面向海洋工程裝備智能制造轉型需求分析

吳連強 郭鋼 王磊 宋國輝 張樹強

摘要：建設海洋強國是實現中華民族偉大復興中國夢的重要方略。海洋工程建設對于發展海洋經濟具有基礎性和引領性的作用。作為海洋石油工程制造業的海洋石油模塊制造產業，涉及到國家能源安全和戰略領域，需要建立和提升生產單位的驅動模式、提質增效的生產方式，提高研發設計能力、設計帶動生產是市場競爭力提升的關鍵因素。基于此，本文主要分析了面向海洋石油工程智能制造轉型需求。

關鍵詞：智能制造;海洋工程裝備;需求分析

1我國海洋工程發展概述

我國海洋經濟迅速發展離不開海洋工程制造業的發展進步，海洋工程可以說是海洋經濟發展的主要載體。隨著我國海洋經濟的快速發展，我國的海洋工程基本形成五大類型。海洋資源開發工程，如海洋油氣開發工程、海洋漁業工程、海洋金屬資源開發工程、海水利用工程、海洋可再生能源開發利用工程和海洋生物工程;海洋空間利用工程，如港口運輸工程、跨海大橋工程、海底隧道工程、海底電纜管道工程、圍填海工程、臨海工業工程和人工島工程;海洋裝備制造工程，如船舶制造工程、海上鉆井平臺、海洋勘探裝備和海洋觀測儀器設備;海洋管理和服務工程，如海洋信息系統、海洋執法系統、海洋觀測監測系統、海洋預報系統和海洋打撈救生系統;海洋軍事工程，如軍艦、潛艇、軍港、監視工程、預警工程和海岸防衛工程[1]。

2海洋工程裝備智能制造需求分析

2.1智能制造發展現狀

目前來看，各國海洋工程裝備制造業可分為三個等級。歐美國家走在世界前列，在海洋工程裝備智能制造、信息化數字化方面掌握大量關鍵設計技術和專利技術，有智能制造方面的經驗和大數據支持，具有主導地位;緊隨其后的是日韓，他們起步較早，依據自己在電子、信息技術方面的優勢，成本優勢和制造業的基礎設施建設，還有先進的項目管理信息化和數字化，他們在海洋工程智能制造的總裝建造市場占據多數份額;而中國的海洋工程裝備制造起步較晚，在智能制造方面就更是走在了發達國家之后。我國海洋工程起重裝備鋼結構焊接采用手工和半自動焊接，必然存在還不穩定的焊接質量，焊接合格率較低，人員工時投入大，且勞動強度大;而涂裝工作周期長，依靠大量人力手動施工，涂裝效率和質量可控率低，施工成本較高，同時存在職業病隱患[2]。

2.2智能制造總體需求分析

海洋石油平臺和大型海工起重裝備主結構包括導管架制造和平臺上部模塊制造及大型橇塊設備制造，絎架式分段、船體分段等形式，這些大型復雜結構件具有高技術難度、高可靠性要求、高人工成本、高能耗特點等特點。為了提高海洋石油工程和大型裝備的制造水平，我國急需應用智能制造技術，實現勞動密集型產品焊接制造由人海戰術向無人戰術轉變。

3海洋工程裝備產業發展現狀分析

2000年后，特別是近10年來，我國海洋油氣產量逐年上升，海洋石油工程行業快速發展帶動海洋工程裝備生產的設計能力、建造能力不斷增強，項目管理水平和產品質量要求越來越高，帶動整個海洋工程行業的綜合實力不斷增強，已形成了現代化的、比較的海工裝備總體設計研發、項目管理及制造產業體系。海洋油氣平臺設計開發和海洋石油工程大型裝備的產業自主創新發展路徑主要有以下幾種，即自主研發、集成創新和引進技術、部分自主開發-技術自主路徑，目前我國主要是后兩種發展路徑。海洋石油工程裝備制造和船舶工程裝備制造在基礎設施反面有比較堅實的基礎，而且管理體系、生產建造體系也在不斷完善，但是如果提高行業的自動化程度，達到智能制造、數字化信息化管理的產業升級優化，需要在技術創新、管理創新等方面有更大的突破。目前，我國海洋工程裝備制造在世界整個海洋工程制造行業中還處于較低的水平，屬于勞動密集型制造，產品的附加值和利潤率較低，海洋工程領域的創新研發能力較差，海洋工程制造的智能化程度不高。技術創新能力弱和研發投入不足是海工裝備企業普遍存在的問題，產業整體競爭力較弱。產業發展中還存在著高端設計建造實力薄弱、技術創新仍停留在模仿開發階段和尚未建立起以企業為主體的產業創新體系等問題。因此，如何有效提高產業競爭力和產業價值鏈水平，已成為當前及未來海工裝備業能否取得市場競爭優勢的關鍵環節[3]。

4面向海洋工程裝備智能制造應用要點

4.1集成化和模塊化

機械裝配制造中，智能化技術的滲透融合使得機械裝備本身出現了集成化、模塊化的特征。從裝備制造過程來看，現代工業體系下，不僅集成電路和芯片技術快速發展，而且在這些技術的支撐下，專用集成電路在機械裝備制造中的應用不斷深入;如CPU、FPGA、CPLD等，這些專用集成電路具有較高的集成度，其使得機械裝備制造領域中的智能化水平呈現出跨越式提升[4]。海洋工程制造要吸取機械裝備智能化制造的寶貴經驗來發展提升自己。

4.2網絡技術

隨著互聯網技術的深入發展，互聯網技術在海洋工程裝備智能化制造及智能化機械裝備應用中起到至關重要的作用。在機械裝備制造中，基于互聯網技術應用，可將不同地理位置的裝備連接起來，從而達到數據信息共享的作用。近年來，海洋工程裝備和機械裝備零部件制造智能化、信息化發展中，網絡技術在海洋工程裝備和機械零部件設計、生產、銷售、運輸等環節均有廣泛應用，對提升機械制造企業的市場競爭力起到了明顯的作用，有效的推動了海洋工程裝備制造的智能化生產和信息化數字化管理。

4.3綠色化技術

隨著可持續發展理念的不斷深入，實現海洋工程裝備制造智能化生產的目的在于減少裝配制造生產中的能耗，實現海洋工程制造提高質量、增加效益和生態環境保護的統一。現階段，我國海洋工程裝備制造領域尚存在較大的資源浪費和環境污染問題，故而應注重綠色化技術的融合應用。在海洋工程裝備制造智能化發展的大背景下，還應通過綠色設計、綠色工業、綠色生產、綠色管理等手段，降低海洋工程裝備制作中的環境污染，提升資源的利用效率，來促進海洋工程裝備制作產業的持續、穩定、綠色發展[5]。

5新常態下智能裝備產業的發展策略

5.1健全相關政策法規

在國家層面促使我國智能裝備行業實現健康發展，一定要結合該行業的實際發展情況不斷完善相關法律、法規，在實現健康發展中要高度重視法律法規的可操作性與針對性，并嚴格遵守。對龍頭企業要加大扶持力度，以便能夠提高智能裝備制造企業的專、精、尖特點，促使智能裝備生產活動朝向高端化方向發展，實現萬眾創新的良好局面。其次，要對類型企業加強財政扶持力度，加強資金優惠政策等，鼓勵裝備制造企業信息化建設，以便能夠引導該行業實現良性發展。

5.2積極創新驅動發展戰略

為了有利搶占發展最高點，我國智能裝備產業才能在全世界范圍內占據一席之地。基于此，企業在運行過程中首先要對科技體制進行改革，重視自主創新能力的提高，找準企業發展過程中的著力點與重點，將創新驅動發展策略有效落到實處;其次，要制定有關智能化與工業化的相關融合方案，積極引進各種新理念與新技術，只有這樣才能夠推動該行業有效轉型。

結束語

綜上所述，海洋工程裝備是能源開采、航運、海上基建等行業應用的核心裝備，在浮吊、起重鋪管船、鉆井平臺、海洋石油平臺、岸邊起重機、龍門吊、風電安裝船等裝備應用廣泛。然而，當前落后的生產方式嚴重制約了我國的國際市場競爭力。我國海洋工程裝備需向智能制造、信息化、數字化升級轉型，建立科學全面的的標準體系，加快行業高質量發展，加快產業的國際化步伐。

參考文獻

[1]劉惠玲，許可嘉.智能制造關鍵技術概述[J].質量與認證，2020（11）：48-49.

[2]楊萬利，梅耀敏，林偉，等.推動海洋裝備制造業更上一層樓[N].珠海特區報，2020-09-28（009）.

[3]王樂，柳艷嬌.江蘇南通海工裝備制造產業升級現狀及對策研究[J].青島遠洋船員職業學院學報，2015，36（4）：27-30.