[摘要]該文介紹了現(xiàn)代造船模式和數(shù)字化造船技術(shù)的內(nèi)容特點(diǎn)，提出數(shù)字化造船是當(dāng)前造船企業(yè)提高核心競(jìng)爭(zhēng)力的重要途徑之一，數(shù)字化造船技術(shù)的發(fā)展將帶動(dòng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)方法和工具的創(chuàng)新，企業(yè)管理模式的創(chuàng)新，企業(yè)間協(xié)作關(guān)系的創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造信息化，生產(chǎn)過(guò)程控制智能化，生產(chǎn)裝備數(shù)控化，企業(yè)管理信息化和服務(wù)網(wǎng)絡(luò)化，并通過(guò)集成實(shí)現(xiàn)企業(yè)數(shù)字化。

[關(guān)鍵詞]數(shù)字化造船 現(xiàn)代造船模式 企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力

1 引言

隨著國(guó)際船舶市場(chǎng)需求高峰的出現(xiàn)，世界船舶工業(yè)迎來(lái)了一個(gè)前所未有的發(fā)展機(jī)遇期。各主要造船國(guó)家之間競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力的對(duì)比也發(fā)生了重要的變化，中國(guó)造船業(yè)迅猛崛起，中、日、韓三足鼎立的局面初步形成。在造船業(yè)形勢(shì)看好的同時(shí)，我們不能忽視船舶工業(yè)發(fā)展過(guò)程中存在的問(wèn)題和面臨的困難。國(guó)內(nèi)各大中型造船企業(yè)都基本達(dá)到了全三維設(shè)計(jì)的水平，或者至少到達(dá)了兩維半(不是直接建實(shí)體模型，但能部分地實(shí)現(xiàn)三維的效果)的水平，這大概占了中國(guó)造船企業(yè)的30%。而在咱們福建沿海一帶，有一些民營(yíng)船廠并不使用設(shè)計(jì)軟件，更談不到數(shù)字化設(shè)計(jì)制造這個(gè)層面了。我們的生產(chǎn)線簡(jiǎn)單，乃至簡(jiǎn)陋。制造、檢驗(yàn)還沿襲著最原始的方式。這種生產(chǎn)方式存在以下幾個(gè)突出的問(wèn)題：

1.1建造周期長(zhǎng)。產(chǎn)品設(shè)計(jì)周期要比日、韓先進(jìn)國(guó)家長(zhǎng)3~6個(gè)月，生產(chǎn)周期也要比國(guó)際先進(jìn)水平長(zhǎng)3~6個(gè)月，因此國(guó)內(nèi)造船總周期普遍要比日、韓等先進(jìn)造船國(guó)家長(zhǎng)半年以上，不僅影響了競(jìng)爭(zhēng)力，而且加大了風(fēng)險(xiǎn)。

1.2制造返工量大，質(zhì)量難以控制。長(zhǎng)期以來(lái)，造船業(yè)從設(shè)計(jì)到制造，尺寸和公差傳遞環(huán)節(jié)多，手工工作量大，加工設(shè)備簡(jiǎn)陋，環(huán)境不佳，造成產(chǎn)品從零件加工到裝配直至合攏困難重重，協(xié)調(diào)困難，誤差難以控制。

1.3生產(chǎn)管理復(fù)雜，計(jì)劃調(diào)度困難。船舶產(chǎn)品大小懸殊，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，用途多變，而生產(chǎn)條件又不同于其他機(jī)械產(chǎn)品，受配套、氣候等外界條件影響較大，因而造成造船企業(yè)管理難度大，生產(chǎn)效率比日本、韓國(guó)低5-10倍。

現(xiàn)在正值造船業(yè)的波峰時(shí)期，中國(guó)的造船業(yè)太“火”，原來(lái)修船的都改行造船了，項(xiàng)目還是多的接不完，大量的造船廠上馬，船廠數(shù)量急劇增加，這是一個(gè)過(guò)程，是一個(gè)量的積累過(guò)程，從量變到質(zhì)變的一個(gè)必然過(guò)程，但當(dāng)量的積累到達(dá)一定的程度，必然要有質(zhì)的改變，全行業(yè)產(chǎn)能瓶頸嚴(yán)重，已出現(xiàn)延期交船現(xiàn)象；到2010年，隨著鋼材成本持續(xù)攀高，人力成本上升，人民幣升值，美元貶值等客觀誘因一同給造船界釋放了不利的信號(hào)。因此必須未雨綢繆，增強(qiáng)危機(jī)意識(shí)，從政府和企業(yè)各個(gè)層面作出切實(shí)的努力，盡快建立現(xiàn)代造船模式，以提升造船業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。

2 建立現(xiàn)代造船模式

現(xiàn)代造船模式大約有以下幾個(gè)方面：精度造船技術(shù)，就是通過(guò)運(yùn)用先進(jìn)的工藝技術(shù)手段和嚴(yán)密的科學(xué)管理方法，對(duì)造船的全過(guò)程實(shí)施尺寸的精度分析和控制，從而達(dá)到最大限度地減少施工過(guò)程中的修整工作量，提高造船生產(chǎn)效率和建造質(zhì)量。船體分道建造技術(shù)，就是指在造船全過(guò)程中，將構(gòu)成船舶的中間產(chǎn)品的制造不按船舶最終產(chǎn)品和船舶系統(tǒng)分類，而是按特征的相似性分類成組，即按平面分段、曲面分段、上層建筑等各自獨(dú)立的多通道并行展開(kāi)，實(shí)現(xiàn)空間分道、時(shí)間有序、責(zé)任明確、相互協(xié)調(diào)的作業(yè)優(yōu)化排序。模塊化造船方法的基本思想就是充分應(yīng)用成組技術(shù)、分道技術(shù)、集成技術(shù)、信息技術(shù)、預(yù)舾裝技術(shù)、精度造船技術(shù)、殼舾涂一體化技術(shù)、區(qū)域化管理和總裝化的思想，實(shí)施以中間產(chǎn)品為導(dǎo)向組織生產(chǎn)的方式，把整條船視作由百把個(gè)船體分段模塊(充分預(yù)舾裝和涂裝/安裝型的)和幾十個(gè)設(shè)備裝置模塊(安裝型的、功能型的)以及生活中心模塊(功能型的、安裝型的)最后進(jìn)行總裝而成。

3 數(shù)字造船是保障現(xiàn)代造船模式的關(guān)鍵

數(shù)字化造船就是以造船過(guò)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，將信息技術(shù)全面應(yīng)用于船舶的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、設(shè)計(jì)、制造、管理的全過(guò)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。包含的主要內(nèi)容可概括為：

(1)船舶設(shè)計(jì)數(shù)字化，就是利用CAD/CAE/CAPP/PDM、虛擬現(xiàn)實(shí)等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)手段和設(shè)計(jì)過(guò)程的數(shù)字化，縮短產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期，提高企業(yè)的產(chǎn)品研發(fā)能力。模塊化造船的重要特征之一就是要求進(jìn)行并行設(shè)計(jì)、三維設(shè)計(jì)。推行三維船舶設(shè)計(jì)不僅解決了“怎樣造船”的問(wèn)題，而且也為“如何合理組織造船生產(chǎn)”提供了大量的信息，是實(shí)施現(xiàn)代造船的先決條件。

(2)船舶建造數(shù)字化，主要是通過(guò)采用智能化的方法對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程控制的自動(dòng)化和智能化，提高企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化水平和生產(chǎn)效率。

(3)制造裝備數(shù)字化，就是大力發(fā)展具有人工智能的自動(dòng)化生產(chǎn)裝備，實(shí)現(xiàn)加工和裝配的數(shù)字化、自動(dòng)化、精密化，提高產(chǎn)品的精度和加工裝配的效率。在船舶制造設(shè)備方面，也從最初的數(shù)控切割發(fā)展到了數(shù)控彎板、數(shù)控彎管、機(jī)械手/機(jī)器人裝配/捍接、機(jī)器人涂裝等。

(4)造船生產(chǎn)管理數(shù)字化，指基于Internet/ Intranet/ Extranet，利用ERP、SCM(供應(yīng)鏈管理)和CRM(客戶關(guān)系管理)、電子商務(wù)等方法與工具建立優(yōu)化的集成化管理信息系統(tǒng)，對(duì)造船企業(yè)內(nèi)外部資源與過(guò)程進(jìn)行全面管理與控制，提高企業(yè)的管理水平。推行現(xiàn)代造船工程管理是實(shí)施模塊化造船的基礎(chǔ)。

4 數(shù)字化造船取得的效益

4.1建造周期縮短

據(jù)統(tǒng)計(jì)，實(shí)施數(shù)字化造船后，滬東中華造船廠74500噸散貨船船臺(tái)周期由初期的112天縮短至現(xiàn)在平均75天；5618TEU集裝箱船船塢周期從初期146天縮短至現(xiàn)在110天，平均每艘船可節(jié)約費(fèi)用120萬(wàn)元。大連船舶重工原計(jì)劃年生產(chǎn)30條船，可后來(lái)提高效率、發(fā)掘潛力，又多生產(chǎn)了6條船，一條船價(jià)值8000萬(wàn)美元，如此一年就多創(chuàng)造產(chǎn)值5億美元。

4.2增強(qiáng)了設(shè)計(jì)能效

實(shí)施CIMS工程和建設(shè)數(shù)字化造船平臺(tái)，由于實(shí)現(xiàn)了CAD/ CAPP/CAM集成，減少了中間人工環(huán)節(jié)，發(fā)至車間的加工生產(chǎn)信息差錯(cuò)大為減少，船體制造未發(fā)生重大返工，管子設(shè)計(jì)差錯(cuò)率降低，減少了重復(fù)勞動(dòng)差錯(cuò)。

4.3生產(chǎn)效率提高

系統(tǒng)提供的制造、安裝、配套和管理信息加快了“車間工作圖面做”、“外場(chǎng)工作內(nèi)場(chǎng)做”、“空中作業(yè)地面做”的轉(zhuǎn)變。系統(tǒng)提供的精確加工信息，保證了高效造船工藝如“公差造船”、“無(wú)余量裝配”、“總段安裝法”和“殼、舾、涂一體化”等工藝的實(shí)施，明顯地提高了生產(chǎn)效率。

5 結(jié)束語(yǔ)

要實(shí)行現(xiàn)代造船模式，就必須推行數(shù)字化造船技術(shù)，建立以船舶產(chǎn)品三維建模、以產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫(kù)為中心、由數(shù)字化設(shè)計(jì)、設(shè)計(jì)管理、物流管理、資源配置管理、制造執(zhí)行系統(tǒng)、綜合管理六個(gè)系統(tǒng)組成的設(shè)計(jì)、制造、管理一體化的數(shù)字化造船平臺(tái)。數(shù)字化造船是當(dāng)前造船企業(yè)提高核心競(jìng)爭(zhēng)力的重要途徑之一，數(shù)字化造船技術(shù)的發(fā)展將帶動(dòng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)方法和工具的創(chuàng)新，企業(yè)管理模式的創(chuàng)新，企業(yè)間協(xié)作關(guān)系的創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造信息化，生產(chǎn)過(guò)程控制智能化，生產(chǎn)裝備數(shù)控化，企業(yè)管理信息化和服務(wù)網(wǎng)絡(luò)化，并通過(guò)集成實(shí)現(xiàn)企業(yè)數(shù)字化。最終，不僅要實(shí)現(xiàn)企業(yè)內(nèi)部的信息集成、功能集成、過(guò)程集成，而且能夠?qū)崿F(xiàn)客戶、企業(yè)和供應(yīng)商的無(wú)縫集成，除為用戶提供滿足其需求的產(chǎn)品外，還需實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品全生命周期的管理和服務(wù)，持續(xù)深化并推廣數(shù)字化造船技術(shù)無(wú)疑是應(yīng)對(duì)競(jìng)爭(zhēng)的手段中最基本，也最長(zhǎng)期有效的措施了。

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(作者單位：福建交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院船政學(xué)院)