姜軍　林葉春　韓沖

【摘 要】 介紹現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)（CIMS）模式和功能，提出其在我國造船業(yè)中的應用。以滬東造船集團為例，分析滬東造船集團CIMS應用工程的組成部分和應用效果，對造船企業(yè)生產模式的改進提供借鑒和參考。

【關鍵詞】 滬東造船集團；現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)；生產模式

0 引 言

自2008年全球金融危機爆發(fā)以來，航運業(yè)遭受了前所未有的重創(chuàng)，其中造船業(yè)也未能幸免。在造船訂單銳減的市場中，船舶制造企業(yè)必須加快新船型的研發(fā)和建造，高效、高質地組織生產，以滿足船舶所有人對船舶類型的要求。船舶制造工業(yè)與一般制造業(yè)一樣，應用先進的建造技術不斷改進傳統(tǒng)技術，優(yōu)化舊的造船生產流程，形成全新的現(xiàn)代造船模式，從而提高生產效率，獲取最大的經濟利益。近年來，國內外許多造船研究機構致力于現(xiàn)代造船模式的研究，以先進制造技術為根本，從造船模式發(fā)展的整體觀出發(fā)，整體、動態(tài)地表達船舶制造業(yè)的存在形式和活動方式。同時，新的思想、概念和方法催生了許多制造方式（如計算機集成制造、敏捷制造、精益生產、柔性生產和成組技術等）的出現(xiàn)。[1]

1 現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)

我國現(xiàn)代集成技術研究從國外計算機集成制造概念入手，經歷了信息集成、過程集成和企業(yè)集成的研究和實踐，從而提出了現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)（CIMS）的理念。

1.1 CIMS模式

CIMS總體框架模型（見圖1）反映了總體的、高層的工程集成要素及其相互關系，每個企業(yè)的CIMS工程都應當以此為基礎，結合本企業(yè)的產品及生產經營特點設計各自的CIMS框架結構。由于生產企業(yè)的不同，CIMS并不具有統(tǒng)一的模式。

1.2 CIMS功能

1.2.1 工序的詳細調度

依據(jù)市場信息對船舶生產制造市場進行合理的評估和審視，根據(jù)船舶所有人訂單信息制定并安排船舶生產計劃，對有限的生產資源進行高效的規(guī)劃和調度，收集和整理各種相關信息，重視工序的差異性，安排生產計劃并發(fā)送至各個生產制造部門，從而進行統(tǒng)籌管理。

1.2.2 資源分配和狀態(tài)管理

根據(jù)船舶所有人訂單的要求，制定制造部門近期生產計劃，針對不同的船舶類型進行詳細的技術設計，按照標準分段和異型分段任務，統(tǒng)籌協(xié)調和合理分配各個生產車間的生產設備、制造原材料和勞動者等資源，實時跟蹤完成情況，并進行信息匯總和整理。

1.2.3 過程管理

在各個部門組織船舶分段模塊建造過程中，根據(jù)先前制定的生產計劃，優(yōu)化整合生產工序和資源，并在實際生產過程中進行實時監(jiān)控和管理，協(xié)調生產中各要素的關系，同時對可能出現(xiàn)的異常情況進行實時處理和在線幫助。

1.2.4 質量管理

在船舶建造中，質量管理包括生產車間自檢、各部門的檢查和一系列的船檢等。根據(jù)船舶所有人對船舶用途的特定要求，制定個性化生產計劃，同時建立系統(tǒng)的質量管理標準和模塊。船舶CIMS系統(tǒng)中的質量管理模塊實時記錄、跟蹤和分析加工過程中產品的精度和質量，以保證產品的可靠性。

1.2.5 基礎數(shù)據(jù)采集和管理

船舶生產制造需要對相關的基礎數(shù)據(jù)進行采集和處理，并建立標準船型基礎制造信息數(shù)據(jù)庫以實現(xiàn)高效管理。該數(shù)據(jù)庫包括產品基礎數(shù)據(jù)、合同設計、技術設計、工藝設備基礎數(shù)據(jù)、工藝參數(shù)、工藝規(guī)程、質量檢驗標準等。

2 我國造船企業(yè)CIMS模式的應用

許多造船強國已開始應用CIMS，以轉換造船模式和優(yōu)化生產管理為目標，對工藝和技術進行改造和完善。隨著電子技術的發(fā)展，通信技術變得更加成熟和可靠，為實現(xiàn)信息共享和管理提供了強有力的保障。

2.1 應用體系

2.1.1 建立基礎

以質量管理體系和通信電子單元為基礎，建立完整的現(xiàn)代集成技術體系，對原有技術和設備進行改造和完善，從而奠定堅實的基礎。

2.1.2 改造生產

以現(xiàn)代集成技術為核心體系，對原有體系進行改造，尤其是對生產方式、技術、作業(yè)和管理體系進行改造，從而建立標準化的體系。不論是設備供應商之間，還是造船企業(yè)之間，實現(xiàn)技術通用和共享，才能在真正意義上實現(xiàn)標準化的造船生產體系。

2.1.3 應用系統(tǒng)

在建立標準化生產體系的基礎上，借助CIMS，結合造船企業(yè)自身特點，制定相應的規(guī)范和要求，從而實現(xiàn)量體裁衣。

2.2 CIMS模式在滬東造船集團的應用

滬東造船集團CIMS應用工程（簡稱HDS-CIMS）按照我國造船的CIMS模式進行造船CIMS開發(fā)和應用，并由現(xiàn)代造船模式和HDS-CIMS軟件組成。HDS-CIMS結合了現(xiàn)代造船模式轉換和造船信息系統(tǒng)應用，在應用造船信息系統(tǒng)的同時實施現(xiàn)代造船模式轉換以提高集團競爭力。

HDS-CIMS得到了專家的一致認可，并取得了巨大的經濟效益和社會效益。HDS-CIMS具有以下特點：（1）HDS-CIMS軟件由4個功能分系統(tǒng)構成，并建立支撐環(huán)境平臺，通過網(wǎng)絡聯(lián)系各分系統(tǒng)；（2）HDS-CIMS體現(xiàn)了現(xiàn)代造船模式的實現(xiàn)途徑；（3）建立產品電子信息設計模型，實現(xiàn)了設計并行工程；（4）實現(xiàn)了計算機輔助設計（CAD）、計算機輔助工藝過程設計（CAPP）和計算機輔助制造（CAM）三者的集成，為無紙化生產奠定了基礎；（5）初步建立了具有可操作性的造船經營生產計劃管理軟件系統(tǒng)。

CIMS理論雖然處于初步探索和研究階段，但在滬東造船集團的應用中取得了一定成就，這對原有造船模式來說是一種挑戰(zhàn)。通過改造生產，建立信息平臺，實現(xiàn)了及時通信和信息共享，并在實踐中得到了成功應用。

在我國從“造船大國”向“造船強國”邁進的過程中，先進的技術和管理成為未來的激烈競爭點。技術的進步必然會推動行業(yè)的快速發(fā)展，而先進的管理經驗則會提高生產效率，這也是當代世界發(fā)展的主旋律。

3 啟 示

3.1 數(shù)據(jù)集成融合

隨著“大數(shù)據(jù)時代”的到來，造船模式發(fā)生了根本變化。以訂單為導向，對造船工藝、設備物流、信息資源等進行優(yōu)化整合，同時注重生產質量控制及評估，合理有效地安排生產計劃，從而提高船舶生產制造企業(yè)的工作效率。

3.2 信息系統(tǒng)完善

生產技術的不斷改進，重視生產信息系統(tǒng)功能的提升及加強軟件技術的開發(fā)革新顯得尤為重要。然而，只有確保信息系統(tǒng)的可靠性、安全性和完整性，才能實現(xiàn)對生產計劃、建造工藝、物流信息和質量評估等的有效管理。

3.3 綠色清潔造船

現(xiàn)代造船模式的建立為實現(xiàn)綠色清潔造船提供了可能。在船舶生產制造過程中，無論原材料、中間產品還是設備備件，利用物流信息系統(tǒng)，減少廠房庫存問題，免去中間環(huán)節(jié)產生的浪費和污染，從而使企業(yè)生產模式向精細和綠色清潔方向轉變。

CIMS模式作為一種先進的造船模式，在生產制造船舶方面顯示了巨大的優(yōu)越性。但是，在實踐中，應結合各自企業(yè)特點，在改進原有模式的基礎上，規(guī)避風險，制定相應規(guī)范，在設備生產商、供應商和使用者三者之間建立無縫連接的信息系統(tǒng)，實現(xiàn)信息和資源的管理、共享，從而促使生產模式發(fā)生轉變。

4 結 語

本文在對CIMS介紹的基礎上，進一步分析其模式和功能，并以滬東造船集團為例，介紹HDS-CIMS組成部分和取得的經濟效益。造船企業(yè)根據(jù)自身特點，將CIMS應用到生產制造中，為生產模式的轉變提供一定的借鑒和參考意義。

參考文獻：

[1] 黎南.現(xiàn)代船舶企業(yè)CIMS關鍵技術的研究[D].大連：大連理工大學，2008-10.

[2] 程慶和，王衡元，施渭濱.中國造船企業(yè)現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)適用研究[J].中國造船，2000，41（4）：5-12.