今年正值中国船舶工业集团有限公司所属上海外高桥造船有限公司成立20周年。
20年来,外高桥造船在中船集团的领导下,发扬敢为天下先的创业精神,把长江口的一片滩涂建设成为环境优美、设施先进、世界知名的现代化船舶总装厂。
20年来,外高桥造船追求卓越、矢志不渝,成为我国第一家年造船完工总量突破800万载重吨大关、第一家成功建造世界第六代3000米深水半潜式钻井平台、第一家承建大型邮轮的船厂。
当前,第四次工业革命热度空前,智能制造已成为全球制造业发展新趋势,推动形成新的生产方式、产业形态、商业模式。对中国船舶工业而言,这是一次自我革命、实现高质量发展的重大机遇;对外高桥造船而言,这是一个转型升级的重要历史当口。面对这一形势,外高桥造船确定了智能制造的总体思路、实施原则及发展目标,积极探索智能制造新路径,着力提升船舶总装建造的数字化、网络化、智能化水平。
确定思路与原则
外高桥造船推进智能制造的总体思路是,贯彻制造强国和中船集团高质量发展战略纲要,建立以MBSE(基于模型的系统工程)为总体架构,以“双精”(精益生产和精细管理)为目标,以知识、模型和数据为核心,以提高数字设计、工艺流程再造、设备智能化、两化融合和供应链管理等能力为主线,通过知识与业务的融合,提升设计质量、生产效率,降低综合成本,不断提升企业竞争力,达到让客户满意的目的,实现外高桥造船高质量发展。
外高桥造船推进智能制造的实施原则是,以数字化为基础、网络化为关键、智能化为方向、成本与效益为核心、重点项目为依托,通过试点先行、示范引路的模式,从点、线、面、体各个层面有序推进。在这一过程中,外高桥造船将遵循“七个坚持”,即坚持不在落后的工艺上搞自动化;坚持不在落后的管理上搞信息化;坚持不在不具备网络化、数字化基础时搞智能化;坚持以“精益造船”为导向,打造高效船舶建造体系;坚持以“三化造船”为基础,提高自动化、数字化生产水平;坚持以“信息感知”为源头,建立造船过程智能管控平台;坚持以智能技术为手段,提升造船质量和效率。该公司将通过不断“补课”、更新,持续提升自动化、网络化、智能化水平。
外高桥造船实施智能制造的目的是降低成本、缩短生产周期、降低产品不良率、快速响应市场,其中,最重要、最根本的是提升生产效率。这涉及一系列环节,如资源消耗、产品品质、环境影响以及降低成本等,必须在计算机辅助设计(CAD)、产品数据管理(PDM)、制造企业生产过程执行系统(MES)、企业资源计划(ERP)等信息系统的基础上,实现设备互联互通、数据自动采集、车间作业计划自动排程、生产实时进度跟踪反馈,以及现场物料消耗和质量问题实时监控。
为此,外高桥造船将加强顶层规划和设计,深化两化融合,优化流程,推进精益管理和精细化生产,大力推行精益造船,全面提升设计、制造、管理一体化水平,以数字化、网络化、智能化技术的深入应用为主线,实现制造过程数字化以及实时智能管控,力争到2035年建设成为具有强大国际竞争力的船舶总装建造智能化企业之一。
以夯实基础为重点任务
为实现智能制造目标,外高桥造船将通过开展以下重点任务来夯实智能制造发展基础。
——提高基于模型的三维数字设计和智能设计水平。外高桥造船将以Smart 3 D引进和应用为契机,提高基于模型的三维设计水平,包括基于规则二维驱动、三维数字化设计能力,虚拟现实(VR)、增强现实(AR)技术的应用能力,三维模型设计模型和三维工艺标准的应用能力等;建立若干知识库和工艺库,突破舾装智能设计关键技术,推动焊接工艺库在现场焊缝跟踪和管控中的应用;以大型邮轮创新工程为牵引,深化Smart 3D二次开发,提高设计效率。
——强化基础管控和精益化管理。外高桥造船将建立健全工时物量精细化标准,强化工程计划管理,完善质量与精度管理体系。
——加强信息化基础建设和网络安全能力建设。外高桥造船将面向多领域综合集成应用,依托物联网、云计算等技术,调整网络架构,整合基础设施资源,优化IT服务管理流程,提高信息安全水平,建设以服务为核心的安全、敏捷、开放的基础架构平台;以商业秘密风险防范为中心,通过技术手段对商业秘密数据进行识别、保存、读取、输出,做到事前防范、事中控制、事后追溯,避免商业秘密泄露;同时借助华为、中兴等互联网龙头企业的先进经验,结合虚拟专用网络(VPN)、远程桌面协议(RDP)终端、虚拟化及身份识别技术等,创建安全便利的网络互联通道,建设适应公司运营需要的信息安全保密体系,为公司的互联网+应用奠定技术基础。
——推进智能制造关键装备开发、引进、应用。外高桥造船将结合工业和信息化部、国家国防科工局联合发布的《推进船舶总装建造智能化转型行动计划(2019~2021年)》要求,针对关键装备,尤其是船体零件切割、成形、焊接、涂装等脏险难与简单重复的作业过程,以及检测与装配、物流与仓储等关键环节,以船舶智能制造单元、智能生产线建设需求为牵引,研制或引进应用智能制造装备,实现工程应用,提升关键生产工序的自动化、数字化、智能化作业水平。
——推进研发、生产、管理、服务过程智能化转型。外高桥造船将推进基于模型、知识驱动的智能化设计,以邮轮设计平台升级为契机,实现设计数据、模型全流程贯通,全流程工艺规划和现场可视化作业,数字化设计、智能制造、精细化管理一体化的模型驱动生产。建立广泛互联、实时感知、精准执行的生产过程综合智能化管控体系。
——发展工业互联网平台,支撑智能制造全面开展。外高桥造船将加强工业互联网基础设施建设以及工业互联网平台关键技术研究和攻关。
实施“三步走”战略
外高桥造船将在推进智能制造中实施“三步走”战略,循序渐进实现目标。
第一步是试点推进阶段(2018~2020年)。在这一阶段,外高桥造船将对智能焊接装备(单机)、智能单元、智能化生产线等典型短板装备单元进行开发、引进与应用,稳步提升焊接自动化率,让智能涂装机器人、智能冲砂机器人、小组立机器人焊接流水线实现生产应用,先行小组立机器人焊接单元进入生产主流程。
在设备互联试点方面,外高桥造船将对加工部部件作业区等的内场焊机进行联网管控扩大应用,实现切割机联网、大型起重设备联网。在智能化仓储与物流方面,该公司将完成智能钢板堆场建设、自动化库建设。在推进专业化生产、提升产品质量与效率方面,该公司将加强面向大型邮轮重大工程的智能化薄板车间建设,提升产品质量与效率,同时基于所涉及数字化装备及生产线推进智能化车间管控,为其他海工产品及民船车间提供范例;加强面向海工产品与民船的中间产品专业化装备及生产线建设,细化中间产品分解,推进中间产品专业化生产线策划与应用,并以项目策划为依托进行生产流程优化。在工业互联网平台建设方面,该公司将以薄板智能车间建设为契机,打造企业工业互联网应用平台,研究与开发各类基于微服务的工业APP,提升车间管理协同效率,实现全过程数字化、网络化制造。
第二步是协同跨越阶段(2021~2025年)。在这一阶段,外高桥造船将扩大智能焊接装备(单机)、智能单元、智能化生产线等示范项目的应用,根据第一阶段试点示范效果对关键装备、智能单元及生产线进行扩大应用,大幅降低切割、成形、焊接和涂装等脏险难作业过程劳动强度,使作业人员数量明显减少。
在第一阶段完成智能化单元、生产线、设备互联、可视化的基础上,外高桥造船将建设完成先行工程数字化加工车间;通过对平直车间数字化能力升级、两面成型自动焊接装备改造、大幅度数字化划线印字机的引进以及平直车间生产过程执行系统的集成应用,建设平面分段数字化车间。同时,该公司将据此建立一批数字化应用标准和工艺文件;完成气体、电能等动能管控建设;建成行业领先的工业互联网平台,服务公司或其他企业整体的内部工业和外部供应系统, 开发并应用各类通用、专用工业APP,促进企业数字化、智能化转型,提升企业整体的产业链协同效率。
第三步是全面建成阶段(2026~2035年)。在这一阶段,外高桥造船将实现基于模型、知识驱动的三维数字化设计,全厂设备互联互通、智能化数据采集乃至全厂的虚拟化制造,作业计划、生产协同与资源配置、生产实时进度跟踪反馈智能化,现场物料消耗和质量问题实时监控,生产过程关键工艺参数实时监测和动态预警,智能决策支持系统智能化等。到2035年,外高桥造船将全面实现企业智能化转型,基本建成智能工厂,建立企业研发、生产、经营、管理过程数字化协同平台,完成虚拟生产、网络化控制、制造执行、自动化物流、智能制造等系统的建设与应用,促进工业全产业链、全价值链信息交互和智能协作。
智能制造是一项巨大的系统工程,任重而道远。外高桥造船将在中船集团的领导下,应用系统工程的原理,以建造大型邮轮为契机,以建设现代化智能船厂为目标,保持定力,持之以恒,注重基础性、系统性、实效性和安全性,在探索和实践中不断积累和完善,尽快形成可实施、可复制、可推广的管理经验、制度、方法和标准,努力建成具有强大国际竞争力的船舶总装智能化企业,实现高质量发展目标。
来源:中国船舶报