船廠數字化，滿足需求才是硬道理
—— 訪江南造船（集團）有限責任公司科技委主任胡可一

本刊記者 薛龍玉

2019年全國“兩會”，時任中國船舶集團旗下江南造船（集團）有限責任公司總工程師胡可一提交了《以智能制造增強核心競爭力推進海洋裝備業高質量發展》的提案，對智能制造的相關問題進行了深度思考。而一年多來，胡可一對智能制造又有了哪些新的思考與認識？

記者：請您結合江南造船情況，談談目前中國造船業智能制造技術應用現狀。

胡可一：從純粹的制造技術講，造船行業有其特殊性，因造船部件較大，要完全用機械自動化設備去移動或操縱，有一定難度。目前主要停留在制造零部件的階段，如智能化焊接，分段對接等，批量生產相對困難。因此，與其他行業相比，造船行業的智能制造相對滯后。

但智能制造不能簡單地理解為制造技術，它是一個整體的技術發展過程，要經過前期的三維設計，到應用三維模型作為一個單一數據源，再往后階段延伸。雖然船舶行業智能制造技術應用相對滯后，但會一直向前發展，其中關鍵一環便是單一數據源概念。這里需要強調的是“單一數據源”不是只有一個數據源，而是必須有一個可信賴的數據源（Single Source of Truth），這在智能制造和協同設計過程中十分關鍵。

這一概念在航空領域已有應用，目前逐步應用到造船領域。前面講過，造船行業有其特殊性，無法像汽車行業一樣，制造完成后再去試駕看有什么問題，因此智能化造船需要有電子模型，即船東在造船前便能直觀地知道船舶的樣子，我們稱之為電子樣船，簡稱叫DMU（Digital Mock—Up），這是反映被制造產品的一種數據。單一數據源是在整個設計和建造過程中，逐步形成一套不斷完善的數據，形式可能是數據庫、三維電子模型或DMU電子樣船。因此可以說，單一數據源是智能制造的核心和基礎。從打基礎的角度來講，智能造船就是要先從三維設計和單一數據源去著手解決問題。

江南造船通過近五年的努力，在上述兩方面取得了一些進展，在前期三維模型的應用方面，江南造船走得相對快一點，領先一點。但是從制造層面來講，南通中遠川崎、外高橋、大船重工等很多船廠都在沿著這個方向走。從大方向來看，大家基本上是一致的，即提高生產率、用機器代替人力、提高質量等。我相信隨著后面智能制造技術的發展，我們會逐步拓展應用。

記者：今年是實施《推進船舶總裝建造智能化轉型行動計劃（2019-2021年）》的第二年，也是關鍵之年，對照行動計劃還有哪些差距，主要問題或困難有哪些？

胡可一：該行動計劃著眼于通過智能化、機械化的方式來替代傳統船廠的一些工種、工序，進而提高效率和信息化水平，這對船廠的數字化轉型和可持續發展有重大現實意義，也很接地氣。目前，江南造船已完成首條數字化部件生產線，并開始實施數字化工廠，未來前景可期。

從整個行業來看，目前多數造船廠與行動計劃目標尚有差距。計劃中提到的切割、成型、焊接、涂裝等工種或可做到智能化，但對于室外進行的分段合攏等大件工序，智能化實現起來還面臨一些困難，但不排除一些自動化輔助工具、輔助化管理系統能夠順利推進。行動計劃中提到了推進全三維設計、智能車間等江南造船已在部署中。其中，生產管理一體化信息集成可以說抓到了造船廠的關鍵短板，對造船廠的發展是一個巨大推力。

說到困難，其實指向了造船企業的一個共性特點：單件小批量、工件大、外場作業。這種特點一直都存在，并不是說實施智能化生產，這些工件就能全部搬到房間內完成，或把工件縮小，所以困難依然會存在。

記者：其他主要造船國家的智能制造技術應用情況是怎樣的？

胡可一：主要造船國家，我們主要看亞洲和歐洲兩方面。亞洲方面，韓國船廠的船舶智能制造技術整體走在最前端，但其大型船廠與中小型船廠的整體質量水平有較大差距。韓國一直在向更高的智能化方向發展，但其未必會把先進技術向外界全部展示，他們的真實水平我們也難見全貌。日本船廠目前由于勞動力問題市場份額在逐漸縮小，其智能化水平不高，管理水平很高。歐洲方面，很多歐洲造船廠將復雜曲面船體分包到羅馬尼亞、波蘭等東歐造船廠，通過將業務分包給人工便宜的地區來降低成本。

在談及行業發展時，有一個問題一定不能忽視，就是技術的自然發展。比如說，購買一臺設備，后生產的這臺設備一定比上一代好，這就是技術的自然發展，不能將這一自然發展的因素撇開而單純思考智能化的發展。

記者：從總體來看，日韓船企的智能化水平是否比我們更具優勢？

胡可一：行業里目前確實有一種比較流行的觀點，即日韓船廠智能化水平發展水平更高，因為他們的造船速度快，質量高。正如我剛才講的，實際上很多日本船廠裝備沒我們好，卻也能造出高質量的船舶。這是值得我們深度思考的問題。我認為原因有兩個：一是軟實力建設，即管理規章制度、人員的認真程度、敬業程度等，這些綜合起來也是決定產品的重要因素。二是工匠精神。的確，未來隨著智能化程度逐漸加深，可以通過人工智能模式給質量把關，即便由普通人員操作，也能生產出好的產品。但不能否認的是，工匠精神也可以彌補機器的缺陷，人的認真程度和知識背景結合后也可做出比機器更有韻味的產品。而如何抉擇，就取決于未來需求。

記者：新冠肺炎疫情的發生和蔓延，對造船市場及整個供應鏈造成了哪些影響？船廠該如何解決這些問題？

胡可一：現在的影響包括兩方面，一是由于供應鏈受到疫情沖擊，配套設備無法供應，以及人員無法到崗。二是由于航運形勢不好，船東能否按時接船也是問題。后疫情時代會發生哪些變化現在尚難判斷，未來局勢如何還要看全球疫情走勢。

談及疫情對造船市場及整個供應鏈造成的影響，我想談一下船廠在供應鏈中的角色問題。作為產業鏈的一個環節，造船廠必須為供應鏈的協調運轉采取積極行動，發揮積極作用，改善供應鏈狀況。如特殊時期服務公司人員無法到位的情況造船廠要自己解決人手問題；中國目前全面復工了，可讓中國員工代替外籍服務工程師；外籍服務工程師可到崗的，由造船廠來承擔核酸檢驗和隔離費用等等諸如此類的情況，但確保供應鏈協調運轉是一個系統工程，需要相關各方同舟共濟、協調行動。總之，造船廠發揮的作用是緩解供應鏈的困境，但無法創造出新的需求來拯救供應鏈。

記者：有觀點認為，打造全生命周期數字化，可以有效解決傳統船舶供應鏈轉型問題。對此您有什么看法？

胡可一：以目前全生命周期數字化的發展階段來看，無法有效解決傳統船舶供應鏈轉型問題。所謂的全生命周期數字化，實際上就是上面提及的單一數據源。在使用單一數據源產生的數字模型與實船能夠百分百一致，那么，它便非常有意義。但如果不能百分百相同，那么，以單一數據源去解決問題就會產生一定的問題。舉例來講，買同一型號的兩輛車，它們的零部件可能來自不同的配套商，功能相同，但零件并不一樣。那么，我們就不能說他們完全的“孿生”。并且使用單一數據源的后期應用難以保證不出現偏差。比如，某船需要維修，通過數字模型可看到維修情況，但現在缺少對應的某種軟件。因此就算船舶修理完畢，具體維修細節依然無法在模型中呈現，那么這個數據源就不再是單一可信的數據源。另外，模型在輕量化過程無法確保其穩定性。也就是說，在對單一數據源的維護與管理中，想要利用模型就要使其輕量化，因為按照設計的模型去使用過于繁重，或無法運轉。輕量化將部分內容保留，將部分內容去掉，那么去掉一部分后該模型還是不是單一數據模型就未可知，這個問題非常復雜。最后，還有一個致命的問題，單一數據源在建造過程中會發生很多變化，需要不停地修改，那么由誰去維護、檢查和修改？最后是否能保證它是真正的單一模型，保證它的質量和真實程度，這也非常困難。所以全生命周期數字化不是不好，是很難實現，有很大負擔?，F在所謂的理想化的數字模型跟船廠實際交付的數字模型之間還存在很大差距。

記者：您認為船企在向數字化、智能化制造轉型時應注意哪些問題？

胡可一：一是清晰定位、透徹分析和全面認識船企自身能力。船企在向數字化與智能化制造轉型時，一定會遇到數字化系統與軟件的應用，而這并不意味著購買之后就能夠一勞永逸，后期維護也是需要不小的支出，如何去維護需要權衡清楚。二是船企要對轉型做到心中有數。沒有一個軟件或系統完全適合某個企業，都需要進行二次開發，該項工作是由船企自己負責還是請第三方來運營也是要根據自身情況作出判斷。三是數字化轉型要符合自身實際。適合企業自身情況才是硬道理，并非完全自動化就一定是好的。比如，一些用簡單手工就能完成的工作，在人力資源充足的地方，則沒必要完全自動化。因此，要對自身的短板和資金能力進行分析，并列出清單，根據自身情況，逐個解決。比如，有的船廠最缺乏的是起重能力，如它能把分段從原來的50噸做到500噸，一艘船可能只要20吊就能下水，大大提高效率。對這些船廠而言，用智能制造來提高效率固然重要，但這時如果不改善起重能力，反而投入大量資金去擴充部件生產自動化，最終還是只能做50噸的分段，那么整體建造效率依然無法提高。所以向數字化、智能制造轉型時要量力而行并找準自己的短板，而不是為轉型而轉型。

記者：江南造船5G智能制造創新實驗室滿一周年，請您介紹一下情況。

胡可一：江南造船5G智能制造創新實驗室設立的初衷是以5G手段解決通訊的及時性和響應的效率問題。目前5G實驗室已成為江南造船整體智能制造大計劃的重要組成部分。因為許多造船產品不能在現場直接生產，從前期的三維模型，再到后期的智能制造和智能化生產線，需要通過實驗室來驗證試驗手段是否可靠，能否工程化實施及應用到實際項目中去，這樣有效地避免了不必要的彎路。

記者：近年來，自主航行船舶發展很快，這是否會影響船舶設計理念？

胡可一：自主航行船舶，改變的是船的操作模式，而非船舶本身。當然，船舶可能因為無人駕駛而發生形狀和操作模式上的改變，但這也是一個自然的改變過程，或者說是技術上的自然更迭，即便沒有無人駕駛系統，這些改變可能也會發生。所以從船舶本身的設計理念來看，只要船還是在水中、靠浮力來航行，那它的設計理念就不會變。舉例來說，無人船駕駛室后面沒有房艙，這不能說是設計理念上的轉變，跟散貨船上不裝油艙，油船不裝散貨艙是一樣的道理，這是由功能和用途所決定的。需要強調的是，看待某些新技術的發展趨勢，一定要撇開技術的自然發展這條曲線，然后再判斷還有哪些是附加在這條自然技術發展曲線上的特色。

記者：隨著船舶智能制造的發展，未來船舶制造業格局會發生哪些變化？

胡可一：隨著船舶智能制造的發展，造船廠未來格局會發生一定的變化。比如，或有新的部門或組織專門去從事“流程變革”，這些部門或組織會去“消化”智能技術，然后再將其應用至船廠的整個生產流程中，以探索如何更好地把智能化技術與船舶建造流程緊密結合，從而達到高效高質的船舶建造。而這些工作如果完全由第三方公司來負責，衍生出一種新的業態。