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国际金属加工网 2018年10月16日

日前, 工业和信息化部公布了2018年智能制造试点示范项目名单。其中,大连中远海运川崎船舶工程有限公司的《船舶智能制造试点示范》项目成功入选,同时,该项目还是人工智能应用试点示范项目。该项目的入选,进一步推动了具备中国特色的“智能船厂”的建设工程。

近年来,人工智能技术迅速发展成熟,在多个领域得到广泛的应用,带来降本增效的实际商业价值。同时,人工智能技术不断向包括船舶行业在内的传统领域渗透,将对传统行业发展产生颠覆性影响。

船舶行业作为典型的传统制造业,也面临着绝大多数传统行业所面临的同样的处境。一方面,人工智能将成为船舶行业提高生产效率,降低企业成本的主要方式,帮助行业更好地优化生产流程、更好地配置整合资源,贯穿制造体系全流程。另一方面,人工智能的应用发展将改变现有的传统制造模式与商业模式,引入外部竞争者,或将改变传统产业格局。

弥补生产效率低下“短板”

尽管中国是世界第一造船大国,但造船效率的普遍低下令行业人士担忧这一地位能否长期保持。近日,中国造船业推进智能制造的指导意见出台,目标在5年内接近日韩水平,10年内赶超造船先进国家。中国工业和信息化部副部长辛国斌在介绍指导意见时说,从2010年起,中国造船完工量、新接订单量和手持订单量三大造船指标已连续6年稳居世界前列。但是应该清醒地看到,造船每修正总吨工时消耗、全员造船效率等效率效益指标与造船强国的差距仍然较大。

中国工程院院士、船舶先进制造技术专家组组长林忠钦表示,中国造船效率仅是日韩水平的三分之一。近10年来,中国国内骨干船厂每修正总吨工时平均消耗从44降到30(个别先进企业达到20左右),但与日本的10、韩国的15相比,差距明显。按照业内评估,造船业国际先进水平正在从工业3.0向4.0过渡,而中国国内,大部分船企处于2.0阶段。相对于汽车行业,造船业的自动化水平大为落后。林忠钦说,中国造船业在完成订单、新增订单等方面远超日韩,但随着要素成本上升,中国的优势正在失去,如果不抓紧时间转型升级,过去的优势将改变。

21世纪是海洋世纪,海洋经济已经成为世界经济发展的新领域。我国将建设海洋强国提升至国家发展战略高度,加快发展船舶业是其中的重中之重。但作为世界第一造船大国,我国并不是造船强国:数字化工业设计能力严重不足,缺少有效的数据支撑、工艺信息不完整、三维数字建模不完整;流水线作业方面,日韩可达68%,我国骨干造船才有20%;制造技术与信息技术融合集成程度低。同时,金融危机后全球船市低迷、供大于求,我国船舶业面临形势依然严峻。经济寒冬和激烈竞争正“倒逼”我国船舶智能化升级转型。

南通中远川崎“领跑”智能制造

本次大连中远海运川崎船舶工程有限公司的《船舶智能制造试点示范》项目的成功入选,也意味着我国智能船厂建设的示范经验在系统内外、船舶业界得到了一定的辐射和,为中国船舶行业探索建设智能船厂、提升船舶制造水平和能力提供了有益的尝试。

2017年7月,南通中远川崎的《基于两化深度融合的智能船厂建设》项目成功入选工信部《2017年制造业与互联网融合发展试点示范项目名单》,成为船舶行业唯一一家智能工厂解决方案试点示范项目的企业。同年12月,其“船舶制造智能化车间”项目入选“中国智能制造十大科技进展”。

南通中远川崎通过船舶制造智能化车间建设,实现了各加工系列的智能制造,保障了产品质量的稳定,缩短了加工周期,极大地提高了生产效率,同时,对车间的每日制造数据进行跟踪、分析,达到工装自动化、工艺流水化、控制智能化、管理精益化。

南通中远川崎所承接建造船舶都是由设计部门完成设计,包括基本设计、详细设计(综合设计、结构设计、船装设计、机装设计、电装设计及内装设计等)以及舾装和船体生产工艺设计、放样下料、数控切割数据自动生成等。经过多年的开发、创新和实践,完善的计算机集成系统(NACKS—CIMS),使研发、设计、采购、制造、财务、管理等部门实现信息化和数据共享。

南通中远川崎在许多生产环节建立了数据采集和分析系统,能充分采集制造进度、现场操作、质量检验、安全状况等生产现场信息,另外,还可对船东船检的意见电子化、流程化分析处理。各坞、各船项目、各分段、各工种等的制造进度、主要工程节点、物料配送情况等生产现场信息都有专门的信息系统采集、整理、分析。

针对造船厂劳动强度大、工作环境恶劣等特点,南通中远川崎采用数字化车间管理模式,以数控技术、通信技术、控制技术和网络技术等先进技术为基础,把与制造过程有关的设备(如数控切割机、工业机器人等)与上层控制计算机集成为一个系统,从而实现制造设备的集中控制管理以及制造设备之间、制造设备与上层计算机之间的信息交换,控制计算机接收CAD/CAPP/CAM系统处理完的数据,并将数据传输至数控切割机和工业机器人,辅之ERP系统的物流配送功能,实现了从钢板出厂、下料、切割成品产出、先行小组立以及小组焊接的智能加工制造。

南通中远川崎的ERP系统,超越了传统MRP(制造资源计划)的概念,吸收了按时生产(JIT)、优化生产、全面质量管理(TQC)等先进的管理思想,极大地拓展了物流信息管理系统的范围。

该系统与智能制造系统和设计系统高度集成,将企业的各方面资源(人力、资金、信息、物料、设备、时间、方法等)充分调配和平衡,为企业加强财务管理、提高资金运营水平、减少库存、提高生产效率、降低成本等提供了强有力的工具,同时为高层管理人员经营决策提供科学的依据,有效地提高了盈利,最终全面实现了企业的现代化,提高了企业的市场竞争力。

数字化造船迎来发展机遇

作为国家战略性装备制造业的代表,我国船舶工业已形成了较强国际竞争力的基础优势,数字化造船技术的运用将大幅提升技术水平和竞争优势、促进我国船舶工业又好又快发展。

我国数字造船技术正进入快速发展时期,网络化应用、三维设计、虚拟现实和产品设计管理等技术得到了广泛的应用,数字造船技术不断迈上新的台阶。

目前,总体厂和设计所都建立了千兆主干网,网络节点数基本能满足目前应用需要,并初步建立了企业Intranet网站,有的单位实现了生产信息、标准手册等网上查询。各单位都自主开发或联合开发了一些用于工艺、生产、物流等方面与制造、管理有关的应用系统,取得了较好的应用效果。

我国船舶工业已基本上形成了基于CADDS5及TRIBON软件、集成了各种工程分析与仿真软件的舰船三维设计平台,目前已实现从船舶方案论证到生产设计全面采用先进的三维技术,形成了全船船体结构、舾装、电装的三维设计能力,实现减少船舶设计人工28%、缩短设计周期18%,在船舶研制中发挥了巨大的作用。通过引进专业图形工作站、三维动画软件和投影显示系统,构建船舶虚拟现实技术平台,实现了多型船全船各个舱室综合布置的虚拟漫游,并开展了较为全面的设计合理性检查以及设备、系统的可装配性、可维护性、人机工程、船舶总装物流仿真、虚拟平台异构数据转换等技术的研究,在增强船舶三维设计的可视性、对设计方案进行优化和干涉检查,提高舰船设计质量等方面取得了良好的效果。各总体厂所还开展了PDM系统的应用和开发工作,初步构建了船舶协同设计建造和项目管理平台。在企业网建设领域,发展更是迅速。各骨干造船企业计算机网络建设方面初具规模,计算机辅助设计制造与生产管理的软硬件平台初步建立,已为建立数字化船舶企业提供了扎实的硬件基础。

在数字化浪潮下,我国船舶工业需要在熟悉数字化造船技术的体系构成和特征的基础上,不断研究和深化数字化造船技术新内涵,顺应和引领行业发展新趋势,推进我国数字化造船的进一步发展。


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