造船智能化这些国家走在前头

本刊编辑 吕龙德

黄埔文冲建造的1400TEU 双燃料集装箱船

当前，全球智能造船探索研究风起云涌，各国船企都在这场波澜壮阔的变革中发力抢占先机和制高地，呈现了你追我赶的局面，由此带动了智能造船技术日新月异，各种新成果层出不穷。虽然同处一条赛道，但难免有走得快，也有走得慢，甚至有的原地不动。通过对比可发现，走在智能造船前列的当属日韩和欧洲造船强国。这些国家的智能化造船经验值得我国造船业借鉴和学习。

欧洲历来是造船业发达地区，随着世界造船中心东移，虽然其造船规模与业务总量不断下滑，但始终掌握核心技术，造船转向高附加值产品，研发和创新能力长期处于全球领先地位。近年，欧洲造船业凭借高水平的现代造船底蕴，在智能造船领域进行了一系列成功实践，以全面数字化、模块化和网络化平台为支撑，组建模块化、专业化合作生产的动态，保持了高人力成本下的竞争优势，展示了强大的智能造船能力。欧洲很多船企都在智能造船变革过程中实现了数字化转型，其中又以德国迈尔造船厂和意大利芬坎蒂尼集团最为典范。

迈尔造船厂素有“德国巨匠”之称，是德国最大的现代化船厂，至今已有227 年，拥有世界上最大室内干船坞，交付产品包括滚装船、客船、液化气船、集装箱船、牲畜运输船、内河游轮、远洋游轮、海洋科考船等，而目前业务重心为豪华邮轮建造。该船厂智能化领域主要集中在内场的平直分段的自动化生产，已实现从设计到建造高度信息化集成，采用全过程电子标签和实时采集设备及时采集生产数据，使用大型激光焊接机器人、360 度旋转机械臂焊接机器人建造船舶。迈尔造船厂的智能制造可分为两部分：一是实施面向船舶全生命周期的虚拟设计，不仅大幅提高船舶设计质量，减少船舶建造成本，而且缩短了30%船舶设计时间。二是采用总段化建造模式，设备功能单元实现模块化建造，对技术难度高、设备和管线密集度高的分段，则根据需要建造模拟分段以确保可制造性和建造质量，并缩短建造周期。

芬坎蒂尼建造的邮轮

芬坎蒂尼集团是全球最大豪华邮轮制造厂，在全球拥有20 多家船厂，能生产邮轮、海工船、军舰、LPG 等众多船型，在世界造船业中拥有举足轻重的地位。该集团非常注重持续性研发创新，设有3 个设计中心和1 个研究中心，除了采用并行设计外，还热衷于采用自主创新研发模式。在生产管理和建模上，引进模拟工具以实现资源最优化，并采用标准化建造工艺。面对近年智能制造浪潮，芬坎蒂尼集团又建立了适合复杂工程项目的全过程、全方位协同运作体系和协同管理信息化平台，并采用混合云解决方案建成了综合船舶设计与制造系统。

韩国造船业正在全力以赴发展智能造船，并依托发达的互联网技术取得了不俗成绩。现代重工、大宇造船和三星重工作为三巨头，其智能制造水平代表了韩国造船业最高水平和发展方向。目前，韩国造船三巨头均开展了基于物联网的全要素实时监控、虚拟与物理船舶制造系统融合的智能制造技术应用，有效降低了生产成本，增强了盈利能力，走在了世界智能造船的领跑行列。

现代重工很早就提出了“数字化造船厂技术”，加速推进5G 智能船厂进行了转型建设工作，不但通过使用可穿戴式颈环收集数据实现实时检查安全状态，而且在设计方面实现了基于3D模型的实时协同作业及生产信息共享，在生产方面实现基于数据的实时监控、风险管理和协同生产，并对人力资源和安全进行了统一监控管理。未来，该公司还致力于构建智能工作环境、基于大数据的焊接作业优化、能源管理系统等。

三星重工在2016 年就开始引进以3D 模型为基础的设计技法，目前又集中力量推进物联网、数据自动化技术等生产体系智能化，以及通过机器人处理自动化等办公自动化技术提高生产效率。该公司还开发了可以在虚拟空间提前配置船舶、起重机、材料和制定最优化作业日程的模拟程序。今年，三星重工与法国达索系统签订协议共同打造全球顶级智能船厂，计划把基于模型的系统工程技术应用于船舶设计，为系统综合管理复杂性不断增大的最新船舶构筑基础。

大宇造船开发了基于LTE 网络的陆海两用智能通信系统，可实时监控汇总各阶段的数据，并加以处理和分析。该公司提出了Shipyard 4.0 概念，已实现“移动生产业务APP”投入使用，搭建了物联网平台，促使3D 设计生产信息系统向移动端延伸。

三星重工与法国达索系统联手打造顶级智能船厂

日本造船业将IT 技术融入船舶制造，积极推进切割、加工、焊接机器人等智能化装备的应用，在加工、焊接等制造过程实现了高度自动化、智能化，构建了大量中间产品专业化流水生产线，高效辅助工装得到普遍应用。其中，三井造船研发了“数字化船厂技术”，通过摄像设备掌握现场建造进度等信息。此外，有多家船厂合作开发了VR/AR 现场工人行动分析系统和虚拟涂装作业系统，使作业时间缩短40%以上。

日本政府曾提出“i-Shipping”计划，从提升产品和服务能力、开拓商业领域、提升船舶制造能力和加强人力资源储备四个方面助推造船业进一步创新做强。几年过去，日本船企大多在推进智能造船中完成了以下三方面建设：一是利用数字化技术加强现场工人生产管理，实现了作业实时监控与管理，并运用互联网及大数据等技术打造了可视化船厂。二是配套供应商之间的订货、制造、采购实现了网络化、“一站式”管理。三是优化建造流程，提升了模块精度、舾装效率，包括引进激光电弧焊接技术、船体分段3D 激光扫描和造船可穿戴式机器人技术，提升了模块精度、舾装效率。

这些国家在发展智能造船中能先人一步绝非偶然，其创新求变的魄力值得人们敬佩。更难得的是，那些先进船企面对挑战没有满足于既有成绩，而是向着未知的高峰不断前进。可以展望，随着各国和众多船企重视度持续增大，船舶智能化制造必将精彩纷呈，取得更大突破，而我国造船业也一定会在这波大潮中实现从跟跑向领跑的转变！