智能車間成為未來船舶核心裝備發(fā)展方向

　　當(dāng)前，國外先進造船企業(yè)正處于由“工業(yè)3.0”向“工業(yè)4.0”推進的階段。日本、韓國等國的先進造船企業(yè)普遍使用了數(shù)字化技術(shù)、自動化技術(shù)和精益生產(chǎn)等技術(shù)，實現(xiàn)了廠域空間全網(wǎng)絡(luò)覆蓋以及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用，不斷推進智能單元向智能生產(chǎn)線推進，為建成智能船廠打下了堅實的基礎(chǔ)。相較之下，國內(nèi)船企在數(shù)字化、自動化、精益生產(chǎn)等方面基礎(chǔ)薄弱，發(fā)展水平參差不齊，盡管少數(shù)骨干企業(yè)在物聯(lián)網(wǎng)、智能單元等方面取得了一定進展，但國內(nèi)骨干船企總體還處于“工業(yè)2.0”階段，正在向“工業(yè)3.0”邁進。
　　
 　　爬坡邁坎短板亟待補齊
　　
　　船舶行業(yè)先進制造技術(shù)專家組組長林忠欽院士表示，我國船舶工業(yè)造船技術(shù)與日本、韓國以及歐盟等國家的差距主要體現(xiàn)在四個方面：一是數(shù)字化工藝設(shè)計能力嚴(yán)重不足；二是船舶建造裝備與系統(tǒng)的自動化、智能化水平低；三是造船過程管控缺少有效的數(shù)據(jù)支持；四是制造技術(shù)與信息技術(shù)的融合、集成度低。在船舶建造裝備方面，我國船企在切割、成形、焊接、涂裝等作業(yè)方面基本以機械化、半自動化為主，而日韓船企基本已經(jīng)實現(xiàn)數(shù)字化、智能化。在打磨作業(yè)環(huán)節(jié)，國內(nèi)大多數(shù)船企還采取手工作業(yè)方式，國外船企已采用了自動化裝備。此外，生產(chǎn)流水線作業(yè)與日韓船企的差距更加明顯。在鋼材預(yù)處理、型材切割、管子、T型材、小組立、中組立、拼板、平面分段、曲面分段建造過程中，日韓船企已經(jīng)實現(xiàn)智能自動化流水線及數(shù)控自動化流水線作業(yè)，而我國還處于剛性自動化流水線作業(yè)或者一站式不流水作業(yè)的階段；同時，在中組立焊接方面，國內(nèi)船企基本上是手工作業(yè)，而國外先進船企已實現(xiàn)智能化焊接。目前，日韓先進船企建造自動化率可達68%，甚至更高，但國內(nèi)骨干造船企業(yè)焊接自動化率最高僅為20%左右。為此，我國船企在推行智能制造技術(shù)方面，需對標(biāo)找差，補齊短板。
　　
　　放眼全球，在推進智能制造的過程中，日本積極推進切割加工機器人、焊接機器人、涂裝機器人等智能化裝備在船企的應(yīng)用，構(gòu)建“中間產(chǎn)品”智能化柔性生產(chǎn)線，提高船舶建造質(zhì)量和效率。韓國制定了“三步走”的船舶智能制造和船廠發(fā)展規(guī)劃，特別重視信息集成、基于物聯(lián)網(wǎng)的全要素實時監(jiān)控、虛擬與物理船舶制造系統(tǒng)融合的智能制造技術(shù)應(yīng)用。歐盟國家在扎實的造船工業(yè)基礎(chǔ)之上，以全面數(shù)字化、模塊化和網(wǎng)絡(luò)化平臺為支撐，組建模塊化、專業(yè)化合作生產(chǎn)的動態(tài)聯(lián)盟，保持在高人力成本下的競爭優(yōu)勢。展望未來，我國船企在推進船舶智能制造的過程中不僅需要提高建造技術(shù)，還需要在工藝設(shè)計、建造裝備、信息技術(shù)集成等方面全面發(fā)力。
　　
　　分步實施打造智能車間
　　
　　結(jié)合當(dāng)前船企在數(shù)字化工藝設(shè)計、建造水平以及生產(chǎn)車間智能化方面的現(xiàn)狀，林忠欽建議，我國船舶工業(yè)在推進船舶智能制造的過程中，可通過“三步走”方案，分步實施、逐漸推進。第一步，到2020年，建成智能車間，使造船效率和質(zhì)量水平接近日韓船企；第二步，到2025年，實現(xiàn)全面信息集成與大數(shù)據(jù)應(yīng)用，構(gòu)建數(shù)字化虛擬船廠，并形成智能船廠應(yīng)用示范與模式，建成智能船廠，促使造船效率和質(zhì)量水平趕超日韓；第三步，搭建船舶智能制造聯(lián)盟，引領(lǐng)技術(shù)進步與創(chuàng)新。
　　
　　具體而言，在智能車間建設(shè)方面，要構(gòu)建數(shù)字化工藝設(shè)計與數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)建造技術(shù)的自動化、智能化。同時，要實現(xiàn)車間建造過程全要素的實時感知、智能決策與管控，提升車間管控的實時性、科學(xué)性與準(zhǔn)確性，全面提高管理效率與水平；構(gòu)建支撐智能車間建設(shè)的互聯(lián)互通信息平臺，完成智能船廠推進的整體方案設(shè)計、標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)以及打造造船全過程實時智能管控的信息感知基礎(chǔ)。
　　
　　針對當(dāng)前國內(nèi)船企切割、成形、焊接、涂裝等作業(yè)基本以機械化、半自動化為主的現(xiàn)狀，林忠欽建議，船企在實現(xiàn)制造自動化、智能化方面，要重點做足、做實四方面的“功課”。首先，要重點推進關(guān)鍵零部件智能加工，實現(xiàn)曲板、肋骨成形、管子等加工數(shù)控化、智能化，提高建造效率與質(zhì)量；其次，重點推廣智能焊接工藝技術(shù)、建造質(zhì)量在線監(jiān)測技術(shù)等的應(yīng)用，支持國產(chǎn)化造船專用焊接機器人開發(fā)與應(yīng)用，提高船企智能化焊接裝備的國產(chǎn)化水平；再次，不斷擴大生產(chǎn)自動化裝備及生產(chǎn)線應(yīng)用，實現(xiàn)各類小組立部件、平面分段、曲面分段、涂裝等的專業(yè)化、自動化、柔性流水式批量生產(chǎn)，提升生產(chǎn)效率；最后，積極投入物流自動化裝備，引進自動導(dǎo)引運輸車、搬運機器人、自動分類等自動化、智能化裝備，提高造船企業(yè)物料、部件和分段等的裝卸、輸送能力及效率。最終目標(biāo)，是實現(xiàn)建造過程的全面自動化、智能化，大幅提升建造質(zhì)量和效率，顯著改善勞動作業(yè)環(huán)境，減少人員健康損害。
　　
　　林忠欽表示，在打造智能車間的過程中，船企除需解決車間層互聯(lián)互通的智能制造基礎(chǔ)平臺問題外，還需具備行業(yè)整體推進的總體設(shè)計、標(biāo)準(zhǔn)體系以及全過程信息感知等基礎(chǔ)條件，為進一步推進智能船廠建設(shè)打下基礎(chǔ)。
　　
　　多方合力共建智能船廠
　　
　　采用智能制造技術(shù)是我國船企提高造船質(zhì)量和效率的重要途徑，智能制造有助于快速提升我國船舶工業(yè)的競爭力。林忠欽表示，船舶工業(yè)推進智能制造要通過在智能造船的共性技術(shù)上實現(xiàn)突破，推進一批核心裝備的研制和普及應(yīng)用，建立若干示范性企業(yè)，使關(guān)鍵造船指標(biāo)趕超日韓。因此，他建議我國船舶工業(yè)在推進智能制造的過程中，堅持政府推動，企業(yè)主導(dǎo)，產(chǎn)學(xué)研合作，重點引領(lǐng)，有序推進，全面提升我國骨干造船企業(yè)的智能制造技術(shù)水平。
　　
　　他指出，一方面，政府及行業(yè)管理部門可通過頂層設(shè)計，總體規(guī)劃船舶工業(yè)智能制造的推進，通過實施高技術(shù)船舶科研專項、智能制造專項以及智能制造試點示范，形成有機推進的工作機制，加快我國船舶工業(yè)推進智能制造的步伐。另一方面，船舶企業(yè)要主動作為，最大限度地激發(fā)企業(yè)內(nèi)生動力，到2020年之前，重點企業(yè)完成自動化補課，構(gòu)建中間產(chǎn)品專業(yè)化流水生產(chǎn)體系，推進精益管理；骨干企業(yè)在補課基礎(chǔ)上，普及數(shù)字化工藝設(shè)計與數(shù)據(jù)庫，夯實智能制造集成基礎(chǔ)；引領(lǐng)企業(yè)在補課、普及基礎(chǔ)上，重點開展智能車間的試點示范工作。此外，要推動產(chǎn)學(xué)研合作攻關(guān)，整合船舶工業(yè)重要資源，搭建產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合攻關(guān)平臺，研究突破智能制造關(guān)鍵共性技術(shù)、支撐智能制造試點示范、推進智能制造標(biāo)準(zhǔn)制定與新模式應(yīng)用。
　　
　　除此之外，船舶企業(yè)還需要加強人才隊伍建設(shè)，孵化一批提供船舶智能制造核心裝備、系統(tǒng)解決方案的支撐性企業(yè)，及時歸納總結(jié)標(biāo)準(zhǔn)制定、試點示范等推進工作的研究成果，形成具有實用性和行業(yè)可推廣性的研究成果，推動行業(yè)整體技術(shù)進步；在造船設(shè)計、生產(chǎn)、管理各領(lǐng)域推廣精益文化，構(gòu)建學(xué)習(xí)型組織，支撐企業(yè)效率與質(zhì)量的持續(xù)提高，為推進船舶智能制造營造良好的生態(tài)文化氛圍。
　　
　　（原標(biāo)題：打造船舶業(yè)智能車間加快智能制造技術(shù)推廣）