一,智能制造是船舶工业的必然选择
当前,智能化已成为世界制造业强国的主攻方向,在推动传统产业转型升级的同时,骨干造船厂必须拥抱智能技术,智能化是制造业升级换代的重要标志。
上海交通大学校长林忠钦院士
中国海洋装备工程科技发展战略研究院秘书长柳存根教授认为:“造船的智能化需要采取‘三步走’的策略,即由智能车间到智能船厂再到船舶智能制造联盟,由点及面,分步实施。” 上海交通大学校长林忠钦院士认为:“构建我国船舶工业推进智能制造的结构体系,即全面补课(精益化制造)、重点普及(数字化制造)、引领示范(智能化制造)三个层面。补课如果你做不到的话,我认为这个船厂肯定要面临转型,也难以生存。”由此可见,智能制造不仅仅是我们船企未来发展的方向,而且已经迫在眉睫了。
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2017年年初,中船黄埔文冲造船在广州龙穴厂区的智能化立体仓储设备顺利安装完成,这一消息无疑为我省船舶工业行业的智能制造的发展注入新的动力。智能仓库管理系统的应用,保证了货物仓库管理各个环节数据输入的速度和准确性,确保企业及时准确地掌握库存的真实数据,合理保持和控制企业库存。利用系统的库位管理功能,更可以及时掌握所有库存货物或托盘当前所在位置,有利于提高仓库管理的工作效率。中船黄埔文冲的智能化立体仓储系统就是迈开“三步走”的第一步。
在船舶行业持续低迷、“盈利难”等问题凸显的形势下,中远海运重工旗下的南通中远川崎依旧保持盈利增长。南通中远川崎最为优势的当属智能造船技术,它是中国船舶行业唯一一家由工信部确定的智能制造试点示范企业。南通中远川崎的智能车间将机器人应用和生产线智能制造作为信息化与工业化深度融合的切入点,取得了实实在在的效果。以最新刚投产的智能管加工线为例,该线总投资近400万元,生产效率提高近1倍,年节约8000多工时,经济效益明显。南通中远川崎的智能加工车间也是迈开了“三步走”的第一步。
笔者曾邀请日本川崎重工、日本小池酸素工业株式会社等企业的造船焊接机器人专家,就造船焊接机器人等自动化设备在船舶制造中的应用等问题进行交流,也先后考察了国内外的许多智能装备企业、智能车间和智能船厂,切身感受到智能装备发展的势头非常迅猛。由于船舶产品的非标准化、离散型和定制化特点,无法大规模采用流水线或者模块化组装的生产方式,确实给造船业广泛应用智能装备进行生产带来了一定的困难。日本一些船厂已开启了“智能制造”的新模式,智能装备已经走进了车间,并在划线、切割、自动焊拼板、数控肋骨冷弯、平面分段装焊、甚至在大组立分段的装焊上、涂装等制造环节上得到较推广应用。日本川崎重工专家介绍:原先需要三十人的下料车间,在采用了智能化设备后,现在只需要三人,生产效率和中间产品质量都比原来有了很大的提高,而且为下道工位特别是平面分段制(智)造创造了必不可缺的条件。
船舶智能制造没有规律可循,也无固定模式可依,企业要紧密结合生产实际需要、自主完成生产线的基本设计,这才是智能制造取得实效的关键,在制造全环节进行精益管理,把各种资源的匹配做到最大化,以达到智能制造设施投入的最佳效果。
在产业转型升级的背景下,由效率产生的成本优势将成为企业在竞争中的利器。智能化制造已成为造船行业的共识,重点实施船舶中间产品智能制造,加快建设船体分段、智能涂装、智能管子加工、智能化仓储系统等示范智能车间和智能生产线都应该是重点的选项。智能造船应该作为造船业创新驱动、转型升级的制高点、突破口和主攻方向,智能造船是新一轮的科技革命和产业变革与加快转变经济发展方式形成历史性交汇,这也是我们造船业创新驱动、转型升级的发展方向。
二,两化融合是造船业转型升级的方向
两化融合是信息化和工业化的高层次的深度结合,是指以信息化带动工业化、以工业化促进信息化,走新型工业化道路;两化融合的核心就是信息化支撑,追求可持续发展模式。通常制造业的生产管理遇到的问题,诸如:车间的反馈数据(尤其是实际工时的统计、生产效率分析等等)的可靠性;生产执行层的数据反馈和高层的ERP系统或企业CIMS信息集成的数据对接程度;准时化生产、节拍生产与交货问题……。要怎么解决这些鸿沟,答案就是MES。
MES系统是企业CIMS信息集成的纽带,是实施企业敏捷制造战略和实现车间生产敏捷化的基本技术手段。MES是车间和高层ERP系统之间的协调信息系统,它提供了通常ERP系统所不能提供的生产车间信息的透明性;提供了连通上层管理系统(如ERP)与底层车间(操作终端与设备)的可靠数据界面等。MES源自制造工厂经理们的底层管理需求,采用全新的理念设计。MES倡导企业遵循精益生产模式,透过系统的数据分析达到精益化持续管理改善的目的,它帮助厂长经理们在键盘上即可轻松、科学地掌管生产动态。基于MES系统的工时管理是企业管理的精髓,也是人力资源管理新的重要课题,在质量、成本、效率之间,透过有效的工作时间的管理,使企业创造更大之利润。
笔者参加了航空工业两化融合的成果经验交流会,认为我国航空工业取得举世瞩目的成就与“两化融合”深化程度有着必然的联系。而中船外高桥造船等一批优秀船企能够走向辉煌也与先进的信息化系统息息相关,“两化融合”是企业走向成功的基石。实际上,外高桥造船在两化融合道路上所走过的艰辛历程值得借鉴,外高桥造船曾经引进了韩国的计算机集成制造系统(HANA),公司结合企业自身实际情况和发展目标进行了二次开发,自主研发SEM(造船企业管理系统),以及新一轮MES开发应用,逐步形成了整合企业管理理念、业务流程、基础数据、人力物力、计算机硬件和软件于一体的企业级精益造船管理系统,夯实了向制造级(量化的)精益化延伸的基础。
尽管国内不少船企在两化融合方面付出了许多努力,但信息化水平仍然滞后、造船效率不高是制约这些船企由大变强的关键短板之一。因此,进一步普及和推广两化融合管理体系标准,提升全要素生产率,加快推进两化融合特别是造船的MES信息系统建设已迫在眉睫了。
三,现代造船模式是新旧动力的转换器
当前船企在制造转型方面的重点工作要放在深化实施现代造船模式、完善精益制造体系的基础上,全面推广数字化造船。
1985年,广船率先全面“移植”日本石川岛播磨重工(IHI)相生船厂的生产管理模式,打破传统造船观念,建立适应区域造船的两个“一体化”(壳舾涂一体化;运用计算机三维建模、模拟仿真等技术,全面和有效的推行设计、生产、管理一体化)的生产管理模式。“转模”完美契合了我们全面推行生产设计技术的需求,实施后效果显现,造船的许多记录被一次次刷新,造船生产效率显著提高、建造周期明显缩短。上世纪九十年代中期,国内造船企业便掀起了一场 “内学广船、外学日韩”的“转模”热潮,国内骨干造船企业的现代造船模式的雏形已经形成。
左二中国船舶工业集团公司南大庆副总经理
前十年,我国造船产能得到有效提升,船企面貌发生了巨变,并跻身成为世界造船大国,不仅依靠全面推行造船的“转模”,而且有赖于大规模的硬件投入,“硬实力”的增强堪称世界一流。中国船舶工业集团公司副总经理南大庆认为未来十年是打造“软实力”的最佳时机,是造船人的二次创业。提出了“现代造船模式2.0”框架体系:以中间产品为对象组织生产,深入推进“两个一体化”,打造一条柔性、高效造船流水线,实施信息集成与网络一体化集成运行,实现量化精益管理。
量化精益管理的就是“精益思维”的具体体现,以“数据说话”为准绳。当前,国内一些骨干造船企业的两化融合建设正在朝着建设造船数字化设计平台、数字化制造平台、生产管理平台、综合管理平台和一体化支撑平台的方向努力,为实现造船设计、制造、管理数字一体化,最终实现量化精益造船目标。
建立数字化设计平台——利用三维CAD系统进行船舶产品三维设计,建立了船舶产品数据管理信息化(PDM),基本实现设计系统与制造、管理系统的集成。
建立数字化制造平台——应用造船MES系统(即制造执行系统)和造船精度管理系统。MES系统是一套面向制造企业车间执行层的生产信息化管理系统。MES可以为造船企业提供包括制造数据管理、计划管理、生产调度管理、库存管理、质量管理、人力资源管理、成本管理、项目看板管理、生产过程控制、底层数据集成分析、上层数据集成分解等管理模块,为企业打造了一个扎实、可靠、全面、可行的制造协同管理平台。
建立生产管理平台——生产管理平台突破造船企业供给侧资源要素利用率低,生产变动因素多,壳、舾、涂一体化制造的计划管理难度大等问题的关键应用系统。通过生产管理系统制定主计划、中日程计划、场地堆放计划、落实实物量和工时数据,精确快速的通过系统编制工作包及派工单,加强负荷分析,结合企业生产资源要素生产率的实时分析,实现均衡、科学的生产管理目的。
实际上,“现代造船模式2.0”与《中国制造2025》、“供给侧结构性改革”完全一脉相通的。这份造船的纲领性文件蓝图清晰,目标催人奋进。纲领性文件提出了实现制造创新的“九大核心要素”,通过用“造船模式2.0”指导造船企业两化深融,既是提升了船企综合竞争力,从根本上摆脱困境、实现可持续发展的内在要求,也是造船行业贯彻供给侧结构性改革思路最直接、最接地气的方法和途径。 “造船模式2.0”正待启航,是新旧动力转换的关键环节,它标志着一场深刻的造船革命拉开了帷幕。(陈建榕 陈志宇)