打造船舶業智能車間 加快智能制造技術推廣
http://www.moduwu.com 2016-06-03 14:32 來源：中國船舶報
當前，國外先進造船企業正處于由“工業3.0”向“工業4.0”推進的階段。日本、韓國等國的先進造船企業普遍使用了數字化技術、自動化技術和精益生產等技術，實現了廠域空間全網絡覆蓋以及物聯網技術和大數據技術的應用，不斷推進智能單元向智能生產線推進，為建成智能船廠打下了堅實的基礎。相較之下，國內船企在數字化、自動化、精益生產等方面基礎薄弱，發展水平參差不齊，盡管少數骨干企業在物聯網、智能單元等方面取得了一定進展，但國內骨干船企總體還處于“工業2.0”階段，正在向“工業3.0”邁進。
爬坡邁坎短板亟待補齊
船舶行業先進制造技術專家組組長林忠欽院士表示，我國船舶工業造船技術與日本、韓國以及歐盟等國家的差距主要體現在四個方面：一是數字化工藝設計能力嚴重不足；二是船舶建造裝備與系統的自動化、智能化水平低；三是造船過程管控缺少有效的數據支持；四是制造技術與信息技術的融合、集成度低。在船舶建造裝備方面，我國船企在切割、成形、焊接、涂裝等作業方面基本以機械化、半自動化為主，而日韓船企基本已經實現數字化、智能化。在打磨作業環節，國內大多數船企還采取手工作業方式，國外船企已采用了自動化裝備。此外，生產流水線作業與日韓船企的差距更加明顯。在鋼材預處理、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，日韓船企已經實現智能自動化流水線及數控自動化流水線作業，而我國還處于剛性自動化流水線作業或者一站式不流水作業的階段；同時，在中組立焊接方面，國內船企基本上是手工作業，而國外先進船企已實現智能化焊接。目前，日韓先進船企建造自動化率可達68%，甚至更高，但國內骨干造船企業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方面，需對標找差，補齊短板。
打造船舶業智能車間 加快智能制造技術推廣
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用，構建“中間產品”智能化柔性生產線，提高船舶建造質量和效率。韓國制定了“三步走”的船舶智能制造和船廠發展規劃，特別重視信息集成、基于物聯網的全要素實時監控、虛擬與物理船舶制造系統融合的智能制造技術應用。歐盟國家在扎實的造船工業基礎之上，以全面數字化、模塊化和網絡化平臺為支撐，組建模塊化、專業化合作生產的動態聯盟，保持在高人力成本下的競爭優勢。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，還需要在工藝設計、建造裝備、信息技術集成等方面全面發力。
分步實施打造智能車間
結合當前船企在數字化工藝設計、建造水平以及生產車間智能化方面的現狀，林忠欽建議，我國船舶工業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，使造船效率和質量水平接近日韓船企；第二步，到2025年，實現全面信息集成與大數據應用，構建數字化虛擬船廠，并形成智能船廠應用示范與模式，建成智能船廠，促使造船效率和質量水平趕超日韓；第三步，搭建船舶智能制造聯盟，引領技術進步與創新。
具體而言，在智能車間建設方面，要構建數字化工藝設計與數據庫，實現建造技術的自動化、智能化。同時，要實現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、科學性與準確性，全面提高管理效率與水平；構建支撐智能車間建設的互聯互通信息平臺，完成智能船廠推進的整體方案設計、標準體系建設以及打造造船全過程實時智能管控的信息感知基礎。
針對當前國內船企切割、成形、焊接、涂裝等作業基本以機械化、半自動化為主的現狀，林忠欽建議，船企在實現制造自動化、智能化方面，要重點做足、做實四方面的“功課”。首先，要重點推進關鍵零部件智能加工，實現曲板、肋骨成形、管子等加工數控化、智能化，提高建造效率與質量；其次，重點推廣智能焊接工藝技術、建造質量在線監測技術等的應用，支持國產化造船專用焊接機器人開發與應用，提高船企智能化焊接裝備的國產化水平；再次，不斷擴大生產自動化裝備及生產線應用，實現各類小組立部件、平面分段、曲面分段、涂裝等的專業化、自動化、柔性流水式批量生產，提升生產效率；最后，積極投入物流自動化裝備，引進自動導引運輸車、搬運機器人、自動分類等自動化、智能化裝備，提高造船企業物料、部件和分段等的裝卸、輸送能力及效率。最終目標，是實現建造過程的全面自動化、智能化，大幅提升建造質量和效率，顯著改善勞動作業環境，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互通的智能制造基礎平臺問題外，還需具備行業整體推進的總體設計、標準體系以及全過程信息感知等基礎條件，為進一步推進智能船廠建設打下基礎。
多方合力共建智能船廠
采用智能制造技術是我國船企提高造船質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的競爭力。林忠欽表示，船舶工業推進智能制造要通過在智能造船的共性技術上實現突破，推進一批核心裝備的研制和普及應用，建立若干示范性企業，使關鍵造船指標趕超日韓。因此，他建議我國船舶工業在推進智能制造的過程中，堅持政府推動，企業主導，產學研合作，重點引領，有序推進，全面提升我國骨干造船企業的智能制造技術水平。
他指出，一方面，政府及行業管理部門可通過頂層設計，總體規劃船舶工業智能制造的推進，通過實施高技術船舶科研專項、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，加快我國船舶工業推進智能制造的步伐。另一方面，船舶企業要主動作為，最大限度地激發企業內生動力，到2020年之前，重點企業完成自動化補課，構建中間產品專業化流水生產體系，推進精益管理；骨干企業在補課基礎上，普及數字化工藝設計與數據庫，夯實智能制造集成基礎；引領企業在補課、普及基礎上，重點開展智能車間的試點示范工作。此外，要推動產學研合作攻關，整合船舶工業重要資源，搭建產學研聯合攻關平臺，研究突破智能制造關鍵共性技術、支撐智能制造試點示范、推進智能制造標準制定與新模式應用。
除此之外，船舶企業還需要加強人才隊伍建設，孵化一批提供船舶智能制造核心裝備、系統解決方案的支撐性企業，及時歸納總結標準制定、試點示范等推進工作的研究成果，形成具有實用性和行業可推廣性的研究成果，推動行業整體技術進步；在造船設計、生產、管理各領域推廣精益文化，構建學習型組織，支撐企業效率與質量的持續提高，為推進船舶智能制造營造良好的生態文化氛圍。
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