面向海洋工程裝備智能制造轉(zhuǎn)型需求分析

吳連強(qiáng) 郭鋼 王磊 宋國輝 張樹強(qiáng)

摘要：建設(shè)海洋強(qiáng)國是實(shí)現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興中國夢(mèng)的重要方略。海洋工程建設(shè)對(duì)于發(fā)展海洋經(jīng)濟(jì)具有基礎(chǔ)性和引領(lǐng)性的作用。作為海洋石油工程制造業(yè)的海洋石油模塊制造產(chǎn)業(yè)，涉及到國家能源安全和戰(zhàn)略領(lǐng)域，需要建立和提升生產(chǎn)單位的驅(qū)動(dòng)模式、提質(zhì)增效的生產(chǎn)方式，提高研發(fā)設(shè)計(jì)能力、設(shè)計(jì)帶動(dòng)生產(chǎn)是市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力提升的關(guān)鍵因素?；诖?，本文主要分析了面向海洋石油工程智能制造轉(zhuǎn)型需求。

關(guān)鍵詞：智能制造;海洋工程裝備;需求分析

1我國海洋工程發(fā)展概述

我國海洋經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展離不開海洋工程制造業(yè)的發(fā)展進(jìn)步，海洋工程可以說是海洋經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要載體。隨著我國海洋經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國的海洋工程基本形成五大類型。海洋資源開發(fā)工程，如海洋油氣開發(fā)工程、海洋漁業(yè)工程、海洋金屬資源開發(fā)工程、海水利用工程、海洋可再生能源開發(fā)利用工程和海洋生物工程;海洋空間利用工程，如港口運(yùn)輸工程、跨海大橋工程、海底隧道工程、海底電纜管道工程、圍填海工程、臨海工業(yè)工程和人工島工程;海洋裝備制造工程，如船舶制造工程、海上鉆井平臺(tái)、海洋勘探裝備和海洋觀測(cè)儀器設(shè)備;海洋管理和服務(wù)工程，如海洋信息系統(tǒng)、海洋執(zhí)法系統(tǒng)、海洋觀測(cè)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、海洋預(yù)報(bào)系統(tǒng)和海洋打撈救生系統(tǒng);海洋軍事工程，如軍艦、潛艇、軍港、監(jiān)視工程、預(yù)警工程和海岸防衛(wèi)工程[1]。

2海洋工程裝備智能制造需求分析

2.1智能制造發(fā)展現(xiàn)狀

目前來看，各國海洋工程裝備制造業(yè)可分為三個(gè)等級(jí)。歐美國家走在世界前列，在海洋工程裝備智能制造、信息化數(shù)字化方面掌握大量關(guān)鍵設(shè)計(jì)技術(shù)和專利技術(shù)，有智能制造方面的經(jīng)驗(yàn)和大數(shù)據(jù)支持，具有主導(dǎo)地位;緊隨其后的是日韓，他們起步較早，依據(jù)自己在電子、信息技術(shù)方面的優(yōu)勢(shì)，成本優(yōu)勢(shì)和制造業(yè)的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，還有先進(jìn)的項(xiàng)目管理信息化和數(shù)字化，他們?cè)诤Ｑ蠊こ讨悄苤圃斓目傃b建造市場(chǎng)占據(jù)多數(shù)份額;而中國的海洋工程裝備制造起步較晚，在智能制造方面就更是走在了發(fā)達(dá)國家之后。我國海洋工程起重裝備鋼結(jié)構(gòu)焊接采用手工和半自動(dòng)焊接，必然存在還不穩(wěn)定的焊接質(zhì)量，焊接合格率較低，人員工時(shí)投入大，且勞動(dòng)強(qiáng)度大;而涂裝工作周期長，依靠大量人力手動(dòng)施工，涂裝效率和質(zhì)量可控率低，施工成本較高，同時(shí)存在職業(yè)病隱患[2]。

2.2智能制造總體需求分析

海洋石油平臺(tái)和大型海工起重裝備主結(jié)構(gòu)包括導(dǎo)管架制造和平臺(tái)上部模塊制造及大型橇塊設(shè)備制造，絎架式分段、船體分段等形式，這些大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)件具有高技術(shù)難度、高可靠性要求、高人工成本、高能耗特點(diǎn)等特點(diǎn)。為了提高海洋石油工程和大型裝備的制造水平，我國急需應(yīng)用智能制造技術(shù)，實(shí)現(xiàn)勞動(dòng)密集型產(chǎn)品焊接制造由人海戰(zhàn)術(shù)向無人戰(zhàn)術(shù)轉(zhuǎn)變。

3海洋工程裝備產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀分析

2000年后，特別是近10年來，我國海洋油氣產(chǎn)量逐年上升，海洋石油工程行業(yè)快速發(fā)展帶動(dòng)海洋工程裝備生產(chǎn)的設(shè)計(jì)能力、建造能力不斷增強(qiáng)，項(xiàng)目管理水平和產(chǎn)品質(zhì)量要求越來越高，帶動(dòng)整個(gè)海洋工程行業(yè)的綜合實(shí)力不斷增強(qiáng)，已形成了現(xiàn)代化的、比較的海工裝備總體設(shè)計(jì)研發(fā)、項(xiàng)目管理及制造產(chǎn)業(yè)體系。海洋油氣平臺(tái)設(shè)計(jì)開發(fā)和海洋石油工程大型裝備的產(chǎn)業(yè)自主創(chuàng)新發(fā)展路徑主要有以下幾種，即自主研發(fā)、集成創(chuàng)新和引進(jìn)技術(shù)、部分自主開發(fā)-技術(shù)自主路徑，目前我國主要是后兩種發(fā)展路徑。海洋石油工程裝備制造和船舶工程裝備制造在基礎(chǔ)設(shè)施反面有比較堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，而且管理體系、生產(chǎn)建造體系也在不斷完善，但是如果提高行業(yè)的自動(dòng)化程度，達(dá)到智能制造、數(shù)字化信息化管理的產(chǎn)業(yè)升級(jí)優(yōu)化，需要在技術(shù)創(chuàng)新、管理創(chuàng)新等方面有更大的突破。目前，我國海洋工程裝備制造在世界整個(gè)海洋工程制造行業(yè)中還處于較低的水平，屬于勞動(dòng)密集型制造，產(chǎn)品的附加值和利潤率較低，海洋工程領(lǐng)域的創(chuàng)新研發(fā)能力較差，海洋工程制造的智能化程度不高。技術(shù)創(chuàng)新能力弱和研發(fā)投入不足是海工裝備企業(yè)普遍存在的問題，產(chǎn)業(yè)整體競(jìng)爭(zhēng)力較弱。產(chǎn)業(yè)發(fā)展中還存在著高端設(shè)計(jì)建造實(shí)力薄弱、技術(shù)創(chuàng)新仍停留在模仿開發(fā)階段和尚未建立起以企業(yè)為主體的產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新體系等問題。因此，如何有效提高產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力和產(chǎn)業(yè)價(jià)值鏈水平，已成為當(dāng)前及未來海工裝備業(yè)能否取得市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)[3]。

4面向海洋工程裝備智能制造應(yīng)用要點(diǎn)

4.1集成化和模塊化

機(jī)械裝配制造中，智能化技術(shù)的滲透融合使得機(jī)械裝備本身出現(xiàn)了集成化、模塊化的特征。從裝備制造過程來看，現(xiàn)代工業(yè)體系下，不僅集成電路和芯片技術(shù)快速發(fā)展，而且在這些技術(shù)的支撐下，專用集成電路在機(jī)械裝備制造中的應(yīng)用不斷深入;如CPU、FPGA、CPLD等，這些專用集成電路具有較高的集成度，其使得機(jī)械裝備制造領(lǐng)域中的智能化水平呈現(xiàn)出跨越式提升[4]。海洋工程制造要吸取機(jī)械裝備智能化制造的寶貴經(jīng)驗(yàn)來發(fā)展提升自己。

4.2網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的深入發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在海洋工程裝備智能化制造及智能化機(jī)械裝備應(yīng)用中起到至關(guān)重要的作用。在機(jī)械裝備制造中，基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用，可將不同地理位置的裝備連接起來，從而達(dá)到數(shù)據(jù)信息共享的作用。近年來，海洋工程裝備和機(jī)械裝備零部件制造智能化、信息化發(fā)展中，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在海洋工程裝備和機(jī)械零部件設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、銷售、運(yùn)輸?shù)拳h(huán)節(jié)均有廣泛應(yīng)用，對(duì)提升機(jī)械制造企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力起到了明顯的作用，有效的推動(dòng)了海洋工程裝備制造的智能化生產(chǎn)和信息化數(shù)字化管理。

4.3綠色化技術(shù)

隨著可持續(xù)發(fā)展理念的不斷深入，實(shí)現(xiàn)海洋工程裝備制造智能化生產(chǎn)的目的在于減少裝配制造生產(chǎn)中的能耗，實(shí)現(xiàn)海洋工程制造提高質(zhì)量、增加效益和生態(tài)環(huán)境保護(hù)的統(tǒng)一?，F(xiàn)階段，我國海洋工程裝備制造領(lǐng)域尚存在較大的資源浪費(fèi)和環(huán)境污染問題，故而應(yīng)注重綠色化技術(shù)的融合應(yīng)用。在海洋工程裝備制造智能化發(fā)展的大背景下，還應(yīng)通過綠色設(shè)計(jì)、綠色工業(yè)、綠色生產(chǎn)、綠色管理等手段，降低海洋工程裝備制作中的環(huán)境污染，提升資源的利用效率，來促進(jìn)海洋工程裝備制作產(chǎn)業(yè)的持續(xù)、穩(wěn)定、綠色發(fā)展[5]。

5新常態(tài)下智能裝備產(chǎn)業(yè)的發(fā)展策略

5.1健全相關(guān)政策法規(guī)

在國家層面促使我國智能裝備行業(yè)實(shí)現(xiàn)健康發(fā)展，一定要結(jié)合該行業(yè)的實(shí)際發(fā)展情況不斷完善相關(guān)法律、法規(guī)，在實(shí)現(xiàn)健康發(fā)展中要高度重視法律法規(guī)的可操作性與針對(duì)性，并嚴(yán)格遵守。對(duì)龍頭企業(yè)要加大扶持力度，以便能夠提高智能裝備制造企業(yè)的專、精、尖特點(diǎn)，促使智能裝備生產(chǎn)活動(dòng)朝向高端化方向發(fā)展，實(shí)現(xiàn)萬眾創(chuàng)新的良好局面。其次，要對(duì)類型企業(yè)加強(qiáng)財(cái)政扶持力度，加強(qiáng)資金優(yōu)惠政策等，鼓勵(lì)裝備制造企業(yè)信息化建設(shè)，以便能夠引導(dǎo)該行業(yè)實(shí)現(xiàn)良性發(fā)展。

5.2積極創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展戰(zhàn)略

為了有利搶占發(fā)展最高點(diǎn)，我國智能裝備產(chǎn)業(yè)才能在全世界范圍內(nèi)占據(jù)一席之地?；诖?，企業(yè)在運(yùn)行過程中首先要對(duì)科技體制進(jìn)行改革，重視自主創(chuàng)新能力的提高，找準(zhǔn)企業(yè)發(fā)展過程中的著力點(diǎn)與重點(diǎn)，將創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展策略有效落到實(shí)處;其次，要制定有關(guān)智能化與工業(yè)化的相關(guān)融合方案，積極引進(jìn)各種新理念與新技術(shù)，只有這樣才能夠推動(dòng)該行業(yè)有效轉(zhuǎn)型。

結(jié)束語

綜上所述，海洋工程裝備是能源開采、航運(yùn)、海上基建等行業(yè)應(yīng)用的核心裝備，在浮吊、起重鋪管船、鉆井平臺(tái)、海洋石油平臺(tái)、岸邊起重機(jī)、龍門吊、風(fēng)電安裝船等裝備應(yīng)用廣泛。然而，當(dāng)前落后的生產(chǎn)方式嚴(yán)重制約了我國的國際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。我國海洋工程裝備需向智能制造、信息化、數(shù)字化升級(jí)轉(zhuǎn)型，建立科學(xué)全面的的標(biāo)準(zhǔn)體系，加快行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展，加快產(chǎn)業(yè)的國際化步伐。

參考文獻(xiàn)

[1]劉惠玲，許可嘉.智能制造關(guān)鍵技術(shù)概述[J].質(zhì)量與認(rèn)證，2020（11）：48-49.

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[3]王樂，柳艷嬌.江蘇南通海工裝備制造產(chǎn)業(yè)升級(jí)現(xiàn)狀及對(duì)策研究[J].青島遠(yuǎn)洋船員職業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)，2015，36（4）：27-30.