本刊編輯 呂龍德 熊瑩
廣船國際鳥瞰圖
從最初戰(zhàn)略構(gòu)想到全面掀起熱潮,我國智能造船已然走過了7 個年頭,有艱辛和曲折,也有階段性成績,一些智能船廠和智能車間初見雛形,一條條智能生產(chǎn)線運行,在改善作業(yè)環(huán)境、提高安全系數(shù)、降低勞動強度、提升生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量等方面產(chǎn)生了積極作用。盡管如此,我國船舶智能制造仍處于起步階段,對比造船先進國家,發(fā)展速度遲緩,缺乏重大的科研突破,尤其是核心智能裝備開發(fā)、智能制造投入和推進路徑等明顯滯后。當前,船舶智能制造不但時間緊迫,而且技術(shù)要求更高,稍有懈怠就可能被拉大差距。要力爭進入世界智能造船第一方陣,我國智能造船任重而道遠。
智能制造是技術(shù)發(fā)展、社會進步、知識積累交匯綜合的結(jié)果,是制造系統(tǒng)演進到新時代的產(chǎn)物,是新一輪工業(yè)革命的核心技術(shù),是貫穿制造業(yè)設(shè)計、生產(chǎn)、服務(wù)全價值鏈的每一個環(huán)節(jié),具有自感知、自決策、自執(zhí)行、自適應(yīng)、自學習等功能,旨在提高制造質(zhì)量、效益和競爭力的先進方式??v觀制造業(yè)發(fā)展軌跡,從手工作坊到流水線生產(chǎn),從大規(guī)模批量生產(chǎn)到個性化定制,從機械化、自動化到數(shù)字化、智能化,制造業(yè)不斷催生新模式。應(yīng)用智能制造,可以提高產(chǎn)品質(zhì)量、安全性和生產(chǎn)效率,減少用工和資源耗費,有利于供應(yīng)鏈企業(yè)信息互通、協(xié)同生產(chǎn),從而推動制造業(yè)創(chuàng)新、綠色、協(xié)調(diào)、開放、共享發(fā)展。正是這樣,在數(shù)字化技術(shù)和制造技術(shù)不斷融合的基礎(chǔ)上,近年掀起了聲勢浩大的智能制造全球性浪潮,美國、德國、日本等主要工業(yè)國家都將其作為推動制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級的主攻方向。其中,美國啟動了“先進制造業(yè)伙伴關(guān)系”,德國制定了《工業(yè)4.0 戰(zhàn)略倡議》,英國提出了《國家工業(yè)2050 戰(zhàn)略》。除了這些工業(yè)強國,其它國家也推出了類似的計劃,鼓勵智能制造發(fā)展。值得強調(diào)的是,發(fā)展智能制造過程中,各種機器人在焊接、搬運、噴涂、加工、裝配、檢測、清潔生產(chǎn)等領(lǐng)域大規(guī)模集成應(yīng)用,從功能單一的機械臂發(fā)展為可編程、高柔性智能機器人,極大地提高了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量,降低了生產(chǎn)成本。面對重大變革,歐美發(fā)達國家由于基礎(chǔ)好,技術(shù)開發(fā)相對容易,不僅智能制造開展較早,還普遍采取了“串聯(lián)式”升級戰(zhàn)略,從數(shù)字制造到“互聯(lián)網(wǎng)+”制造,再到新一代智能制造,取得了先行和領(lǐng)先優(yōu)勢。如:德國采用“制造業(yè)+互聯(lián)網(wǎng)”,借助數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)展現(xiàn)了強大的制造能力;美國依托互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)水平和信息產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ),形成了先進的制造模式。
新世紀以來,我國工業(yè)界緊抓機遇,大力推進“互聯(lián)網(wǎng)+制造”,制造實力得到跨越式提升,特別是實施制造強國目標以來,智能制造作為主攻方向得以正式確立。從《中國制造2025》到《“十四五”智能制造發(fā)展規(guī)劃》出臺,彰顯了我國制造業(yè)由大向強的決心,體現(xiàn)了推動智能制造實現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展的雷霆力量。短短幾年,我國智能制造已從“十三五”的“點”和“示范”轉(zhuǎn)向了現(xiàn)在的“面”,并實現(xiàn)了“三線”齊頭并進:一是在細分行業(yè)全面推進。二是按產(chǎn)業(yè)鏈、供應(yīng)鏈展開。三是在產(chǎn)業(yè)集群中實行數(shù)字化轉(zhuǎn)型和智能化改造。我國已經(jīng)對階段性智能制造的方向、原則、指導思想、重點任務(wù)和實施路徑作了明確規(guī)定。行業(yè)也積極圍繞國家政策大力進行引導和督促,企業(yè)則主動參與智能制造的改造和構(gòu)建。在這種自上而下的格局下,我國智能制造正在不斷升溫。
顯利建造的游艇
作為制造業(yè)的重要組成部分,造船業(yè)也在加速智能化制造,掀起新一輪產(chǎn)業(yè)變革浪潮,主要表現(xiàn)在:一是采用自動化和智能化,提高制造裝備的高精度、高效率,大力推進信息技術(shù)應(yīng)用。二是船舶建造實行網(wǎng)絡(luò)化和柔性化。放眼近年造船業(yè),智能制造可謂是一片方興未艾和風頭正盛的景象。日韓對智能造船呈現(xiàn)了極大熱情并成果豐碩,如,日本船企重點推進智能機器人在船舶建造中的應(yīng)用,打造智能柔性生產(chǎn)線;韓國三星重工制定并實施設(shè)計、采購、生產(chǎn)等造船全流程利用數(shù)字技術(shù)推進業(yè)務(wù)革新的“智能SHI”數(shù)字化轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略,并與法國達索系統(tǒng)公司共同打造全球頂級智能船廠,旗下巨濟造船廠正在向“無紙船廠”轉(zhuǎn)變。
黃埔文沖建造的超大型智能化自航絞吸挖泥船“昊海龍”號
廣船國際建造的全球首艘雙燃料高速豪華客滾船“威斯堡”號
智能制造是加快發(fā)展先進制造業(yè),促進經(jīng)濟增長新動能,搶占未來經(jīng)濟和科技發(fā)展制高點的選擇,也是建設(shè)制造強國的主攻方向。為了實現(xiàn)智能制造,我國從國家層面到行業(yè)組織和企業(yè)都進行了孜孜努力,并展現(xiàn)了轟轟烈烈的構(gòu)建場面。自從2015 年全國兩會提出《中國制造2025》戰(zhàn)略后,我國出臺了《智能制造發(fā)展規(guī)劃》、《信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展指南》、《“十三五”先進制造科技創(chuàng)新專項規(guī)劃》、《關(guān)于深化“互聯(lián)網(wǎng)+先進制造業(yè)”發(fā)展工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)指導意見》、《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展行動計劃(2018-2020年)》、《國家智能制造標準體系建設(shè)指南(2018 年版)》、《新一代人工智能產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新重點任務(wù)揭榜工作方案》、《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)及推廣指南》、《關(guān)于推動先進制造業(yè)和現(xiàn)代服務(wù)業(yè)深度融合發(fā)展實踐》、《關(guān)于智能制造工程技術(shù)人員等職業(yè)信息的通知》、《“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)+安全生產(chǎn)”行動計劃(2021-2023 年)》、《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新發(fā)展行動計劃(2021-2023 年)》、《“十四五”智能制造發(fā)展規(guī)劃》等政策,構(gòu)建智能制造自主創(chuàng)新體系,發(fā)展智能裝備與系統(tǒng),加強智能制造示范基地建設(shè),全力推進智能制造發(fā)展。這種形勢下,我國造船業(yè)認真落實好國家大政方針,出臺了《推進船舶總裝建造智能化轉(zhuǎn)型行動計劃(2019-2021年)》、《船舶總裝建造智能化標準體系建設(shè)指南(2020年版)》等行業(yè)政策。船企則不斷推進信息化、自動化、網(wǎng)絡(luò)化和數(shù)字化應(yīng)用,大力打造智能船廠、車間及生產(chǎn)線,推動機器人進入各種工序工種,爭當智能制造排頭兵。
透過紅紅火火的表面,我國制造業(yè)特別是造船業(yè)的智能化目前究竟處于哪一階段?取得了哪些發(fā)展成果?存在什么明顯不足?理清這些問題,有助于增強信心,抓住發(fā)展重點,為未來布局和科學決策提供思路。整體上看,我國智能制造已形成以環(huán)渤海、長三角地區(qū)為核心,東北和珠三角為兩翼的格局,成立了各類智能制造產(chǎn)業(yè)園區(qū)、國家智能制造示范試點項目、國家智能制造綜合標準化與新模式應(yīng)用試點項目,涌現(xiàn)了一批標桿工廠。但是,在智能制造的核心環(huán)節(jié),比如工程建模、機器學習和智能系統(tǒng)架構(gòu)開發(fā)等方面仍顯落后。在眾多制造業(yè)中,我國造船業(yè)開展智能化轉(zhuǎn)型探索較早且成績斐然,不僅智能造船支撐體系逐步完善,而且建造智能化不斷深入、船舶設(shè)計數(shù)字化和信息化管理水平大幅提高,智能造船的設(shè)施和能力明顯增強。與此同時,入選國家智能制造試點示范工廠揭榜單位和優(yōu)秀場景名單越來越多,2021 年就有4 家船企上榜。
在發(fā)展智能造船過程中,我國越來越多船企實現(xiàn)局部制造智能化,而且智造領(lǐng)域更加豐富。南通中遠海運川崎第四條小組立焊接機器人自動化生產(chǎn)線已實現(xiàn)投產(chǎn),生產(chǎn)效率提高40%以上;外高橋造船以國產(chǎn)大型郵輪建造項目為依托,大力推進數(shù)據(jù)智能基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),搭建“數(shù)智工廠”,打造了國內(nèi)第一個郵輪專用薄板智能生產(chǎn)車間,被評為“上海市智能工廠”;江南造船引入3DE 平臺,進行了大量二次開發(fā)與系統(tǒng)集成,造船效率提高30%以上,差錯率降低60%以上,建成了業(yè)內(nèi)首個吊馬智能工作站、數(shù)字化小組立生產(chǎn)線等多個智能生產(chǎn)項目,率先實現(xiàn)了智能化造船;招商郵輪海門基地打造業(yè)內(nèi)頂尖的智能化工廠,已實現(xiàn)設(shè)計與制造一體化和制造運營標準化管理管控等先進方式;海油工程天津智能化制造基地正式投產(chǎn),成為我國首個海洋油氣裝備制造的“智能工廠”;在華南,黃埔文沖和廣船國際居于智能造船的領(lǐng)先地位。黃埔文沖建成了薄板中小組立智能生產(chǎn)線、小組立機器人焊接生產(chǎn)線和智能化平面分段流水線,搭建了開放式統(tǒng)一信息管理平臺。廣船國際通過“大跨距薄壁結(jié)構(gòu)變形控制關(guān)鍵技術(shù)研究及應(yīng)用”項目開展高端客滾船建造工藝關(guān)鍵技術(shù)研究,建成了智能薄板生產(chǎn)線,實現(xiàn)了生產(chǎn)設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化、生產(chǎn)過程可視化、生產(chǎn)管控智能化。許多船配企業(yè)也在智能制造中邁出了大步子,如:武漢船機建成了我國第一條智能造船管件加工無人生產(chǎn)線,并有兩項智能制造成果入選了去年工信部大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展試點示范和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺創(chuàng)新領(lǐng)航應(yīng)用案例名單;南京國際船配將業(yè)務(wù)信息管理系統(tǒng)對接生產(chǎn)制造執(zhí)行系統(tǒng),實現(xiàn)了企業(yè)管理扁網(wǎng)化、業(yè)務(wù)流程信息化、設(shè)計制造一體化、生產(chǎn)管控可視化;廣西玉柴機器實現(xiàn)了發(fā)動機缸體產(chǎn)品設(shè)計數(shù)字化、鑄造工藝數(shù)字化、制造裝備智能化、過程管理數(shù)字化,鑄造工藝數(shù)字化設(shè)計率達100%,制造過程數(shù)控率達91%。此外,我國在船舶智能制造標準化領(lǐng)域開展了標準體系框架研究和標準現(xiàn)狀梳理工作,并完成了部分標準研制工作。
海油工程天津智能化制造基地
近年來,雖然我國在探索智能制造的道路上取得了一定突破,但目前還存在不少誤區(qū)和束縛。橫向看,歐美國家較早開展了機器替代人的階段,數(shù)字化的基礎(chǔ)較好,很多歐美企業(yè)都有較好智能系統(tǒng),稍差企業(yè)也正在嘗試智能系統(tǒng)。而國內(nèi)很多企業(yè)仍然處在機械化階段,較好企業(yè)也只是處于機械化、自動化和數(shù)字化交叉階段,這些處于智能轉(zhuǎn)型初期的企業(yè)不得不努力進行自動化和數(shù)字化領(lǐng)域補課??v向看,我國智能制造主要在制造過程的首尾兩端如智能倉儲、來料及成品運送等,對智能制造的主體過程優(yōu)化涉及不多,還沒有完全掌握重點行業(yè)關(guān)鍵核心技術(shù)。這樣導致了部分企業(yè)為了追求“高大上”的智能化而產(chǎn)生了智能制造的“花架子”,還帶來了對智能制造認識的誤區(qū)。概括起來,主要有三個問題:一是在工廠智能化投資的必要性上準備不足;二是在人機協(xié)同、功能空間協(xié)同、上下游業(yè)務(wù)協(xié)同等方面缺乏預(yù)判;三是對運營智能工廠所需要的資源、能力、外部條件的配置等缺少預(yù)判,導致不可逆成本增加。
我國現(xiàn)代造船業(yè)起步晚、底子薄,對比其它一些制造業(yè),存在認識滯后和基礎(chǔ)薄弱的短板,甚至更為突出。在基礎(chǔ)能力方面,我國造船業(yè)的智能制造發(fā)展水平參差不齊,與日韓及歐美先進國家還有較大差距,雖然一些骨干船企實現(xiàn)了部分智能制造追趕,在切割、冷彎等領(lǐng)域進入了先進行列,基本建立了船廠信息管理(集成)系統(tǒng)和流程化、編碼化架構(gòu),部分環(huán)節(jié)應(yīng)用了機器人,基本實現(xiàn)三維(或二維半)建模設(shè)計,可支撐智能制造,但大部分船企的下料切割、加工、裝配、焊接、管子加工及涂裝等作業(yè)仍以機械化、半自動化為主,數(shù)字化基礎(chǔ)技術(shù)、制造過程控制技術(shù)薄弱,研發(fā)、生產(chǎn)、管理、服務(wù)等過程協(xié)調(diào)性較差且流程化、編碼化程度較低,專業(yè)信息化團隊和專業(yè)制造團隊的融合不足,標準和安全管理技術(shù)缺口大,三維數(shù)字化工藝設(shè)計能力嚴重不足。因此,我國智能造船還面臨著數(shù)字化設(shè)計支撐能力、智能化建造水平和精益化建造管理實力亟待提升的現(xiàn)實問題。
廣船國際片體智能焊接生產(chǎn)線
制造業(yè)包含種類繁多,其中有一種是離散型。此類制造業(yè)通常以物理加工為主,而成型加工材料千變?nèi)f化,這就使得其實現(xiàn)智能制造的困難更大。船舶制造過程包含大量的分解與組合,既要在產(chǎn)品設(shè)計階段建構(gòu)整船數(shù)字模型,并按相應(yīng)邏輯將其拆分為分段、組件、部件和零件,又要在進入生產(chǎn)階段后再將零件、部件等依次裝配為組件、分段,最后才是整船。另外,還存在建造周期相對較長、工藝流程復(fù)雜、單件小批量、中間產(chǎn)品種類非標件數(shù)量多、物理尺寸差異大的特點,所以造船業(yè)是典型的離散制造。這個行業(yè)特點不僅影響了智能造船的發(fā)展進程,也導致我國一些船企對發(fā)展智能造船產(chǎn)生了曲解,認為智能制造就是“機器換人”,或者是只要有硬件裝備、工業(yè)軟件和企業(yè)需求就能實現(xiàn),而不是推動產(chǎn)業(yè)模式和企業(yè)形態(tài)的根本性轉(zhuǎn)變。正是這樣,一些船企無視實際,求快求全地盲目上馬所謂智能車間和生產(chǎn)線,結(jié)果是人力和財力都花了,卻未能發(fā)揮實際作用。黃埔文沖董事長向輝明就明確表示,按目前條件,我國智能造船還很難達到一整條生產(chǎn)線,但船廠可以從局部展開。事實上,智能造船并非簡單地僅作用于船舶生產(chǎn)線,而是觸及船企方方面面,涉及裝備、軟件、系統(tǒng)等多個元素、場景、應(yīng)用層級,必須推動船舶設(shè)計建造智能化、產(chǎn)品高質(zhì)化、管理精細化、信息集成化、效率高效化和銷售網(wǎng)絡(luò)化。無論是建設(shè)智能工廠或智能車間,還是開發(fā)智能生產(chǎn)線,都要立足自身技術(shù)和能力,腳踏實地彌補短板,逐步推進全鏈條協(xié)同。
外高橋造船郵輪專用薄板智能生產(chǎn)車間
廣東中遠海運重工建造的“海洋地質(zhì)十號”綜合地質(zhì)調(diào)查船
驅(qū)動智能制造的主要因素有:1、人口老齡化加速、工資高企導致勞動力優(yōu)勢減弱,而智能制造可大幅提高生產(chǎn)率;2、產(chǎn)業(yè)政策驅(qū)動傳統(tǒng)制造邁向智造;3、技術(shù)領(lǐng)先、全互聯(lián)網(wǎng)時代到來,為實現(xiàn)智能制造提供可能。在這些因素中,勞動力減少帶來人工高漲無疑是加快智能制造的重要驅(qū)動力。目前,出生率低、老齡化嚴重、青壯勞力緊缺已成了世界普遍問題,嚴重制約了生產(chǎn)力發(fā)展。有研究顯示,全球人口曲線正處劉易斯拐點,不僅人口增長率降低,而且人才缺口變大,更嚴重的是制造業(yè)勞動力市場中需求方的議價能力下降。當前制造業(yè)人才面臨著“Z 世代”挑戰(zhàn)?!癦 世代”又稱互聯(lián)網(wǎng)世代,指受互聯(lián)網(wǎng)、即時通信、短信、MP3、智能手機和平板電腦等科技產(chǎn)品影響很大的一代人,其生活工作觀念和方式完全有別于歷代人,這代人對用工單位是更大考驗。在全球趨勢下,我國老齡化也日趨嚴重,勞動力緊缺已顯露,依賴人口紅利推動制造業(yè)高速發(fā)展的優(yōu)勢逐漸喪失。
造船業(yè)是勞動密集型產(chǎn)業(yè),具有工作強度大、作業(yè)環(huán)境艱苦等特點。在勞動力本來就緊張的前提下,隨著收入更高、工作條件更好、自由度更大的各種新興產(chǎn)業(yè)涌現(xiàn),造船業(yè)的就業(yè)吸引力不斷削弱,許多年輕人都不愿從事造船業(yè),以致“招工難、留工難、用工荒”現(xiàn)象在造船行業(yè)越演越烈。面對近年市場回暖,韓國造船業(yè)就出現(xiàn)了嚴重的技術(shù)工人短缺困境,打響了新一輪的搶人大戰(zhàn)。據(jù)調(diào)查,僅全羅南道地區(qū)的造船人力缺口就達1200 多人。這只是當前韓國造船業(yè)的一個縮影,更是全球造船業(yè)的現(xiàn)實折射。由于造船效率較低,勞動力需求量大,我國造船業(yè)多年前已出現(xiàn)缺人問題,且一直得不到根本解決。
勞動力緊缺帶來的后果就是招工難和薪酬高漲。這對于長期處于低迷市場的造船業(yè),無異于雪上加霜。即使是迎來這波小陽春,許多船企在原材料價格飛漲和造價低的不利因素疊加下,也是盈利艱難,甚至有的仍在繼續(xù)虧損。這種局面下,船企要生存發(fā)展,就必須降低管理成本特別是人工成本開支。這樣,智能造船就成了船企不可或缺的選擇。同時,人工高漲也必然加快智能造船發(fā)展。正如一業(yè)內(nèi)人士表示,智能造船不僅效率高,有效減少人工投入,而且可以讓工人從“苦、臟、累、險”環(huán)境中解脫出來,提升作業(yè)安全性和舒適度。近年,已出現(xiàn)很多通過智能造船來解決勞動力昂貴問題的先進船企,如美國紐波特紐斯造船廠開展基于全過程虛擬仿真的數(shù)字化制造,數(shù)據(jù)傳遞全部使用三維信息。
人類從1844 年發(fā)明電報開始,通信技術(shù)從有線到無線,從模擬到數(shù)字,如今已發(fā)展到5G。這是最新一代蜂窩移動通信技術(shù), 具有超大寬帶超高速率、低時延高可靠、超大連接的三大特性。5G 的網(wǎng)速比4G 高20 倍,能夠每平方公里連接 100 萬個以上物體、通信傳輸錯誤率為 10 的負 9 次方、時延可達到毫秒量級。智能制造離不開網(wǎng)絡(luò)互聯(lián),而5G 與制造業(yè)結(jié)合時可產(chǎn)生物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)自動化控制、物流追蹤、云化機器人等應(yīng)用場景,將人、機、物、系統(tǒng)等進行全面連接,構(gòu)建起統(tǒng)一的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)和覆蓋全產(chǎn)業(yè)鏈、全價值鏈的體系,為云化機器人應(yīng)用提供端到端定制化的網(wǎng)絡(luò)支撐,幫助制造企業(yè)擺脫以往無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)較為混亂的應(yīng)用狀態(tài),有效解決物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)的發(fā)展技術(shù)瓶頸??梢哉f,5G 已經(jīng)成為支撐和發(fā)展智能制造轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵技術(shù),其出現(xiàn)為制造業(yè)升級提供動力和條件。聯(lián)想集團董事長兼CEO 楊元慶曾對此作了透徹解釋:智能化轉(zhuǎn)型的技術(shù)基礎(chǔ)就是以“端-邊-云-網(wǎng)-智”為核心的技術(shù)架構(gòu)。5G 是推動智能化各要素發(fā)展的催化劑,可使“端-邊-云”更加緊密聯(lián)系和協(xié)同工作,更多終端設(shè)備接入物聯(lián)網(wǎng),大量計算、分析和判斷實現(xiàn)邊緣實時進行,促進網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施走向軟件化、虛擬化,最終達到云網(wǎng)融合。目前,5G 在我國應(yīng)用推廣迅速,并得到了政府部門大力支持。工信部出臺的《5G 應(yīng)用揚帆計劃》指出,到2023 年,我國大型企業(yè)5G 滲透率超過35%,建成5G 行業(yè)專網(wǎng)將達3000 個以上。
黃埔文沖中組立(塊體)智能焊接生產(chǎn)線
江南造船建成的吊馬智能工作站
雖然船廠的智能化水平和其它行業(yè)相比起步晚、覆蓋低,但5G 的應(yīng)運而生無疑讓造船業(yè)迎來了難得的發(fā)展機遇。數(shù)字化、智能化制造是造船業(yè)實現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展的必由之路,而5G 在這個進程中起碼能發(fā)揮三大優(yōu)勢:一是5G的峰值傳輸速率達10Gbps,為未來現(xiàn)場采集電流、電壓等基本參數(shù)利用8k 直接采集現(xiàn)場視頻提供可能;二是5G的時延在0.5ms 以內(nèi),控制焊機可根據(jù)現(xiàn)場情況自動調(diào)整、匹配,令造船工藝更精準;三是可接入功能更強大,聯(lián)網(wǎng)設(shè)備將提高100 倍,船企可通過5G 承受千萬臺互聯(lián)設(shè)備,將團隊、知識、業(yè)務(wù)、裝備等聯(lián)接起來。江南造船研究院副院長朱明華表示,有了互聯(lián)、數(shù)字化,智能化轉(zhuǎn)型就有了基礎(chǔ)。以船體對接為例,在傳統(tǒng)對接過程中,測量需要4 小時、調(diào)姿需要10 小時,精度控制在1 毫米以內(nèi),但江南造船采用智能對接后測量僅需1 分鐘、調(diào)姿2 小時,精度大幅提升。造船業(yè)應(yīng)利用好這次通信技術(shù)革新的機遇,努力做好產(chǎn)業(yè)鏈要素相互連接的智能互聯(lián)和物理世界數(shù)字化的信息整合,以達到數(shù)據(jù)的智能分析決策和智能機器與人的高度協(xié)作,為實現(xiàn)和發(fā)展智能造船進行布局。實際上,我國已有不少船企就通過發(fā)展5G 應(yīng)用來推進智能造船轉(zhuǎn)型,并取得不錯成效。大船集團通過5G 網(wǎng)絡(luò)試點應(yīng)用項目,實現(xiàn)了鋼料加工車間復(fù)雜現(xiàn)場環(huán)境下數(shù)控指令的網(wǎng)絡(luò)下發(fā)和數(shù)控設(shè)備運行狀態(tài)的實時采集及海量數(shù)據(jù)清洗、統(tǒng)計、分析、展示的階段性生產(chǎn)閉環(huán)管理,并實現(xiàn)了焊機狀態(tài)實時監(jiān)控、焊接工藝及工單在線下發(fā)和完工狀態(tài)的線上反饋、數(shù)據(jù)存儲及分析等功能。滬東中華與中國聯(lián)通合作,將5G結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)等先進技術(shù)深度融合于船舶制造,400 臺數(shù)字化焊機通過5G 網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)了互聯(lián)互通,提升了焊接效率和質(zhì)量。大連中遠海運川崎積極賦能企業(yè)轉(zhuǎn)型升級,已完成5 個5G 宏站覆蓋、3 個5G 室分覆蓋及船體船塢覆蓋,建成了5G+3D 舾裝可視化系統(tǒng),造船現(xiàn)場實現(xiàn)了大數(shù)據(jù)三維圖像實時傳輸。海油工程天津智能化制造基地通過應(yīng)用5G 等先進技術(shù),實現(xiàn)了從項目管控、車間建造到廠區(qū)管理的全流程智能化……去年,外高橋造船研究成果《實現(xiàn)基于5G 的機器視覺檢測場景的應(yīng)用》入選了工信部發(fā)布介紹的五個重點行業(yè)實踐案例。
智能造船潮正在全球興起
智能造船已經(jīng)成為行業(yè)的方向,正在全球如火如荼展開。雖然我國船舶智能化制造的整體水平較低,但未來可期,大有可為。經(jīng)過幾年探索和實踐,在不斷總結(jié)、吸取經(jīng)驗教訓前提下如何加快步伐推進智能造船,顯然是當前業(yè)內(nèi)極其關(guān)注的焦點問題。那么,我國造船業(yè)應(yīng)怎樣發(fā)展智能制造呢?
首先,國家層面應(yīng)在政策和資金方面加大支持力度。要做好頂層設(shè)計,加強示范引領(lǐng)作用,鼓勵船企改變觀念,加大5G 應(yīng)用和智能制造建設(shè)投入。要對開展智能造船的船企予以適當財政補貼或稅收優(yōu)惠政策,促進行業(yè)智能創(chuàng)新風氣。還要重視我國船舶工業(yè)整體智能水平提升,不僅要強化骨干船企的主導和龍頭作用,也要通過技術(shù)和資金傾斜來扶持實力較弱的中小船企,以免因中小船企水平差距過大而拖累行業(yè)智能制造進程。
招商郵輪海門基地
其次,走符合我國實情的“并行推進融合發(fā)展”智能造船之路。雖然我國整體造船水平低于先進造船國家,但新技術(shù)應(yīng)用和這些國家處于同一起跑線,所以我國造船業(yè)既要補課數(shù)字化、自動化制造,又不能等補完課才推動其它新技術(shù)應(yīng)用,而應(yīng)采用務(wù)實的“并聯(lián)式”升級。這在業(yè)內(nèi)已有不少好做法,如有些船企一邊練內(nèi)功,一邊主動擁抱新技術(shù),積極布局和構(gòu)建智能生產(chǎn)線,逐步形成完善的船舶智能制造體系。
再次,在推動智能造船進程中要因企制宜、先易后難。企業(yè)是實施智能制造的主體,推進智能制造發(fā)展要考慮自身的資源與產(chǎn)業(yè)特性、戰(zhàn)略定位。我國造船業(yè)只有按照制定的技術(shù)升級路徑務(wù)實推進,分步實施、重點突破,才會在發(fā)展智能造船中贏得成功。船企要立足于自身規(guī)模、船舶建造特點、船塢船臺情況、船舶設(shè)計與建造流程、技術(shù)基礎(chǔ)與水平等實際情況,從效益和成本的角度選擇智能化切入點,循序漸進、先易后難地扎實展開,切忌一味追求造船全過程智能化。
最后,行業(yè)要加強對智能造船的技術(shù)、工藝、裝備、軟件、管理、模式等領(lǐng)域的產(chǎn)學研協(xié)同合作。行業(yè)組織要創(chuàng)造條件促進船廠、設(shè)計院所、配套供應(yīng)商等建立智造研發(fā)聯(lián)盟,形成強大的產(chǎn)業(yè)合力。同行或上下游之間應(yīng)加強經(jīng)驗借鑒、技術(shù)協(xié)作和數(shù)據(jù)聯(lián)通,推動整個行業(yè)共同提升和齊頭并進。開展合作時尤其要注意攜手推進船舶工業(yè)智能制造標準體系等建設(shè),爭取國際智能制造標準話語權(quán)。
站在時代重要關(guān)口,我國只有大力發(fā)展船舶智能化制造,不斷提高智能造船能力和水平,才會真正實現(xiàn)造船高質(zhì)量發(fā)展,加快造船強國目標實現(xiàn)。這個美好愿望必須實現(xiàn),也一定會實現(xiàn)!