数字化造船与现代造船模式

作者：上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院 柳存根 高鹏

欢迎访问e展厅 展厅 7 船舶/港口设备/海洋工程展厅 游艇, 橡皮艇, 港口起重机, ... 先进数字化造船技术优势的发挥需要以建立配套的扁平化的集约型设计、生产和管理新机制为基础。通过转换现代造船模式，改进管理体制与模式，建立以中间产品组织生产为基本特征、统筹优化、面向生产进行设计、作业均衡连续、工程管理严密精细、生产组织高效合理的现代总装造船模式。 近年来，我国造船行业形势喜人。 2005年，我国造船总量达1212万载重吨，占世界造船市场份额的18%。但同时，我们也应该清醒地认识到世界造船能力已经趋于饱和，材料设备价格飞涨，人民币不断升值，而我国造船企业生产效率却相对较低。这些不利因素已经将我国传统的廉价劳动力优势抵消殆尽。因此，改变造船行业的生产管理模式，提高造船生产效益，已成为决定我国造船行业未来发展的关键。 现代造船模式 现代造船模式是以中间产品组织生产为基本特征的总装造船模式，主要由统筹优化的造船理念、面向生产的设计技术、均衡连续的作业流程、严密精细的工程管理和高效合理的生产组织等基本要素构成。 建立现代造船模式涉及物资、资金、信息、人才、设备、场地等资源的科学合理利用，不仅是造船方式方法的改变，也是造船体制和机制的重大变革，更是造船管理模式、设计思想、技术创新等方面的重大变革。 建立现代造船模式的要求 建立现代造船模式，不仅仅是单一的技术改造，而且是技术、生产和管理综合转变的复杂系统工程。从近几年我国各船舶企业建立现代造船模式的实践经验来看，仅仅局限在技术层面上的单项推进，很难取得实质性进展，只有从体制、机制、技术、管理等各个层面，从系统集成的角度，选准突破口，全面推进，才能彻底改变“形似而神不似”的局面，取得实效。 《国防科工委关于加快建立现代造船模式的指导意见》指出，建立现代造船模式的基本方向是造船总装化、管理精细化和信息集成化。 总装化造船是目前世界造船的发展趋势，它使得造船企业可以像其他制造企业一样，成为一个现代化装配工厂。 坚持总装造船方向，可以改变传统“大而全”、“小而全”的企业模式，既可发挥社会生产力量，又可充分利用船厂的核心资源。同时，发展总装造船，需要在配套厂与造船企业之间搭建高效的信息平台，使供需双方能够实时沟通，互相协调，促进资源的充分利用。 我国造船模式概况 自上世纪90年代我国骨干船厂开展建立现代造船模式工作以来，我国的船舶制造技术取得了长足进步，但各企业之间差距仍然较大。造船模式仍以粗放型为主，资源利用率低，生产效率低，导致我国虽然拥有廉价劳动力优势，但造船利润率却比日韩企业低得多。研究表明，我国的船舶生产组织和生产过程控制与国际先进水平的差距最大，其中对各项工程完成状态和生产效率的控制能力与日韩同行的差距约为20年。具体来讲，差距主要体现在： （1）尚不能全面使用计算机辅助统计、控制和分析造船过程的工时消耗、生产成本和生产进度； （2）未能全面按成组技术的“中间产品”专业化生产设置车间和班组，尚未采用复合工种； （3）未能根据“中间产品”的标准生产日程，由计算机编制详实的模拟进度计划，在船舶合同签署的同时，不能协调各方面的工作，并确定符合生产实际的节点计划； （4）未能通过设置主流程和辅助流程，实现均衡的分道生产，尚未采用计算机监控所有工位的输入、输出和生产过程； （5）未能全面采用信息技术管理造船企业物流，企业库存过大或者供货不及时，造成一定的经济损失。 要改变这种现状，我们必须向管理要效益，大力推行精细化设计、精细化管理和精细化生产，强化基础数据管理，提高工程计划的精确性和合理性，这也是现代造船模式转换的核心内容之一。造船业的科学管理必须建立在数字化基础之上，只有基础数据准确，才能制定出科学的生产计划，组织好船厂物流，从而实现均衡、有序的节拍生产。 数字化造船 数字化造船就是以造船过程的知识融合为基础，以数字化建模仿真与优化为特征，将信息技术全面应用于船舶的产品开发、设计、制造、管理的全过程，最终达到快速设计、快速建造、快速检测、快速响应和快速重组。数字化造船包含的主要内容可概括为： （1）船舶设计数字化，就是利用CAD/CAE/CAPP/PDM、虚拟现实等技术，实现产品设计手段和设计过程的数字化，缩短产品开发周期，提高企业的产品研发能力。 (2)船舶建造数字化，主要是通过采用智能化的方法对生产过程进行控制，实现生产过程控制的自动化和智能化，提高企业生产过程自动化水平和生产效率。 （3）制造装备数字化，就是大力发展具有人工智能的自动化生产装备，实现加工和装配的数字化、自动化、精密化，提高产品的精度和加工装配的效率。 （4）造船生产管理数字化，指基于Internet/ Intranet/ Extranet，利用ERP、SCM（供应链管理）和CRM（客户关系管理）、电子商务等方法与工具建立优化的集成化管理信息系统，对造船企业内外部资源与过程进行全面管理与控制，提高企业的管理水平。 数字化造船是当前造船企业提高核心竞争力的重要途径之一，其关键技术包括： 数字化造船系统体系、数字化样船技术与标准、船舶建造仿真与评价、信息集成与异地协同、造船系统过程控制与管理。 数字化造船技术的发展将带动产品设计方法和工具的创新，企业管理模式的创新，企业间协作关系的创新，实现产品设计制造信息化，生产过程控制智能化，生产装备数控化，企业管理信息化和服务网络化，并通过集成实现企业数字化。最终，不仅要实现企业内部的信息集成、功能集成、过程集成，而且能够实现客户、企业和供应商的无缝集成，除为用户提供满足其需求的产品外，还需实现对产品全生命周期的管理和服务。 数字化造船与建立现代造船模式 数字化造船是船舶先进制造技术、计算机技术、网络技术与现代造船模式交叉、融合、发展与应用的结果。 (1) 现代造船模式是“数字化造船”优势的保障 世界造船业已经逐步进入到更高层次的“数字化”阶段，正在研究全球化的资源优化集成，以全面数字化、全面模块化和网络平台等技术为支撑，建立高效、有核心竞争力的敏捷造船模式。 我国造船企业需要抓住这难得的历史机遇，应该认识到：先进数字化造船技术优势的发挥需要以建立配套的扁平化的集约型设计、生产和管理新机制为基础。通过转换现代造船模式，改进管理体制与模式，建立以中间产品组织生产为基本特征、统筹优化、面向生产进行设计、作业均衡连续、工程管理严密精细、生产组织高效合理的现代总装造船模式。数字化造船需要以现代造船模式为保障。 (2)发展现代造船模式必须大力推进造船数字化 船舶制造是一项系统庞大而又繁杂的工程，需要船东、材料设备供应商、船舶设计单位、造船企业协同合作。建立现代造船模式，不仅要变更传统的设计模式、生产模式，更要从基础上把传统的经验主导型管理改变为以真实数据和先进理念为基础的科学管理模式，建立造船企业内部、造船企业之间以及造船企业与配套企业之间的信息数字化平台，使船舶设计、生产全生命周期都建立在数字化的基础之上。从而应用统筹优化的方法，再造均衡连续的生产流程，实施严密、准确、精细的定量化工程管理，组织高效合理的生产活动，以数字化造船为手段和载体，固化转模成果，实现缩短造船周期、提高生产效率和降低造船成本的目标。(end)

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