本刊編輯 呂龍德

黃埔文沖建造的1400TEU 雙燃料集裝箱船

當前，全球智能造船探索研究風起云涌，各國船企都在這場波瀾壯闊的變革中發(fā)力搶占先機和制高地，呈現(xiàn)了你追我趕的局面，由此帶動了智能造船技術日新月異，各種新成果層出不窮。雖然同處一條賽道，但難免有走得快，也有走得慢，甚至有的原地不動。通過對比可發(fā)現(xiàn)，走在智能造船前列的當屬日韓和歐洲造船強國。這些國家的智能化造船經(jīng)驗值得我國造船業(yè)借鑒和學習。

歐洲造船實現(xiàn)數(shù)字化轉型

歐洲歷來是造船業(yè)發(fā)達地區(qū)，隨著世界造船中心東移，雖然其造船規(guī)模與業(yè)務總量不斷下滑，但始終掌握核心技術，造船轉向高附加值產品，研發(fā)和創(chuàng)新能力長期處于全球領先地位。近年，歐洲造船業(yè)憑借高水平的現(xiàn)代造船底蘊，在智能造船領域進行了一系列成功實踐，以全面數(shù)字化、模塊化和網(wǎng)絡化平臺為支撐，組建模塊化、專業(yè)化合作生產的動態(tài)，保持了高人力成本下的競爭優(yōu)勢，展示了強大的智能造船能力。歐洲很多船企都在智能造船變革過程中實現(xiàn)了數(shù)字化轉型，其中又以德國邁爾造船廠和意大利芬坎蒂尼集團最為典范。

邁爾造船廠素有“德國巨匠”之稱，是德國最大的現(xiàn)代化船廠，至今已有227 年，擁有世界上最大室內干船塢，交付產品包括滾裝船、客船、液化氣船、集裝箱船、牲畜運輸船、內河游輪、遠洋游輪、海洋科考船等，而目前業(yè)務重心為豪華郵輪建造。該船廠智能化領域主要集中在內場的平直分段的自動化生產，已實現(xiàn)從設計到建造高度信息化集成，采用全過程電子標簽和實時采集設備及時采集生產數(shù)據(jù)，使用大型激光焊接機器人、360 度旋轉機械臂焊接機器人建造船舶。邁爾造船廠的智能制造可分為兩部分：一是實施面向船舶全生命周期的虛擬設計，不僅大幅提高船舶設計質量，減少船舶建造成本，而且縮短了30%船舶設計時間。二是采用總段化建造模式，設備功能單元實現(xiàn)模塊化建造，對技術難度高、設備和管線密集度高的分段，則根據(jù)需要建造模擬分段以確保可制造性和建造質量，并縮短建造周期。

芬坎蒂尼建造的郵輪

芬坎蒂尼集團是全球最大豪華郵輪制造廠，在全球擁有20 多家船廠，能生產郵輪、海工船、軍艦、LPG 等眾多船型，在世界造船業(yè)中擁有舉足輕重的地位。該集團非常注重持續(xù)性研發(fā)創(chuàng)新，設有3 個設計中心和1 個研究中心，除了采用并行設計外，還熱衷于采用自主創(chuàng)新研發(fā)模式。在生產管理和建模上，引進模擬工具以實現(xiàn)資源最優(yōu)化，并采用標準化建造工藝。面對近年智能制造浪潮，芬坎蒂尼集團又建立了適合復雜工程項目的全過程、全方位協(xié)同運作體系和協(xié)同管理信息化平臺，并采用混合云解決方案建成了綜合船舶設計與制造系統(tǒng)。

韓國加強智能造船技術應用

韓國造船業(yè)正在全力以赴發(fā)展智能造船，并依托發(fā)達的互聯(lián)網(wǎng)技術取得了不俗成績。現(xiàn)代重工、大宇造船和三星重工作為三巨頭，其智能制造水平代表了韓國造船業(yè)最高水平和發(fā)展方向。目前，韓國造船三巨頭均開展了基于物聯(lián)網(wǎng)的全要素實時監(jiān)控、虛擬與物理船舶制造系統(tǒng)融合的智能制造技術應用，有效降低了生產成本，增強了盈利能力，走在了世界智能造船的領跑行列。

現(xiàn)代重工很早就提出了“數(shù)字化造船廠技術”，加速推進5G 智能船廠進行了轉型建設工作，不但通過使用可穿戴式頸環(huán)收集數(shù)據(jù)實現(xiàn)實時檢查安全狀態(tài)，而且在設計方面實現(xiàn)了基于3D模型的實時協(xié)同作業(yè)及生產信息共享，在生產方面實現(xiàn)基于數(shù)據(jù)的實時監(jiān)控、風險管理和協(xié)同生產，并對人力資源和安全進行了統(tǒng)一監(jiān)控管理。未來，該公司還致力于構建智能工作環(huán)境、基于大數(shù)據(jù)的焊接作業(yè)優(yōu)化、能源管理系統(tǒng)等。

三星重工在2016 年就開始引進以3D 模型為基礎的設計技法，目前又集中力量推進物聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)自動化技術等生產體系智能化，以及通過機器人處理自動化等辦公自動化技術提高生產效率。該公司還開發(fā)了可以在虛擬空間提前配置船舶、起重機、材料和制定最優(yōu)化作業(yè)日程的模擬程序。今年，三星重工與法國達索系統(tǒng)簽訂協(xié)議共同打造全球頂級智能船廠，計劃把基于模型的系統(tǒng)工程技術應用于船舶設計，為系統(tǒng)綜合管理復雜性不斷增大的最新船舶構筑基礎。

大宇造船開發(fā)了基于LTE 網(wǎng)絡的陸海兩用智能通信系統(tǒng)，可實時監(jiān)控匯總各階段的數(shù)據(jù)，并加以處理和分析。該公司提出了Shipyard 4.0 概念，已實現(xiàn)“移動生產業(yè)務APP”投入使用，搭建了物聯(lián)網(wǎng)平臺，促使3D 設計生產信息系統(tǒng)向移動端延伸。

三星重工與法國達索系統(tǒng)聯(lián)手打造頂級智能船廠

日本船企推進智能化裝備應用

日本造船業(yè)將IT 技術融入船舶制造，積極推進切割、加工、焊接機器人等智能化裝備的應用，在加工、焊接等制造過程實現(xiàn)了高度自動化、智能化，構建了大量中間產品專業(yè)化流水生產線，高效輔助工裝得到普遍應用。其中，三井造船研發(fā)了“數(shù)字化船廠技術”，通過攝像設備掌握現(xiàn)場建造進度等信息。此外，有多家船廠合作開發(fā)了VR/AR 現(xiàn)場工人行動分析系統(tǒng)和虛擬涂裝作業(yè)系統(tǒng)，使作業(yè)時間縮短40%以上。

日本政府曾提出“i-Shipping”計劃，從提升產品和服務能力、開拓商業(yè)領域、提升船舶制造能力和加強人力資源儲備四個方面助推造船業(yè)進一步創(chuàng)新做強。幾年過去，日本船企大多在推進智能造船中完成了以下三方面建設：一是利用數(shù)字化技術加強現(xiàn)場工人生產管理，實現(xiàn)了作業(yè)實時監(jiān)控與管理，并運用互聯(lián)網(wǎng)及大數(shù)據(jù)等技術打造了可視化船廠。二是配套供應商之間的訂貨、制造、采購實現(xiàn)了網(wǎng)絡化、“一站式”管理。三是優(yōu)化建造流程，提升了模塊精度、舾裝效率，包括引進激光電弧焊接技術、船體分段3D 激光掃描和造船可穿戴式機器人技術，提升了模塊精度、舾裝效率。

這些國家在發(fā)展智能造船中能先人一步絕非偶然，其創(chuàng)新求變的魄力值得人們敬佩。更難得的是，那些先進船企面對挑戰(zhàn)沒有滿足于既有成績，而是向著未知的高峰不斷前進?？梢哉雇?，隨著各國和眾多船企重視度持續(xù)增大，船舶智能化制造必將精彩紛呈，取得更大突破，而我國造船業(yè)也一定會在這波大潮中實現(xiàn)從跟跑向領跑的轉變！