造船智能化這些國家走在前頭

本刊編輯 呂龍德

黃埔文沖建造的1400TEU 雙燃料集裝箱船

當前，全球智能造船探索研究風起云涌，各國船企都在這場波瀾壯闊的變革中發力搶占先機和制高地，呈現了你追我趕的局面，由此帶動了智能造船技術日新月異，各種新成果層出不窮。雖然同處一條賽道，但難免有走得快，也有走得慢，甚至有的原地不動。通過對比可發現，走在智能造船前列的當屬日韓和歐洲造船強國。這些國家的智能化造船經驗值得我國造船業借鑒和學習。

歐洲造船實現數字化轉型

歐洲歷來是造船業發達地區，隨著世界造船中心東移，雖然其造船規模與業務總量不斷下滑，但始終掌握核心技術，造船轉向高附加值產品，研發和創新能力長期處于全球領先地位。近年，歐洲造船業憑借高水平的現代造船底蘊，在智能造船領域進行了一系列成功實踐，以全面數字化、模塊化和網絡化平臺為支撐，組建模塊化、專業化合作生產的動態，保持了高人力成本下的競爭優勢，展示了強大的智能造船能力。歐洲很多船企都在智能造船變革過程中實現了數字化轉型，其中又以德國邁爾造船廠和意大利芬坎蒂尼集團最為典范。

邁爾造船廠素有“德國巨匠”之稱，是德國最大的現代化船廠，至今已有227 年，擁有世界上最大室內干船塢，交付產品包括滾裝船、客船、液化氣船、集裝箱船、牲畜運輸船、內河游輪、遠洋游輪、海洋科考船等，而目前業務重心為豪華郵輪建造。該船廠智能化領域主要集中在內場的平直分段的自動化生產，已實現從設計到建造高度信息化集成，采用全過程電子標簽和實時采集設備及時采集生產數據，使用大型激光焊接機器人、360 度旋轉機械臂焊接機器人建造船舶。邁爾造船廠的智能制造可分為兩部分：一是實施面向船舶全生命周期的虛擬設計，不僅大幅提高船舶設計質量，減少船舶建造成本，而且縮短了30%船舶設計時間。二是采用總段化建造模式，設備功能單元實現模塊化建造，對技術難度高、設備和管線密集度高的分段，則根據需要建造模擬分段以確保可制造性和建造質量，并縮短建造周期。

芬坎蒂尼建造的郵輪

芬坎蒂尼集團是全球最大豪華郵輪制造廠，在全球擁有20 多家船廠，能生產郵輪、海工船、軍艦、LPG 等眾多船型，在世界造船業中擁有舉足輕重的地位。該集團非常注重持續性研發創新，設有3 個設計中心和1 個研究中心，除了采用并行設計外，還熱衷于采用自主創新研發模式。在生產管理和建模上，引進模擬工具以實現資源最優化，并采用標準化建造工藝。面對近年智能制造浪潮，芬坎蒂尼集團又建立了適合復雜工程項目的全過程、全方位協同運作體系和協同管理信息化平臺，并采用混合云解決方案建成了綜合船舶設計與制造系統。

韓國加強智能造船技術應用

韓國造船業正在全力以赴發展智能造船，并依托發達的互聯網技術取得了不俗成績。現代重工、大宇造船和三星重工作為三巨頭，其智能制造水平代表了韓國造船業最高水平和發展方向。目前，韓國造船三巨頭均開展了基于物聯網的全要素實時監控、虛擬與物理船舶制造系統融合的智能制造技術應用，有效降低了生產成本，增強了盈利能力，走在了世界智能造船的領跑行列。

現代重工很早就提出了“數字化造船廠技術”，加速推進5G 智能船廠進行了轉型建設工作，不但通過使用可穿戴式頸環收集數據實現實時檢查安全狀態，而且在設計方面實現了基于3D模型的實時協同作業及生產信息共享，在生產方面實現基于數據的實時監控、風險管理和協同生產，并對人力資源和安全進行了統一監控管理。未來，該公司還致力于構建智能工作環境、基于大數據的焊接作業優化、能源管理系統等。

三星重工在2016 年就開始引進以3D 模型為基礎的設計技法，目前又集中力量推進物聯網、數據自動化技術等生產體系智能化，以及通過機器人處理自動化等辦公自動化技術提高生產效率。該公司還開發了可以在虛擬空間提前配置船舶、起重機、材料和制定最優化作業日程的模擬程序。今年，三星重工與法國達索系統簽訂協議共同打造全球頂級智能船廠，計劃把基于模型的系統工程技術應用于船舶設計，為系統綜合管理復雜性不斷增大的最新船舶構筑基礎。

大宇造船開發了基于LTE 網絡的陸海兩用智能通信系統，可實時監控匯總各階段的數據，并加以處理和分析。該公司提出了Shipyard 4.0 概念，已實現“移動生產業務APP”投入使用，搭建了物聯網平臺，促使3D 設計生產信息系統向移動端延伸。

三星重工與法國達索系統聯手打造頂級智能船廠

日本船企推進智能化裝備應用

日本造船業將IT 技術融入船舶制造，積極推進切割、加工、焊接機器人等智能化裝備的應用，在加工、焊接等制造過程實現了高度自動化、智能化，構建了大量中間產品專業化流水生產線，高效輔助工裝得到普遍應用。其中，三井造船研發了“數字化船廠技術”，通過攝像設備掌握現場建造進度等信息。此外，有多家船廠合作開發了VR/AR 現場工人行動分析系統和虛擬涂裝作業系統，使作業時間縮短40%以上。

日本政府曾提出“i-Shipping”計劃，從提升產品和服務能力、開拓商業領域、提升船舶制造能力和加強人力資源儲備四個方面助推造船業進一步創新做強。幾年過去，日本船企大多在推進智能造船中完成了以下三方面建設：一是利用數字化技術加強現場工人生產管理，實現了作業實時監控與管理，并運用互聯網及大數據等技術打造了可視化船廠。二是配套供應商之間的訂貨、制造、采購實現了網絡化、“一站式”管理。三是優化建造流程，提升了模塊精度、舾裝效率，包括引進激光電弧焊接技術、船體分段3D 激光掃描和造船可穿戴式機器人技術，提升了模塊精度、舾裝效率。

這些國家在發展智能造船中能先人一步絕非偶然，其創新求變的魄力值得人們敬佩。更難得的是，那些先進船企面對挑戰沒有滿足于既有成績，而是向著未知的高峰不斷前進。可以展望，隨著各國和眾多船企重視度持續增大，船舶智能化制造必將精彩紛呈，取得更大突破，而我國造船業也一定會在這波大潮中實現從跟跑向領跑的轉變！