當前，全球航運市場逐漸復蘇，大型船舶的需求量猛增，船舶企業(yè)之間的競爭也日趨激烈。在此背景下，為爭奪新造船舶訂單，全球各大船舶企業(yè)積極探索運用數(shù)字化技術創(chuàng)新生產(chǎn)工藝的路徑，以控制生產(chǎn)成本，提高新造船舶質(zhì)量。本文簡要介紹了船舶生產(chǎn)工藝數(shù)字化的概念，分析了傳統(tǒng)船舶生產(chǎn)工藝存在的問題以及基于數(shù)字化技術創(chuàng)新船舶生產(chǎn)工藝的可行性，并提出了有針對性的創(chuàng)新策略，以期為大型船舶企業(yè)創(chuàng)新生產(chǎn)工藝提供參考。

一、船舶生產(chǎn)工藝數(shù)字化的概念

在生產(chǎn)過程中，由于不同船舶企業(yè)使用的生產(chǎn)材料和生產(chǎn)工藝不同，因此生產(chǎn)成本也存在較大差異。目前，部分大型船舶企業(yè)仍然沿用傳統(tǒng)的生產(chǎn)工藝，導致生產(chǎn)成本控制效果不佳，難以實現(xiàn)精細化成本管理目標。因此，大型船舶企業(yè)應加速融入現(xiàn)代企業(yè)數(shù)字化轉型浪潮。具體來說，大型船舶企業(yè)可以通過不斷收集、整理生產(chǎn)數(shù)據(jù)，利用大數(shù)據(jù)分析模型仿真模擬不同生產(chǎn)工藝下船舶的生產(chǎn)過程，并分析相應的生產(chǎn)成本、生產(chǎn)質(zhì)量等關鍵數(shù)據(jù)，從而在保證船舶生產(chǎn)質(zhì)量的前提下，有效控制生產(chǎn)成本。大型船舶企業(yè)運用數(shù)字化技術創(chuàng)新船舶生產(chǎn)工藝，不僅可以大幅度提高船舶的生產(chǎn)效率，還可以在一定程度上消除船舶生產(chǎn)過程中存在的安全隱患，從而增強自身的核心競爭力。

二、傳統(tǒng)船舶生產(chǎn)工藝存在的問題

通常，在生產(chǎn)船舶時，大型船舶企業(yè)需要嚴格遵循相應的生產(chǎn)工藝要求，而不同的生產(chǎn)工藝不僅會影響船舶的生產(chǎn)成本與生產(chǎn)效率，還存有不同程度的安全生產(chǎn)隱患。目前，傳統(tǒng)的船舶生產(chǎn)工藝主要存在以下問題。

（一）生產(chǎn)效率低

由于大型船舶企業(yè)的船臺、船塢、碼頭等生產(chǎn)平臺數(shù)量有限，因此，保持較高的生產(chǎn)效率可以實現(xiàn)短周期輪轉，為大型船舶企業(yè)爭取更大的盈利空間。但是，部分大型船舶企業(yè)仍然沿用傳統(tǒng)的船舶生產(chǎn)工藝。在船舶噸位、結構布局、裝備類型等方面都發(fā)生明顯改變的情況下，傳統(tǒng)船舶生產(chǎn)工藝的局限性更加凸顯。同時，傳統(tǒng)船舶生產(chǎn)工藝的生產(chǎn)順序不夠合理，船舶生產(chǎn)過程中不同工藝流程之間可能會相互干擾，導致船舶生產(chǎn)效率較低。

（二）生產(chǎn)成本高

在市場競爭日益激烈的背景下，大型船舶企業(yè)面臨的成本控制問題更加嚴重。然而，傳統(tǒng)的船舶生產(chǎn)工藝受到定額成本及標準成本的制約，難以對材料、人工、周期等成本進行控制。以分段合攏為例，在分段焊接過程中，技術人員一般會采用傳統(tǒng)的坡口切割工藝，通過手工對接口進行切割、打磨。為了滿足接口的精度要求，技術人員需要多次返工，反復打磨。在這一過程中，大量材料和時間被浪費，進而增加材料、人工和時間等方面的成本，嚴重削弱了大型船舶企業(yè)在成本控制方面的優(yōu)勢。

（三）存在安全隱患

船舶的生產(chǎn)過程較為復雜，傳統(tǒng)的生產(chǎn)工藝存在安全隱患，可能會對員工的生命安全和財產(chǎn)安全造成威脅。例如，船舶在生產(chǎn)過程中，需要使用諸多設備，如切割機、鉆床等，如果技術人員操作不合理，就容易造成事故。再如，船舶在生產(chǎn)過程中，電焊作業(yè)廣泛分布，傳統(tǒng)的焊接方式容易對技術人員造成傷害。因此，大型船舶企業(yè)需要通過創(chuàng)新生產(chǎn)工藝、規(guī)范生產(chǎn)操作流程等方式，以最大限度地減少安全隱患。

三、基于數(shù)字化技術創(chuàng)新船舶生產(chǎn)工藝的可行性

數(shù)字化轉型是大型船舶企業(yè)創(chuàng)新生產(chǎn)工藝的必然要求。目前，許多大型船舶企業(yè)開始重視并應用數(shù)字孿生、智慧工廠等數(shù)字化技術來創(chuàng)新生產(chǎn)工藝，并逐漸完善生產(chǎn)數(shù)據(jù)的采集、分析與處理流程。在細致分析內(nèi)外部影響因素的基礎上，筆者認為大型船舶企業(yè)基于數(shù)字化技術創(chuàng)新生產(chǎn)工藝具有較強的可行性。

首先，員工的成本控制意識逐漸增強。隨著市場競爭的日益激烈，大型船舶企業(yè)必須通過有效控制成本來增強自身的市場競爭力，并突出員工的主體地位。目前，大型船舶企業(yè)員工的受教育程度普遍較高，能夠認識到成本控制的重要性，因此基于數(shù)字化技術的生產(chǎn)工藝創(chuàng)新具備良好的人員條件。隨著現(xiàn)代企業(yè)管理制度的日益完善，大型船舶企業(yè)也建立了分紅、績效等多種獎勵機制。因此，為了獲得更高利益，其員工在降低生產(chǎn)成本方面的訴求更加迫切，這也在一定程度上推動了大型船舶企業(yè)生產(chǎn)工藝的創(chuàng)新。

其次，核心技術不斷取得突破。近年來，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、孿生工廠、智能工廠等相關領域的核心技術取得了突破性進展，且相關技術的使用成本也顯著降低。因此，大型船舶企業(yè)具備生產(chǎn)工藝數(shù)字化轉型的技術條件，其基于數(shù)字化技術創(chuàng)新生產(chǎn)工藝的可行性較高。與此同時，大型船舶企業(yè)創(chuàng)新生產(chǎn)工藝的技術選擇范圍更加廣泛，生產(chǎn)工藝的優(yōu)化路徑也更加多元化。

最后，企業(yè)數(shù)字化改革不斷深入。近年來，許多大型船舶企業(yè)已基本完成了采購、研發(fā)、生產(chǎn)、維修等各環(huán)節(jié)的全面數(shù)字化，為創(chuàng)新船舶生產(chǎn)工藝提供了有力的數(shù)據(jù)支撐。在數(shù)據(jù)類型不斷完善、數(shù)據(jù)庫規(guī)模不斷擴大的同時，與生產(chǎn)工藝相關的模型算法也更加精準，能夠最大限度地保證生產(chǎn)工藝創(chuàng)新的科學性、有效性和可行性。

四、基于數(shù)字化技術創(chuàng)新船舶生產(chǎn)工藝的策略

一直以來，雖然大型船舶企業(yè)對生產(chǎn)成本的控制較為關注，但是其沿用的傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝不僅生產(chǎn)成本高、生產(chǎn)效率低，還存在安全生產(chǎn)隱患。因此，大型船舶企業(yè)需要利用數(shù)字化技術來升級改造生產(chǎn)工藝，提高船舶生產(chǎn)質(zhì)量。同時，數(shù)字化管理平臺能夠綜合評估不同生產(chǎn)工藝對生產(chǎn)成本、產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)周期等方面的影響，為大型船舶企業(yè)的數(shù)字化改革提供技術支持。

持續(xù)創(chuàng)新生產(chǎn)工藝是大型船舶企業(yè)保持市場競爭力的前提。在生產(chǎn)工藝創(chuàng)新方面，數(shù)字化技術發(fā)揮了不可替代的作用。筆者結合虛擬現(xiàn)實、數(shù)字孿生、三維可視化等數(shù)字化技術的特點，針對大型船舶傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝存在的問題，從提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本、落實安全生產(chǎn)等方面提出了創(chuàng)新生產(chǎn)工藝的策略。

（一）加強生產(chǎn)數(shù)據(jù)管理，提高生產(chǎn)效率

大型船舶企業(yè)在創(chuàng)新生產(chǎn)工藝時需要綜合考慮多種影響因素，如材料采購、施工難度、環(huán)境保護等，并反復探討不同影響因素下生產(chǎn)工藝與生產(chǎn)效率之間的關系，從而加快生產(chǎn)工藝創(chuàng)新的步伐。

大型船舶企業(yè)可以依托數(shù)字化管理平臺，通過網(wǎng)絡接口獲取創(chuàng)新生產(chǎn)工藝所需的相關數(shù)據(jù)，如采購成本、人員成本等，并通過建模分析不同生產(chǎn)工藝所需的環(huán)境條件，確定作業(yè)難度，從而最大限度地縮短生產(chǎn)工藝創(chuàng)新的周期。在數(shù)字化背景下，大型船舶企業(yè)創(chuàng)新生產(chǎn)工藝的關鍵在于采集與處理相關數(shù)據(jù)，加強數(shù)據(jù)管理，提高數(shù)據(jù)關聯(lián)分析的準確度，尤其需要評估數(shù)據(jù)的真實性、有效性，以加快生產(chǎn)工藝創(chuàng)新的速度，提高生產(chǎn)效率。

以船舶分段建造工藝為例，為保證各分段順利合攏，大型船舶企業(yè)不僅要確保生產(chǎn)工藝的科學性與合理性，還要提高各分段的生產(chǎn)效率。大型船舶企業(yè)可以動態(tài)獲取采購、生產(chǎn)等部門的電子單據(jù)，并通過建模分析來實時掌握不同分段的建造速度，預測不同分段的完工日期。此外，針對數(shù)據(jù)分析中存在的問題，大型船舶企業(yè)還可以利用已經(jīng)完成的分段建模來仿真生產(chǎn)工藝，為分段建造方案的制訂提供參考，在高效解決問題的同時實現(xiàn)對生產(chǎn)流程的精準控制。

（二）完善生產(chǎn)工藝模型，降低生產(chǎn)成本

大型船舶企業(yè)可以借助虛擬仿真、大數(shù)據(jù)等技術，并通過數(shù)字建模的方式實現(xiàn)生產(chǎn)工藝的創(chuàng)新。在此背景下，技術人員可以利用相對成熟的虛擬仿真技術來搭建虛擬船舶生產(chǎn)平臺，仿真各種生產(chǎn)工藝流程，完善生產(chǎn)工藝模型，降低生產(chǎn)成本。同時，技術人員可以利用后臺數(shù)據(jù)統(tǒng)計不同生產(chǎn)工藝下的材料成本、人工成本等，并結合采購部門、人力資源部門提交的電子單據(jù)，更加清晰地掌握生產(chǎn)工藝的成本結構。以虛擬船舶生產(chǎn)平臺為代表的生產(chǎn)工藝模型可以保證船舶生產(chǎn)成本的合理性，凸顯大型船舶企業(yè)在成本控制方面的優(yōu)勢。

以大型裝備的安裝流程為例，早期安裝大型裝備時經(jīng)常采用的是垂直吊裝工藝。雖然垂直吊裝的難度較低，但是平面分割后的力學空間被破壞，特別是縱向和橫向上的應力變化容易對船體結構造成影響，從而導致后期的結構修復成本增加。通過借助虛擬船舶生產(chǎn)平臺，技術人員可以細致分析大型裝備不同位置的結構數(shù)據(jù)，并采用側向開孔、分段安裝的工藝避免結構損傷，從而有效控制材料成本及后期修復成本。

需要注意的是，創(chuàng)新生產(chǎn)工藝不得以犧牲生產(chǎn)質(zhì)量為代價。完善的生產(chǎn)工藝模型雖然能夠在一定程度上幫助大型船舶企業(yè)控制成本，但是從實際效果來看，過度的成本控制將不可避免地對生產(chǎn)質(zhì)量造成影響。

（三）仿真生產(chǎn)流程，落實安全生產(chǎn)

仿真船舶生產(chǎn)流程是指利用數(shù)字化技術對船舶生產(chǎn)過程中的相關工藝流程進行虛擬再現(xiàn)。大型船舶企業(yè)可以利用虛擬現(xiàn)實、數(shù)字孿生等技術全面仿真生產(chǎn)流程，打造沉浸式的操作環(huán)境，科學、合理地設計生產(chǎn)流程。同時，大型船舶企業(yè)在仿真生產(chǎn)流程時可以與安全管理平臺進行數(shù)據(jù)交互，將仿真生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的安全問題及時上報至安全管理平臺。此舉也有助于技術人員優(yōu)化生產(chǎn)工藝，落實安全生產(chǎn)。

例如，密閉空間焊接工藝對焊接方法、環(huán)境控制等提出了較高要求。因此，焊接流程中的環(huán)境變化會對人員、裝備的安全造成一定威脅。大型船舶企業(yè)可以利用仿真技術分析不同焊接工藝的氧氣消耗量、廢氣中有毒氣體的含量、焊接材料消耗量、鼓風機送風量等數(shù)據(jù)，以及時應對可能出現(xiàn)的安全生產(chǎn)問題，并保障人身安全與焊接質(zhì)量。同時，不同的焊接工藝對環(huán)境的要求也不同，大型船舶企業(yè)在仿真生產(chǎn)流程時需要動態(tài)分析環(huán)境因素并評估焊接質(zhì)量，從而進一步確保密閉空間焊接工藝的可行性與有效性。

總之，在仿真生產(chǎn)流程時，大型船舶企業(yè)各部門之間需要相互協(xié)同，綜合考慮各種因素帶來的影響。同時，大型船舶企業(yè)需要認識到，數(shù)字化技術不能完全消除生產(chǎn)工藝中存在的安全隱患，其在生產(chǎn)過程中依然需要采取有針對性的安全防護措施。

五、結語

大型船舶企業(yè)需要加快數(shù)字化轉型進程，利用數(shù)字化技術創(chuàng)新船舶生產(chǎn)工藝，有效解決傳統(tǒng)船舶生產(chǎn)工藝效率低、成本高、安全性差等問題，從而進一步降低生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率，減少安全隱患，確保安全生產(chǎn)，實現(xiàn)自身高質(zhì)量、可持續(xù)發(fā)展。

[作者單位：滬東中華造船（集團）有限公司]