推进数字造船,实现绿色造船和快乐造船

1、推进“数字造船”，实现“绿色造船”和“快乐造船” 沪东中华造船(集团)有限公司 程庆和 进入二十一世纪，国外先进造船企业正在发展敏捷制造模式，造船企业已成为高新技术支撑下的现代产业，“数字化造船”已成为全球造船企业提高其核心竞争力的关键因素和有效手段之一，国外先进造船企业为了更牢固地垄断国际造船市场，以更大的投入发展“数字化造船”。我国造船业发展每跨上一个新的台阶,都与信息技术应用密不可分，要使我国的造船企业有快速、持续、稳定的发展，必须在做大的同时坚持做强，数字化集成制造技术是现代制造技术的核心技术之一，也是机制创新和体制创新的纽带，必须以“数字化造船”为突破口，推动中国造船企业跨越式发展。

2、1. 实施“数字化造船”，推进中国船舶工业走新型工业化道路1.1 “数字化造船”是现代科技在造船领域发展的集中体现船舶产品是集技术之大成的大型工程型产品,造船企业又是组织结构复杂的综合性企业,船舶经营、配套足迹遍及全球。因此作为制造企业的三大类型信息（生产对象信息、生产资源信息及市场和经营信息）的取得、处理和应用都是在诸多产业中“最复杂”的，因此造船工业是最需要信息化的产业之一,也是最能从信息化建设得益的产业。“数字化造船”就是以造船过程的知识融合为基础，以数字化建模仿真与优化为特征，将信息技术、先进的数字化制造技术、先进造船技术和现代造船模式，综合应用于船舶产品的设计、制造、测试与试验、管理

3、和维护全生命周期的各阶段和各方面，使船舶产品实现以数字建模和数字样机为核心的数字化设计，以生产制造与生产过程数字控制为核心的数字化制造、以虚拟样机和数字仿真为核心的数字化测试与试验、以现代造船模式和业务流程建模为核心的数字化管理，从而对船舶的开发、设计、制造、管理、经营和决策活动实现全过程、全系统的最优控制，使造船企业获取最大的经济效益和社会效益,实现“数字化造船”是当今世界造船业的发展方向。1.2 “数字化造船”技术是世界造船强国始终领先世界的核心技术世界造船强国已大规模采用先进的制造技术和自动化装备，广泛应用计算机集成技术，推行精度造船，大大提高了生产效率，缩短了建造周期。世界造船强国从C

4、AX开始，逐步由实施CIMS、应用敏捷制造技术向组建“虚拟企业”方向发展，形成船舶产品开发、设计、制造、测试与试验、管理和维护于一体的船舶产品全生命周期的数字化支持系统。从而实现船舶设计全数字化、船舶制造精益化和敏捷化、船舶管理精细化、船舶制造装备自动化和智能化、船舶制造企业虚拟化，从而大幅度提高生产效率和降低成本，尽管他们的劳动力成本很高，但是仍具有较高的市场竞争力。日本和韩国等世界造船强国凭借工业化的良好基础，走到了信息革命的前沿，他们把过去按工程串行作业的生产方法，转变为按总段和模块多工程并行作业，使大量舱室中的工作，从船坞和舾装码头转移到专门的工厂或生产车间进行，大大缩短了建造周期。总

5、段建造和模块化生产技术蓬勃发展，使船舶企业生产和管理方式发生了变革，船厂变得整洁干净，劳动人数大为减少。船舶工业已成为技术密集、资金密集、信息密集的发展潜力巨大的行业。1.4 以“数字化造船”带动中国船舶工业走新型工业化道路中国船舶工业的国际竞争力目前主要还是依赖于相对低廉的劳动力成本构成的比较优势，可以预见的是随着中国全面建设小康社会进程的推进，这优势将逐渐缩小。因此，要实现在2015年成为世界第一造船大国的目标，必须使中国船舶工业在科学发展观的统领下，依托造船技术的全面进步，坚持以信息化带动工业化，以工业化促进信息化，实现现代造船模式的转换，提高造船企业的综合素质和整体效率，通过“数字化造

6、船”把先进和上规模的造船设施形成先进的生产力，发挥出高效率和高效益，从而把中国造船企业的综合优势转化为市场竞争能力，加快转变经济增长方式，坚定地走出一条以建设创新型船舶工业为核心的科技含量高、经济效益好、资源消耗低、环境污染少、人力资源得以充分发挥的新型工业化道路，使中国船舶工业走上“持续、快速、协调、健康”发展的轨道。以信息化带动船舶工业走新型工业化道路，是中国船舶工业发展战略的重要特色。2 “数字化造船”与“绿色造船”和“快乐造船”造船工业一向被人以“重、大、累”产业的印象，“出大力、流大汗、造大船”曾是中国造船工人的豪言壮语，电焊工人布满在高大的船体上，焊光四射是鼓励人们奋斗的景象。走进

7、国外先进船厂所见到的景象却是路清地洁，而且鲜见人烟，再加上他们自动化程度高，污染少，相比之下真可谓 “快乐、整洁、安全”。这种差异实际上就是体现了现代造船模式实现“数字化造船”的一个崭新现象。当前我国已把实现“绿色环境”作为“实施可持续发展战略和关系中华民族生存和发展的长远大计”。除了产品价格外，船东还要求企业在HSE (H-Health健康,S-Safety安全,E-Environment环境)方面与国际接轨，才能获取国际贸易的“绿色通行证”。HSE已与技术、成本、进度、质量成为造船企业竞争要素中同等重要的五大因素之一，因为员工只有在良好、安全的环境下，才能造出优质的船舶，形势要求造船企业在

8、发展造船产业的过程中，必须使生产环境、生产手段、产品都绿色化。2.1 应用数字化设计技术，实现船舶产品绿色设计船舶的绿色设计是用系统的观点将产品寿命循环周期中的各个阶段（包括设计、制造、使用、回收处理等）看成一个有机整体，并从产品的寿命循环周期整体出发，在保证产品的功能、质量、成本等基本性能的情况下，充分考虑产品寿命循环周期中各个环节的资源和能源的合理利用、环境保护和劳动保护等问题。因此通过船舶产品数字化系统的开发和应用，在完善数字化设计系统功能的基础上，进一步推广应用船舶产品数字化设计的深度和广度，在计算机中建立船舶产品全数字化信息模型，使各阶段，各专业的设计作业能在同一数据库中进行，使院所

9、的产品信息模型和工厂的信息模型相互兼容，从而实现各专业、各阶段、各厂所信息的全面集成，实现并行设计作业，使船东、设计师、建造师和环保工程师参与船舶的研发设计、初步设计、详细设计和生产设计整个过程, 通过相互协调, 综合考虑船舶由研发设计到报废拆解的整个寿命周期中影响资源利用与环境污染的所有因素, 优化各个设计环节, 减少产品生产的往复过程, 提高整个制造系统的资源利用率, 降低废品率, 节约资源。同时在设计中还应综合考虑产品的结构设计、材料选择、制造环境设计、工艺设计、回收处理设计等各个方面。2.2 应用计算机虚拟现实和仿真技术,实现船舶产品绿色制造通过开展虚拟制造技术、仿真技术和多媒体技术研

10、究，建立船舶产品虚拟制造和装配系统和应用环境，研究与开发船舶产品装配可行性校验、产品建造工艺编制及可行性校验、产品运行维护功能性校验、产品舱段及整船的虚拟装配和漫游、CAD实体数据的转换接口等技术，实现船舶三维CAD模型在虚拟制造系统中的动态再现和漫游性检查，使船东、设计师和建造师能够较早地在虚拟环境下对船舶设计布置合理性以及分段/总段的整体吊装、设备、装备的系统模块安装等生产过程可装配性、可维护性和安全性的进行虚拟仿真，检查船舶设计和工艺的合理性，从而优化船舶制造模型，预测产品的可制造性，避免产品装配、安装过程中的干涉，减少船坞/船台、码头施工过程中的返工。2.3 “数字化造船”是实现“绿色

11、造船”和“快乐造船”前提通过深化生产设计，完善产品建模，推行以中间产品为导向的壳、舾、涂一体化设计、制造和管理后，实现船上工作车间做、空中作业地面做、朝天作业朝地做和外场工作内场做的工作方式，劳动难度和强度大大降低，并有利于自动化设备和环保设施的应用，污染和人工介入大大减少，效率大为提高，从而改变了“出大力、流大汗”的状况；运用虚拟制造技术，预先检验各种工艺和制造过程，进行周密的企业建模、流程建模，最大限度实现整个造船过程和细节有序，将环保要求和安全技术措施首先落实到建造方针和施工要领和图纸中，安全和环保得到保障；管理控制数字化使企业的每个业务，员工的每个生产活动都要以信息为依据，实现精细管理

12、，达到事事规范、有法可依、有章可循，把安全技术措施落实到作业计划、作业步骤和每一张派工单上。因此只有实施“数字化造船”，才能实现“绿色造船”，并达到“快乐造船”。3“十一五”期间中国造船企业“数字化造船”的实施重点(1)应用数字化设计技术，实现船舶产品绿色设计和绿色制造完善数字化设计系统功能的基础上，进一步推广应用船舶产品数字化设计的深度和广度，在计算机中建立船舶产品全数字化信息模型，通过开展虚拟制造技术、仿真技术和多媒体技术研究，建立船舶产品虚拟制造和装配系统和应用环境，实现船舶产品绿色设计和绿色制造(2)应用船舶产品数据管理技术,提高信息资源的集成应用通过船舶产品数据管理技术的研究，从而构

13、建企业级的船舶产品数据管理平台，根据船舶产品设计和建造的特殊性,在不同的阶段按不同的组织方式(系统、托盘等)管理设计资源，实现与CAX系统的信息集成，对各设计阶段产生的船体BOM、舾装BOM、涂装BOM等加工和工艺信息进行统一动态管理，为设计、制造和管理一体化及时提供正确的信息，实现船舶产品数据的有效集成和管理。(3)应用资源配置优化技术,提高造船企业制造资源配置管理水平应用资源配置优化技术，研发造船企业制造资源配置管理系统，实现船舶建造空间上分道、时间上有序，使造船企业的生产管理和协调以现场调度型为主的模式提高到网络计划型管理模式, 提高造船企业制造资源配置管理水平(4)应用供应链技术,提高

14、造船企业的物流管理水平应用供应链技术，研发能实现设计、采购、配送、制造并行模式的造船企业物流管理系统，对造船企业中物流的各个环节实行合理有效的计划、组织、控制和调整，提高造船企业的经营决策和电子商务技术水平，使造船企业由传统的领料型生产转变为配料型生产，建立按流通量控制的生产物资管理与集配体系，实现造船制造物流的通畅性、准时性和为生产现场服务的高效性。(5)应用造船产品成本管理技术，加强成本管理控制研发造船企业成本管理系统，建立一个快速、合理的目标成本分解和产品成本核算的体系，建立船舶产品成本项目库，对设计、采购、制造过程中工、料、费的目标成本进行分解，并应用有效的核算手段，在生产过程中进行成

15、本管理与控制，变事后核算为事先控制，实现从目标、控制、核算的全过程成本管理，提高造船企业成本管理水平。(6)应用造船产品质量管理技术,提高船舶产品质量分析面向产品造船企业产品质量管理活动过程，研发具有自主知识产权质量管理系统，建立船舶产品质量检验标准和代码，编制质量检验计划、提出质量检验申请、反馈质量检验结果，对船东的意见及反馈进行管理，分析统计检验结果，实现造船企业从原材料（包括外购、外协件）采购到船舶产品开发设计、生产制造和加工过程、售后服务管理等整个生产过程的质量进行管理、控制和分析，提高船舶产品质量。(7)应用信息集成技术,实现造船企业设计、制造和管理一体化加强船厂与船厂、船厂与设计院

16、所、船厂与供应商之间的信息整合，应用PDM技术和EAI中间件技术，推进设计、制造和管理信息共享平台的建设，实现设计院所与船舶制造企业协同设计的信息集成，造船CAX系统与PDM之间的集成，造船企业数字化制造和管理系统分系统之间的集成，实现设计、制造和管理一体化和壳、舾、涂一体化。4. 造船企业实施“数字化造船”的实践经验(1)“以我为主” 搞好企业信息化建设规划和应用实施在国内外 “IT” 市场领域对于造船信息化建设颇有经验的企业不多, 而一般 “IT” 企业对于造船业务难于较快理解，很难找到适合软件开发商和咨询公司，并且世界上没有一个现成的模式和 “IT” 方案可以套用。信息化建设不仅投资大，

17、而且是一种 “联姻”，一旦确定一种方案对企业来讲是 “终身大事”。 因此企业要建立自己精干的 “IT” 班子,根据自身的特点和发展目标，“以我为主” 做好企业信息化建设规划和应用实施。(2)结合机制和体制创新，建设“数字化造船”的企业创新体系实施“数字化造船”的核心是以数字技术改造传统的造船模式，以创新的观念进行数字化体系建设，建立数字化的生产体系、技术体系和管理体系，实现数字化生产方式的转变。由于实施“数字化造船”涉及到企业内部业务流程的改革，因此，把实施“数字化造船”与机制创新和体制创新密切结合，是实施成功的关键之一。(3)实施“数字化造船”与现代造船模式转换密切结合 目前，造船企业的造船

18、模式向以中间产品为导向的“壳、舾、涂一体化”的信息密集型的现代造船模式过渡。实现“壳、舾、涂一体化”和“设计、生产、管理一体化”的关键在于信息资源的高度集成、处理、加工和利用。企业在实施“数字化造船”过程中，要以两个“一体化”作为实施目标，根据企业“转模”深化的进程和生产经营需要，确定各阶段目标，做到既推进“转模”的深化，又促进企业信息化的发展。因此造船企业实施“数字化造船”必须与现代造船模式转换的结合，以达到事半功倍的效果。(4)扎实的管理是实施“数字化造船”的基础造船应用软件的运行离不开基础管理的操作平台，基础管理工作的加强和改进为“数字化造船”实施提供了保障；造船应用系统的推进也促进了企

19、业标准化、代码化、制度化等基础工作的发展，造船应用系统的应用是基础管理工作的发展与固化，并赋予了它新的内涵，对管理起到了一种明显的放大和加速效益。因此把基础管理与造船应用系统的应用相结合，企业管理水平才能实现质的飞跃。 (5)抓好信息资源建设，为“数字化造船”提供信息支撑保障整理企业的基础数据是企业实施信息化的第一步，“三分技术、七分管理、十二分数据”，数据管理不仅工作量非常大，而且工作质量的好坏直接决定企业信息化建设的成败。信息的采集要做大量工作, 信息的共享和集成是 “大合唱” 而不是 “独唱”, 准确的决策信息依靠数据库贮存的大量 “智慧”和 “经验”¾工作标准、管理标准、产品

20、和市场库等来实现。推进企业“数字化造船”，要从强化数据管理这一源头抓起，数据采集的真实、实时，是企业实现信息管理的基础。以现代造船模式为指导，构建造船企业的管理标准、作业标准、流程标准等，形成造船企业的标准规范体系，围绕造船企业产品设计、制造、管理等各方面，分析造船企业的产品设计信息资源、制造信息资源、管理信息资源，建立“数字化造船”的信息资源体系，并运用先进的数据库技术和管理技术，构建造船企业的产品数据库、企业资源数据库，为“数字化造船”提供信息保障。(6)“以我为主”，加强软件系统建设，形成系统集成平台目前国内船舶企业的三维设计软件系统基本采用国外引进软件，国外的造船软件在关键的功能范围内

21、均不开放,影响企业数字船舶设计、制造、管理集成平台的建立；引进软件费、实施费、软件维护费不断攀升，已成为企业的负担，影响了企业信息化进程；引进软件在安全性方面有较大的变数，影响国防企业信息安全。立足“以我为主”，借鉴、吸收国内外先进技术，通过对整个船舶产品设计、制造、管理等各项技术进行深入的分析研究，自行开发船舶产品数字化设计软件、船舶产品数据管理软件、计划管理软件、物流管理软件、造船企业制造执行管理软件、成本管理软件、质量管理软件、财务管理软件、设备管理软件等，为企业信息的集成提供软件工具，形成“数字化造船”应用信息集成系统。同时，以企业应用集成(EAI)为平台，实现造船企业的信息集成、过程集成和功能集成。(7)人员的培训是“数字化造船”顺利实施的必要保证 人的素质不适应是推进管理信息化建设的最大“瓶颈”。因此，要把提高职工素质放在管理信息化工作首位，以信息化带动职工素质提高，职工素质提高推动信息化进程的良性循环。要加强企业经营管理人特别是各部门主要领导对现代信息技术应用于企业经营管理的知识培训，提高领导干部和广大经营管理人员的知识水平和认识水平。(8)培养一支技术过硬的骨干队伍企业要实施“数字化造船”, 必须培养自己的技术骨干队伍。无论是在系统的可行性分析阶段, 系统设计和实施等各个阶段，都要自己的技术人员参与其中，同时随着企业管理模