船舶工業(yè)3[1]0時(shí)代——制造技術(shù)領(lǐng)域?qū)?biāo)課件

1、船舶工業(yè)3.0時(shí)代制造技術(shù)領(lǐng)域?qū)?biāo)2014-112011年中日韓三大造船指標(biāo)對比我國已是造船大國，三大造船指標(biāo)位居世界前列。但大而不強(qiáng)，在每修正總噸工時(shí)消耗、全員造船效率等效率、效益方面，我們與日韓船企的差距仍然較大。我國造船業(yè)的地位和面臨的形勢中日韓先進(jìn)造船企業(yè)每修正總噸工時(shí)消耗對比中日韓先進(jìn)造船企業(yè)全員造船生產(chǎn)效率對比中日韓先進(jìn)造船企業(yè)建造技術(shù)對比中日韓先進(jìn)造船企業(yè)能耗物耗對比我國先進(jìn)船廠和日韓船廠建造能力相關(guān)指標(biāo)的對比世界造船強(qiáng)國標(biāo)志性因素國際市場份額世界領(lǐng)先科技創(chuàng)新能力世界領(lǐng)先質(zhì)量、品牌、效率世界領(lǐng)先優(yōu)強(qiáng)企業(yè)實(shí)力世界領(lǐng)先分析借鑒先進(jìn)造船國家的發(fā)展路徑，我國船舶工業(yè)3.0時(shí)代的戰(zhàn)略取向和

2、步驟是：201520202030智能造船智慧船廠精益造船綠色造船數(shù)字化造船基本建立精益造船體系船舶工業(yè)3.0時(shí)代的奮斗目標(biāo)建設(shè)世界造船強(qiáng)國2020年實(shí)現(xiàn)精益造船、綠色造船、數(shù)字造船協(xié)同發(fā)展，實(shí)現(xiàn)智能化設(shè)計(jì)、準(zhǔn)時(shí)化生產(chǎn)、流水化作業(yè)、無余量制造、自動(dòng)化裝備，建成規(guī)模實(shí)力雄厚、創(chuàng)新能力強(qiáng)、質(zhì)量效益好、結(jié)構(gòu)優(yōu)化的船舶工業(yè)體系，力爭在制造業(yè)中率先突破，成為與韓國實(shí)力相當(dāng)?shù)脑齑瑥?qiáng)國。2030年在上述發(fā)展的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步提升集成化制造、高端化產(chǎn)品、智能化管理的綜合能力，實(shí)現(xiàn)由精細(xì)化、標(biāo)準(zhǔn)化和局部智能化向全面的智能造船、智慧船廠方向的不斷發(fā)展，成為具有全球引領(lǐng)影響力的造船強(qiáng)國。數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化智能化設(shè)計(jì)智能化管理

3、精細(xì)化信息集成化智能制造未來10年的發(fā)展態(tài)勢以信息技術(shù)和制造業(yè)深度融合為重要特征的新科技革命和產(chǎn)業(yè)變革正在孕育興起，多領(lǐng)域技術(shù)群體突破和交叉融合推動(dòng)制造業(yè)生產(chǎn)方式深刻變革，制造業(yè)數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化智能化已成為未來技術(shù)變革的重要趨勢。船舶與海工裝備制造也正在數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化技術(shù)為主線，持續(xù)向設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、管理等各領(lǐng)域滲透，朝著設(shè)計(jì)智能化、管理精細(xì)化和信息集成化等方向發(fā)展，最終實(shí)現(xiàn)智能制造。設(shè)計(jì)生產(chǎn)管理智能化設(shè)計(jì)生產(chǎn)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)基于標(biāo)準(zhǔn)化、數(shù)據(jù)庫集成應(yīng)用與自動(dòng)化、智能化手段的智能化設(shè)計(jì)，物量、管理信息完整、準(zhǔn)確，設(shè)計(jì)效率和質(zhì)量大幅提高；采用基于WIFI的設(shè)計(jì)信息查詢與三維可視化作業(yè)指導(dǎo)系統(tǒng)，不再向生產(chǎn)現(xiàn)

4、場發(fā)放紙質(zhì)圖紙，實(shí)現(xiàn)無紙化作業(yè)。流水化作業(yè)運(yùn)用虛擬驗(yàn)證、數(shù)字化控制及裝備技術(shù)，構(gòu)建數(shù)字化流水作業(yè)生產(chǎn)線，解決造船生產(chǎn)“多品種、單件小批量”條件下生產(chǎn)工藝流程柔性化設(shè)置和自動(dòng)化生產(chǎn)。準(zhǔn)時(shí)化生產(chǎn)建立適應(yīng)顧客導(dǎo)向的拉動(dòng)式計(jì)劃、準(zhǔn)時(shí)化生產(chǎn)管控模式，實(shí)現(xiàn)“多任務(wù)、多資源、多對象”條件下復(fù)雜工程的管理優(yōu)化。無余量造船利用CAM技術(shù)分析變形規(guī)律、全數(shù)字化與自動(dòng)化手段采集精度數(shù)據(jù)并分析處理，實(shí)現(xiàn)船體以補(bǔ)償量替代余量、舾裝精確作業(yè)的無余量精準(zhǔn)造船。自動(dòng)化裝備應(yīng)用大量自動(dòng)化、專業(yè)化工藝裝備，把造船工人徹底從“苦臟累險(xiǎn)”作業(yè)中解放出來，基本實(shí)現(xiàn)各類裝備及關(guān)鍵生產(chǎn)線的數(shù)字化，部分工藝裝備實(shí)現(xiàn)智能化，機(jī)器人應(yīng)用領(lǐng)域不斷

5、擴(kuò)大。智能化管理在各項(xiàng)管理實(shí)現(xiàn)數(shù)字化基礎(chǔ)上，利用空間調(diào)度優(yōu)化算法、數(shù)據(jù)挖掘、云計(jì)算等技術(shù)手段，為原材料、生產(chǎn)資源、能源管理、安全生產(chǎn)等管理提供決策支持，實(shí)現(xiàn)綠色化、智能化管理。集成化制造完成基于北斗衛(wèi)星系統(tǒng)、物聯(lián)網(wǎng)等新一代信息技術(shù)的廠域網(wǎng)建設(shè)，知識工程全面應(yīng)用，兩化高度融合，信息流、價(jià)值流、物流全息貫通，實(shí)現(xiàn)由信息集成轉(zhuǎn)向制造集成，基本具備虛擬制造條件。高端化能力具備“海洋強(qiáng)國”、“造船強(qiáng)國”的高端制造能力，在海洋防務(wù)、海洋科考、海洋運(yùn)輸、海洋開發(fā)四大裝備領(lǐng)域有新的突破；在豪華郵船、極地船舶具備設(shè)計(jì)制造能力；造船與海工的國產(chǎn)化配套率有較大幅度的提升。到2025年發(fā)展目標(biāo)所具備的主要技術(shù)特征技術(shù)

6、方向國外現(xiàn)狀國內(nèi)現(xiàn)狀及差距關(guān)鍵技術(shù)船舶設(shè)計(jì)階段一體化技術(shù)1、合同設(shè)計(jì)階段建立全實(shí)體的3D模型，前期設(shè)計(jì)生成的初步模型在后續(xù)設(shè)計(jì)階段充分利用，持續(xù)深化；2、詳細(xì)設(shè)計(jì)與生產(chǎn)設(shè)計(jì)深度融合，詳細(xì)設(shè)計(jì)成熟、規(guī)范、完整性高，使后期的修改面和修改量都得到有效控制。1、設(shè)計(jì)階段間信息繼承少，實(shí)施三維到二維再到三維的設(shè)計(jì)方式，重復(fù)工作多； 2、詳細(xì)設(shè)計(jì)與生產(chǎn)設(shè)計(jì)間協(xié)調(diào)性差，新船型詳細(xì)設(shè)計(jì)完整性不高，后期修改面和修改量較大。1、一體化設(shè)計(jì)軟件平臺技術(shù)；2、詳細(xì)設(shè)計(jì)與生產(chǎn)設(shè)計(jì)協(xié)同設(shè)計(jì)技術(shù)。精益設(shè)計(jì)策劃技術(shù)1、基于WP/WO的作業(yè)分解方式，工時(shí)、物量、工藝、管理信息完整；2、船體設(shè)計(jì)深度大，零件托盤化設(shè)計(jì)，按工位出圖

7、，設(shè)計(jì)充分考慮建造的便利性，減少工時(shí)、物料等損耗；3、舾裝完整性建模水平高，設(shè)計(jì)冗余??；4、設(shè)計(jì)高度標(biāo)準(zhǔn)化。1、骨干企業(yè)初步建立，信息不完整、準(zhǔn)確度不高；2、船體設(shè)計(jì)深度基本相當(dāng)，零件托盤化、按工位出圖等方面存在一定差距；3、舾裝完整性建模水平仍存在較大差距，設(shè)計(jì)冗余大，自重高；4、設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化程度不高。1、精細(xì)化作業(yè)分解技術(shù)；2、船體零件托盤化設(shè)計(jì)技術(shù)；3、節(jié)約型設(shè)計(jì)技術(shù)；4、設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)。共性關(guān)鍵制造技術(shù)對標(biāo)生產(chǎn)設(shè)計(jì)方面(2-1)技術(shù)方向國外現(xiàn)狀國內(nèi)現(xiàn)狀及差距關(guān)鍵技術(shù)三維快速建模技術(shù)1、全三維數(shù)字化設(shè)計(jì)；2、原理圖驅(qū)動(dòng)3D建模，實(shí)現(xiàn)2D-3D無縫集成；3、參數(shù)化設(shè)計(jì)；4、工藝、管理等信息自

8、動(dòng)化生成；5、標(biāo)準(zhǔn)化零部件數(shù)據(jù)庫。1、全三維數(shù)字化設(shè)計(jì)；2、基于原理圖的手工三維建模；3、在部分零部件設(shè)計(jì)中初步應(yīng)用；4、工藝、管理等信息手工添加；5、初步建立零部件數(shù)據(jù)庫。1、基于二維驅(qū)動(dòng)的三維設(shè)計(jì)技術(shù)；2、工藝及管理信息自動(dòng)化設(shè)計(jì)技術(shù)。設(shè)計(jì)自動(dòng)出圖技術(shù)1、船體實(shí)現(xiàn)裝配圖自動(dòng)出圖、自動(dòng)套料以及三維模型修改自動(dòng)更新二維出圖；2、舾裝制作圖、安裝圖自動(dòng)出圖。1、骨干企業(yè)基本實(shí)現(xiàn)裝配圖自動(dòng)出圖、自動(dòng)套料，但需進(jìn)一步深化；2、骨干企業(yè)基本實(shí)現(xiàn)舾裝制作圖自動(dòng)出圖，未實(shí)現(xiàn)安裝圖自動(dòng)出圖。1、三維模型與二維圖紙自動(dòng)關(guān)聯(lián)技術(shù)；2、舾裝安裝圖自動(dòng)出圖技術(shù)。設(shè)計(jì)與現(xiàn)場施工無縫銜接技術(shù)1、切割、焊接等指令直接傳遞

9、到現(xiàn)場自動(dòng)化裝備；2、現(xiàn)場作業(yè)三維可視化指導(dǎo)。1、僅部分切割指令實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)直接傳遞；2、無，設(shè)計(jì)差錯(cuò)較多、施工廢返率高。1、作業(yè)指令網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)傳輸與控制技術(shù)；2、現(xiàn)場可視化三維作業(yè)指導(dǎo)技術(shù)。共性關(guān)鍵制造技術(shù)對標(biāo)生產(chǎn)設(shè)計(jì)方面(2-2)技術(shù)方向國外現(xiàn)狀國內(nèi)現(xiàn)狀及差距關(guān)鍵技術(shù)拉動(dòng)式計(jì)劃管理技術(shù)1、以下道工序需求計(jì)劃為依據(jù)制定上道工序的作業(yè)計(jì)劃體系2、構(gòu)建連續(xù)流動(dòng)，準(zhǔn)時(shí)化、節(jié)拍均衡生產(chǎn)；3、確定生產(chǎn)節(jié)拍，生產(chǎn)資源實(shí)施綜合、動(dòng)態(tài)平衡；4、流通量管理，現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確、完整；5、現(xiàn)場可視化管理。1、以倒排計(jì)劃為主的計(jì)劃模式；2、日程計(jì)劃實(shí)現(xiàn)率不高，生產(chǎn)過程不連續(xù)均衡；3、靜態(tài)、局部平衡；4、及時(shí)性、準(zhǔn)確

10、性、完整性不高；5、骨干企業(yè)基本實(shí)現(xiàn)。1、拉動(dòng)式計(jì)劃管理體系；2、生產(chǎn)資源動(dòng)態(tài)平衡技術(shù)；3、基于物聯(lián)網(wǎng)的綜合數(shù)據(jù)采集、分析技術(shù)。中間產(chǎn)品物流管控技術(shù)1、船體零部件、舾裝件托盤化物流管理；2、分段流通量合理，較少停滯和無效搬運(yùn)；3、運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行中間產(chǎn)品的定位跟蹤和實(shí)時(shí)調(diào)度，提高效率。1、實(shí)現(xiàn)舾裝件托盤化管理；2、分段儲備量大、堆放場地大，造成無效搬運(yùn)多；3、中間產(chǎn)品物流人工管理。1、船體零部件托盤化物流管理技術(shù)；2、分段物流實(shí)時(shí)管控技術(shù)。精度造船技術(shù)1、建立完善的精度管理體系2、運(yùn)用模擬搭載技術(shù)進(jìn)行無余量搭載3、運(yùn)用全站儀等集成化精度測量技術(shù)，實(shí)施精確測量和數(shù)據(jù)分析4、以補(bǔ)償量替代余量，實(shí)

11、現(xiàn)無余量制造5、利用有限元分析等技術(shù)手段，進(jìn)行焊接變形預(yù)測1、已建立2、已解決，實(shí)現(xiàn)了分段余量的提前修割3、已解決4、放余量，修割率高5、無1、船體全過程精度控制技術(shù)；2、舾裝精度控制技術(shù)；3、數(shù)字化精度測量與數(shù)據(jù)分析技術(shù)；4、基于數(shù)值計(jì)算的焊接變形預(yù)測技術(shù)。共性關(guān)鍵制造技術(shù)對標(biāo)工程管理方面(2-1)技術(shù)方向國外現(xiàn)狀國內(nèi)現(xiàn)狀及差距關(guān)鍵技術(shù)綠色節(jié)能技術(shù)1、萬元增加值綜合能耗低；2、鋼材一次利用率高、余料管理精細(xì)化；3、廢氣、廢液及固廢排放低，環(huán)境影響??；4、作業(yè)安全管控措施齊全，安全事故率低。1、先進(jìn)企業(yè)萬元增加值綜合能耗高于日韓近一倍；2、鋼材利用率約低5個(gè)百分點(diǎn)左右，余料管理粗放；3、排放物

12、管理有待進(jìn)一步提升；4、作業(yè)安全管控措施有待提升，重大事故時(shí)有發(fā)生。1、能耗規(guī)范化管理與實(shí)時(shí)監(jiān)控技術(shù)；2、鋼板智能套料與管理技術(shù)；3、船廠廢棄物排放實(shí)時(shí)管控技術(shù)；4、船廠作業(yè)本質(zhì)安全技術(shù)。組織體制管理技術(shù)1、生產(chǎn)體制和勞動(dòng)組織扁平化；2、外用工納入企業(yè)統(tǒng)一人力資源管理范圍，隊(duì)伍相對穩(wěn)定；3、崗位技能復(fù)合、一專多能；勞動(dòng)者綜合素質(zhì)普遍較高， 4、班組建設(shè)規(guī)范、自主管理意識強(qiáng)。1、中國38.3萬，人均產(chǎn)出低；2、外用工“以包代管”為主，隊(duì)伍流動(dòng)性大；3、外用工比例過大，素質(zhì)和技能普遍不高；4、自主管理缺乏。1、本工化用工管理模式；2、人員復(fù)合技能管理技術(shù)。目標(biāo)成本管理技術(shù)1、注重節(jié)約型設(shè)計(jì)；2、有

13、健全的目標(biāo)成本的預(yù)算和控制體系；3、任務(wù)包作為計(jì)算作業(yè)成本的基本單元、信息量大，及時(shí)、準(zhǔn)確、完整地進(jìn)行物量、工時(shí)等成本信息歸結(jié)、分析。1、任務(wù)包所包含的成本信息較少；2、不及時(shí)、不準(zhǔn)確、不完整。1、基于現(xiàn)代造船模式的作業(yè)成本管理技術(shù)。共性關(guān)鍵制造技術(shù)對標(biāo)工程管理方面(2-2)技術(shù)方向國外現(xiàn)狀國內(nèi)現(xiàn)狀及差距關(guān)鍵技術(shù)船體高效工藝與裝備技術(shù)1、切割、加工車間。CAD/CAM集成自動(dòng)號料、等離子機(jī)器人切割；鋼板柔性加工成形生產(chǎn)線。2、小組立車間。部件裝配流水線、機(jī)器人切割、焊接小合攏裝焊機(jī)器人群3、平面分段車間。含有機(jī)器人的、構(gòu)架自動(dòng)安裝的激光檢測的平面分段裝焊流水線、無余量；4、曲面分段車間。曲面分

14、段流水生產(chǎn)，無余量；5、總組平臺與船臺/塢搭載。自動(dòng)化焊接、高效輔助工裝。1、在裝備自動(dòng)化、智能化程度等方面存在差距。2、部件裝配在平臺上手工作業(yè)、部分采用高效焊，機(jī)械化、自動(dòng)化方面差距很大。3、平面分段裝配、焊接流水線、局部留余量，人工干預(yù)較多，自動(dòng)化程度及效率偏低。4、曲面分段可調(diào)胎架裝焊、留有余量，自動(dòng)化裝備、集成化管理等方面差距較大；5、外板作業(yè)自動(dòng)化程度高，特殊作業(yè)區(qū)域/對象程度低，輔助工裝少，在裝備自動(dòng)化、智能化，工裝高效化等方面存在差距。1、切割技術(shù)與裝備（1）激光和水射流切割技術(shù)與裝備（2）精密切割技術(shù)與裝備2、成形技術(shù)與裝備（1）數(shù)控冷壓彎板技術(shù)與裝備（2）智能水火彎板技術(shù)與

15、裝備（3）智能冷彎肋骨技術(shù)與裝備3、裝配技術(shù)與裝備（1）部件支線自動(dòng)化生產(chǎn)技術(shù)（2）曲面分段機(jī)械化生產(chǎn)技術(shù)與裝備4、焊接技術(shù)與裝備（1）串列多絲氣體保護(hù)焊技術(shù)（2）弧焊機(jī)器人技術(shù)與裝備（3）激光焊接技術(shù)與裝備（4）攪拌摩擦焊技術(shù)與裝備（5）微束等離子焊接技術(shù)與裝備（6）焊接過程數(shù)值模擬與專家系統(tǒng)（7）數(shù)字化焊接電源共性關(guān)鍵制造技術(shù)對標(biāo)工藝工裝方面(2-1)技術(shù)方向國外現(xiàn)狀國內(nèi)現(xiàn)狀及差距關(guān)鍵技術(shù)舾裝高效工藝與裝備技術(shù)1、采用預(yù)舾裝標(biāo)準(zhǔn)單元和模塊舾裝技術(shù)，舾裝完整性率高；2、管件制造。由CIMS系統(tǒng)和三維圖形提供管件加工數(shù)據(jù)，由包含自動(dòng)化裝備的管件柔性制造系統(tǒng)制造；3、現(xiàn)校管。采用數(shù)字化測量與再現(xiàn)

16、裝備，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)校管快速設(shè)計(jì)、出圖和制造。1、舾裝單元標(biāo)準(zhǔn)化、模塊舾裝技術(shù)應(yīng)用較少；2、由計(jì)算機(jī)處理管件加工數(shù)據(jù)，采用管件生產(chǎn)線，法蘭焊接機(jī)器人，差距在自動(dòng)化裝備、集成制造能力；3、手工作業(yè)，工時(shí)、材料消耗大。1、預(yù)舾裝標(biāo)準(zhǔn)單元和模塊舾裝技術(shù)2、管件柔性制造系統(tǒng)3、現(xiàn)校管數(shù)字化測量與自動(dòng)出圖技術(shù)。涂裝高效工藝與裝備技術(shù)1、NC噴丸清洗機(jī)、清潔明亮涂裝房；2、機(jī)器人涂裝、特涂設(shè)備；3、漆膜厚度自動(dòng)檢測。1、遙控噴砂機(jī)、環(huán)保涂裝房；2、高壓、無氣噴涂工藝、特涂設(shè)備；3、精密儀器檢測漆膜厚度。1、自動(dòng)化噴砂工藝與裝備技術(shù)；2、自動(dòng)化涂裝工藝與裝備技術(shù)；3、漆膜厚度自動(dòng)檢測技術(shù)。巨型總段建造工藝技術(shù)1、巨

17、型總段建造（3000噸），巴拿馬型45個(gè)總段，阿芙拉型10個(gè)總段；2、大型單元模塊；3、開發(fā)并運(yùn)用了適應(yīng)巨型總段建造的系列化專用工裝。1、大型總段（1000噸以內(nèi)），巴拿馬型20個(gè)總段以上；2、單元模塊大型化率低；3、無。1、巨型總段平面船臺多島式建造技術(shù)；2、巨型總段入塢定位合攏技術(shù)；3、巨型總段軸舵系工程技術(shù)；4、巨型總段建造工裝技術(shù)。共性關(guān)鍵制造技術(shù)對標(biāo)工藝工裝方面(2-2)技術(shù)方向國外現(xiàn)狀國內(nèi)現(xiàn)狀及差距關(guān)鍵技術(shù)設(shè)計(jì)制造虛擬仿真技術(shù)1、設(shè)計(jì)模型虛擬仿真評估，減少設(shè)計(jì)差錯(cuò)；2、制造過程虛擬仿真，提前暴露問題；3、中間產(chǎn)品物流虛擬仿真優(yōu)化。1、骨干企業(yè)已基本解決，但應(yīng)用不廣、深度不足；2、處于起步階段；3、處于起步階段。1、制造過程虛擬仿真技術(shù)；2、中間產(chǎn)品物流虛擬仿真優(yōu)化技術(shù)。設(shè)計(jì)、制造、管理一體化管理技術(shù)1、實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、物資等主要業(yè)務(wù)集成管理；2、實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品全生命周期管理。1、骨干企業(yè)基本實(shí)現(xiàn)，在使用范圍（模塊數(shù)量）、應(yīng)用深度、各系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)交換與復(fù)用等方面存在一定差距；2、尚未實(shí)現(xiàn)。1、船舶產(chǎn)品全生命周期管理技術(shù)車間制造信息集成技術(shù)1、利用車間制造信息集成技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對生產(chǎn)的高效協(xié)調(diào)、控