数字化造船离中国还有多远

1、数 字 化 造 船 离 中 国 还 有 多 远孟宪海目前,信息技术已渗透到船实现“ 数字化造船”。数字化造船包括五个方面: 船舶设计数字化、 船舶建造数字化、管理控制数字 化、经营决策数字化、船舶维护数 字化。无论是民用船, 还是海军用 船, 造船数字化都能显著提高船 舶产品质量, 有效控制成本, 确保 交付时间等。在数字化造船企业创新系统 和船舶数字化基础集成平台以及 以船体、管系、舾装主要制造装备 自 动 化 和 CAPP/ CAM/FA 集 成 应用为核心的制造装备数字化的 支持下, 全面建立数字化、集成 化、网络化船舶产品的开发、设 计、测试与试验、制造和管理环 境, 通过信息资源共享

2、、设计制造 协同、信息系统, 使造船企业全面实现数字化造船, 建立以信息流为依据、物流控制为主线、资金流 控制为龙头的集成化、网络化、智 能化的“ 数字化造船企业”。数 字 化 造 船 企 业 由 七 大 部 分 所 组 成: 数字化造船企业创新系统、船 舶产品数字化设计集成系统、船 舶产品数字化生产制造与生产过 程控制集成系统、船舶产品数字 化测试与试验系统、船舶产品数 字化管理系统、船舶产品制造数 字化工艺装备系统、船舶数字化 基础集成平台。数字化造船工程的总体目标 概括起来为“ 建立一个平台, 打 通一条主线, 建立四个体系”, 具 体如下: 通过数字化造船工程的 实施, 全面建立船舶产

3、品的数字舶企业的经营、开发、设计、制造、管理的各个领域, 各项先进技术 的发展已与数字化、网络化、智能 化 技 术 密 不 可 分 。 CAD、CAE、 CAM、CAX、CFD 技术 、虚 拟 仿 真 技术和数字控制加工技术已是先 进造船设计、试验、制造技术的核 心技术。在复杂且离散型的造船 企业实现精益生产和精细管理, 以及完成现代造船模式所要求的 设计深化和“ 设计、制造、管理” 信息一体化, 更要以信息技术为 基础和保障。一、数字化造船和数字化造 船企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,将信息技数字化造船与传统船舶研发系统的性能对比术、数字化制造技术

4、、先进造船技术和现代造船模式, 综合应用于 船舶的设计、制造、测试与试验、 管理和维护全生命周期的各阶段 和各方面。通过数字化、集成化、 网络化船舶产品的开发、设计、测 试与试验、制造和管理平台, 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2005. 6 船舶物资与市场28传统船舶研发系统特征数字化造船应具备的技术能力1. 不同的数据库、数据模型、 用户界面2. 数据不能在准确的时间送到 正确的地点3. 不同的构架4. 执行时间

5、长、效率低、费用昂 贵5. 工作流程无法跨越各类应用6. 一旦实施难以修改和升级7. 高度综合、日常维护费用高PDS产品研发系统优化数字产品价值链: 将信息 技术全面应用于船舶的产品开发、设计。制造、管 理、经营和决策的全过程, 最终达到快速设计、快 速建造、快速检测、快速响应和快速重组的目的。 创造: 获取并挖掘思想和知识财富, 并把它们融 入到数字化产品中, 使其能够提供关于产品 结 构、外观和性能的可行性、交互和直观的表示。协作: 确保与数字产品价值链的虚拟团队和其它 参与者的高效沟通, 以便不断获得创造性的 信 息, 并在较容易对设计进行更改的早期发现和解 决问题。控制: 确保协作者在

6、不同阶段不断趋向一致, 最 终在设计发放时达到完全统一。船舶与设备化开发、设计、制造、测试与试验、始引进应用, 骨干船厂应用三维建 模 技 术 建 立 产 品 电 子 信 息 模中在解决技术与工程问题上, 没有与企业的业务流程、运营模式管理集成平台环境;打通船舶数字化设计、制造、管理生产线主线; 应用“壳、舾、涂一体化”数字 化样船技术, 推行模块化造船和型,新技术的应用使国内造船水和管理变革有效结合,尚未有效平上了新的台阶, 产品建造总周地促进体制创新、管理创新, 往往有 了 先 进 的 造 船 信 息 系 统 和 装期明显缩短,提高。 近年来,产品建造质量明显产品虚拟建造,建立船舶精益建备

7、,却以传统的观念和模式来运造体系;以数字技术为纽带促进如沪东中华等厂自行, 难以发挥数字化应有的效益;( 3 ) 尚不能全面使用计算机 辅助设计、控制和分析造船过程 的工时消耗、生产成本和生产进 度, 不能随时掌握实际情况, 并提 供分析结果, 使生产处于实时可 控状态;( 4 ) 船 舶 数 字 化 测 试 、虚 拟 设计、虚拟建造和产品数据管理等 技 术 的 应 用 尚 为 空 白 或 刚 起步, 因此产品先期研制水平低、周体制和机制创新, 推行船舶制造资源优化配置技术、现代物流技 术, 建立造船精细化管理体系; 应 用 敏 捷 制 造 技 术 和 虚 拟 企 业 原 理, 实现设计、制造

8、和管理向现代 信息集成、过程集成和企业间集主开发了船体建造软件三维舾装管系设计, 已在国内数十余家船 厂应用; 沪东中华已把“数字造 船、绿色造船”作为企业发展的基 本方针, 江南正在建设“e 江南”, 外高桥造船公司引进了体现先进成的跨越,建立以数字化造船总造 船 观 念 和 模HANA/CIMS 系统,推进应用。式 的 韩 国并逐步调试装厂为核心的现代造船协同设计和协同制造体系; 进行数字造船人才和标准规范体系建设,建立数然而,现状来看,从目前国内造船业的中国整体造船水平大字化造船工程实施保障体系,完成期长,资源;数字化管理缺乏完整信息我国造船模式向数字化模式的转换, 使造船企业全面实现“

9、数字化造 船”和建立“数字化造船企业”。二、我国数字化造船发展状 况我国造船业发展每跨上一个致相当于上个世纪 90 年代初的国际水平, 不少高技术、高附加值 船型如超大型集装箱船、大型液 化气船、豪华旅游船等尚处于开 发阶段。我国数字化造船技术与 造船强国相比仍有较大差距, 总 体来讲目前存在的主要问题有船 舶设计自顶向下的全过程集成尚 未实现; 现有系统的集成度差, 信( 5 ) 船舶制造资源优化配置技术的应用处于较低水平,企业的生产管理和协调仍以现场调度型为主, 满足精细管理要求的造 船管理信息系统研究和应用尚处新的台阶,都与信息技术的应用于初级阶段,放型;管理基本还处于粗密不可分: 我国

10、造船工业从 1970年 开 始 采 用 造 船 CAM 技 术 , 使 造船生产效率和加工质量有了较( 6 ) 船舶核心软件基本从国息孤岛现象严重;系统架构的整外引进,动权。难以掌握数字化造船主大的提高; 80 年代后期,船舶工体考虑不足,协同能力和柔性应业 统 一 组 织 开 发 了 CAS IS 、CADIS 和 MIS 等 造 船 造 机 系对能力差; 缺乏统一规划, 开发各行其道, 没有形成合力; 缺乏资金 支持, 项目难以开展; 缺乏产品化 开发, 成果不能共享。具体主要体 现在:( 1 ) 产品设计、制造、管理信三、我国数字化造船发展的几点建议1. 加强组织领导, 加大投入 力度、

11、支持自主版权系统开发和 应用建议在国家有关部委的统一统,有力地促进了船舶企业的信息化进程。随着造船 CAD/CAE和 MIS 技术的发展, 产品设计开 始丢掉图版, 新产品开发设计周期明显缩短,船舶企业现代化管息一体化的集成度较低,数字化领导和组织下,由两船舶集团公理水平得到提高, 船舶制造企业初具国际竞争力并不断壮大; 90设计、制造、管理生产线各主线尚未贯通, 数字化制造技术效能远 未发挥;( 2 ) 数字化应用的重点仍集司组织相关研究院所、企业及高等院校共同参加, 成立项目领导 小组、项目总体工作小组、技术攻 关 小 组 以 及 相 应 的 专 家 咨 询 小年代中后期,国际先进的造船软

12、件如 TRIBON、CADDS 5 系统开2005. 6 船舶物资与市场29船舶与设备组, 发挥国家队的整体优势, 大力协同, 集体攻关, 自主创新。加强 组织协调, 加强信息技术资源整 合, 充分发挥各单位的优势, 以项 目为纽带, 产学研相结合, 各尽所 能、各用所长、分工协作, 努力建 设自己的造船 CIMS 开发、实施、 推广体系, 为提升造船国际竞争 能力而共同努力。伍,将数字化造船技术的主动权业的负担,影响了企业信息化进掌握到自己的手中,的保障。这是最有效程;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。我国经过对引进系统的消化 吸收和 20 多年相关软件的开发 研究,

13、 完全有能力开发研制具有 自主知识产权的造船软件系统, 建立长效的开发机制。我们还应 该支持和倡导使用国产软件, 创 造 条 件 积 极 推 进 信 息 产 业 化 建 设, 通过软件产业化和软件产品 的推广应用积累资金、积聚人才、 提高技术、开拓市场, 从而进入良 性发展的道路。逐步拥有一支既 熟悉造船及长期从事计算机应用3. 建立 船 舶 数 字 化 基 础 体并用创新的观念进行数字化系,体系建设数字化制造技术以信息数字 化的形式实现信息管理、传输、处理和共享,因此必须首先建立数从长远利益来看,我们必须字化的基础体系。根据船舶企业的特点从基础标准、数字化设计 标准、制造标准、管理标准、数字

14、 化试验与评价标准等方面进行研 究, 制定出符合船舶企业实际以 及发展需要的船舶制造数字化标开 发 具 有 自 主 知 识 产 权 的 造 船CIMS 系统。为此, 需要加大科研 经 费 和 基 础 设 施 建 设 方 面 的 投 入, 整合现有的开发成果, 集中人 力、物力、财力解决 CIMS 建设中的关键问题,尽快形成适合中国准规范体系;建设相应的基础性造船企业的 CIMS 产品,推进 CIMS 的实施应用。2. 尽 快 设 立 和 启 动 数 字 化并努力和通用性的数据库、知识库和模型库; 建立和研究船舶信息集成 及数据交换标准和平台, 并建立 一个通畅、稳定、安全的网络通信 平台。数字

15、化造船工程已不再是以 前普遍存在的“电算化”和“计算 机辅助设计、辅助制造、辅助管 理”的概念。实施数字化工程的核 心 是 以 数 字 技 术 改 造 传 统 的 模 式, 建立数字化的生产体系、技术开发的技术队伍,消化吸收国外造船软件的优点以及对现代造船技术、企业资源计划、供应键管理 的理论和方法、计算机网络技术 进行的长期研究。以统筹优化原理为指导, 应 用成组技术原理; 以中间产品为 导向, 按区域组织生产; 壳、舾、涂 作业在空间上分道、时间上有序; 设计、生产、管理一体化, 均衡、连 续地总装造船, 这种现代造船模 式是船厂缩短造船周期、提高生 产效率和降低造船成本的必由之 路。韩日

16、造船企业的崛起为我们造船工程,加快建设数字化造船工程保障体系数字化造船工程是一个跨专 业 ( 设 计 、试 验 、制 造 、管 理 和 软 件) 、跨部门( 集团、研究所、院校、 公司) 的综合性工程, 技术和管理 创新点多, 协调难度大, 多资金渠 道, 周期相对较长。同时又是需要 高度集中统一规划和协调的复杂 系统工程, 加强工程实施管理尤 其必要, 需要专项进行实施和管 理。在管理过程中。应当强化组织 管理体系, 加强计划管理, 推进项 目管理模式。建设数字化造船工程保障体 系首先是培养和建立一支高素质 人才队伍。这是实施数字化造船 工程的重要保障。此外, 必须加快 建立我国造船软件系统开发、维 护、培训、解决方案咨询产业队体系和管理体系,实现数字化生产方式的转变, 否则难以发挥数字化技术应有的作用和效益。4. 吸收国外先进技术,加强做了很好的示范,而欧洲和北美开发, 建立自己的造船软件产业目前国