船舶：向價(jià)值鏈產(chǎn)業(yè)鏈高端躍升

管桐

數(shù)字孿生技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用，有效提升產(chǎn)品質(zhì)量，提高用戶體驗(yàn)，增熱企業(yè)收益

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)在船舶行業(yè)的應(yīng)用推廣，有利于提升船舶制造整體配套服務(wù)水平

船舶行業(yè)屬于勞動(dòng)密集、資金密集、技術(shù)密集的離散制造業(yè)，具備零件數(shù)量多、生命周期長、資本投入大、技術(shù)要求高等典型特征，正面臨接單難、交船難、融資難等痛點(diǎn)。江南造船、黃埔文沖、滬東中華等企業(yè)以網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同和服務(wù)化延伸為切人點(diǎn)，從設(shè)計(jì)協(xié)同化、制造智能化、管理精益化、融資在線化、產(chǎn)品服務(wù)化等方向進(jìn)行數(shù)字化轉(zhuǎn)型。

研發(fā)開始向

無縫設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)變

（一）研發(fā)設(shè)計(jì)由獨(dú)立設(shè)計(jì)向無縫設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)變

船舶行業(yè)研發(fā)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)復(fù)雜，涉及數(shù)十個(gè)專業(yè)分工。傳統(tǒng)船舶行業(yè)使用獨(dú)立設(shè)計(jì)模式，在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)聯(lián)通、跨專業(yè)對接、設(shè)計(jì)模型變更等方面存在數(shù)據(jù)交流不暢、企業(yè)協(xié)同水平不足等問題。隨著業(yè)內(nèi)無縫設(shè)計(jì)模式的應(yīng)用推廣，基于MBD理念使用唯一數(shù)據(jù)源進(jìn)行屬性標(biāo)注，有利于統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，改善數(shù)據(jù)差異問題，打破研發(fā)設(shè)計(jì)的空間、時(shí)間、組織限制，降低跨專業(yè)、跨部門、跨企業(yè)協(xié)同研發(fā)設(shè)計(jì)門檻。

（二）生產(chǎn)制造由數(shù)字化向智能化轉(zhuǎn)變

船舶構(gòu)造復(fù)雜精密，大型豪華游輪零件數(shù)量超過2500萬個(gè)，對制造工藝、工序的要求較高。在傳統(tǒng)船舶生產(chǎn)制造過程中，零部件加工需大量人力，不利于保障產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性，整體質(zhì)量管控成本較大。隨著數(shù)字孿生技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用，助力船舶企業(yè)依據(jù)統(tǒng)一模型、統(tǒng)一數(shù)據(jù)源進(jìn)行生產(chǎn)制造，解決CAD到CAM的集成問題，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程可預(yù)測、可調(diào)整、可追溯，有效提升產(chǎn)品質(zhì)量，提高用戶體驗(yàn)，增加企業(yè)收益。

（三）供應(yīng)鏈管理由重經(jīng)驗(yàn)向重需求轉(zhuǎn)變

在傳統(tǒng)船舶產(chǎn)業(yè)鏈管理體系中，船舶配套、船舶建造、貨物生產(chǎn)運(yùn)輸、航運(yùn)市場等環(huán)節(jié)的運(yùn)營都是獨(dú)立的、單向的，無法針對需求動(dòng)態(tài)調(diào)整，缺乏供應(yīng)鏈成本優(yōu)化及納期有效控制。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)聚焦人、傳感器、生產(chǎn)設(shè)備和庫房、物流等節(jié)點(diǎn)的互聯(lián)互通，打破數(shù)據(jù)、知識(shí)、能力、成本等束縛，推動(dòng)供需雙方相關(guān)數(shù)據(jù)互聯(lián)互通，以信息流加速物流、資金流、技術(shù)流有效流動(dòng)，加快經(jīng)驗(yàn)導(dǎo)向到需求導(dǎo)向的模式轉(zhuǎn)變，推動(dòng)船舶制造企業(yè)向價(jià)值鏈、產(chǎn)業(yè)鏈高端躍升。

（四）發(fā)展模式由賣產(chǎn)品向賣配套服務(wù)轉(zhuǎn)變

目前，全球船舶運(yùn)力和制造能力存在過剩現(xiàn)象，造船市場需求出現(xiàn)結(jié)構(gòu)性不足，散貨船等常規(guī)船型需求乏力，高技術(shù)船舶和海洋工程高端裝備需求旺盛，傳統(tǒng)船舶制造業(yè)，依靠生產(chǎn)要素投入和廉價(jià)勞動(dòng)力轉(zhuǎn)化的盈利模式難以為繼。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)在船舶行業(yè)的應(yīng)用推廣，有利于提升船舶制造整體配套服務(wù)水平，打造“船舶+智能系統(tǒng)+配套服務(wù)”的整體產(chǎn)品方案，提高用戶黏性，構(gòu)建技術(shù)迭代升級(jí)、用戶體驗(yàn)友好的新型船舶工業(yè)服務(wù)體系。

在數(shù)字空間模擬制造過程

降低生產(chǎn)錯(cuò)誤率

（一）基于三維模型的協(xié)同設(shè)計(jì)

一是數(shù)字孿生仿真。在賽博空間對船舶模型進(jìn)行碰撞仿真、結(jié)構(gòu)仿真和流體仿真等測試，縮短產(chǎn)品研發(fā)周期。二是并行協(xié)同設(shè)計(jì)。船舶企業(yè)可應(yīng)用工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)集成船舶數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)設(shè)計(jì)工作協(xié)同進(jìn)行，提高研發(fā)效率。三是工藝設(shè)計(jì)優(yōu)化。在數(shù)字空間模擬加工、焊接與組裝等制造過程，降低生產(chǎn)錯(cuò)誤率。

（二）基于CPS的智能制造

一是關(guān)鍵生產(chǎn)環(huán)節(jié)的裝備自動(dòng)化，依托工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)控制智能機(jī)器人開展生產(chǎn)流程，降低人力成本。二是造船廠域生產(chǎn)要素的泛在互聯(lián)。建立狀態(tài)采集與控制網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)核心生產(chǎn)要素的泛在互聯(lián)。四是基于數(shù)字孿生車間的智能管控。構(gòu)建邏輯模型，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程動(dòng)態(tài)分析、決策與調(diào)度。

（三）供應(yīng)鏈協(xié)同

一是供應(yīng)鏈管理。通過工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)進(jìn)行船舶配套資材、供應(yīng)商、資材配送等精益化管理，保障供應(yīng)鏈配套均衡、有序，有效提高物流周轉(zhuǎn)效率。二是供應(yīng)鏈金融。通過工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)進(jìn)行融資租賃，將資產(chǎn)由流動(dòng)性較差的固定資產(chǎn)向流動(dòng)性最強(qiáng)的現(xiàn)金資產(chǎn)轉(zhuǎn)變，改善企業(yè)現(xiàn)金流，降低企業(yè)融資成本，優(yōu)化公司資本結(jié)構(gòu)。

（四）服務(wù)化延伸

一是船舶節(jié)能運(yùn)營。將智能檢測設(shè)備連接工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)能耗查詢、分析、統(tǒng)計(jì)和管理等功能，減少海運(yùn)碳排放量，降低船舶運(yùn)營成本。二是航路智能規(guī)劃。搭建網(wǎng)絡(luò)鏈路，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的互通與共享。實(shí)現(xiàn)開闊水域輔助駕駛，提高了船舶航行安全。三是設(shè)備預(yù)測維護(hù)。使用大數(shù)據(jù)技術(shù)預(yù)測狀態(tài)發(fā)展趨勢和剩余壽命，并采用合理的維修或維護(hù)保障措施。

推動(dòng)邊云協(xié)同

促進(jìn)數(shù)據(jù)流動(dòng)

（一）夯實(shí)技術(shù)基礎(chǔ)，建設(shè)數(shù)據(jù)流動(dòng)快車道

一是推動(dòng)新一代信息技術(shù)應(yīng)用，加快大數(shù)據(jù)、虛擬仿真、系統(tǒng)協(xié)同、人工智能等技術(shù)協(xié)同，打破數(shù)據(jù)僅在本地計(jì)算機(jī)、局域網(wǎng)流動(dòng)的范圍限制。二是加大船舶智能制造總體技術(shù)、工藝設(shè)計(jì)、智能管控、智能決策等技術(shù)的研發(fā)投入力度，聚焦數(shù)據(jù)的搜集、積累，并加快相關(guān)知識(shí)轉(zhuǎn)化，指導(dǎo)產(chǎn)品生產(chǎn)制造。三是加快船舶行業(yè)知識(shí)沉淀、封裝、固化，打造數(shù)字中臺(tái)，構(gòu)建船舶行業(yè)工業(yè)軟件支撐體系，通過加快數(shù)據(jù)自由流動(dòng)有效解決行業(yè)問題。

（二）推動(dòng)邊云協(xié)同，打通生產(chǎn)現(xiàn)場數(shù)據(jù)瓶頸

一是核心產(chǎn)線智能改造，依托邊緣智能計(jì)算、大數(shù)據(jù)分析，實(shí)現(xiàn)云對邊智能控制，縮短核心零部件制造周期，有效降低不良品率，提升生產(chǎn)效率。二是生產(chǎn)計(jì)劃動(dòng)態(tài)調(diào)整，實(shí)時(shí)監(jiān)控現(xiàn)場狀態(tài)參數(shù)，在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)綜合分析場地、設(shè)備、人員等數(shù)據(jù)，制定負(fù)荷均衡的作業(yè)計(jì)劃。三是生產(chǎn)模式組織優(yōu)化，借助大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)，保障制造流程精益化、實(shí)時(shí)化和生產(chǎn)節(jié)拍的有序、流暢，降低制造成本。

（三）優(yōu)化供應(yīng)鏈配套，提高上下游信息共享水平

一是依托工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)加強(qiáng)上下游企業(yè)生產(chǎn)需求計(jì)劃的對接，減少交期提前或拖期現(xiàn)象。二是建立云端數(shù)字化庫存管理機(jī)制，逐步推廣“需求拉動(dòng)計(jì)劃、倉儲(chǔ)動(dòng)態(tài)調(diào)整”的自由型庫存控制模式，三是布局基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的供應(yīng)鏈金融，著力解決墊資、交付延期、訂單取消等因素引起的資金鏈斷裂問題。