信息化推動(dòng)船業(yè)的未來

信息化推動(dòng)船業(yè)的未來

數(shù)字化鑄造系統(tǒng)20世紀(jì)末，世界船舶工業(yè)通過信息技術(shù)的應(yīng)用，對(duì)技術(shù)、系統(tǒng)和造船方法發(fā)生了重大變化。歐盟已明確將造船業(yè)列為“最適宜于信息技術(shù)應(yīng)用的理想領(lǐng)域”，并積極開展信息技術(shù)的推廣應(yīng)用，效果顯著。近年來，世界造船強(qiáng)國綜合應(yīng)用各種先進(jìn)制造技術(shù)，從實(shí)施CIMS開始，開展一體化的船舶產(chǎn)品全生命周期的系統(tǒng)研究，利用數(shù)字化信息技術(shù)對(duì)船舶產(chǎn)品開發(fā)、設(shè)計(jì)、建造、驗(yàn)收、使用、維護(hù)、現(xiàn)代化改造，應(yīng)用智能化敏捷制造技術(shù)建立“虛擬企業(yè)”，逐步形成數(shù)字化的造船體系。據(jù)悉，美國在艦船建造領(lǐng)域基本實(shí)現(xiàn)了高效的信息集成、建模技術(shù)和仿真系統(tǒng)的應(yīng)用，為船舶數(shù)字化建造的成功實(shí)施奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。船舶及其系統(tǒng)和設(shè)備的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)加工、維護(hù)和安全保障等信息全部進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)化的計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)庫，數(shù)字化樣船技術(shù)貫穿在產(chǎn)品整個(gè)生命周期內(nèi)的各個(gè)階段，在計(jì)算機(jī)屏幕系統(tǒng)和虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境中，用多媒體的形式直接顯示設(shè)計(jì)圖形及艦船內(nèi)部各種設(shè)備和系統(tǒng)的三維布置模型，所有研制階段的活動(dòng)和結(jié)果在虛擬空間中得到充分的綜合和顯現(xiàn)，使產(chǎn)品在整個(gè)生命周期內(nèi)的表現(xiàn)得到最大程度的模擬驗(yàn)證、測(cè)試，并對(duì)精度控制信息進(jìn)行預(yù)報(bào)。韓國三星重工正在開發(fā)的數(shù)字化造船系統(tǒng)更具代表性。該系統(tǒng)匯集目前的造船經(jīng)驗(yàn)和數(shù)字化信息技術(shù)，建立虛擬船廠，可在虛擬環(huán)境下模擬整個(gè)造船過程。該系統(tǒng)建立了船舶從設(shè)計(jì)到建造的整個(gè)流程模型，優(yōu)化生產(chǎn)布局，提高生產(chǎn)效率。為同時(shí)建造不同類型的船舶，該系統(tǒng)與CAD系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合優(yōu)選出建造過程、人力配置、建造方法及物流安排等最佳方案。這一項(xiàng)目的開發(fā)與實(shí)施增強(qiáng)了韓國造船業(yè)的競(jìng)爭力，鞏固了其在全球造船市場(chǎng)中的領(lǐng)先地位。日本各大造船企業(yè)在引進(jìn)計(jì)算機(jī)先進(jìn)技術(shù)、提高船舶三維自動(dòng)化設(shè)計(jì)方面狠下功夫。三菱重工引進(jìn)Tribon公司船舶自動(dòng)化設(shè)計(jì)系統(tǒng)的同時(shí)，又引進(jìn)并開發(fā)了MATES系統(tǒng)；IHI聯(lián)合造船開發(fā)了名為“紫陽花”的設(shè)計(jì)信息自動(dòng)化系統(tǒng)；三井造船開發(fā)了MACISS設(shè)計(jì)自動(dòng)化系統(tǒng)。川崎造船在Tribon系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，采用川崎造船獨(dú)有的專利技術(shù)，開發(fā)了新的智能化的K-KARDS自動(dòng)化設(shè)計(jì)系統(tǒng)。該系統(tǒng)充分利用知識(shí)庫，建立InferenceEngine系統(tǒng)，幾乎全部設(shè)計(jì)結(jié)果都能以立體圖形顯示，信息變換更快、更直覺；使得設(shè)計(jì)者能很快完成設(shè)計(jì)任務(wù)，可提高設(shè)計(jì)質(zhì)量、縮短設(shè)計(jì)工時(shí)、從而降低造船成本。2004年6月，世界著名的德國CarlCloos焊接技術(shù)有限公司制造出Romat320、350、410系列新型焊接機(jī)器人，他們均是采用計(jì)算機(jī)模塊化設(shè)計(jì)和全新的RotrolⅡ控制系統(tǒng)，強(qiáng)化了電弧軌道焊接的性能，提高了船廠生產(chǎn)效率和降低了施工成本。中國造船業(yè)從1996年至今一直穩(wěn)居第三位，這主要得益于中國造船業(yè)的勞動(dòng)力成本優(yōu)勢(shì)：中國船廠的人工費(fèi)僅為日本的1/20、韓國的1/10。中國船廠不愁訂單，但中國造船業(yè)的整體競(jìng)爭力并不強(qiáng)，造船生產(chǎn)效率低，普遍存在著交貨拖期的問題。專家稱，這很大程度上是因?yàn)樾畔⒒瘺]有及時(shí)跟進(jìn)所導(dǎo)致。國內(nèi)外船際生產(chǎn)企業(yè)信息化發(fā)展現(xiàn)狀大象無形。今天造船業(yè)的競(jìng)爭，早已打破了常規(guī)。決定勝負(fù)的關(guān)鍵，看上去已化于無形。而這一點(diǎn)，是最可怕的，因?yàn)樗婕暗皆齑拿總€(gè)環(huán)節(jié)，不容易看見，卻最容易被忽略。不信，我們可以看看中國有多少船廠，有多少工人，又有多少個(gè)船臺(tái)，但我們依然眾不敵寡。何也？信息化陣地淪陷導(dǎo)致的惡果。中國在這個(gè)領(lǐng)域到底哪兒出了毛??？廣船國際股份有限公司副總經(jīng)理王毅認(rèn)為，我國已經(jīng)是造船第三大國，各造船企業(yè)的制造設(shè)備、工廠條件與國際先進(jìn)水平差距不大，但信息化技術(shù)和管理技術(shù)依然落后，導(dǎo)致生產(chǎn)效率低下。據(jù)悉，我國船舶工業(yè)自上世紀(jì)六七十年代開始應(yīng)用信息技術(shù)。經(jīng)過幾十年的建設(shè)，取得了顯著成績。骨干造船企業(yè)的船體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)已經(jīng)全部由計(jì)算機(jī)完成，機(jī)、電、舾裝設(shè)計(jì)的80%由計(jì)算機(jī)完成，主要骨干企業(yè)已普遍使用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)和計(jì)算機(jī)輔助制造(CAM)系統(tǒng)。這一切極大地縮短了造船周期，提高了造船質(zhì)量，主要船廠的造船產(chǎn)量提高了10倍以上。但有一事實(shí)，我們依然無可否認(rèn)。那就是，對(duì)比發(fā)達(dá)國家，中國船廠的生產(chǎn)效率相當(dāng)?shù)拖?。日本造船工人人均年產(chǎn)值達(dá)55萬美元，韓國工人為48萬美元，而我國則只有區(qū)區(qū)9000美元。近年來，船舶工業(yè)的信息化建設(shè)使我國船舶產(chǎn)品制造能力和水平得到較大的提升，但我國“數(shù)字化造船”水平仍與國際先進(jìn)水平有較大差距：數(shù)字化應(yīng)用的重點(diǎn)仍集中在解決技術(shù)與工程問題上，沒有與企業(yè)的業(yè)務(wù)流程、運(yùn)營模式和管理變革有效結(jié)合，產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造、管理信息一體化的集成度較低；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)用尚處于初級(jí)階段；滿足船舶產(chǎn)品成本預(yù)算、核算、控制的成本管理集成信息系統(tǒng)、實(shí)現(xiàn)船舶產(chǎn)品生命周期的現(xiàn)代物流信息系統(tǒng)建設(shè)剛起步等。中船綜合院標(biāo)準(zhǔn)化綜合管理室張足生認(rèn)為，集成不足，孤島林立，是當(dāng)前船舶工業(yè)信息化發(fā)展的一大制約。我國的造船企業(yè)數(shù)量眾多，但很多企業(yè)規(guī)模不大，自身能力有限，企業(yè)間的信息化建設(shè)不平衡。國家重點(diǎn)造船企業(yè)資本雄厚，起步較早，投入了大量的資金搞企業(yè)信息化，而中小造船企業(yè)能力有限，很難在企業(yè)信息化上有所作為。比如：滬東、渤海、廣船是國家“九五”CIMS應(yīng)用示范企業(yè)，滬東還列入了國家先進(jìn)企業(yè)，這些企業(yè)的信息化走在了造船企業(yè)信息化的前列。而大部分中小型造船企業(yè)由于企業(yè)管理基礎(chǔ)薄弱，認(rèn)識(shí)不足，研發(fā)能力較弱，網(wǎng)絡(luò)硬件設(shè)施不全，信息化水平較低。目前，我國總體上還處于“分段制造”向中間產(chǎn)品專業(yè)化生產(chǎn)為導(dǎo)向的“分道制造”過渡中，而日韓等造船發(fā)達(dá)國家已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了“殼舾涂一體化”的“集成制造”模式，并開始進(jìn)入到“敏捷制造”模式。以信息技術(shù)為主導(dǎo)的造船模式處于五種造船模式中的第四個(gè)階段，要想在船舶產(chǎn)量上超過日韓，成為世界第一造船大國，實(shí)現(xiàn)跨越式的發(fā)展，就必須以信息技術(shù)為基礎(chǔ)，加快造船企業(yè)的信息化建設(shè)。開發(fā)、推廣和使用國產(chǎn)軟件軟件問題，曾讓多少中國造船人憂心忡忡。偌大一個(gè)船廠，眾多的環(huán)節(jié)都會(huì)因?yàn)橐粋€(gè)小小的甚至看不見的東西——軟件，所左右著。據(jù)悉，由于種種原因，我們?nèi)狈ψ约旱拇霸O(shè)計(jì)軟件，船舶工業(yè)設(shè)計(jì)軟件主要依賴進(jìn)口。這使得異構(gòu)系統(tǒng)之間模型數(shù)據(jù)無法實(shí)現(xiàn)互相轉(zhuǎn)換，設(shè)計(jì)所與制造廠無法共享數(shù)據(jù)，致使我國船舶設(shè)計(jì)周期較長。同樣令人遺憾的是，盡管目前船舶設(shè)計(jì)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了電子化，但圖紙和其他技術(shù)資料仍用紙質(zhì)文件來管理，圖紙的查找比較費(fèi)時(shí)費(fèi)力各單位建立的辦公自動(dòng)化系統(tǒng)沒有得到深層次的應(yīng)用。611研究所所長助理謝子明認(rèn)為，我國造船軟件的開發(fā)走過了一段曲折發(fā)展的道路。早在上個(gè)世紀(jì)六七十年代，我國就開始了信息技術(shù)在造船領(lǐng)域的應(yīng)用，曾有過一段與國際水平相當(dāng)?shù)臅r(shí)期，并曾多次實(shí)現(xiàn)造船軟件的出口。但后來由于種種原因，我們拉開了與國外軟件的距離。進(jìn)入21世紀(jì)，我國造船CAD/CAM軟件急起直追，在掌握了三維建模技術(shù)后，開發(fā)出了多個(gè)以三維建模技術(shù)為核心的造船軟件產(chǎn)品。如中國船舶工業(yè)第十一研究所和上海船廠聯(lián)合開發(fā)的船舶制造三維設(shè)計(jì)系統(tǒng)SB3DS從2002年開始推廣應(yīng)用。其中的船體結(jié)構(gòu)快速背景生成、管系、通風(fēng)（螺旋風(fēng)管、方風(fēng)管）及支架的三維設(shè)計(jì)模塊、電纜生產(chǎn)設(shè)計(jì)模塊、設(shè)備三維建模及布置和鐵舾裝三維設(shè)計(jì)模塊已經(jīng)成熟，系統(tǒng)在實(shí)用、易用、開放、靈活、快速、高效方面達(dá)到或超過了國內(nèi)外同類軟件的先進(jìn)水平。但是，這些依然不能掩藏我們?cè)谶@個(gè)領(lǐng)域所處的尷尬地位。當(dāng)前，我國的船舶設(shè)計(jì)自上而下的全過程集成尚未實(shí)現(xiàn)。國內(nèi)以三維建模技術(shù)為核心的艦船設(shè)計(jì)信息一體化軟件產(chǎn)品有待進(jìn)一步開發(fā)，現(xiàn)有系統(tǒng)的集成度差，信息孤島現(xiàn)象嚴(yán)重。當(dāng)然，關(guān)于軟件問題，其實(shí)涉及很多。究其原因，很大程度上是我國目前的體制所導(dǎo)致。由于國家缺乏統(tǒng)一的規(guī)劃和統(tǒng)一的系統(tǒng)平臺(tái)，各企業(yè)根據(jù)各自的發(fā)展需求和自己的投入力度提出自己的課題，解決局部的問題。行業(yè)與行業(yè)、企業(yè)與企業(yè)之間信息不能互通，阻滯了信息化的整體進(jìn)程；缺乏集中領(lǐng)導(dǎo)，沒有形成合力。目前，有些單位有一定的軟件開發(fā)力量，其中軟件開發(fā)力量較強(qiáng)的有滬東中華、611所、708所、廣船國際、江南集團(tuán)等單位，整體來看，兩大集團(tuán)公司應(yīng)該說有相當(dāng)強(qiáng)的軟件開發(fā)力量。但由于體制和機(jī)制的問題，這些力量沒有整合起來，形成合力，而是各自為政，各行其是，成果不能共享，大大削弱了整體開發(fā)實(shí)力；缺乏資金支持，項(xiàng)目難以開展等。對(duì)此，有專家建議，主管部門應(yīng)將不同地域、不同單位性質(zhì)的信息技術(shù)資源整合起來，加強(qiáng)組織協(xié)調(diào)，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、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，為提升中國造船業(yè)國際競(jìng)爭能力而共同努力。另外，建立長效發(fā)展機(jī)制，推進(jìn)信息產(chǎn)業(yè)化建設(shè)。我們應(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。這也是不少國外造船軟件企業(yè)所經(jīng)歷的道路，如韓國HANA信息技術(shù)公司、丹麥的Logimatic公司、日本的日立造船軟件公司等。希望腳下的路，不要過于漫長。積極設(shè)立和啟動(dòng)“數(shù)字化鑄造”工程專項(xiàng)，并積極組織實(shí)施和管理用信息技術(shù)改造船舶制造業(yè)，是全球范圍內(nèi)的一場(chǎng)革命。在這場(chǎng)革命中，誰做得好，誰將贏得未來。企業(yè)信息化是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，涉及企業(yè)的人力資源、技術(shù)裝備、業(yè)務(wù)流程重組等各個(gè)方面，均需要資金的投入。據(jù)統(tǒng)計(jì)，一個(gè)大型企業(yè)的信息化建設(shè)資金投入至少在千萬元以上。造船行業(yè)生產(chǎn)的特點(diǎn)是資金占用量大，且船舶產(chǎn)品屬于微利產(chǎn)品，造船企業(yè)本身的經(jīng)濟(jì)實(shí)力有限。因此，國家應(yīng)該加大對(duì)大型造船企業(yè)信息化建設(shè)的資金投入力度，并給予優(yōu)惠政策。對(duì)于中小船廠來說，規(guī)模較小，資金有限，能夠投入信息化建設(shè)的資金肯定不多。解決資金不足問題，是中小企業(yè)實(shí)施信息化的首要條件。有專家指出，盡快設(shè)立和啟動(dòng)“數(shù)字化造船”工程專項(xiàng)，并用創(chuàng)新思想加強(qiáng)工程管理是當(dāng)務(wù)之急?！皵?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，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，需要作為專項(xiàng)進(jìn)行實(shí)施和管理。因此，專家建議，在國家有關(guān)部委的統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)和組織下實(shí)施，并以兩船舶集團(tuán)公司組織相關(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。根據(jù)國內(nèi)船舶業(yè)的客觀情況和技術(shù)現(xiàn)狀，并充分考慮我國經(jīng)濟(jì)的實(shí)際可承受能力，著力做好工程頂層方案和實(shí)施方案研究，整體謀劃，分步實(shí)施。中船信息公司總經(jīng)理孟梅認(rèn)為，現(xiàn)在船舶設(shè)計(jì)軟件方面還沒到用得很好的程度，CAD/CAM這一塊還非常有必要加強(qiáng)?，F(xiàn)在大家對(duì)管理軟件的應(yīng)用問題反而都比較重視，其實(shí)設(shè)計(jì)軟件也同樣是需要加強(qiáng)的。因?yàn)樵O(shè)計(jì)做好了，后面的部分才“順”，設(shè)計(jì)疲于應(yīng)付，多拿出一套軟件讓你搞實(shí)驗(yàn)、搞測(cè)試都沒有，多作一點(diǎn)全三維的設(shè)計(jì)都不具備條件，還談何全電子樣船和現(xiàn)代化生產(chǎn)管理？說到與日、韓等造船先進(jìn)國家相比，我國船廠效率低下的原因，生產(chǎn)管理信息化水平不高