船廠數(shù)字化，滿足需求才是硬道理
—— 訪江南造船（集團(tuán)）有限責(zé)任公司科技委主任胡可一

本刊記者 薛龍玉

2019年全國(guó)“兩會(huì)”，時(shí)任中國(guó)船舶集團(tuán)旗下江南造船（集團(tuán)）有限責(zé)任公司總工程師胡可一提交了《以智能制造增強(qiáng)核心競(jìng)爭(zhēng)力推進(jìn)海洋裝備業(yè)高質(zhì)量發(fā)展》的提案，對(duì)智能制造的相關(guān)問題進(jìn)行了深度思考。而一年多來，胡可一對(duì)智能制造又有了哪些新的思考與認(rèn)識(shí)？

記者：請(qǐng)您結(jié)合江南造船情況，談?wù)勀壳爸袊?guó)造船業(yè)智能制造技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀。

胡可一：從純粹的制造技術(shù)講，造船行業(yè)有其特殊性，因造船部件較大，要完全用機(jī)械自動(dòng)化設(shè)備去移動(dòng)或操縱，有一定難度。目前主要停留在制造零部件的階段，如智能化焊接，分段對(duì)接等，批量生產(chǎn)相對(duì)困難。因此，與其他行業(yè)相比，造船行業(yè)的智能制造相對(duì)滯后。

但智能制造不能簡(jiǎn)單地理解為制造技術(shù)，它是一個(gè)整體的技術(shù)發(fā)展過程，要經(jīng)過前期的三維設(shè)計(jì)，到應(yīng)用三維模型作為一個(gè)單一數(shù)據(jù)源，再往后階段延伸。雖然船舶行業(yè)智能制造技術(shù)應(yīng)用相對(duì)滯后，但會(huì)一直向前發(fā)展，其中關(guān)鍵一環(huán)便是單一數(shù)據(jù)源概念。這里需要強(qiáng)調(diào)的是“單一數(shù)據(jù)源”不是只有一個(gè)數(shù)據(jù)源，而是必須有一個(gè)可信賴的數(shù)據(jù)源（Single Source of Truth），這在智能制造和協(xié)同設(shè)計(jì)過程中十分關(guān)鍵。

這一概念在航空領(lǐng)域已有應(yīng)用，目前逐步應(yīng)用到造船領(lǐng)域。前面講過，造船行業(yè)有其特殊性，無法像汽車行業(yè)一樣，制造完成后再去試駕看有什么問題，因此智能化造船需要有電子模型，即船東在造船前便能直觀地知道船舶的樣子，我們稱之為電子樣船，簡(jiǎn)稱叫DMU（Digital Mock—Up），這是反映被制造產(chǎn)品的一種數(shù)據(jù)。單一數(shù)據(jù)源是在整個(gè)設(shè)計(jì)和建造過程中，逐步形成一套不斷完善的數(shù)據(jù)，形式可能是數(shù)據(jù)庫(kù)、三維電子模型或DMU電子樣船。因此可以說，單一數(shù)據(jù)源是智能制造的核心和基礎(chǔ)。從打基礎(chǔ)的角度來講，智能造船就是要先從三維設(shè)計(jì)和單一數(shù)據(jù)源去著手解決問題。

江南造船通過近五年的努力，在上述兩方面取得了一些進(jìn)展，在前期三維模型的應(yīng)用方面，江南造船走得相對(duì)快一點(diǎn)，領(lǐng)先一點(diǎn)。但是從制造層面來講，南通中遠(yuǎn)川崎、外高橋、大船重工等很多船廠都在沿著這個(gè)方向走。從大方向來看，大家基本上是一致的，即提高生產(chǎn)率、用機(jī)器代替人力、提高質(zhì)量等。我相信隨著后面智能制造技術(shù)的發(fā)展，我們會(huì)逐步拓展應(yīng)用。

記者：今年是實(shí)施《推進(jìn)船舶總裝建造智能化轉(zhuǎn)型行動(dòng)計(jì)劃（2019-2021年）》的第二年，也是關(guān)鍵之年，對(duì)照行動(dòng)計(jì)劃還有哪些差距，主要問題或困難有哪些？

胡可一：該行動(dòng)計(jì)劃著眼于通過智能化、機(jī)械化的方式來替代傳統(tǒng)船廠的一些工種、工序，進(jìn)而提高效率和信息化水平，這對(duì)船廠的數(shù)字化轉(zhuǎn)型和可持續(xù)發(fā)展有重大現(xiàn)實(shí)意義，也很接地氣。目前，江南造船已完成首條數(shù)字化部件生產(chǎn)線，并開始實(shí)施數(shù)字化工廠，未來前景可期。

從整個(gè)行業(yè)來看，目前多數(shù)造船廠與行動(dòng)計(jì)劃目標(biāo)尚有差距。計(jì)劃中提到的切割、成型、焊接、涂裝等工種或可做到智能化，但對(duì)于室外進(jìn)行的分段合攏等大件工序，智能化實(shí)現(xiàn)起來還面臨一些困難，但不排除一些自動(dòng)化輔助工具、輔助化管理系統(tǒng)能夠順利推進(jìn)。行動(dòng)計(jì)劃中提到了推進(jìn)全三維設(shè)計(jì)、智能車間等江南造船已在部署中。其中，生產(chǎn)管理一體化信息集成可以說抓到了造船廠的關(guān)鍵短板，對(duì)造船廠的發(fā)展是一個(gè)巨大推力。

說到困難，其實(shí)指向了造船企業(yè)的一個(gè)共性特點(diǎn)：?jiǎn)渭∨俊⒐ぜ?、外?chǎng)作業(yè)。這種特點(diǎn)一直都存在，并不是說實(shí)施智能化生產(chǎn)，這些工件就能全部搬到房間內(nèi)完成，或把工件縮小，所以困難依然會(huì)存在。

記者：其他主要造船國(guó)家的智能制造技術(shù)應(yīng)用情況是怎樣的？

胡可一：主要造船國(guó)家，我們主要看亞洲和歐洲兩方面。亞洲方面，韓國(guó)船廠的船舶智能制造技術(shù)整體走在最前端，但其大型船廠與中小型船廠的整體質(zhì)量水平有較大差距。韓國(guó)一直在向更高的智能化方向發(fā)展，但其未必會(huì)把先進(jìn)技術(shù)向外界全部展示，他們的真實(shí)水平我們也難見全貌。日本船廠目前由于勞動(dòng)力問題市場(chǎng)份額在逐漸縮小，其智能化水平不高，管理水平很高。歐洲方面，很多歐洲造船廠將復(fù)雜曲面船體分包到羅馬尼亞、波蘭等東歐造船廠，通過將業(yè)務(wù)分包給人工便宜的地區(qū)來降低成本。

在談及行業(yè)發(fā)展時(shí)，有一個(gè)問題一定不能忽視，就是技術(shù)的自然發(fā)展。比如說，購(gòu)買一臺(tái)設(shè)備，后生產(chǎn)的這臺(tái)設(shè)備一定比上一代好，這就是技術(shù)的自然發(fā)展，不能將這一自然發(fā)展的因素撇開而單純思考智能化的發(fā)展。

記者：從總體來看，日韓船企的智能化水平是否比我們更具優(yōu)勢(shì)？

胡可一：行業(yè)里目前確實(shí)有一種比較流行的觀點(diǎn)，即日韓船廠智能化水平發(fā)展水平更高，因?yàn)樗麄兊脑齑俣瓤?，質(zhì)量高。正如我剛才講的，實(shí)際上很多日本船廠裝備沒我們好，卻也能造出高質(zhì)量的船舶。這是值得我們深度思考的問題。我認(rèn)為原因有兩個(gè)：一是軟實(shí)力建設(shè)，即管理規(guī)章制度、人員的認(rèn)真程度、敬業(yè)程度等，這些綜合起來也是決定產(chǎn)品的重要因素。二是工匠精神。的確，未來隨著智能化程度逐漸加深，可以通過人工智能模式給質(zhì)量把關(guān)，即便由普通人員操作，也能生產(chǎn)出好的產(chǎn)品。但不能否認(rèn)的是，工匠精神也可以彌補(bǔ)機(jī)器的缺陷，人的認(rèn)真程度和知識(shí)背景結(jié)合后也可做出比機(jī)器更有韻味的產(chǎn)品。而如何抉擇，就取決于未來需求。

記者：新冠肺炎疫情的發(fā)生和蔓延，對(duì)造船市場(chǎng)及整個(gè)供應(yīng)鏈造成了哪些影響？船廠該如何解決這些問題？

胡可一：現(xiàn)在的影響包括兩方面，一是由于供應(yīng)鏈?zhǔn)艿揭咔闆_擊，配套設(shè)備無法供應(yīng)，以及人員無法到崗。二是由于航運(yùn)形勢(shì)不好，船東能否按時(shí)接船也是問題。后疫情時(shí)代會(huì)發(fā)生哪些變化現(xiàn)在尚難判斷，未來局勢(shì)如何還要看全球疫情走勢(shì)。

談及疫情對(duì)造船市場(chǎng)及整個(gè)供應(yīng)鏈造成的影響，我想談一下船廠在供應(yīng)鏈中的角色問題。作為產(chǎn)業(yè)鏈的一個(gè)環(huán)節(jié)，造船廠必須為供應(yīng)鏈的協(xié)調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn)采取積極行動(dòng)，發(fā)揮積極作用，改善供應(yīng)鏈狀況。如特殊時(shí)期服務(wù)公司人員無法到位的情況造船廠要自己解決人手問題；中國(guó)目前全面復(fù)工了，可讓中國(guó)員工代替外籍服務(wù)工程師；外籍服務(wù)工程師可到崗的，由造船廠來承擔(dān)核酸檢驗(yàn)和隔離費(fèi)用等等諸如此類的情況，但確保供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn)是一個(gè)系統(tǒng)工程，需要相關(guān)各方同舟共濟(jì)、協(xié)調(diào)行動(dòng)。總之，造船廠發(fā)揮的作用是緩解供應(yīng)鏈的困境，但無法創(chuàng)造出新的需求來拯救供應(yīng)鏈。

記者：有觀點(diǎn)認(rèn)為，打造全生命周期數(shù)字化，可以有效解決傳統(tǒng)船舶供應(yīng)鏈轉(zhuǎn)型問題。對(duì)此您有什么看法？

胡可一：以目前全生命周期數(shù)字化的發(fā)展階段來看，無法有效解決傳統(tǒng)船舶供應(yīng)鏈轉(zhuǎn)型問題。所謂的全生命周期數(shù)字化，實(shí)際上就是上面提及的單一數(shù)據(jù)源。在使用單一數(shù)據(jù)源產(chǎn)生的數(shù)字模型與實(shí)船能夠百分百一致，那么，它便非常有意義。但如果不能百分百相同，那么，以單一數(shù)據(jù)源去解決問題就會(huì)產(chǎn)生一定的問題。舉例來講，買同一型號(hào)的兩輛車，它們的零部件可能來自不同的配套商，功能相同，但零件并不一樣。那么，我們就不能說他們完全的“孿生”。并且使用單一數(shù)據(jù)源的后期應(yīng)用難以保證不出現(xiàn)偏差。比如，某船需要維修，通過數(shù)字模型可看到維修情況，但現(xiàn)在缺少對(duì)應(yīng)的某種軟件。因此就算船舶修理完畢，具體維修細(xì)節(jié)依然無法在模型中呈現(xiàn)，那么這個(gè)數(shù)據(jù)源就不再是單一可信的數(shù)據(jù)源。另外，模型在輕量化過程無法確保其穩(wěn)定性。也就是說，在對(duì)單一數(shù)據(jù)源的維護(hù)與管理中，想要利用模型就要使其輕量化，因?yàn)榘凑赵O(shè)計(jì)的模型去使用過于繁重，或無法運(yùn)轉(zhuǎn)。輕量化將部分內(nèi)容保留，將部分內(nèi)容去掉，那么去掉一部分后該模型還是不是單一數(shù)據(jù)模型就未可知，這個(gè)問題非常復(fù)雜。最后，還有一個(gè)致命的問題，單一數(shù)據(jù)源在建造過程中會(huì)發(fā)生很多變化，需要不停地修改，那么由誰(shuí)去維護(hù)、檢查和修改？最后是否能保證它是真正的單一模型，保證它的質(zhì)量和真實(shí)程度，這也非常困難。所以全生命周期數(shù)字化不是不好，是很難實(shí)現(xiàn)，有很大負(fù)擔(dān)。現(xiàn)在所謂的理想化的數(shù)字模型跟船廠實(shí)際交付的數(shù)字模型之間還存在很大差距。

記者：您認(rèn)為船企在向數(shù)字化、智能化制造轉(zhuǎn)型時(shí)應(yīng)注意哪些問題？

胡可一：一是清晰定位、透徹分析和全面認(rèn)識(shí)船企自身能力。船企在向數(shù)字化與智能化制造轉(zhuǎn)型時(shí)，一定會(huì)遇到數(shù)字化系統(tǒng)與軟件的應(yīng)用，而這并不意味著購(gòu)買之后就能夠一勞永逸，后期維護(hù)也是需要不小的支出，如何去維護(hù)需要權(quán)衡清楚。二是船企要對(duì)轉(zhuǎn)型做到心中有數(shù)。沒有一個(gè)軟件或系統(tǒng)完全適合某個(gè)企業(yè)，都需要進(jìn)行二次開發(fā)，該項(xiàng)工作是由船企自己負(fù)責(zé)還是請(qǐng)第三方來運(yùn)營(yíng)也是要根據(jù)自身情況作出判斷。三是數(shù)字化轉(zhuǎn)型要符合自身實(shí)際。適合企業(yè)自身情況才是硬道理，并非完全自動(dòng)化就一定是好的。比如，一些用簡(jiǎn)單手工就能完成的工作，在人力資源充足的地方，則沒必要完全自動(dòng)化。因此，要對(duì)自身的短板和資金能力進(jìn)行分析，并列出清單，根據(jù)自身情況，逐個(gè)解決。比如，有的船廠最缺乏的是起重能力，如它能把分段從原來的50噸做到500噸，一艘船可能只要20吊就能下水，大大提高效率。對(duì)這些船廠而言，用智能制造來提高效率固然重要，但這時(shí)如果不改善起重能力，反而投入大量資金去擴(kuò)充部件生產(chǎn)自動(dòng)化，最終還是只能做50噸的分段，那么整體建造效率依然無法提高。所以向數(shù)字化、智能制造轉(zhuǎn)型時(shí)要量力而行并找準(zhǔn)自己的短板，而不是為轉(zhuǎn)型而轉(zhuǎn)型。

記者：江南造船5G智能制造創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室滿一周年，請(qǐng)您介紹一下情況。

胡可一：江南造船5G智能制造創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室設(shè)立的初衷是以5G手段解決通訊的及時(shí)性和響應(yīng)的效率問題。目前5G實(shí)驗(yàn)室已成為江南造船整體智能制造大計(jì)劃的重要組成部分。因?yàn)樵S多造船產(chǎn)品不能在現(xiàn)場(chǎng)直接生產(chǎn)，從前期的三維模型，再到后期的智能制造和智能化生產(chǎn)線，需要通過實(shí)驗(yàn)室來驗(yàn)證試驗(yàn)手段是否可靠，能否工程化實(shí)施及應(yīng)用到實(shí)際項(xiàng)目中去，這樣有效地避免了不必要的彎路。

記者：近年來，自主航行船舶發(fā)展很快，這是否會(huì)影響船舶設(shè)計(jì)理念？

胡可一：自主航行船舶，改變的是船的操作模式，而非船舶本身。當(dāng)然，船舶可能因?yàn)闊o人駕駛而發(fā)生形狀和操作模式上的改變，但這也是一個(gè)自然的改變過程，或者說是技術(shù)上的自然更迭，即便沒有無人駕駛系統(tǒng)，這些改變可能也會(huì)發(fā)生。所以從船舶本身的設(shè)計(jì)理念來看，只要船還是在水中、靠浮力來航行，那它的設(shè)計(jì)理念就不會(huì)變。舉例來說，無人船駕駛室后面沒有房艙，這不能說是設(shè)計(jì)理念上的轉(zhuǎn)變，跟散貨船上不裝油艙，油船不裝散貨艙是一樣的道理，這是由功能和用途所決定的。需要強(qiáng)調(diào)的是，看待某些新技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，一定要撇開技術(shù)的自然發(fā)展這條曲線，然后再判斷還有哪些是附加在這條自然技術(shù)發(fā)展曲線上的特色。

記者：隨著船舶智能制造的發(fā)展，未來船舶制造業(yè)格局會(huì)發(fā)生哪些變化？

胡可一：隨著船舶智能制造的發(fā)展，造船廠未來格局會(huì)發(fā)生一定的變化。比如，或有新的部門或組織專門去從事“流程變革”，這些部門或組織會(huì)去“消化”智能技術(shù)，然后再將其應(yīng)用至船廠的整個(gè)生產(chǎn)流程中，以探索如何更好地把智能化技術(shù)與船舶建造流程緊密結(jié)合，從而達(dá)到高效高質(zhì)的船舶建造。而這些工作如果完全由第三方公司來負(fù)責(zé)，衍生出一種新的業(yè)態(tài)。