引言:
隨著國家智能制造戰略的有序推進,以及新一代信息通信技術與現代造船模式深度融合,對現代造船模式在實現形式和內涵上將產生深刻影響和變化,必須實現現代造船模式向船舶智能制造模式的轉型升級。系統性地提出船舶智能制造模式的核心要素構成及其體系架構,構建船舶智能車間、智慧船廠成為船舶行業和造船企業面臨的十分迫切的現實需求。
1、船舶智能制造模式的定義及內涵
1.1 船舶智能制造模式的定義
船舶智能制造模式是基于新一代信息通信技術(云計算、大數據、物聯網、人工智能、區塊鏈等)與現代造船模式的深度融合,貫穿于船舶設計、生產、管理、服務等制造活動全過程,以基于單一數據源的設計、生產、管理一體化為基礎,以船舶中間產品殼、舾、涂一體化關鍵制造環節的數字化、智能化為核心,以網絡互聯互通為支撐,以智能車間、智慧船廠為載體,具有船舶制造過程自感知、自決策、自執行、自適應特征的先進制造模式。
1.2 船舶智能制造模式的內涵
船舶智能制造模式主要由設計模式、生產模式、管理模式和服務模式構成。
設計模式:以基于MBD技術的船舶產品設計、工藝設計標準規范體系為基礎,以廠所協同設計平臺為支撐,推進全三維綜合數字設計,打通總裝廠與船東、設計院所、船檢、供應商的信息鏈條,實現以單一數據源貫穿于產品全壽命周期的全過程的、面向現場智能制造的三維可視化作業指導和無紙化施工。
生產模式:以數據和模型驅動為主要特征,以生產過程具備動態感知、數據自動采集、智能分析等功能的數字化、智能化生產裝備、生產線、生產車間為主要載體,以車間制造執行系統(MES)為重要支撐,實現殼舾涂一體化精度制造。
管理模式:以工程計劃為基礎,以基于信息集成的一體化綜合信息管理平臺為支撐,以物聯網、互聯網和大數據等使能技術為手段,對船舶制造全過程、全要素實施實時智能管控,實現“物流、信息流、價值流”合一的量化精益管理。
服務模式:以優化完善造船產業鏈為導向,以造船產業鏈協同服務平臺為支撐,以分布式技術、互聯網技術、云存儲技術、AR/VR技術、AI技術等為手段,對造船供應鏈管理、遠程運維等業務進行優化完善,實現船東、設計院所、總裝廠、船檢、供應商等整個造船產業鏈的多方協同服務。
2、船舶智能制造模式的核心要素及體系架構
2.1 船舶智能制造模式的核心要素
參考國家工信部提出的智能制造五種模式,結合船舶智能制造模式定義及其內涵,從設計、生產、管理、服務、智能制造基礎建設等方面提出船舶智能制造模式13個核心要素。具體核心要素如下:
- 設計模式的核心要素:構建基于MBD技術的數字化設計體系,實現廠所協同一體化綜合數字設計,推動船舶產品數據管理信息化;
- 生產模式的核心要素:構建車間數字化模型,夯實智能制造技術基礎,推動中間產品的智能生產,強化車間的智能管控,建設智能車間/智慧船廠;
- 管理模式的核心要素:實現船海企業信息管理的一體化,推動造船大數據分析與決策;
- 服務模式的核心要素:建設基于工業互聯網和產業鏈協同平臺的服務型企業;
- 智能制造基礎建設核心要素:構建船舶智能制造標準體系,推動船舶設計、制造、管理和服務等各類系統互聯互通。
2.2 船舶智能制造模式的體系架構
體系架構主要分為設計模式、生產模式、管理模式、服務和智能制造基礎等方面。
設計模式主要體現設計基礎建設、數據管理和廠所協同設計三個方面;生產模式主要體現數字化、智能化的裝備建設(點)、生產線建設(線)、車間生產管控(面)、企業生產管控(體)四個方面的構建;管理模式主要體現企業內一體化綜合信息管理和基于大數據的智能決策;服務模式主要體現造船產業鏈中供應鏈和遠程運維兩個方面的協同服務;智能制造基礎方向主要體現標準規范體系和互聯互通兩個方面。具體如圖1所示。
圖1 船舶智能制造模式體系架構
3、結語
隨著智能制造示范工程在船舶行業試點示范,船舶行業的智能制造能力不斷增強,現代造船模式發生了新的變化,需要提出新的造船模式作為理論引導,本文結合國家智能制造規劃和船舶行業發展現狀,提出了船舶智能制造模式的定義、內涵、核心要素,以及體系架構等,為造船企業開展智能制造,推動行業造船模式的轉型升級提供方向指引和路徑支撐。