11月30日,工業和信息化部官網正式發布《“十四五”信息化和工業化深度融合發展規劃》(簡稱規劃),提出提升智能制造供給支撐能力,圍繞船舶等重點裝備領域,建設數字化車間和智能工廠,構建面向裝備全生命周期的數字孿生系統,推進基于模型的系統工程(MBSE)規模應用,依托工業互聯網平臺實現裝備的預測性維護與健康管理;支持制造企業與信息技術企業聯合攻關,培育智能船舶等新型智能產品。特別值得注意的是,規劃明確了我國船舶行業進行數字化轉型的5大方向。
雖然數字化造船一直是船舶企業的重要戰略,但行業景氣度的提升無疑對這一戰略具有進一步的推動作用。專家認為,隨著航運市場回暖,船舶行業數字化轉型將迎來新發展。
船舶建造數字化款款走來
數字造船為智能船舶打下堅實的基礎。當下,一方面是新一代信息技術的應用場景和實踐成果不斷涌現,另一方面是航運企業運營成本不斷增長,在這種情況下,包括造船、船運等各界不斷加大對智能船舶的投入。
通過傳感器、通信、物聯網、互聯網等技術手段,智能船可自動感知和獲得船舶自身運行數據,以及海洋環境、物流、港口等方面的信息和數據,進一步分析處理并回傳,實現船舶航行、管理、維護保養、貨物運輸等方面的全流程數字化和智能化。
智能船舶也是國家政策明確支持的重點領域,而郵輪更是創新突破的一個重大方向。始于數字化造船,到建立船舶數字化運營平臺、工業互聯網平臺,形成數據驅動閉環,一個完整的船舶智能體正在駛來。
過去造船之所以耗時,很大程度上是“分解”做得不夠智能。在船舶領域,由于行業特性和歷史傳承,設計與制造相對分離——總體所進行總體設計時,一般較少從建造角度考慮如何合理、高效;到了總裝廠,還要再進行生產設計,重新進行三維建模,進一步明確“怎么造船”“怎么組織造船”。
“按傳統方式,設計環節要盡快出圖,建造中遇到問題再返工解決。”中船集團江南造船公司江南研究院副院長朱明華表示,這一模式帶來了明顯的弊端——同樣做一處修改,在設計階段花1個小時就能完成,若到建造階段再發現、解決,就可能因為重新設計、采購物料、返工而耽誤100個小時。
“現代造船模式,最核心的就是兩個‘一體化’——設計、生產、管理一體化,以及殼舾涂一體化。”中船集團上海船舶工藝研究所副所長謝新解釋說,前一個“一體化”是在設計階段就將工藝、生產和管理的要素統籌精細考慮,讓造船更有章法;后一個“一體化”則是打破“先造船殼、再做舾裝、最后涂裝”的傳統模式,提升分段、總段等中間產品的完整性,每個分段、總段實施殼舾涂一體化的精度制造,最后就可以像“搭積木”一樣合攏起來,從而大幅提升造船效率。
高質量發展必由之路
中國船舶工業行業協會副秘書長譚乃芬在會上表示,今年以來國際航運市場持續回暖,油、散、集、氣四大船型海運需求增長較快,全球新造船市場呈現活躍態勢。我國船舶企業抓住市場回升機遇,承接新船訂單表現亮眼。
根據中國船舶工業行業協會統計的數據,今年1~9月份,我國船企在造船完工量、新接訂單量、手持訂單量三大造船指標上均實現不同程度的上漲,在國際市場份額方面繼續保持領先地位。船舶市場經過10多年的低迷,基本上已經開始復蘇。
然而,中國造船效率僅是日韓水平的三分之一。中國工程院院士、船舶先進制造技術專家組組長林忠欽表示,近10年來,中國國內骨干船廠每修正總噸工時平均消耗從44降到30(個別先進企業達到20左右),但與日本的10、韓國的15相比,差距明顯。按照業內評估,造船業國際先進水平正在從工業3.0向4.0過渡,而中國國內,大部分船企處于2.0階段。相對于汽車行業,造船業的自動化水平大為落后。中國造船業在完成訂單、新增訂單等方面遠超日韓,但隨著要素成本上升,中國的優勢正在失去,如果不抓緊時間轉型升級,過去的優勢將改變。
21世紀以來,我國船舶工業實現了快速發展,骨干造船企業建立起以中間產品組織生產為特征的現代總裝造船模式,并不同程度開展了智能化轉型探索工作,取得了一定成效。但是,總體上我國船舶制造業仍處于數字化制造起步階段,而且各造船企業發展水平參差不齊,三維數字化工藝設計能力嚴重不足,關鍵工藝環節仍以機械化、半自動化裝備為主,基礎數據缺乏積累、信息集成化水平低等突出問題亟待解決。
多年來,船舶企業不斷推進信息化、自動化、網絡化、數字化,并逐漸進入智能時代。數字化造船成為現代造船模式的核心。
政策扶持助力造船數字化
推進“船舶智能化+船廠數字化”將成為我國船舶工業下一步的發展方向。事實上,早在2019年,《推進船舶總裝建造智能化轉型行動計劃(2019—2021年)》和《智能船舶發展行動計劃(2019—2021年)》就相繼印發,旨在促進我國船舶工業供給側結構性改革,提升核心競爭力,實現高質量發展。
數字化、網絡化、智能化的智能制造已日益成為世界船舶工業發展的重要方向。據了解,《推進船舶總裝建造智能化轉型行動計劃(2019—2021年)》以全面推進數字化造船為重點,以關鍵環節智能化改造為切入點,提出經過三年努力,船舶智能制造技術創新體系和標準體系初步建立,2—3家標桿企業率先建成若干具有國際先進水平的智能單元、生產線和車間,骨干企業基本實現數字化造船,實現每修正總噸工時消耗降低20%以上,單位修正總噸綜合能耗降低10%,建造質量與效率達到國際先進水平,為建設智能船廠奠定堅實基礎。
《智能船舶發展行動計劃(2019—2021年)》以現代信息技術和新一代人工智能技術與船舶技術跨界融合為主線,以提升船舶安全性、經濟性、環保性和高效性為核心,以加快船舶智能技術工程化應用為重點,提出經過三年努力,形成我國智能船舶發展頂層規劃,初步建立智能船舶規范標準體系,突破航行態勢智能感知、自動靠離泊等核心技術,完成相關重點智能設備系統研制,實現遠程遙控、自主航行等功能的典型場景試點示范,擴大典型智能船舶“一個平臺+N個智能應用”的示范推廣,初步形成智能船舶虛實結合、岸海一體的綜合測試與驗證能力,保持我國智能船舶發展與世界先進水平同步。
船企發力智能造船
經過近年來的發展,我國船舶企業在數字造船方面已經擁有了一定基礎。據介紹,目前船舶企業普遍建立了以中間產品為導向的總裝造船模式,工藝流程清晰,有利于下一步的自動化升級;建立了完善的工程計劃管理體系,管理逐步細化;互聯網基礎設施普遍建立,實現了向車間層的延伸;三維設計水平也在不斷強化,數字化設計工具普及率達到85%以上。
中船重工數字化造船顯神威。一是設計有亮點。FPSO的成功開發建造是中船重工堅持自主創新、實現科學發展的一個典型例子。創新開發、優化設計,中船重工船舶經營生產的國際化、大型化、批量化更加明顯,系列化、專業化逐步形成。目前中船重工建造的船舶70%以上是出口船,而且多數為國際知名船東建造。
二是生產管理上實現數字化。生產的模塊化、專業化使得“造船越來越像造汽車”一樣實現流水作業。生產管理上的創新,使得中船重工能深入推進建立現代造船模式,持續改進生產組織管理,不斷理順工藝流程,造船效率和經濟效益明顯提高,一批主力船型的建造周期和質量達到國際先進水平。船舶工人形象地說“原來兩個月開一次塢門,現在一個月就開一次塢門”。
江南造船用數字化打造勝勢。江南造船的數字化轉型圍繞“單一數字模型”展開,所有人都為這一模型添磚加瓦,所有人都在這一模型中各取所需。通過可以拆解、修改的三維模型,江南造船可以提升造船的效率,并提前識別風險,做出應對措施,降低交船后發現問題的概率。
5g時代,江南造船又與上海交通大學、聯通、華為合作,成立了5g聯合實驗室,把數字化技術推廣到生產過程中。
“現在的數字化探索還是分布式的,比如我們去年建立的首個機器人智能化生產線,就是在吊馬生產環節實現了數字化、智能化。未來我們需要把這些點連接在一起,形成一條線,甚至擴展到面,這樣才能實現從量變到質變的飛越,但這可能還有較長的路要走。”江南造船科技委主任胡可一介紹。
中國船舶數字化造船屢屢創新。近日,中國船舶集團旗下黃埔文沖首次完成支線集裝箱船全船艙內導架數字化模擬試箱,實現了數字化造船又一創新。通俗地講就是黃埔文沖利用現有軟件和儀器解決了專用軟件和高端儀器才能處理的模擬試箱難題,大大降低了成本。
導架數字化模擬試箱可將導架精度問題在實體試箱前全部閉環,從而減少試箱時間和吊機負荷,降低安全風險;單個貨艙試箱周期可縮短至2天,工作效率大大提高。
當前,我國船舶工業正處在由大到強轉變的戰略關口,造船企業在全面建立現代造船模式基礎上,把握機遇,順應趨勢,主動作為,努力趕超,推動我國船舶總裝建造智能化水平邁上新臺階。
(新媒體責編:qiaoyidan)
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