智能造船要提防“大而全”

中船黄埔文冲船舶有限公司副总工程师 林洪山

“ 十三五” 期间，我国船舶工业提出了智能制造“ 三步走” 的战略发展规划。工业和信息化部也发布了《推进船舶总装建造智能化转型行动计划（ 2019-2021 年）》 ，旨在加快新一代信息技术深度融合，推动船舶总装建造智能化转型，促进船舶工业高质量发展。为加快推进船舶总装建造智能化转型，工业和信息化部还组织制定了《船舶总装建造智能化标准体系建设指南（2020 版）》，构建涵盖基础共性、关键技术和船厂应用等船舶总装建造智能化标准体系，发挥标准在推进船舶总装建造智能化转型发展中的支撑和引领作用。进入“十四五”，工信部又发布《“十四五”信息化和工业化深度融合发展规划》，指出以智能制造为主攻方向，以数字化转型为主要抓手，加快重点领域数字化转型，制定重点行业领域数字化转型路线图，构建制造企业数字化转型能力体系。针对船舶工业，《规划》要求聚焦优化、提升从船舶设计、研发、生产、管理到服务的全链条质量效益，以网络化协同和服务化延伸为切入点，从设计协同化、制造智能化、管理精益化、融资在线化、产品服务化等方向进行数字化转型。

高度离散化的现实制约

目前，制造业数字化转型、智能化建设发展比较快的行业有家电、轻工、汽车、飞机等零部件相对稳定、装配流程化制造行业。这些行业零部件数量较少，但批量大，较容易实现自动化生产或外购，装配环节可以实现流程式作业。其工位固定，工序间可进行皮带输送，节拍稳定，所以机器人等工装容易被采用，数字化转型也就相应容易。船舶制造行业是典型的小批量多品种离散型制造企业：首先，船舶的零部件主要有船体零件、管子零件、舾装零件等，采购时都是按厂家标准生产全球采购，很难实行标准化。虽然舾装零件部分实现了标准化生产，但大量铁舾装是单件设计制作，设备与舾装件一般归总装船厂外部供应链管理，属于物流智能管控范畴。船体零件和管子零件生产是典型的按图单件生产，且数量庞大，制造、加工复杂，涉及到船体车间、管子加工两个车间，有几十条生产线、数百个工序工位，而舾装安装、试验涉及的场地和资源更复杂。正是这样，造船业是典型的高度离散型制造、总装行业。

黄埔文冲长洲厂区

广船国际建造的半潜船

由于船厂是劳动密集型重工企业，大部分船厂都是几十年不断积累发展起来的，其流程、设备、厂房布局不易更新调整。另外，船厂各个年代的设备都有，有人工操作的、PLC 程序控制的、单片机、电脑数控的，设备接口不统一，独立操作管理软件也未集成，造成孤岛多，机械化、自动化、信息化在不同阶段并行推进中。这种现实情况严重制约了船厂的数字化、智能化转型升级。也因为这样，我国在推进智能造船时一定要立足实际，提防陷入“大而全”的泥潭。

应找准切入点循序渐进

目前，大多中大型船厂都存在众多老旧设备和大量手工作业。这种情况下如何推进数字化转型，无疑是摆在船舶企业面前的难题。造船企业的资源可以分为场地设备资源、劳动力资源两大类。加之生产对象即生产设计要提供各类中间产品的图纸，要用生产计划把生产对象与资源匹配起来，时间有序、空间分道，进行流水节拍生产。因此，笔者认为，发展智能造船应从场地、设备资源的数字化先入手，先建立覆盖企业全范围的有线及无线网络，制定设备联网接口标准、通讯协议标准，新购的设备需满足企业的设备联网接口要求，旧的设备联网需解决个性化数字化问题。此外，对于与加工质量相关的监控参数、与设备运维寿命相关的参数等，用什么方法采集，都需要进行逐个攻关、改造、突破。

另一方面，要梳理一下智能制造的点、线、面。点是指单个工位的设备，如数控切割机、油压机、数控弯管机、电焊机等。线是指由多个工序组合而成的的生产线，如钢板预处理线、平面分段流水线、型材下料加工线、小管加工线等。面是指车间，包括数字化车间、智能车间。事实上，要一步实现智能制造的难度相当大，而首要任务应是先做好智能制造总体规划和实施路线图。具体到船企，应根据各自条件，选择某些更新改造的设备先行开展数字化示范，以电焊机更新为例，建议要购买数字联网焊机，通过云服务实现焊接工艺的有效控制。随着联网焊机覆盖面加大，焊工应用人数增多，在数据大量积累后就可以应用大数据分析焊机利用率、焊接工时等。有条件的还可以引进智能生产线，待到设备智能化设备实现大量累积后，则可以联接到车间信息网络，打造数字化车间雏形，然后逐步完善智能工艺，实现智能排产、智能管控，最终建成智能车间。

沪东中华安装5G 采集盒的数字焊机

智能造船要注重效益

船企要实现数字化转型、智能造船，需要大量资金投入和人力投入。目前，造船业的竞争异常激烈，要实现盈利，除了要把握市场需求，还需要强化精细管理，控制好成本。数字化转型可助力造船精细化提升，所以控制好投入产出，显然是发展智能造船的目标之一。为此，建议从船厂的工位工序效率分析着手，找到效率最低的环节，对目前行业成熟的、效率较高的智能装备或生产线进行改造或引进。

期望尽快实现投资回报，是每一家船企实现智能造船的初衷。对此，可用能效率、工时、决策时间等关键指标来衡量，譬如采用条材智能生产线、小组立智能生产线后要分析生产效率提升了多少、工时和决策时间减少了多少。目前，我国骨干船企制造过程整体自动化率为38%左右，远低于日韩船企的70%，即使有些船企已实现10 多条自动化智能生产线，也没有形成真正意义的智能车间。这说明我国船企的数字化智能化转型升级空间还很大。面对未来，只要目标明确、循序渐进，确保成本控制和智能化投入产出的良性循环，从设计协同化、制造智能化、管理精益化、产品服务化等方向进行造船数字化转型，我国造船业就一定会在全球性智能制造潮流中大有作为、大放光芒！