(guī)模的企業(yè)變動(dòng)，需要敏銳的時(shí)代直覺(jué)與行業(yè)意識(shí)。

1.3 造船流程再造實(shí)施原則

針對(duì)時(shí)代背景，其需要考慮社會(huì)、企業(yè)、客戶以及生態(tài)等因素，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行企業(yè)管理全方位的創(chuàng)新，可從以下6點(diǎn)進(jìn)行：

（1）職能與流程：即轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)職能管理管理，面向流程管理，以流程執(zhí)行區(qū)域進(jìn)行業(yè)務(wù)審核，精簡(jiǎn)運(yùn)營(yíng)步驟，提升企業(yè)運(yùn)行效率。

（2）尋求流程最優(yōu)解：以流程執(zhí)行區(qū)域劃分為模塊，進(jìn)行執(zhí)行模塊的組建，并為每個(gè)區(qū)域設(shè)定目標(biāo)，隨即以區(qū)域?yàn)閷?duì)象進(jìn)行流程細(xì)化，從而實(shí)現(xiàn)目前執(zhí)行流程為最優(yōu)計(jì)劃，避免做無(wú)用功。

（3）扁平化管理：在原有流程上，進(jìn)行中間管理環(huán)節(jié)的優(yōu)化，通過(guò)縮短管理時(shí)間，來(lái)提升企業(yè)對(duì)市場(chǎng)變化的感知力，從而快速精準(zhǔn)的制定發(fā)展戰(zhàn)略。

（4）個(gè)人管理：從流程區(qū)域定位到個(gè)人，促進(jìn)員工崗位水平的全面提升，將個(gè)人發(fā)展與流程業(yè)務(wù)目標(biāo)聯(lián)結(jié)，培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)意識(shí)，增強(qiáng)企業(yè)凝聚力。

（5）客戶與供應(yīng)商關(guān)系二次定位：增強(qiáng)供應(yīng)鏈意識(shí)，實(shí)行產(chǎn)業(yè)端到端關(guān)系管理。造船企業(yè)以客戶、供應(yīng)商、經(jīng)銷商的供應(yīng)鏈關(guān)系為核心進(jìn)行流程的創(chuàng)新設(shè)計(jì)。

（6）IT技術(shù)融入：IT技術(shù)實(shí)現(xiàn)信息共享，將部分工作流程從串行轉(zhuǎn)變?yōu)椴⑿?，緩解?shù)據(jù)控制權(quán)與使用權(quán)的矛盾[3]。

2? 數(shù)字化造船與造船流程再造

2.1 數(shù)字化造船

數(shù)字化造船即將數(shù)字化技術(shù)與造船相融合，如CAD/CAE/PDM等技術(shù)，此外虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)也可較好的實(shí)現(xiàn)結(jié)果預(yù)覽，其貫穿于船舶的設(shè)計(jì)、建造、裝備制造及生產(chǎn)管理四大板塊，從而可為企業(yè)創(chuàng)新提供支撐性技術(shù)。

（1）船舶設(shè)計(jì)：數(shù)字化在船舶設(shè)計(jì)中的應(yīng)用可有效提升產(chǎn)品開(kāi)發(fā)效率，如CAD可作為船舶設(shè)計(jì)人員的輔助工具，尋求設(shè)計(jì)方案的最優(yōu)解，緩解設(shè)計(jì)人員大數(shù)據(jù)計(jì)算的壓力。

（2）船舶建造：智能化技術(shù)控制船舶生產(chǎn)，以自動(dòng)化設(shè)備進(jìn)行企業(yè)現(xiàn)代化技術(shù)，如NC、Robot等軟件及硬件的配合可所構(gòu)成的生產(chǎn)自動(dòng)化裝備可有效提升船舶建造的效率[4]。

（3）制造裝備：即通過(guò)數(shù)控技術(shù)發(fā)展自動(dòng)化生產(chǎn)裝備，如機(jī)械臂結(jié)合數(shù)控技術(shù)則可減少材料資源的浪費(fèi)，也能較好促進(jìn)船舶結(jié)構(gòu)的精準(zhǔn)性，避免不合格船舶的產(chǎn)生。

（4）生產(chǎn)管理：即通過(guò)信息管理平臺(tái)進(jìn)行供應(yīng)鏈及客戶關(guān)系的管理，其建立在Web全球廣域網(wǎng)的基礎(chǔ)上拓展信息渠道，實(shí)現(xiàn)綜合化管理。與此同時(shí)，也可通過(guò)電子商務(wù)優(yōu)化管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)造船企業(yè)內(nèi)部與外部管理水平的全面提升。

總的來(lái)看，其數(shù)字化造船流程可概括為通過(guò)數(shù)字化技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)圖優(yōu)化，在自動(dòng)化管理設(shè)備的支撐下提高生產(chǎn)效率及產(chǎn)品質(zhì)量，與此同時(shí)，在數(shù)字化管理平臺(tái)上促使企業(yè)有序運(yùn)行，優(yōu)化企業(yè)運(yùn)營(yíng)環(huán)境，為船舶生產(chǎn)提供強(qiáng)力后盾[5]。

2.2 造船流程再造與數(shù)字化造船關(guān)系探討

2.2.1 造船流程再造保證數(shù)字化造船優(yōu)勢(shì)

結(jié)合上述闡述可知，造船流程再造是數(shù)字化造船優(yōu)勢(shì)的保障，數(shù)字化造船若想取得突破，則需要全面創(chuàng)新管理，在企業(yè)重組的過(guò)程中將數(shù)字化技術(shù)滲入至企業(yè)各個(gè)環(huán)節(jié)。而分析目前現(xiàn)狀可知，全球領(lǐng)域的造船行業(yè)都試圖將數(shù)字化建設(shè)作為企業(yè)核心，但其所缺乏的是一個(gè)支撐其運(yùn)轉(zhuǎn)的管理模式，其在于傳統(tǒng)管理模式磨合時(shí)，需要一個(gè)推動(dòng)其前進(jìn)的動(dòng)力，也需要一個(gè)現(xiàn)代化的企業(yè)框架。

2.2.2 造船流程再造打開(kāi)數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用切口

流程再造的關(guān)鍵在于打破信息格局進(jìn)行信息的二次組合，在實(shí)現(xiàn)過(guò)程中需要大量的數(shù)據(jù)作為改革依據(jù)，制定可行的業(yè)務(wù)目標(biāo)，并且需要考慮各個(gè)細(xì)節(jié)的配合。在此基礎(chǔ)上所進(jìn)行的造船流程再造，是可以為數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用打開(kāi)一個(gè)最佳切入口的。反觀數(shù)字化造船技術(shù)，目前市場(chǎng)上的數(shù)字化設(shè)備可基本支撐機(jī)械設(shè)計(jì)與機(jī)械生產(chǎn)，但不可控的是市場(chǎng)變化，數(shù)字化設(shè)備的經(jīng)濟(jì)可行性與關(guān)鍵技術(shù)的開(kāi)發(fā)仍有待深入研究，相對(duì)全球數(shù)字化水平，我國(guó)仍有較大的發(fā)展空間。與此同時(shí)，造船行業(yè)基層管理仍存在技術(shù)漏洞，數(shù)字化發(fā)展水平與人員操控水平無(wú)法持平，也無(wú)法反饋數(shù)字化使用中需要完善的信息。

2.2.3 數(shù)字化造船為造船流程再造提供應(yīng)用平臺(tái)

而造船行業(yè)企業(yè)管理中的企業(yè)資源計(jì)劃，即EPR系統(tǒng)的應(yīng)用效果并不理想，其缺乏流程優(yōu)化管理觀念的輔助，流程再造的實(shí)施需要現(xiàn)代化技術(shù)作為支撐，從而才能行之有效的尋求流程管理的最優(yōu)解，而造船數(shù)字化則恰好迎合了流程再造發(fā)展需求。兩者之間相輔相成，流程再造深入優(yōu)化企業(yè)運(yùn)營(yíng)模式，對(duì)造船行業(yè)的材料、人力等進(jìn)行科學(xué)組建，可有效提高數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用水平，而數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用可奠定企業(yè)重組的技術(shù)基礎(chǔ)，為流程再造的實(shí)現(xiàn)提供應(yīng)用平臺(tái)。

3? 造船流程再造與數(shù)字化造船應(yīng)用分析

以Abaqus的應(yīng)用為例，其作為一套工程模擬的有限元軟件，不僅可解決船舶制造中的動(dòng)力問(wèn)題，也可較好的分析船舶結(jié)構(gòu)，其結(jié)合數(shù)據(jù)分析與系統(tǒng)模擬兩大作用，可在船舶建造中發(fā)揮重要作用。

在造船行業(yè)中需要對(duì)船舶總體強(qiáng)度、風(fēng)浪荷載頻率、桅桿結(jié)構(gòu)分析等各個(gè)方面進(jìn)行分析。Abaqus在船舶設(shè)計(jì)階段時(shí)可為設(shè)計(jì)人員提供模擬功能，在強(qiáng)度分析中，可通過(guò)數(shù)據(jù)計(jì)算找出設(shè)計(jì)漏洞，其強(qiáng)大的數(shù)據(jù)計(jì)算功能與模擬功能極大程度的縮短了設(shè)計(jì)周期。

在接下來(lái)的風(fēng)浪荷載頻率分析中，Abaqus通過(guò)AMS求解器可解決大模型的模態(tài)提取，即通過(guò)計(jì)算器模擬大型船在水的作用下其風(fēng)浪載荷的頻率，如在進(jìn)行艦艇自然頻率的提取時(shí)，其建立了自由度為2.1M的船體模型，從中提取了2720階模態(tài)。在此基礎(chǔ)上，為了分析其在水中行駛，濕模態(tài)提取問(wèn)題，相對(duì)于傳統(tǒng)的通過(guò)手工加水的質(zhì)量附在船體模型上，其應(yīng)用聲學(xué)單元進(jìn)行模擬，可極大程度的減低計(jì)算難度，并彌補(bǔ)了傳統(tǒng)手工添加附重水的質(zhì)量時(shí)所體現(xiàn)的無(wú)法考慮水與船體粘性作用的不足。

Abaqus在桅桿分析中可從材料及結(jié)構(gòu)兩個(gè)方面進(jìn)行，其可通過(guò)軟件自身的靜態(tài)與動(dòng)態(tài)分析功能模擬桅桿在船舶行駛中所承受的風(fēng)壓。與此同時(shí)，Abaqus也能較好的分析材料組間結(jié)構(gòu)對(duì)桅桿承受程度的影響，如在桅桿制造過(guò)程中，常需要用到復(fù)合材料，而其夾層結(jié)構(gòu)的形式變化會(huì)相應(yīng)的改變桅桿的強(qiáng)度及振動(dòng)特性。

從Abaqus的實(shí)際應(yīng)用來(lái)看，其可有效提高船舶設(shè)計(jì)效率，并緩解設(shè)計(jì)人員的計(jì)算壓力。在此過(guò)程中，流程再造管理觀念已然在無(wú)形之中融入了數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用當(dāng)中，如在船舶設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)的組建以及設(shè)計(jì)目標(biāo)的確立都是流程再造管理的重要內(nèi)容。與此同時(shí)，在應(yīng)用數(shù)字化人力管理時(shí)，流程再造的企業(yè)理念也能加強(qiáng)數(shù)字化信息平臺(tái)的實(shí)效性。流程再造的實(shí)施方案可總結(jié)為構(gòu)思、項(xiàng)目啟動(dòng)、診斷分析、設(shè)計(jì)流程、重建流程、評(píng)估調(diào)校六步，數(shù)字化造船的應(yīng)用可進(jìn)一步提高業(yè)務(wù)執(zhí)行的質(zhì)量，從而最大程度的發(fā)揮流程再造的潛在價(jià)值，而流程再造方案的實(shí)施可有效優(yōu)化企業(yè)環(huán)境，打造一個(gè)全新的現(xiàn)代化造船企業(yè)。

4? 結(jié)語(yǔ)

流程再造帶給造船業(yè)的是一個(gè)全新的發(fā)展觀念，其將自身融入于企業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略之中，同時(shí)也將數(shù)字化造船轉(zhuǎn)化為戰(zhàn)略實(shí)施與運(yùn)營(yíng)之間的紐帶。然而在此過(guò)程中，流程再造對(duì)數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用是保持著一種客觀的態(tài)度，并不建議將數(shù)字化技術(shù)作為企業(yè)管理的主體，而是在明確改造流程的合理性后，為數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用提供一個(gè)極佳的切入點(diǎn)。

參考文獻(xiàn)

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