數(shù)字化造船與現(xiàn)代造船模式分析

張孟秋

摘 要：在制造強(qiáng)國(guó)理念的引導(dǎo)之下，我國(guó)傳統(tǒng)制造業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)正在不斷進(jìn)行中。船舶制造作為我國(guó)制造業(yè)十大戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)之一，它的高質(zhì)量發(fā)展對(duì)于我國(guó)的經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型和發(fā)展戰(zhàn)略安全意義重大。筆者在對(duì)我國(guó)現(xiàn)有造船模式進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合時(shí)代發(fā)展形勢(shì)，分析了現(xiàn)代造船模式的新要求和新內(nèi)容，并以數(shù)字化造船作為促進(jìn)船舶制造行業(yè)發(fā)展轉(zhuǎn)型的主要手段，論述了數(shù)字化造船內(nèi)涵及其與現(xiàn)代造船模式之間相輔相成的關(guān)系，分析了數(shù)字化造船系統(tǒng)的構(gòu)建。希望本文的論述能夠捋順我國(guó)造船行業(yè)發(fā)展脈絡(luò)，從而為促進(jìn)我國(guó)制造業(yè)轉(zhuǎn)型貢獻(xiàn)更多力量。

關(guān)鍵詞：造船模式;數(shù)字化造船;內(nèi)涵;關(guān)系;系統(tǒng)構(gòu)建

改革開放四十年的砥礪奮進(jìn)中，我國(guó)制造業(yè)不斷修煉內(nèi)功，從弱轉(zhuǎn)強(qiáng)，我國(guó)目前已經(jīng)成為制造業(yè)第一大國(guó)。中央經(jīng)濟(jì)工作會(huì)議將“推動(dòng)制造業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展”列為2019年七項(xiàng)重點(diǎn)任務(wù)的第一項(xiàng)，表現(xiàn)出了我國(guó)由“制造大國(guó)”向“制造強(qiáng)國(guó)”、“中國(guó)制造”向“中國(guó)創(chuàng)造”轉(zhuǎn)型升級(jí)的強(qiáng)烈訴求。高技術(shù)船舶制造，名列我國(guó)制造十大戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)之中，政策傾斜的優(yōu)勢(shì)及新的技術(shù)路線的實(shí)施，已然為傳統(tǒng)船舶制造業(yè)的發(fā)展提供了新的發(fā)展契機(jī)。筆者認(rèn)為，船舶制造行業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)，不僅是要實(shí)現(xiàn)自身業(yè)務(wù)由量變到質(zhì)變的跨越，更要賦能行業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，帶動(dòng)行業(yè)全鏈條共享增值，為此，筆者對(duì)現(xiàn)代化造船模式及數(shù)字化造船進(jìn)行了相關(guān)分析，希望帶動(dòng)智能制造在船舶制造業(yè)中的全面展開[1]。

一、我國(guó)造船模式概況

我國(guó)造船的歷史悠久，但是由于內(nèi)外因的綜合作用，在過去的幾十年、甚至幾百年間，我國(guó)的船舶制造業(yè)發(fā)展緩慢，遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于世界其他發(fā)達(dá)國(guó)家。自上世紀(jì)90年代以來(lái)，我國(guó)重視制造業(yè)發(fā)展，著手推動(dòng)現(xiàn)代造船模式，我國(guó)的造船技術(shù)和造船水平得到了明顯的提升，但是放眼全球，我國(guó)造船模式與國(guó)際先進(jìn)水平相比，不論是資源利用率、生產(chǎn)效率還是造船的利潤(rùn)率都存在較大差距，我國(guó)造船模式的粗放性仍舊沒有得到根本上的解決[2]。

（一）船舶制造中的計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)與控制不足，資源利用率低

就目前而言，我國(guó)船舶制造業(yè)中的計(jì)算機(jī)技術(shù)利用水平不高，在數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、設(shè)計(jì)分析、質(zhì)量控制等方面的等工作中，不能全面使用計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)，不論是生產(chǎn)日程的擬定、計(jì)劃進(jìn)度的模擬還是生產(chǎn)實(shí)際中的節(jié)點(diǎn)控制工作都不夠智能，這就導(dǎo)致我國(guó)船舶制造業(yè)的生產(chǎn)效能不高。此外，在船舶設(shè)計(jì)和生產(chǎn)過程當(dāng)中，對(duì)于資源的統(tǒng)籌兼顧能力不足，生產(chǎn)車間以及班組設(shè)置中，對(duì)于時(shí)間的安排不夠緊密，工種的設(shè)置也不夠合理，生產(chǎn)中資源的復(fù)合利用能力不足，各方面的協(xié)調(diào)性差，資源的利用率低。

（二）造船模式的全過程精細(xì)化管理不足，利潤(rùn)率不高

目前我國(guó)船舶制造業(yè)中的管理水平亟待提升，船舶設(shè)計(jì)、生產(chǎn)管理中的精細(xì)化嚴(yán)重不足，基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的不精確使得成本分析、工時(shí)消耗、進(jìn)度控制工作中存在著大量的誤差;而對(duì)于庫(kù)存管理的不足，也經(jīng)常造成生產(chǎn)過剩以及供貨不及時(shí)現(xiàn)象，這也會(huì)給船舶制造企業(yè)帶來(lái)一定的經(jīng)濟(jì)損失，進(jìn)而影響其穩(wěn)定發(fā)展。

二、現(xiàn)代化的造船模式分析

現(xiàn)代化的造船模式，是以計(jì)算機(jī)技術(shù)和數(shù)字化管理為基礎(chǔ)、以統(tǒng)籌優(yōu)化的管理理念、以中間產(chǎn)品的組織生產(chǎn)為基本特征的總裝造船模式，現(xiàn)代化的造船模式強(qiáng)調(diào)對(duì)傳統(tǒng)體制與模式的改革，力求實(shí)現(xiàn)工作管理的精細(xì)化、生產(chǎn)技術(shù)的創(chuàng)新化以及管理模式的現(xiàn)代化，從而促進(jìn)造船生產(chǎn)效率以及生產(chǎn)效益的提升[3]。

建立現(xiàn)代化的造船模式，已經(jīng)成為推動(dòng)我國(guó)船舶制造業(yè)向前發(fā)展的必然要求，只有實(shí)現(xiàn)對(duì)物資、資金、信息、人才、設(shè)備、場(chǎng)地的綜合合理利用，才能在世界造船能力趨于飽和、生產(chǎn)材料設(shè)備價(jià)格飛漲的今天，為我國(guó)造船業(yè)爭(zhēng)得一席之地，從而為順利實(shí)現(xiàn)“制造強(qiáng)國(guó)”的發(fā)展規(guī)劃。建立現(xiàn)代化的造船模式，強(qiáng)調(diào)完整的船舶制造體系的整合與集成，要求跳出傳統(tǒng)局限在技術(shù)層面上的單項(xiàng)推進(jìn)模式，以體制、機(jī)制、技術(shù)、管理多個(gè)層面的創(chuàng)新和突破，根據(jù)企業(yè)發(fā)展實(shí)際情況，改變過去“大而全”“小而全”的企業(yè)發(fā)展模式，以總裝化造船打造現(xiàn)代化裝配工廠，從而實(shí)現(xiàn)有效分工和分道生產(chǎn)，以此取得改革的實(shí)效。

三、數(shù)字化造船內(nèi)涵及其與建立現(xiàn)代化造船模式的關(guān)系

（一）數(shù)字化造船

所謂數(shù)字化造船，其最大程度地強(qiáng)調(diào)了知識(shí)、信息在造船過程中的重要性，以數(shù)字化模擬仿真技術(shù)為基礎(chǔ)，通過對(duì)船舶制造全過程化的模擬，實(shí)現(xiàn)對(duì)船舶產(chǎn)品開發(fā)、設(shè)計(jì)、制造、管理、決策、經(jīng)營(yíng)全過程的資源合理化配置，從而提高生產(chǎn)效率和利潤(rùn)，以快速化的反應(yīng)機(jī)制，贏得更加廣闊的商品市場(chǎng)。數(shù)字化造船是未來(lái)我國(guó)船舶制造業(yè)的主要發(fā)展方向，要想深入了解數(shù)字化造船的內(nèi)涵，我們需要對(duì)數(shù)字造船工作過程進(jìn)行三個(gè)內(nèi)容方面的細(xì)分：船舶設(shè)計(jì)的數(shù)字化、建造的數(shù)字化、控制管理的數(shù)字化。

1.船舶設(shè)計(jì)數(shù)字化

設(shè)計(jì)數(shù)字化，就是指在船舶設(shè)計(jì)過程當(dāng)中，充分利用CAD、CAE、PDM、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)等現(xiàn)代化技術(shù)輔助船舶設(shè)計(jì)中的繪圖、結(jié)構(gòu)分析等工作，從而最直觀地展現(xiàn)船舶產(chǎn)品的設(shè)計(jì)理念和設(shè)計(jì)形式，以此快速判斷其準(zhǔn)確性與合理性，從而減少設(shè)計(jì)中的缺陷，縮短產(chǎn)品開發(fā)周期，以數(shù)字化的設(shè)計(jì)方法，促進(jìn)船舶制造企業(yè)產(chǎn)品研發(fā)能力的提升。

2.船舶建造數(shù)字化

船舶建造的數(shù)字化，就是指以現(xiàn)代化的信息技術(shù)和數(shù)據(jù)應(yīng)用技術(shù)對(duì)船舶生產(chǎn)的全過程進(jìn)行智能化、自動(dòng)化控制，并依托于數(shù)字化的生產(chǎn)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)船舶加工與裝配的自動(dòng)化和精密化，從而顯著提高船舶生產(chǎn)企業(yè)的自動(dòng)化水平和產(chǎn)品生產(chǎn)效率[4]。

3.控制管理數(shù)字化

精細(xì)化的企業(yè)管理，是實(shí)現(xiàn)船舶制造業(yè)發(fā)展水平提升的關(guān)鍵，將數(shù)字化理念引入到船舶企業(yè)日常管理當(dāng)中，基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和信息技術(shù)實(shí)現(xiàn)供應(yīng)鏈管理與客戶關(guān)系管理通路的構(gòu)建，提升造船企業(yè)決策經(jīng)營(yíng)的科學(xué)性、合理性和可靠性，以此統(tǒng)籌優(yōu)化企業(yè)內(nèi)外部資源，使造船企業(yè)管理趨向現(xiàn)代化。

（二）數(shù)字化造船與建立現(xiàn)代化造船模式的關(guān)系

數(shù)字化造船與建立現(xiàn)代化造船模式是相輔相成的關(guān)系。首先，數(shù)字化造船的實(shí)現(xiàn)必須與現(xiàn)代造船模式的建立為基礎(chǔ)，船舶制造業(yè)通常規(guī)模龐大且環(huán)節(jié)復(fù)雜，各類主體在一個(gè)系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行合作，一旦出現(xiàn)內(nèi)部信息不暢、互動(dòng)不夠及時(shí)的“信息孤島”狀態(tài)，就極容易導(dǎo)致生產(chǎn)效率的降低，造成資金和資源的浪費(fèi)。建立現(xiàn)代化的造船模式，以信息化數(shù)字平臺(tái)的建立不斷捋順生產(chǎn)流程以及生產(chǎn)主體之間的關(guān)系，從而變傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)型主導(dǎo)的管理模式為以真實(shí)數(shù)據(jù)和先進(jìn)理念為基礎(chǔ)的科學(xué)管理模式[5]。其次，發(fā)展現(xiàn)代化造船模式必須大力推進(jìn)數(shù)字化造船。要想建立現(xiàn)代化的造船模式，就必須對(duì)傳統(tǒng)的船舶設(shè)計(jì)模式、生產(chǎn)模式和管理模式進(jìn)行創(chuàng)新，需要對(duì)傳統(tǒng)造船業(yè)基礎(chǔ)進(jìn)行變革，將這些創(chuàng)新與變革落到實(shí)處，就體現(xiàn)為船舶生產(chǎn)全過程的數(shù)字化，即數(shù)字化造船。以數(shù)字化造船產(chǎn)品價(jià)值為先導(dǎo)，能夠有效推動(dòng)整個(gè)生產(chǎn)理念、生產(chǎn)過程、經(jīng)營(yíng)模式的數(shù)字化，從而形成高效合理的現(xiàn)代化造船模式。

四、數(shù)字化造船的系統(tǒng)的構(gòu)建

數(shù)字化造船的實(shí)現(xiàn)，必須依靠數(shù)字化造船的關(guān)鍵技術(shù)以及造船系統(tǒng)的構(gòu)建，為此，在船舶制造業(yè)的發(fā)展過程當(dāng)中，我們務(wù)必要妥善處理包括數(shù)字化造船系統(tǒng)體系、數(shù)字化設(shè)計(jì)制造系統(tǒng)、生產(chǎn)管理系統(tǒng)、數(shù)字化造船系統(tǒng)平臺(tái)搭建過程中的種種問題，促進(jìn)先進(jìn)制造技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與現(xiàn)代造船模式的交叉、融合、發(fā)展與應(yīng)用，以數(shù)字化樣船技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)、船舶建造仿真技術(shù)與評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)、信息集成與異地協(xié)同技術(shù)、造船系統(tǒng)過程控制與管理技術(shù)及標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展及確定，促進(jìn)實(shí)現(xiàn)船舶設(shè)計(jì)方法、設(shè)備的創(chuàng)新、造船企業(yè)管理模式的創(chuàng)新，并以產(chǎn)品生產(chǎn)全過程的智能化控制和企業(yè)決策管理的信息化模式，促使造船企業(yè)內(nèi)部的信息集成、功能集成和過程集成，從而達(dá)成對(duì)于船舶產(chǎn)品的全生命周期的精細(xì)化管理與服務(wù)[6]。

五、結(jié)語(yǔ)

2019年七項(xiàng)重點(diǎn)任務(wù)指出“要推動(dòng)先進(jìn)制造業(yè)和現(xiàn)代服務(wù)業(yè)深度融合，堅(jiān)定不移建設(shè)制造強(qiáng)國(guó)，增強(qiáng)制造業(yè)技術(shù)創(chuàng)新能力，構(gòu)建開放、協(xié)同、高效的共性技術(shù)研發(fā)平臺(tái)，同時(shí)要加強(qiáng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)和運(yùn)用，形成有效的創(chuàng)新激勵(lì)機(jī)制”，這是中國(guó)船舶制造業(yè)的新的發(fā)展方向[7]。面對(duì)世界造船業(yè)“數(shù)字化”的高層次發(fā)展階段，中國(guó)船舶制造企業(yè)必須正確認(rèn)識(shí)自身使命，牢牢抓住時(shí)代機(jī)遇，努力推進(jìn)數(shù)字化造船使命和現(xiàn)代造船模式的建設(shè)，從而構(gòu)建出更加科學(xué)的制造業(yè)發(fā)展體系，為制造強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略目標(biāo)的達(dá)成貢獻(xiàn)應(yīng)有力量。

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