智能制造是未来船舶工业发展大势—— 访罗尔斯·罗伊斯全球研究与技术总监Paul Stein

本刊记者 崔 燕 史婧力

记者：请您谈一谈对工业4.0的看法？

保罗·斯坦恩：工业4.0的核心主旨就是提升制造业的智能化水平。毋庸置疑，工业4.0代表着未来制造技术的趋势，并带来诸多变革。特别是将数字化工厂和数字化设计的两个机构进行连接，推动制造工厂对全数据的把控是未来工业变革给社会带来巨大变化的第一阶段。第二阶段是将各供应商纳入其中，使数据化控制贯穿至完整的价值链。接下来，是将位于生产车间内的数字化社会或资产延伸和扩展至更广泛、更大范围内的制造系统，进行信息交换和通信，即物联网的概念。以上数据化的控制和连接无疑会极大提升生产效率，届时不仅给制造业，甚至许多行业都会带来深远影响。总的来说，工业4.0会对所有产业带来影响，这包括一切需要基于设计草图才能实现最终产品的产业。

值得注意的是，工业4.0包含了很多新一代的制造工艺，但这些制造工艺本身并不是革命性的，它处在整个制造业的生态体系的变革之中。

罗尔斯·罗伊斯一直是工业4.0这一概念的积极参与者以及标准制定者之一，就标准制定事宜与欧洲和美国政府长期保持交流与沟通。我们意识到，决定工业4.0概念是否成功的一个重要因素是标准化。如果在全球范围内，工业4.0在标准上能够达成共识，它会呈几何式增长，造福工业。如果各有各的标准，难以统一，那么工业4.0的发展并不容乐观。

记者：您提及了与欧美政府保持着长期的交流与沟通，那未来与中国是否有更多合作？您是怎样看“中国制造2025”的？

保罗·斯坦恩：罗尔斯·罗伊斯非常重视中国市场，与中国的合作也是多方面的，包括航空、船舶、能源三大领域。集团长久以来致力于打造一个非常强有力的供应链系统，目前，在中国的年采购额2～3亿美元，计划到2020年采购金额有望增至5亿美元。

我认为中国在制造业上有很大优势，特别是中国政府推出的“中国制造2025”战略，能够让世界感受到智能制造对于中国的重要性，对包括航空、船舶等制造业都具有重大意义。中国能够把一个宏观的产业目标细化到具体行动计划，并有明确时间节点和目标，这一举措非常值得肯定，能够推动制造业各方面对资源的专注与合作。当然，战略的成功一定离不开合作。

记者：工业4.0对船舶行业有哪些影响？比如，是否会改变船舶制造的模式或流程？

保罗·斯坦恩：在谈及工业4.0对船舶制造的影响时，同时涉及一个所有工业企业都必须面对的概念，即数字化制造，具体到船舶制造方面，总是聚焦在“智能船舶”上。

许多数字化技术会影响到工业的设计、制造以及客户服务等环节。例如，超级计算机会影响到产品的设计。云计算、物联网、大数据分析以及一些新的沟通互联的数字化技术则会影响制造环节以及后续对客户的支持领域。将这些技术在船舶制造上的应用，我们称之为智能船舶。罗尔斯·罗伊斯将这视为技术层面的资产管理，通过物联网技术可以将船上数据传至云端，再传至岸基，从而实现远程控制和维护，随着远程控制和维护工作的深入和发展，其复杂度越来越高。我们的船舶客户对这些新技术感到非常兴奋，因为传统造船业并不被认为是一个高科技含量的产业。但云计算、大数据分析、物联网这些技术的产生与运用无疑给整个船舶制造业带来了变革。

记者： 关于远程控制和维护的新技术领域，是否能详细说明一下罗尔斯·罗伊斯在智能船舶上的愿景以及目前已经实现的新技术？

保罗·斯坦恩：罗尔斯·罗伊斯在新科技方面一直占据领先地位。初期的远程监控和维护会以简单的方式进行，采用专业的团队远程将设备运营的健康状况实时地检测并反馈给船上的船员，来确保他们操作跟维护的安全。远期有更加宏大的愿景，罗尔斯·罗伊斯发布的远程监控无人驾驶船影片中，以科幻方式构建了未来在无人船上起降无人机的画面，并实现对船舶全面检测，将数据返回到岸上控制中心的构想。总的说来，我们要用一种全新的眼光去看待这个产业。另外，对于已经实现的新技术，这里举两个例子来说明。

一个是“机器人抛光技术”，罗尔斯·罗伊斯已经在船舶螺旋桨制造上运用了该项技术。即机器人实现智能化，掌握大量信息后通过计算分析将理想结果与实际抛光过程进行比较。在船舶领域，数据模拟技术是跟计算机流体力学CFD相关，在螺旋桨的制造过程中会需要用计算机模拟水流对螺旋桨交互的影响。在最初设计时，所有模型实现全数字化，之后通过CFD的模拟计算出螺旋桨的推力、油耗等性能，以此评估是否满足客户要求。最终设计确定后，将同一数字化的模型转交至生产车间进行生产，最后将成品螺旋桨送至数字化的打磨机器人处进行最后抛光。

二是“永磁技术”，永磁侧向推进器的设计理念包括位于边缘却能够从中央驱动推进器的永磁马达。该马达由两部分构成：承载大量电机线圈绕组的定子，以及装有许多超强永磁体的转子。定子与转子上永磁体的磁场感应产生旋转磁场，磁场的磁力驱动转子旋转，从而产生机械动力。永磁技术可以广泛应用于商船和海洋工程船上。如果需要船舶在海上达到静止状态，如钻井的时候，这项技术非常有利用价值。我们的首台永磁侧向推进器已经在罗尔斯·罗伊斯设计的“Olympic Octopus”号上投入使用，我们认为永磁马达推进器具有安静、高效、耐用及稳定性强的优点。它能够在高强度的动态定位(DP)模式下运行数千小时，该模式的标准是能够快速改变载荷不断改变推进方向。

记者：关于3D打印技术，我们了解到，罗尔斯·罗伊斯成功打印出首个民航最大的航空发电机，未来这项技术在船舶领域的应用前景如何？

保罗·斯坦恩：这是个非常好的话题，业内很多人也在关注3D打印是否会成为船舶制造行业的大趋势。

首先要强调的一个前提是3D打印技术并非魔法，并不适用于制造业的所有领域。我们更多称之为增材制造，其本身带来诸多革命性的变化，但我们从未认为该技术能够在未来替代所有技术，因制造工艺种类和技术纷繁复杂，目前精益制造已能够生产出一些相当精尖的部件，这些部件实际并不需要3D打印技术即可实现。以制造一些大型盘件或核工业大型阀门零件为例，如果用3D打印技术，是用一些金属粉末通过高温加热后连接在一起。而罗尔斯·罗伊斯使用的是一种名为“HIP热等静压”的技术，是将这些金属粉末放在一个大型的生产模具里面，通过加热到过千度的温度和过千的大气压将它压在一块儿，能够做到一步形成一个相当复杂的大型模件，它可能会比使用3D打印技术更好。再比如说，船舶的大型螺旋桨也并不适用3D打印技术，因为当前大型螺旋桨的制造工艺已经到了非常成熟的阶段。

但正如上面所讲，3D打印技术是所有制造工艺大家族中的一个成员，我们会根据需要来分析是不是用3D打印技术最合适。所以，我们也相信3D打印未来在船舶制造的应用前景，一些制造工艺非常复杂且难以用传统工艺实现的几何部件，我们未来会最先寻求以3D打印技术应用的可能。

值得一提的是，罗尔斯·罗伊斯的船用柴油发动机，燃油喷射系统里面其实已经在应用3D打印技术。

记者：在使用云计算、大数据为客户提供产品的服务过程中，对于网络安全这方面是否有相应考虑？

保罗·斯坦恩：我们并非网络安全的专家，但这无疑是值得重视的领域。在这方面我们更依赖外部专业供应商的可靠技术，以求更完整的服务客户。举例来说，在云端技术的应用上我们会和微软公司合作，他们要向我们来展示他们会以怎样的技术保障我们以及客户的数据安全。当然随着大数据的广泛应用，网络安全面对越来越多的挑战，有一些专家表示，未来会有200亿台设备通过物联网连接到云端，连接到互联网中。未来，我们会持续向网络空间这些技术专家去寻求解决之道。

记者：最后，英国脱欧对于罗尔斯·罗伊斯有怎样的影响？

保罗·斯坦恩：英国脱欧并不是我们希望看到和选择的一个结果。但是我们接受这个现实，承认公投结果。我们保持对英国的信心和承诺，因为这毕竟是我们大部分员工的所在地。然而，罗尔斯·罗伊斯是一家全球化的公司，三分之二以上的全球收入以及四分之三以上的订单额来自于欧洲以外的国家。目前我们也在参与英国政府和欧盟其他国家的谈判，基于这个公投的结果希望能够为本公司争取到最好的结果。需要强调的是，我们是全球化的公司，所以英国脱欧对我们并没有直接、立刻的影响。