本刊記者 趙蕓

西門子：用一體化方案助力船舶工業(yè)數(shù)字化進(jìn)程

本刊記者 趙蕓

通過一體化的方法對(duì)造船流程進(jìn)行優(yōu)化，在高新技術(shù)領(lǐng)域進(jìn)行前瞻性聯(lián)合探索，推進(jìn)船舶行業(yè)智能制造的示范應(yīng)用，全面提質(zhì)增效，體系化提升智能制造水平。

近幾年來，智能制造成為裝備制造領(lǐng)域的熱門話題，德國(guó)提出了“工業(yè)4.0”，我國(guó)也出臺(tái)了《中國(guó)制造2025》?？梢哉f，開展智能制造是我國(guó)船舶工業(yè)做大做強(qiáng)的必由之路。大力推動(dòng)智能制造，能夠有效提高造船效率和質(zhì)量，降低成本和能源資源消耗，提升我國(guó)船舶工業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。目前，我國(guó)船舶工業(yè)開展智能制造的積極性很高，國(guó)家在政策層面上也給予了很多支持，雖然智能制造是當(dāng)前的熱點(diǎn)，但船舶工業(yè)開展智能制造要結(jié)合自身發(fā)展的特點(diǎn)，并且要認(rèn)識(shí)到這需要很大的投入和長(zhǎng)時(shí)間的探索才會(huì)有成效。

業(yè)內(nèi)專家表示，制造業(yè)不能盲目跟風(fēng)“智能”一詞。在開展智能制造之前，必須先明白為什么要做智能制造，目的是什么？只有認(rèn)識(shí)到我國(guó)的不同行業(yè)目前還處于“工業(yè)2.0”或“工業(yè)3.0”的不同階段，才能為后續(xù)有序開展“工業(yè)4.0”做良好鋪墊。

2016年，德國(guó)西門子集團(tuán)與中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司、中國(guó)航天科工集團(tuán)公司、中國(guó)電子信息產(chǎn)業(yè)集團(tuán)有限公司、原上海寶鋼集團(tuán)公司共同圍繞《中國(guó)制造2025》展開五年合作計(jì)劃。其中，西門子與中船重工在哈爾濱的車間里面實(shí)施了“數(shù)字雙胞胎”項(xiàng)目，促使整個(gè)生產(chǎn)線實(shí)現(xiàn)智能化、智能制造。西門子全球高級(jí)副總裁兼大中華區(qū)董事總經(jīng)理梁乃明表示，在“十三五”期間，通過深化《中國(guó)制造2025》與德國(guó)“工業(yè)4.0”有效對(duì)接要求，西門子將積極推進(jìn)中國(guó)船舶工業(yè)的數(shù)字化進(jìn)程，通過智慧院所和智能制造示范項(xiàng)目的實(shí)踐落地、智慧院所和智能制造相關(guān)領(lǐng)域的培訓(xùn)與認(rèn)證、高新技術(shù)領(lǐng)域前瞻性聯(lián)合探索等重要舉措，推動(dòng)船舶行業(yè)智能制造的示范應(yīng)用，全面提質(zhì)增效，體系化提升智能制造水平。

德國(guó)總理默克爾參觀西門子展臺(tái)

“PLM”解決方案勢(shì)不可擋

船舶行業(yè)是西門子八大主攻行業(yè)之一。近幾年，中國(guó)船舶工業(yè)正在數(shù)字化道路上奮起直追，作為全球唯一一家有能力全面提供智能制造關(guān)鍵技術(shù)一體化解決方案的公司，西門子也在助力船舶工業(yè)加速數(shù)字化發(fā)展，幫助船企在轉(zhuǎn)型升級(jí)中實(shí)現(xiàn)質(zhì)的飛躍，加快造船大國(guó)向造船強(qiáng)國(guó)邁進(jìn)的速度。

梁乃明表示，船舶及海上平臺(tái)的建造規(guī)劃與執(zhí)行是一系列非常復(fù)雜的項(xiàng)目。毫無疑問，優(yōu)化前所未有的船舶建造流程是一項(xiàng)巨大的挑戰(zhàn)。要限制開發(fā)成本和生產(chǎn)成本以及降低相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)，造船廠需要在整個(gè)產(chǎn)品生命周期中優(yōu)化設(shè)備和流程。目前，西門子造船業(yè)產(chǎn)品生命周期管理（PLM）數(shù)字化船舶建造軟件可通過4D規(guī)劃和船舶組裝優(yōu)化，顯著優(yōu)化規(guī)劃和生產(chǎn)團(tuán)隊(duì)的生產(chǎn)效率。

他介紹，Siemens PLM Software的造船業(yè)“PLM”解決方案可幫助企業(yè)通過數(shù)字化船舶建造軟件套件來應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)。該解決方案由Tecnomatix和 Teamcenter軟件組成，船廠運(yùn)營(yíng)領(lǐng)導(dǎo)可用其在虛擬環(huán)境中提前定義并驗(yàn)證最合適且最實(shí)用的建造計(jì)劃。借助這款數(shù)字化船舶建造軟件，船企在造船過程中便無需為可能的返工和拆卸操作預(yù)留不必要的空間，從而確保最佳的生產(chǎn)效率和可預(yù)見性。數(shù)字化船舶建造考慮到了船廠資源的可用性，并針對(duì)重復(fù)的工藝流程引入了一定程度的自動(dòng)化操作。焊接機(jī)器人的離線編程和基于資源可用性的自動(dòng)鋼材裝配規(guī)劃極大提高了生產(chǎn)力。

數(shù)字化船舶建造還為船廠售后專家提前定義和驗(yàn)證最佳的檢修計(jì)劃創(chuàng)造了條件。這樣船廠就可以縮短檢修時(shí)間和降低成本，從而縮短船舶停運(yùn)時(shí)間，并提高檢修工藝的質(zhì)量和效率。不僅如此，船廠規(guī)劃師還可以高效計(jì)劃長(zhǎng)期建造期間的維護(hù)活動(dòng)并進(jìn)行充分準(zhǔn)備。

“并非傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)就是落后產(chǎn)能，就要被淘汰，這種認(rèn)識(shí)一定要突破。”今年全國(guó)“兩會(huì)”期間，全國(guó)政協(xié)委員、原工業(yè)和信息化部部長(zhǎng)李毅中表示，造船等傳統(tǒng)制造業(yè)利用新一代信息技術(shù)，借助“互聯(lián)網(wǎng)+”，加快創(chuàng)新發(fā)展和融合發(fā)展，也能激發(fā)新動(dòng)能，煥發(fā)新活力。

“融合已經(jīng)成為經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的主旋律。虛擬經(jīng)濟(jì)與實(shí)體經(jīng)濟(jì)融合，信息化與工業(yè)化融合，線上線下融合，軍民融合，融合是主旋律。”李毅中表示，特別是信息技術(shù)與工業(yè)技術(shù)兩個(gè)“IT”融合，有助于把信息技術(shù)應(yīng)用到船舶工業(yè)各環(huán)節(jié)、各層面，真正讓信息技術(shù)切入船舶設(shè)計(jì)、建造的全流程，激發(fā)技術(shù)創(chuàng)新活力，提升船舶工業(yè)生產(chǎn)效率?！霸谛畔⒓夹g(shù)與工業(yè)技術(shù)的融合過程中，工業(yè)制造業(yè)技術(shù)的發(fā)展創(chuàng)新至關(guān)重要。制造業(yè)的核心技術(shù)不是憑空而來的，也不可能花錢買來，是長(zhǎng)期堅(jiān)持技術(shù)創(chuàng)新的結(jié)果?！崩钜阒腥缡钦f。

在造船市場(chǎng)陷入低谷時(shí)期，各造船國(guó)家不約而同的將“智能造船”當(dāng)作解決危機(jī)困境的“探路石”。Siemens PLM Software在引領(lǐng)中國(guó)造船業(yè)實(shí)現(xiàn)數(shù)字化造船方面有哪些成功經(jīng)驗(yàn)？在開發(fā)智能造船應(yīng)用方面具有哪些突破呢？

西門子造船業(yè)產(chǎn)品生命周期管理(PLM)解決方案可通過一體化的方法對(duì)造船業(yè)進(jìn)行優(yōu)化。造船業(yè)“PLM”可通過優(yōu)化造船業(yè)流程來改善企業(yè)的整體協(xié)同、同步狀況并提高生產(chǎn)效率，以及提供船舶生命周期服務(wù)和支持。西門子高級(jí)副總裁兼亞太區(qū)董事總經(jīng)理皮特·凱瑞爾（Petel Carrier）說：“船隊(duì)經(jīng)營(yíng)者為了應(yīng)對(duì)船舶業(yè)的變革需要建造更節(jié)能、更可靠和更環(huán)保的船舶，同時(shí)提高整體性能和降低總運(yùn)營(yíng)成本。這對(duì)速度和質(zhì)量設(shè)計(jì)以及建造提出更高的要求?！蔽磥泶?duì)是 Siemens PLM Software 提出的應(yīng)對(duì)之策，旨在幫助領(lǐng)先的船舶建造商設(shè)計(jì)和建造船舶，滿足船東對(duì)快速實(shí)現(xiàn)船隊(duì)現(xiàn)代化日趨迫切的需求。通過建立起一個(gè)無縫集成且同步的企業(yè)，使設(shè)計(jì)師、工程師、生產(chǎn)專家、支持團(tuán)隊(duì)、合作伙伴和供應(yīng)商串聯(lián)起來，船廠不但可以優(yōu)化船舶性能，還使生命周期生產(chǎn)力最大化，從而保持競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)?！?/p>

Petel Carrier rier

“創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室”讓人才更具潛力

“中國(guó)擁有完整的工業(yè)體系，具備一定的人才基礎(chǔ)，只要下決心去做，推動(dòng)起來并不困難?！?兩會(huì)期間，全國(guó)政協(xié)委員、原北京航空航天大學(xué)黨委書記胡凌云表示。

“當(dāng)前，高校要主動(dòng)對(duì)接這些重點(diǎn)工程，特別是以工科為主的學(xué)校要主動(dòng)對(duì)接《中國(guó)制造2025》?！眱蓵?huì)期間，全國(guó)政協(xié)委員、原北京航空航天大學(xué)黨委書記胡凌云表示，高校應(yīng)充分發(fā)揮現(xiàn)有的人力和智力資源，將自身打造成為國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會(huì)發(fā)展的智力策源地和生力軍。

有意思的是，今年西門子特別提到建立“創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室”和培養(yǎng)人才計(jì)劃。在皮特·凱瑞爾（Petel Carrier）看來，將船舶企業(yè)的人才引進(jìn)“創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室”進(jìn)行鍛煉，多維度體驗(yàn)數(shù)字化工程，或者通過培養(yǎng)和提升人才素質(zhì)，反哺船舶企業(yè)的智庫(kù)建設(shè)，是西門子未來5年努力做的事情。

皮特·凱瑞爾（Petel Carrier）表示:“Siemens PLM Software 進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)以來，一向高度重視與高等教育機(jī)構(gòu)的合作，并且已與眾多機(jī)構(gòu)建立了卓越的合作關(guān)系。和杭州電子科技大學(xué)的合作便是我們的案例之一?！弊?014 年開始，Siemens PLM Software 還提供了一套工業(yè)4.0 智能工廠實(shí)驗(yàn)室技術(shù)解決方案。杭州電子科技大學(xué)已在工科類學(xué)生金工實(shí)習(xí)階段全面進(jìn)行了NX 軟件的應(yīng)用培訓(xùn)。到2015年下半年，Siemens PLM Software 團(tuán)隊(duì)還將在相關(guān)課程中講授NX 和Teamcenter，并鼓勵(lì)學(xué)生參加認(rèn)證考試。隨著項(xiàng)目的逐步實(shí)施，更多的教學(xué)體驗(yàn)與實(shí)踐活動(dòng)將陸續(xù)推出。如有需要，項(xiàng)目還將進(jìn)行調(diào)整，作為持續(xù)改善計(jì)劃的一部分。同時(shí)，“PLM”專家就Siemens PLM Software推出了一項(xiàng)十分出色的產(chǎn)學(xué)專業(yè)綜合改革項(xiàng)目。該項(xiàng)目旨在支持相關(guān)領(lǐng)域開展綜合改革，打造一系列教學(xué)資料，促進(jìn)相關(guān)院系通過校企合作重構(gòu)教學(xué)內(nèi)容，優(yōu)化課程體系，提升教學(xué)質(zhì)量。該項(xiàng)目對(duì)中國(guó)所有高等院校的機(jī)械和電氣工程以及所有相關(guān)專業(yè)的學(xué)生開放。“可見，這些學(xué)生都是中國(guó)船舶行業(yè)的儲(chǔ)備人才?！?/p>

具體看，數(shù)字化進(jìn)程在船舶行業(yè)進(jìn)展到哪個(gè)階段、效果如何？其中又有哪些困難呢？從國(guó)外看，西門子在美國(guó)紐波特紐斯造船公司，實(shí)現(xiàn)了為平板電腦提供3D作業(yè)指導(dǎo)書，簡(jiǎn)化了建造和檢修作業(yè)，對(duì)3億個(gè)零部件實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化設(shè)計(jì)和檢修。在西門子相關(guān)技術(shù)人員看來，做好數(shù)字化和整體方案的關(guān)鍵是，做好多個(gè)數(shù)字系統(tǒng)方案之間的協(xié)調(diào)性，即涌現(xiàn)性，盡量在產(chǎn)品研發(fā)過程中發(fā)現(xiàn)問題，而不是到產(chǎn)品成型后，再返工重建。他認(rèn)為，類似問題的關(guān)鍵在于，系統(tǒng)的元素之間存在著意外的和不可預(yù)期的相互作用，這些問題直到項(xiàng)目進(jìn)展到系統(tǒng)綜合、測(cè)試階段才暴露出來，有的甚至更糟，直到交付用戶之后問題才暴露出來。而且當(dāng)系統(tǒng)間的交互關(guān)系越多時(shí)，這類問題就會(huì)變得越嚴(yán)重。只有處理好這些問題，西門子才能更好為船舶工業(yè)服務(wù)。

梁乃明

從國(guó)內(nèi)看，中船重工龍江廣瀚數(shù)字化工廠的負(fù)責(zé)人則用一個(gè)例子說明了一切。他表示，軍工企業(yè)之間信息孤島的現(xiàn)象十分嚴(yán)重，船企建設(shè)數(shù)字車間的動(dòng)力首先應(yīng)該是需求牽引，通過打通數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)融合，進(jìn)而達(dá)到提質(zhì)增效的目的。2015年12月，該公司正式啟動(dòng)數(shù)字車間項(xiàng)目，與西門子團(tuán)隊(duì)一起花了7個(gè)月的時(shí)間打造了數(shù)字工廠。其中，雙方花了3年半的時(shí)間，與15個(gè)俄羅斯專家團(tuán)隊(duì)、50個(gè)公司共同合作研發(fā)，15兆瓦燃?xì)廨啓C(jī)的數(shù)字化結(jié)構(gòu)樣機(jī)已經(jīng)成型。在此過程中，其他3臺(tái)樣機(jī)研發(fā)工作也同步進(jìn)行，并取得成功，實(shí)現(xiàn)了船企“物物互通、虛實(shí)互聯(lián)”的效果?！?/p>