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信息化讓船舶制造“脫胎換骨”
一直以來,船舶工業就是大工業的代表,勞動密集程度很大,“出大力、流大汗、造大船”是中國造船工人的豪言壯語,電焊工人在高大的船體上焊出朵朵焊花也是經常被鏡頭捕捉的典型的船廠生產場面。然而,這豪言壯語和壯觀場景的背后恰恰體現出船舶工業的艱苦和落后。
近年來,隨著信息技術在船舶工業中的應用,這種情況正在悄然發生變化。武昌造船廠技術中心孟主任介紹說,以前造船就像做衣服一樣,要繪圖、放樣、裁剪。廠里曾有一個像籃球場一樣大的樣臺,工人在樣臺上將鋼板要做的樣一塊塊放出來。一艘萬噸船,除了鋼板,還有上萬根各種各樣的管子,全靠工人現場取樣制作。每根管子從取樣到安裝,要從十層高的船上到車間上下多個來回才能完成。這樣造船,不但工人辛苦,返工量大,質量難以保證,材料的浪費更是驚人。而現在,在分段車間,切割機能精確地將鋼板切割成任何形狀;流水線上,全自動焊接系統已經代替了工人的高強度作業。
信息技術的應用也使船舶設計發生了天翻地覆的變化。過去設計船舶,全靠人工一筆一筆地畫,過程非常繁雜,整個工廠一年只能設計一兩艘船舶。而通過使用計算機和先進的造船軟件,工廠一年可以設計3艘以上船舶,產品報價設計由原來的12個月縮短到數天。7萬噸級貨船設計效率提高了30%,干涉差錯減少80%,并且生產設計和詳細設計的階段劃分已相當模糊。武昌造船廠姚勝華高工介紹說,管道設計是設計船體結構的關鍵也是難點之一。以前用手畫圖時,因為無法想象縱橫繞的管道如何排列和分布,設計者就用一根鐵絲彎來彎去的,從中找到某些真實環境中的感覺,F在改用PC圖形工作站了,只要往機器里輸入相關的參數和數據,計算機馬上會虛擬合成出各種管道的三維圖像。信息技術就是這樣輕而易舉地改造了傳統的制造業。
信息技術的應用極大地降低了船舶設計人員和一線工人的勞動強度,明顯縮短了造船周期,改進了造船質量,也使船舶產品的技術含量大幅提高。信息化讓造船工人出更少的力、流更少的汗就能造出更好的船。
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現狀:信息化技術仍很落后
中國船舶工業是我國制造業應用計算機最早的行業之一,1965年就開始了船舶設計計算和船舶制造CAM的研究和應用,40年來,船舶的計算機應用有了很大的發展,主要骨干企業已普遍使用計算機輔助設計(CAD)和計算機輔助制造(CAM)系統,極大地縮短了造船周期,提高了造船質量,主要船廠的造船產量提高了10倍以上。
但40年來,由于造船業的行業特點和其他種種原因,造船信息化在整體上落后于某些制造行業的應用,與先進發達的造船強國比較差距也很大。
有專家曾經以國際通用的68個要素、340項標準評估我國骨干船廠,發現我國與世界先進水平的綜合差距為15年,其中,精度控制技術相差15年,組織與管理體制的差距為18年,信息技術應用方面的差距為19年。
船舶產品的設計和制造過程復雜,不同產品的設計、制造過程不完全相同,配套企業達上千家之多,零、部件達數百萬件以上,每一條船的信息化建設都具有自已的特性,不能簡單的重復和復制。中船集團公司發展計劃部副主任柯王俊說:“船舶工業生產,無大批量生產的概念,單件小批量制造船舶是船舶行業的最大特點,這就注定了信息化建設的難度!
廣州廣船國際股份有限公司副總經理王毅認為:“船舶行業是一個較為古老的行業,在我國手工造船的歷史比較長久。一個傳統企業要改變其管理方式和業務流程會遇到很大阻力,這點往往也成為信息化實施成敗的一個關鍵因素。”
據了解,由于種種原因,在軟件上我國依賴的是進口,目前市場上一般的CAD/CAM軟件和管理軟件很難適應船舶制造企業的需要,包括國外先進造船企業如日、韓、歐、美其信息化建設均是商品化軟件和自行開發軟件一起集成構成的信息化應用體系。滬東中華造船教授級高工蘇文榮說:“由于國外造船模式和我國國情不一致,加上引進的軟件商出于商業利益和技術保密,我們很難進行二次開發,至今船舶企業還沒有一個完整的PDM,使船舶企業的設計、生產、管理無法集成。”
大連新船重工信息管理科科長于濤說:“各類資源不能實現共享,公司的經營、采購、生產、質量、成本等項管理就難以作出較為科學的優化決策,以致企業的各項生產經營活動達不到各生產要素精確配置的目的,從而使造船周期加長,相應造船成本就較高!
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成果共享走向“數字造船”
我國雖然是造船大國,但絕不是造船強國。我國船廠的生產效率是日本的1/3.5、韓國的1/2.6,中國造船工程學會常務理事陳書海在2006船舶行業信息化解決方案洽談峰會上表示,信息化建設的滯后和高素質技工人才的缺乏是制約中國船舶制造業發展的瓶頸。
陳書海說,船舶行業信息化是科技創新的重要組成部分,造船模式的轉變,數字化造船的趨勢,對信息化建設提出了更高的要求,造船工業信息化建設對于改善研發流程、提高研發效率具有重要的意義,是造船工業趨勢。
面對國際造船市場激烈的競爭,信息化已成為中國造船界不得不面對的課題。大家一致認為,在造船企業的信息化實施過程中,經常會遇到很多難點,有技術上也有管理上的,只有認識到這些困難,突破瓶頸尋找良策,才能使企業信息化走上一條寬闊的“快速道”。
在上世紀九十年代初,中國船舶工業為打入國際市場,引進了國外三維船舶設計軟件,這些軟件在提高設計效率和質量上有較好作用,船舶設計發生了天翻地覆的變化。盡管國內很多企業引進了一些集成程度較好的設計系統,但大部分只是解決了“甩圖板”的工作,并沒有實現全過程的集成。
蘇文榮說:“長期依靠外部技術力量是不可行的,企業要組織培養一批具有專業知識的IT開發隊伍,才能通過對引進系統的消化吸收,不斷二次開發改進,確保企業信息系統實施和不斷發展!
目前,我國軟件開發能力較強的企業如滬東中華、611所、廣船國際、江南集團,由于機制的問題,沒有形成合力,成果不能共享。對此,有專家建議,主管部門應整合不同地域、不同單位性質的信息技術、人才資源優勢,集體攻關,自主創新,各盡所能,各用所長,最后形成具有中國企業特色的船舶工業信息系統。
中船十一所應用軟件開發中心副主任薛曾認為:“構建造船企業信息管理系統的重點是實現管理的‘精細化’和信息的‘集成化’。開展信息標準化研究是推進造船行業信息技術應用和實現信息互通和系統集成的重要途徑!
信息標準化研究包括信息編碼的標準化;數據結構、數據表達、存取方法的標準化;業務流程和信息交換接口的標準化。據了解,目前國內船舶零部件標準化程度和日韓相比差距較大,同時也缺乏真正可執行的行業統一編碼,使得各企業之間、企業內部本身無法做到信息共享和集成。
江南造船信息技術部副部長鄭冬標說:“在系統設計和開發過程中,為了減少將來企業集成成本,應加強信息化標準規范的制訂和監督執行,要合理修訂和完善系統運行所需的編碼、物料部件庫、工藝路線和生產作業規范等基礎標準與制造數據庫,推進設計參數和制造工藝標準化,這是一項在信息化建設中指導技術實現的基礎工作。”
此外,信息化是企業的一項管理系統工程。龐大的信息化工程如CIMS、ERP等系統對人員素質要求較高。外高橋船廠專家陳開國說,CIMS系統運行要求“任務包按作業物量和工作量確定,作業計劃按作業能力排定”,要使生產計劃安排得合理,首先要保證生產能力的穩定,也就是生產人員要求技能與負荷能力相對穩定。
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