數(shù)字化造船離中國還有多遠(yuǎn)

1、數(shù) 字 化 造 船 離 中 國 還 有 多 遠(yuǎn)孟憲海目前,信息技術(shù)已滲透到船實(shí)現(xiàn)“ 數(shù)字化造船”。數(shù)字化造船包括五個(gè)方面: 船舶設(shè)計(jì)數(shù)字化、 船舶建造數(shù)字化、管理控制數(shù)字 化、經(jīng)營決策數(shù)字化、船舶維護(hù)數(shù) 字化。無論是民用船, 還是海軍用 船, 造船數(shù)字化都能顯著提高船 舶產(chǎn)品質(zhì)量, 有效控制成本, 確保 交付時(shí)間等。在數(shù)字化造船企業(yè)創(chuàng)新系統(tǒng) 和船舶數(shù)字化基礎(chǔ)集成平臺(tái)以及 以船體、管系、舾裝主要制造裝備 自 動(dòng) 化 和 CAPP/ CAM/FA 集 成 應(yīng)用為核心的制造裝備數(shù)字化的 支持下, 全面建立數(shù)字化、集成 化、網(wǎng)絡(luò)化船舶產(chǎn)品的開發(fā)、設(shè) 計(jì)、測(cè)試與試驗(yàn)、制造和管理環(huán) 境, 通過信息資源共享

2、、設(shè)計(jì)制造 協(xié)同、信息系統(tǒng), 使造船企業(yè)全面實(shí)現(xiàn)數(shù)字化造船, 建立以信息流為依據(jù)、物流控制為主線、資金流 控制為龍頭的集成化、網(wǎng)絡(luò)化、智 能化的“ 數(shù)字化造船企業(yè)”。數(shù) 字 化 造 船 企 業(yè) 由 七 大 部 分 所 組 成: 數(shù)字化造船企業(yè)創(chuàng)新系統(tǒng)、船 舶產(chǎn)品數(shù)字化設(shè)計(jì)集成系統(tǒng)、船 舶產(chǎn)品數(shù)字化生產(chǎn)制造與生產(chǎn)過 程控制集成系統(tǒng)、船舶產(chǎn)品數(shù)字 化測(cè)試與試驗(yàn)系統(tǒng)、船舶產(chǎn)品數(shù) 字化管理系統(tǒng)、船舶產(chǎn)品制造數(shù) 字化工藝裝備系統(tǒng)、船舶數(shù)字化 基礎(chǔ)集成平臺(tái)。數(shù)字化造船工程的總體目標(biāo) 概括起來為“ 建立一個(gè)平臺(tái), 打 通一條主線, 建立四個(gè)體系”, 具 體如下: 通過數(shù)字化造船工程的 實(shí)施, 全面建立船舶產(chǎn)

3、品的數(shù)字舶企業(yè)的經(jīng)營、開發(fā)、設(shè)計(jì)、制造、管理的各個(gè)領(lǐng)域, 各項(xiàng)先進(jìn)技術(shù) 的發(fā)展已與數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能 化 技 術(shù) 密 不 可 分 。 CAD、CAE、 CAM、CAX、CFD 技術(shù) 、虛 擬 仿 真 技術(shù)和數(shù)字控制加工技術(shù)已是先 進(jìn)造船設(shè)計(jì)、試驗(yàn)、制造技術(shù)的核 心技術(shù)。在復(fù)雜且離散型的造船 企業(yè)實(shí)現(xiàn)精益生產(chǎn)和精細(xì)管理, 以及完成現(xiàn)代造船模式所要求的 設(shè)計(jì)深化和“ 設(shè)計(jì)、制造、管理” 信息一體化, 更要以信息技術(shù)為 基礎(chǔ)和保障。一、數(shù)字化造船和數(shù)字化造 船企業(yè)數(shù)字化造船就是以造船過程的知識(shí)融合為基礎(chǔ),以數(shù)字化建模仿真與優(yōu)化為特征,將信息技數(shù)字化造船與傳統(tǒng)船舶研發(fā)系統(tǒng)的性能對(duì)比術(shù)、數(shù)字化制造技術(shù)

4、、先進(jìn)造船技術(shù)和現(xiàn)代造船模式, 綜合應(yīng)用于 船舶的設(shè)計(jì)、制造、測(cè)試與試驗(yàn)、 管理和維護(hù)全生命周期的各階段 和各方面。通過數(shù)字化、集成化、 網(wǎng)絡(luò)化船舶產(chǎn)品的開發(fā)、設(shè)計(jì)、測(cè) 試與試驗(yàn)、制造和管理平臺(tái), 使船 舶產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)以數(shù)字建模和數(shù)字樣 機(jī)為核心的數(shù)字化設(shè)計(jì), 以生產(chǎn) 制造與生產(chǎn)過程數(shù)字控制為核心的數(shù)字化制造,以虛擬樣機(jī)和數(shù)字仿真為核心的數(shù)字化測(cè)試與試驗(yàn), 以現(xiàn)代造船模式和業(yè)務(wù)流程建模為核心的數(shù)字化管理,從而2005. 6 船舶物資與市場(chǎng)28傳統(tǒng)船舶研發(fā)系統(tǒng)特征數(shù)字化造船應(yīng)具備的技術(shù)能力1. 不同的數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)模型、 用戶界面2. 數(shù)據(jù)不能在準(zhǔn)確的時(shí)間送到 正確的地點(diǎn)3. 不同的構(gòu)架4. 執(zhí)行時(shí)間

5、長(zhǎng)、效率低、費(fèi)用昂 貴5. 工作流程無法跨越各類應(yīng)用6. 一旦實(shí)施難以修改和升級(jí)7. 高度綜合、日常維護(hù)費(fèi)用高PDS產(chǎn)品研發(fā)系統(tǒng)優(yōu)化數(shù)字產(chǎn)品價(jià)值鏈: 將信息 技術(shù)全面應(yīng)用于船舶的產(chǎn)品開發(fā)、設(shè)計(jì)。制造、管 理、經(jīng)營和決策的全過程, 最終達(dá)到快速設(shè)計(jì)、快 速建造、快速檢測(cè)、快速響應(yīng)和快速重組的目的。 創(chuàng)造: 獲取并挖掘思想和知識(shí)財(cái)富, 并把它們?nèi)?入到數(shù)字化產(chǎn)品中, 使其能夠提供關(guān)于產(chǎn)品 結(jié) 構(gòu)、外觀和性能的可行性、交互和直觀的表示。協(xié)作: 確保與數(shù)字產(chǎn)品價(jià)值鏈的虛擬團(tuán)隊(duì)和其它 參與者的高效溝通, 以便不斷獲得創(chuàng)造性的 信 息, 并在較容易對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行更改的早期發(fā)現(xiàn)和解 決問題。控制: 確保協(xié)作者在

6、不同階段不斷趨向一致, 最 終在設(shè)計(jì)發(fā)放時(shí)達(dá)到完全統(tǒng)一。船舶與設(shè)備化開發(fā)、設(shè)計(jì)、制造、測(cè)試與試驗(yàn)、始引進(jìn)應(yīng)用, 骨干船廠應(yīng)用三維建 模 技 術(shù) 建 立 產(chǎn) 品 電 子 信 息 模中在解決技術(shù)與工程問題上, 沒有與企業(yè)的業(yè)務(wù)流程、運(yùn)營模式管理集成平臺(tái)環(huán)境;打通船舶數(shù)字化設(shè)計(jì)、制造、管理生產(chǎn)線主線; 應(yīng)用“殼、舾、涂一體化”數(shù)字 化樣船技術(shù), 推行模塊化造船和型,新技術(shù)的應(yīng)用使國內(nèi)造船水和管理變革有效結(jié)合,尚未有效平上了新的臺(tái)階, 產(chǎn)品建造總周地促進(jìn)體制創(chuàng)新、管理創(chuàng)新, 往往有 了 先 進(jìn) 的 造 船 信 息 系 統(tǒng) 和 裝期明顯縮短,提高。 近年來,產(chǎn)品建造質(zhì)量明顯產(chǎn)品虛擬建造,建立船舶精益建備

7、,卻以傳統(tǒng)的觀念和模式來運(yùn)造體系;以數(shù)字技術(shù)為紐帶促進(jìn)如滬東中華等廠自行, 難以發(fā)揮數(shù)字化應(yīng)有的效益;( 3 ) 尚不能全面使用計(jì)算機(jī) 輔助設(shè)計(jì)、控制和分析造船過程 的工時(shí)消耗、生產(chǎn)成本和生產(chǎn)進(jìn) 度, 不能隨時(shí)掌握實(shí)際情況, 并提 供分析結(jié)果, 使生產(chǎn)處于實(shí)時(shí)可 控狀態(tài);( 4 ) 船 舶 數(shù) 字 化 測(cè) 試 、虛 擬 設(shè)計(jì)、虛擬建造和產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理等 技 術(shù) 的 應(yīng) 用 尚 為 空 白 或 剛 起步, 因此產(chǎn)品先期研制水平低、周體制和機(jī)制創(chuàng)新, 推行船舶制造資源優(yōu)化配置技術(shù)、現(xiàn)代物流技 術(shù), 建立造船精細(xì)化管理體系; 應(yīng) 用 敏 捷 制 造 技 術(shù) 和 虛 擬 企 業(yè) 原 理, 實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)、制造

8、和管理向現(xiàn)代 信息集成、過程集成和企業(yè)間集主開發(fā)了船體建造軟件三維舾裝管系設(shè)計(jì), 已在國內(nèi)數(shù)十余家船 廠應(yīng)用; 滬東中華已把“數(shù)字造 船、綠色造船”作為企業(yè)發(fā)展的基 本方針, 江南正在建設(shè)“e 江南”, 外高橋造船公司引進(jìn)了體現(xiàn)先進(jìn)成的跨越,建立以數(shù)字化造船總造 船 觀 念 和 模HANA/CIMS 系統(tǒng),推進(jìn)應(yīng)用。式 的 韓 國并逐步調(diào)試裝廠為核心的現(xiàn)代造船協(xié)同設(shè)計(jì)和協(xié)同制造體系; 進(jìn)行數(shù)字造船人才和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系建設(shè),建立數(shù)然而,現(xiàn)狀來看,從目前國內(nèi)造船業(yè)的中國整體造船水平大字化造船工程實(shí)施保障體系,完成期長(zhǎng),資源;數(shù)字化管理缺乏完整信息我國造船模式向數(shù)字化模式的轉(zhuǎn)換, 使造船企業(yè)全面實(shí)現(xiàn)“

9、數(shù)字化造 船”和建立“數(shù)字化造船企業(yè)”。二、我國數(shù)字化造船發(fā)展?fàn)?況我國造船業(yè)發(fā)展每跨上一個(gè)致相當(dāng)于上個(gè)世紀(jì) 90 年代初的國際水平, 不少高技術(shù)、高附加值 船型如超大型集裝箱船、大型液 化氣船、豪華旅游船等尚處于開 發(fā)階段。我國數(shù)字化造船技術(shù)與 造船強(qiáng)國相比仍有較大差距, 總 體來講目前存在的主要問題有船 舶設(shè)計(jì)自頂向下的全過程集成尚 未實(shí)現(xiàn); 現(xiàn)有系統(tǒng)的集成度差, 信( 5 ) 船舶制造資源優(yōu)化配置技術(shù)的應(yīng)用處于較低水平,企業(yè)的生產(chǎn)管理和協(xié)調(diào)仍以現(xiàn)場(chǎng)調(diào)度型為主, 滿足精細(xì)管理要求的造 船管理信息系統(tǒng)研究和應(yīng)用尚處新的臺(tái)階,都與信息技術(shù)的應(yīng)用于初級(jí)階段,放型;管理基本還處于粗密不可分: 我國

10、造船工業(yè)從 1970年 開 始 采 用 造 船 CAM 技 術(shù) , 使 造船生產(chǎn)效率和加工質(zhì)量有了較( 6 ) 船舶核心軟件基本從國息孤島現(xiàn)象嚴(yán)重;系統(tǒng)架構(gòu)的整外引進(jìn),動(dòng)權(quán)。難以掌握數(shù)字化造船主大的提高; 80 年代后期,船舶工體考慮不足,協(xié)同能力和柔性應(yīng)業(yè) 統(tǒng) 一 組 織 開 發(fā) 了 CAS IS 、CADIS 和 MIS 等 造 船 造 機(jī) 系對(duì)能力差; 缺乏統(tǒng)一規(guī)劃, 開發(fā)各行其道, 沒有形成合力; 缺乏資金 支持, 項(xiàng)目難以開展; 缺乏產(chǎn)品化 開發(fā), 成果不能共享。具體主要體 現(xiàn)在:( 1 ) 產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造、管理信三、我國數(shù)字化造船發(fā)展的幾點(diǎn)建議1. 加強(qiáng)組織領(lǐng)導(dǎo), 加大投入 力度、

11、支持自主版權(quán)系統(tǒng)開發(fā)和 應(yīng)用建議在國家有關(guān)部委的統(tǒng)一統(tǒng),有力地促進(jìn)了船舶企業(yè)的信息化進(jìn)程。隨著造船 CAD/CAE和 MIS 技術(shù)的發(fā)展, 產(chǎn)品設(shè)計(jì)開 始丟掉圖版, 新產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計(jì)周期明顯縮短,船舶企業(yè)現(xiàn)代化管息一體化的集成度較低,數(shù)字化領(lǐng)導(dǎo)和組織下,由兩船舶集團(tuán)公理水平得到提高, 船舶制造企業(yè)初具國際競(jìng)爭(zhēng)力并不斷壯大; 90設(shè)計(jì)、制造、管理生產(chǎn)線各主線尚未貫通, 數(shù)字化制造技術(shù)效能遠(yuǎn) 未發(fā)揮;( 2 ) 數(shù)字化應(yīng)用的重點(diǎn)仍集司組織相關(guān)研究院所、企業(yè)及高等院校共同參加, 成立項(xiàng)目領(lǐng)導(dǎo) 小組、項(xiàng)目總體工作小組、技術(shù)攻 關(guān) 小 組 以 及 相 應(yīng) 的 專 家 咨 詢 小年代中后期,國際先進(jìn)的造船軟

12、件如 TRIBON、CADDS 5 系統(tǒng)開2005. 6 船舶物資與市場(chǎng)29船舶與設(shè)備組, 發(fā)揮國家隊(duì)的整體優(yōu)勢(shì), 大力協(xié)同, 集體攻關(guān), 自主創(chuàng)新。加強(qiáng) 組織協(xié)調(diào), 加強(qiáng)信息技術(shù)資源整 合, 充分發(fā)揮各單位的優(yōu)勢(shì), 以項(xiàng) 目為紐帶, 產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合, 各盡所 能、各用所長(zhǎng)、分工協(xié)作, 努力建 設(shè)自己的造船 CIMS 開發(fā)、實(shí)施、 推廣體系, 為提升造船國際競(jìng)爭(zhēng) 能力而共同努力。伍,將數(shù)字化造船技術(shù)的主動(dòng)權(quán)業(yè)的負(fù)擔(dān),影響了企業(yè)信息化進(jìn)掌握到自己的手中,的保障。這是最有效程;引進(jìn)軟件在安全性方面有較大的變數(shù), 影響國防企業(yè)信息安全。我國經(jīng)過對(duì)引進(jìn)系統(tǒng)的消化 吸收和 20 多年相關(guān)軟件的開發(fā) 研究,

13、 完全有能力開發(fā)研制具有 自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的造船軟件系統(tǒng), 建立長(zhǎng)效的開發(fā)機(jī)制。我們還應(yīng) 該支持和倡導(dǎo)使用國產(chǎn)軟件, 創(chuàng) 造 條 件 積 極 推 進(jìn) 信 息 產(chǎn) 業(yè) 化 建 設(shè), 通過軟件產(chǎn)業(yè)化和軟件產(chǎn)品 的推廣應(yīng)用積累資金、積聚人才、 提高技術(shù)、開拓市場(chǎng), 從而進(jìn)入良 性發(fā)展的道路。逐步擁有一支既 熟悉造船及長(zhǎng)期從事計(jì)算機(jī)應(yīng)用3. 建立 船 舶 數(shù) 字 化 基 礎(chǔ) 體并用創(chuàng)新的觀念進(jìn)行數(shù)字化系,體系建設(shè)數(shù)字化制造技術(shù)以信息數(shù)字 化的形式實(shí)現(xiàn)信息管理、傳輸、處理和共享,因此必須首先建立數(shù)從長(zhǎng)遠(yuǎn)利益來看,我們必須字化的基礎(chǔ)體系。根據(jù)船舶企業(yè)的特點(diǎn)從基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)字化設(shè)計(jì) 標(biāo)準(zhǔn)、制造標(biāo)準(zhǔn)、管理標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)字

14、 化試驗(yàn)與評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)等方面進(jìn)行研 究, 制定出符合船舶企業(yè)實(shí)際以 及發(fā)展需要的船舶制造數(shù)字化標(biāo)開 發(fā) 具 有 自 主 知 識(shí) 產(chǎn) 權(quán) 的 造 船CIMS 系統(tǒng)。為此, 需要加大科研 經(jīng) 費(fèi) 和 基 礎(chǔ) 設(shè) 施 建 設(shè) 方 面 的 投 入, 整合現(xiàn)有的開發(fā)成果, 集中人 力、物力、財(cái)力解決 CIMS 建設(shè)中的關(guān)鍵問題,盡快形成適合中國準(zhǔn)規(guī)范體系;建設(shè)相應(yīng)的基礎(chǔ)性造船企業(yè)的 CIMS 產(chǎn)品,推進(jìn) CIMS 的實(shí)施應(yīng)用。2. 盡 快 設(shè) 立 和 啟 動(dòng) 數(shù) 字 化并努力和通用性的數(shù)據(jù)庫、知識(shí)庫和模型庫; 建立和研究船舶信息集成 及數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)和平臺(tái), 并建立 一個(gè)通暢、穩(wěn)定、安全的網(wǎng)絡(luò)通信 平臺(tái)。數(shù)字

15、化造船工程已不再是以 前普遍存在的“電算化”和“計(jì)算 機(jī)輔助設(shè)計(jì)、輔助制造、輔助管 理”的概念。實(shí)施數(shù)字化工程的核 心 是 以 數(shù) 字 技 術(shù) 改 造 傳 統(tǒng) 的 模 式, 建立數(shù)字化的生產(chǎn)體系、技術(shù)開發(fā)的技術(shù)隊(duì)伍,消化吸收國外造船軟件的優(yōu)點(diǎn)以及對(duì)現(xiàn)代造船技術(shù)、企業(yè)資源計(jì)劃、供應(yīng)鍵管理 的理論和方法、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 進(jìn)行的長(zhǎng)期研究。以統(tǒng)籌優(yōu)化原理為指導(dǎo), 應(yīng) 用成組技術(shù)原理; 以中間產(chǎn)品為 導(dǎo)向, 按區(qū)域組織生產(chǎn); 殼、舾、涂 作業(yè)在空間上分道、時(shí)間上有序; 設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、管理一體化, 均衡、連 續(xù)地總裝造船, 這種現(xiàn)代造船模 式是船廠縮短造船周期、提高生 產(chǎn)效率和降低造船成本的必由之 路。韓日

16、造船企業(yè)的崛起為我們?cè)齑こ?加快建設(shè)數(shù)字化造船工程保障體系數(shù)字化造船工程是一個(gè)跨專 業(yè) ( 設(shè) 計(jì) 、試 驗(yàn) 、制 造 、管 理 和 軟 件) 、跨部門( 集團(tuán)、研究所、院校、 公司) 的綜合性工程, 技術(shù)和管理 創(chuàng)新點(diǎn)多, 協(xié)調(diào)難度大, 多資金渠 道, 周期相對(duì)較長(zhǎng)。同時(shí)又是需要 高度集中統(tǒng)一規(guī)劃和協(xié)調(diào)的復(fù)雜 系統(tǒng)工程, 加強(qiáng)工程實(shí)施管理尤 其必要, 需要專項(xiàng)進(jìn)行實(shí)施和管 理。在管理過程中。應(yīng)當(dāng)強(qiáng)化組織 管理體系, 加強(qiáng)計(jì)劃管理, 推進(jìn)項(xiàng) 目管理模式。建設(shè)數(shù)字化造船工程保障體 系首先是培養(yǎng)和建立一支高素質(zhì) 人才隊(duì)伍。這是實(shí)施數(shù)字化造船 工程的重要保障。此外, 必須加快 建立我國造船軟件系統(tǒng)開發(fā)、維 護(hù)、培訓(xùn)、解決方案咨詢產(chǎn)業(yè)隊(duì)體系和管理體系,實(shí)現(xiàn)數(shù)字化生產(chǎn)方式的轉(zhuǎn)變, 否則難以發(fā)揮數(shù)字化技術(shù)應(yīng)有的作用和效益。4. 吸收國外先進(jìn)技術(shù),加強(qiáng)做了很好的示范,而歐洲和北美開發(fā), 建立自己的造船軟件產(chǎn)業(yè)目前國