大數(shù)據(jù)在現(xiàn)代船舶制造業(yè)中的應用前景

黃單單 梁佳琪 沈愛華

摘 ? 要：在信息技術的影響下，船舶制造業(yè)信息管理體系形成的數(shù)據(jù)增長十分迅速，在設計、制造等方面，船舶制造企業(yè)面臨著嚴重的挑戰(zhàn)。通過各行各業(yè)對于大數(shù)據(jù)的應用已經(jīng)證明，其在改革方面有著重要作用。因此，船舶制造業(yè)應該積極應用大數(shù)據(jù)技術，促進自身發(fā)展。文章分析了大數(shù)據(jù)背景下智能造船的意義，探究了其發(fā)展前景。

關鍵詞：大數(shù)據(jù);船舶制造業(yè);應用前景

隨著信息技術的廣泛應用，諸如MES，ERP，PDM等信息管理系統(tǒng)形成的數(shù)據(jù)量正以爆炸式速度增長，企業(yè)各方面數(shù)據(jù)的積累速度十分迅速[1]。在設計、制造、管理等方面，船舶制造企業(yè)面臨著知識匱乏的問題，在面對海量信息系統(tǒng)形成的數(shù)據(jù)時，船舶行業(yè)當前的信息采集方法、數(shù)據(jù)分析方法、處理方法、技術以及系統(tǒng)等均無法滿足實際需求，無法在數(shù)據(jù)中尋找具有應用價值的信息[2]。

1 ? ?大數(shù)據(jù)智能造船是實現(xiàn)我國工業(yè)4.0的重要保障

工業(yè)4.0強調(diào)了智能制造，就是為了能夠提升生產(chǎn)靈活性、生產(chǎn)力以及生產(chǎn)效率等。首先，在整個生產(chǎn)周期中很多人工操作及人工管理的環(huán)節(jié)將被人工智能技術逐步替代，但是人工智能的發(fā)展背后離不開大數(shù)據(jù)的支持，自動工藝的編程、機器參數(shù)配置、維護預警等都需要通過對數(shù)據(jù)的采集、處理、分析來不斷地更新更完美的算法。不僅限于人工智能技術，在現(xiàn)代船舶制造過程中，設備、運輸、產(chǎn)品等各個方面均可通過配備傳感器，同時借助標準協(xié)議實現(xiàn)彼此通訊，為船舶制造業(yè)提供源源不斷的元數(shù)據(jù)，通過大數(shù)據(jù)技術的分析，不僅可以優(yōu)化自身的造船周期，更可以了解和預測航海業(yè)、零部件制造業(yè)等其他行業(yè)的發(fā)展趨勢，做到胸有成竹[3-4]。

2 ? ?應用前景

2.1 ?促進船廠改革轉型換道超車

隨著近幾年船廠信息化水平不斷提升，船舶制造業(yè)信息技術依賴性逐漸增加，產(chǎn)品的整個生命周期都會在信息化系統(tǒng)中產(chǎn)生諸多數(shù)據(jù)，面對暴漲的數(shù)據(jù)，如何合理挖掘、分析是當前制造業(yè)的重點工作，而大數(shù)據(jù)能夠通過對所有相關數(shù)據(jù)進行分析，高效地提升船廠生產(chǎn)效率、產(chǎn)品質(zhì)量，對粗放型生產(chǎn)、勞動密集生產(chǎn)方式進行有效轉變，提高船舶制造的智能化水平[5]。對于工業(yè)大數(shù)據(jù)而言，主要分為3種類型，即外部跨界、企業(yè)信息化以及工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)三大數(shù)據(jù)。其中，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、企業(yè)信息化中，機器所產(chǎn)生的時序數(shù)據(jù)，是擴大數(shù)據(jù)規(guī)模的重要來源，同時也是工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)以及智能制造的核心內(nèi)容，其本質(zhì)為借助促進數(shù)據(jù)自動流動，對業(yè)務問題進行有效解決以及控制，提高在決策中的準確性，并盡可能對人工決策中頻繁失誤的問題進行克服。

因此，大數(shù)據(jù)造船是船舶制造業(yè)實現(xiàn)改革轉型的重要手段，同時能夠為制造業(yè)帶來以下發(fā)展。

（1）能夠使生產(chǎn)中浪費現(xiàn)象得到有效緩解，在生產(chǎn)中的浪費主要在于材料與流程、材料與工藝、人員與人員以及組織與組織之間，大數(shù)據(jù)通過對歷史工時、原材料數(shù)據(jù)、返工數(shù)據(jù)、流程管理配合度等數(shù)據(jù)的預測分析促使這類成本問題得到有效解決。

（2）能夠改善船舶制造業(yè)在環(huán)保以及安全方面的問題，對于船舶制造而言，在生產(chǎn)過程中，一定會產(chǎn)生安全問題以及危險問題，并且船舶制造工業(yè)屬于重工業(yè)，與輕工業(yè)相比，其在此方面的問題更為嚴重，借助大數(shù)據(jù)技術能進行監(jiān)控及預測生產(chǎn)過程中可能出現(xiàn)的安全問題，并為企業(yè)提供有效的解決措施。大數(shù)據(jù)更可以對供應商、產(chǎn)品部件質(zhì)量、涂裝壽命等進行精準的分析預測，選擇合適的零部件及材料并在零部件需要維護的最佳時機給出建議，以達到成本品質(zhì)信譽多贏的目的。

（3）對于大數(shù)據(jù)而言，其能夠按照實際生產(chǎn)狀況，實現(xiàn)系統(tǒng)自我調(diào)整的目的，進而避免船廠在決策方面的失誤。

（4）為人工智能設備不斷優(yōu)化算法，提高整個生產(chǎn)效率、避免管理失誤。

（5）通過對航海業(yè)的數(shù)據(jù)爬取或者對船舶傳感器產(chǎn)生的數(shù)據(jù)分析預測航海業(yè)的發(fā)展趨勢，實現(xiàn)營銷、制造、用戶需求以及產(chǎn)品設計等方面的配合，為船舶制造業(yè)在接取新訂單、發(fā)展新船型等方面指明方向。

我國船舶制造業(yè)，每時每刻都在形成工業(yè)數(shù)據(jù)，通過積累，其數(shù)量十分龐大。對于這一條件應該進行充分利用，對管理思路進行創(chuàng)新，對產(chǎn)業(yè)生態(tài)進行重構，對船舶制造在全球產(chǎn)業(yè)鏈分工的地位，借助大數(shù)據(jù)對管理水平以及產(chǎn)品質(zhì)量進行有效提升，進而達到彌補人員素質(zhì)所帶來的問題，有效補齊落后短板，并以此為基礎，對工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)以及智能制造在船舶制造中的應用進行強化，爭取在新時代中完成換軌超車目標。

2.2 ?大數(shù)據(jù)平臺逐步發(fā)展成為船舶制造業(yè)的新標配

當前，船舶制造業(yè)在設計平臺以及建造平臺等方面存在一定差異，數(shù)據(jù)標準存在缺少統(tǒng)一性，并且統(tǒng)計模式較為渙散，基于此種狀態(tài)大量數(shù)據(jù)被分割，導致其流散在企業(yè)、機構的閉環(huán)中，并未形成大數(shù)據(jù)，主要是由于多數(shù)據(jù)不能等同于大數(shù)據(jù)[6]。與傳統(tǒng)船舶制造中的研發(fā)設計以及制造過程的數(shù)據(jù)管理相比，其打算將數(shù)據(jù)管理與服務變?yōu)橐粋€新標準以及新市場，其處在配件企業(yè)、船廠、設計所以及貿(mào)易商等各個行業(yè)的上下游交匯點的問題，在每時每刻均會制造紛繁、龐大的易用、統(tǒng)一的數(shù)據(jù)。

大數(shù)據(jù)的應用方案總體構架主要劃分成5個層次，如圖1所示。

其中，數(shù)據(jù)獲取層，涵蓋人工采集數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡采集數(shù)據(jù)以及信息系統(tǒng)與傳感器等自動生成數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)儲存層，借助分布式文件系統(tǒng)、集群應用以及網(wǎng)絡技術等功能實現(xiàn)數(shù)據(jù)分布式儲存，同時，對外提供業(yè)務訪問以及數(shù)據(jù)儲存功能等。云計算平臺中，共享的信息資源以及硬件資源等，可以根據(jù)實際需求向計算機以及其他設備進行分享。對于大數(shù)據(jù)分析平臺可以借助數(shù)據(jù)質(zhì)量、數(shù)據(jù)管理、挖掘算法、語義引擎以及預測分析等，對數(shù)據(jù)潛在價值進行有效挖掘。應用平臺層，借助互聯(lián)網(wǎng)技術實現(xiàn)對船舶制造業(yè)的改造工作，構建研發(fā)設計以及智能制造的網(wǎng)絡化服務平臺。用戶層涵蓋造船企業(yè)以及船舶監(jiān)管單位等與船舶制造業(yè)相關利益方。

從中能夠輕易發(fā)現(xiàn)，借助建立大數(shù)據(jù)平臺，能夠在設計概念、制造過程等方面，對整個設計、生產(chǎn)等過程，提供有力支持，進而促使生產(chǎn)效率得到提升，達到效益最大化的目的，并且船舶制造業(yè)在獨特問題方面將會得到有效的解決措施，發(fā)現(xiàn)、挖掘新船型，促使產(chǎn)業(yè)價值得到進一步提升，這將是提升產(chǎn)業(yè)競爭力以及利潤率的重要手段。甚至在未來發(fā)展中，大數(shù)據(jù)平臺將會成為所有企業(yè)的標準配置，形成船舶制造業(yè)+金融+互聯(lián)網(wǎng)+其他領域的商業(yè)新模式。

2.3 ?借助大數(shù)據(jù)強化船舶制造業(yè)產(chǎn)業(yè)聯(lián)合以及聚集

當前我國船廠數(shù)量龐大，規(guī)模不一，在行業(yè)之中還沒有形成有效聯(lián)合以及聚集，主要原因在于對設計、制造以及規(guī)范等制造技術的大數(shù)據(jù)，生產(chǎn)中的精準控制、運行優(yōu)化以及設備故障預測的大數(shù)據(jù)，全球生產(chǎn)規(guī)模以及生產(chǎn)率等方面的大數(shù)據(jù)缺少掌握能力。在缺失技術數(shù)據(jù)的情況下，一些船廠只能進行中低附加值的船舶制造;缺失生產(chǎn)中的數(shù)據(jù)，致使一些船廠制造質(zhì)量無法達到要求，重復返工甚至面臨高額罰款;缺失生產(chǎn)要素數(shù)據(jù)，致使其錯失良機、盲目生產(chǎn)。因此，利用大數(shù)據(jù)平臺實現(xiàn)船舶制造企業(yè)在數(shù)據(jù)及信息方面的聯(lián)合以及聚集顯得尤為重要。

3 ? ?結語

綜上所述，在信息技術深入以及廣泛的應用影響下，船舶制造業(yè)在研發(fā)設計以及生產(chǎn)制造等方面，對大數(shù)據(jù)技術產(chǎn)生了需求。對于其實際需求，本文對其在設計、制造等方面的應用現(xiàn)狀進行了闡述，并對大數(shù)據(jù)技術在船舶制造業(yè)發(fā)展中的作用進行了說明，同時，其在大數(shù)據(jù)技術應用中的指出不足，對其進行進一步研究以及驗證。同時，闡述了大數(shù)據(jù)技術的應用前景，能夠幫助船舶制造業(yè)得到進一步發(fā)展。

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