刻不容缓！智能造船箭在弦上

吕龙德

自从2015年全国两会提出“中国制造2025”战略后，业内已越来越达成了共识：智能制造是造船业转型升级的主攻方向，并开始付诸行动，但步伐蹒跚，说得多落地少。我们不妨放眼看看世界造船强国都在这方面做了些什么？且不说工业水平极高的欧盟，仅拿日韩为例。日本正积极推进切割加工机器人、焊接机器人、涂装机器人等智能化装备在船企的应用，构建“中间产品”智能化柔性生产线；韩国也制定了“三步走”的船舶智能制造和船厂发展规划，特别重视信息集成、基于物联网的全要素实时监控、虚拟与物理船舶制造系统融合的智能制造技术应用，最近更是传闻大宇造船海洋将与船舶舾装生产厂商FHI搭建智能工厂，以提升船厂和配套厂间的整体效率和品质。众所周知，日韩的造船底蕴、技术和模式等远胜我国，而我们曾经赖以立足的低人工优势也随着产业转移消失殆尽。既然这是华山一条路，先进造船国家都摩拳擦掌、紧锣密鼓，我们还有什么理由观望等待？

“弯道超车”悄悄来

我国现代造船业起步晚、准入低，造船模式主要源自学习借鉴日韩，虽然目前已是全球造船体量最大国家，但离第一集团的造船强国还有相当大差距，而要短时间内赶超它们似乎几无可能，除非有打破悬殊的技术基本同处起跑状态。今天，中国造船业有幸迎来了这一千载难逢的时代，那就是智能造船。如果能快速掌握这种最新技术并使之转化为生产力，中国造船业就必定能在生产效率、成本管理、经营管控、技术创新等方面获得彻底弥补。纽波特纽斯船厂总裁Matt Mulherin对未来智能造船进行了形象描绘：所有在建船舶的设计、检验状态、材料需求清单及其状态和位置等信息统一存储于中央计算机系统，不同领域的团队成员设计不同船舶时可调用或添加信息，船厂全面连线，通过数字化制造实现精益造船、均衡生产。业内认为，作为“综合工业之冠”的船舶业，谁能在智能制造等技术开发与应用中拔得头筹，谁就可能从传统的制造、经营、管理模式下突围，抢占规则制定权、标准话语权、业态主导权和竞争制高点。可以说，智能造船的浪潮已迎风掀起，而“弯道超车”的机会正悄悄向我们走来。

我国早在几年前就开始布局智能造船模式，先后出台了《中国制造2025》、《工业和信息化部关于贯彻落实<国务院关于积极推进“互联网+”行动的指导意见>的行动计划（2015-2018年）》等政策，并将南通中远川崎船舶工程有限公司确定为我国船舶行业智能制造试点示范项目的首家企业，大力营造船舶智能制造氛围。今年初，工信部等六部委又联合印发《船舶工业深化结构调整加快轉型升级行动计划（2016～2020年）》，把智能制造作为船舶工业强化管理、降本增效的主攻方向。正是这样，我国智能造船逐渐铺开，许多船企主动介入并初见成效，如中船重工建成了国内先进的高技术船舶分段制造数字化车间、金海重工投资30亿元建设全球领先的智能化船厂……工信部自去年也开始向船舶行业广泛征求意见，加紧编制发布《推进船舶智能制造指导意见》，并明确提出：要用5年时间推动我国造船业智能制造整体水平进步，造船效率和质量接近日韩水平；用10年时间赶超造船先进国家。

最大限度提质增效

之所以开展智能制造，除了借助互联网、云计算、大数据、机器人等技术应对社会需求多品种、小批量、高品质发展趋势外，还有一个重要原因就是人工成本越来越高。高新船舶与深海开发装备协同创新中心主任林忠钦说，船舶智能制造不仅将工人从“苦、脏、累、险”的作业环境中解脱出来，也将推动造船工业朝着安全、经济、环保、高效、舒适的方向发展。智能造船的优势是面向产品全生命周期，实现信息技术和智能技术与装备制造过程技术的深度融合，达到实时感知、优化决策、动态执行。这显然使得造船业从依赖经验走向基于科学。

中国船舶工业行业协会数据显示，建造每修正载重吨，韩国需消耗15.5工时，日本消耗9.7工时，中国则需要35.4工时，效率仅为日本的1/3。此外，我国造船质量整体较低，仅设计差错率就是日韩同行的10倍。对此，我国船企想方设法扭转这一劣势，但一直难以从根本上提质增效。实践证明，打破传统作业模式，大力实施智能制造，既是提升船舶建造质量和效率，降低成本和资源能源消耗的迫切需要，也是增强我国造船企业核心竞争力的有效途径。以大连船舶重工数字化生产车间为例，通过配备多种焊接机器人替代分段焊接人工作业，其分段建造效率提高30%，车间能耗降低10.8%，设备有效利用率提高30%。

智能制造并非简单地仅仅作用于船舶生产线，而是触及船企方方面面的提升，不但推动船舶制造设计智能化、产品高质化、管理精细化、信息集成化、销售网络化，而且为船企彻底提高质量、效率、效益提供技术和系统支撑。

智能造船的核心是全链条协同

船舶行业具有典型的多品种小批量离散制造特点，要求生产作业系统具有更高的柔性和智能，而智能制造的核心则是“从设计开始到工艺生成到物资供应系统到制造车间到测试和最终交付的全链条协同”。这就要求船企借助物联网、大数据、人工智能取代封闭的生产制造系统，提高制造系统柔性化、自动化和智能化水平，通过信息物理融合系统，用IT把设计源头与工厂的各个末端连接起来，实现人、产品、设备完全交集。与此同时，搭建设计、生产、采购等业务“一体化”智能生产流程设施，建立智能化生产系统和车间物流系统，使智能化设备机器代替人工操作的机器，通过云技术把所有生产资源都连接起来，使目前的半自动化、全自动化生产系统向智能化生产系统转变，实现船舶的定制化与规模化、个性化与普适化、虚拟与实体、微观与宏观、当前与未来的结合。

要实现全链条协同，大数据的集成和应用至关重要。在信息化时代，大规模信息技术数据不仅向各层面各要素渗透，促使相互间和谐作用，而且对传统的管理思想和模式产生颠覆式改变。众所周知，造船业是劳动、资金、技术密集型产业，且不说其涉及的航运、配件、机电、钢铁、化工、海洋资源勘采等上下游产业充满各种复杂而变数的信息数据，就说它包含的设计、采购、制造、使用、维护、售后、物流等环节也离不开数据应用。换言之，在船舶设计建造阶段就应纳入后期航运运营考虑，引入大数据挖据技术，提供更稳定、更易维护、更具弹性的在线订舱服务。这正如南通中远川崎总经理韩成敏所说，造船业推进智能化，关键在于大数据的支撑。

我国离智能造船有多远？

当前，国外先进造船企业正处于由“工业3.0”向“工业4.0”推进的阶段，普遍使用了数字化、自动化和精益生产等技术，实现了厂域空间全网络覆盖及物联网技术和大数据技术的应用。反观我国船厂在数字化、自动化、精益生产等方面基础薄弱，总体上处于“工业2.0”阶段，如日韩船厂自动化率已经接近70%，而我国骨干船厂的自动化率最高仅为20%左右。正因为我国造船业数字化工艺设计能力严重不足、船舶建造装备与系统自动化智能化水平低、造船过程管控缺少有效数据支持及制造技术与信息技术的融合集成度低，业内出现了一些悲观言论。有的说，智能制造并不适合造船行业，不能盲目跟风。也有的说，这是一项系统工程，需要很大投入和长时间探索才会有成效。甚至有的还以原熔盛重工数字化造船项目的失败为教训。

但事实上我国智能造船就在眼前，不是说基础条件差人一截，我们就离智能造船遥不可及，就凭目前国内成功开展智能制造的例子也足以说明这一点。诚然，我们的先天不足注定了需要更多付出和更强的机遇把握能力。中远海运重工有限公司副总经理倪涛说得好：“智能制造不是简单的机器换人或是增加几台自动化设备就能实现，需要一个短板一个短板地补齐。”我国应该借鉴韩国经验，重点突破三大局限：一是在装焊、管系、涂装、大分段合拢等方面开展“机器换人”工作。二是积极推进研发设计信息化、生产制造数字化和设计制造管理一体化建设。三是深度融合互联网新技术，优化生产方式、投资方式、管理方式和商業模式等。这其中引进和培育造船、管理、信息和数据库等技术兼备的复合型人才则是“重中之重”。

循序渐进“三步走”

既然智能造船宜早不宜迟，而我国现有造船设施和技术又与介入智能制造尚有距离，我们就应战略上坚定不移实施，策略上循序渐进，不能妄想一口吃出胖子。对此，中船重工先行一步，目前已通过厂所合作、研用结合的模式实现了我国船舶智能制造装备国产化和柔性制造新模式。

当前，业内对我国如何发展智能造船普遍比较认同“三步走”的设想。应该说，这个提法既立足我国造船实际，又符合智能制造的构建要求。具体说，第一步：2020年前，建立智能车间，造船效率和质量水平接近日韩；第二步：2025年前，建立智能船厂，造船效率和质量水平赶超日韩；第三步：2035年前，建立船舶智能制造联盟，形成完整的产业链，引领世界造船技术进步与创新。这“三步”是一个整体，即由智能车间到智能船厂再到船舶智能制造联盟，而当前要做的重要事情是：首先要在深化实施现代造船模式、完善精益制造体系的基础上，全面推广数字化造船，提升三维生产设计水平、信息化全面集成能力，构筑船舶制造大数据应用平台，推广应用虚拟制造技术。其次要全面提高制造过程智能化水平，大力推进造船智能焊接，扩大生产自动化装备及生产线应用，全面采用物流自动化装备，并全面提高造船过程的信息感知能力，加快建立覆盖船舶制造全过程的制造信息感知网，构建船舶制造的物联网系统等。最后要做好智能船厂应用示范和模式研究，构建我国船舶工业推进智能制造的结构体系，达到全面补课（精益化制造）、重点普及（数字化制造）、引领示范（智能化制造）三个层面。

紧跟趋势，踩准步点，中国造船必将在智能制造的引领下实现第二次飞跃性发展。让我们拭目以待！