復(fù)雜多變的國(guó)際形勢(shì)，對(duì)船舶工業(yè)的發(fā)展提出了新的要求。在新形勢(shì)下抓住機(jī)遇，提升造船效率和質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)造船技術(shù)趕超國(guó)際先進(jìn)水平，數(shù)字化提升、智能化轉(zhuǎn)型升級(jí)已經(jīng)成為推動(dòng)中國(guó)造船業(yè)發(fā)展的必然選擇，通過(guò)研究智能制造關(guān)鍵共性技術(shù)、研發(fā)智能裝備軟件系統(tǒng)，優(yōu)化生產(chǎn)工藝流程，增強(qiáng)企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力，實(shí)現(xiàn)造船業(yè)智能化轉(zhuǎn)型。

總體發(fā)展情況

當(dāng)前，全球造船業(yè)競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈，在新的產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境下，造船企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)要素由設(shè)施規(guī)模、勞動(dòng)力成本向先進(jìn)技術(shù)、智能裝備、管理和服務(wù)轉(zhuǎn)變，競(jìng)爭(zhēng)要素的變化導(dǎo)致我國(guó)船舶工業(yè)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)減弱，同時(shí)，我國(guó)造船業(yè)正在經(jīng)受勞動(dòng)力大量流失、勞動(dòng)力成本升高、招工難等問(wèn)題困擾，機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存，國(guó)際新發(fā)展格局下，新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革深入發(fā)展，信息技術(shù)與先進(jìn)制造技術(shù)加速融合，為制造業(yè)高端化、智能化、綠色化發(fā)展提供了歷史機(jī)遇。我國(guó)船舶行業(yè)亟需抓住這一轉(zhuǎn)型升級(jí)的歷史機(jī)遇，加快先進(jìn)造船技術(shù)與大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、人工智能、5G等新一代信息技術(shù)深度融合，建設(shè)智能船廠，增強(qiáng)我國(guó)造船企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力，支撐造船強(qiáng)國(guó)建設(shè)。

船舶工業(yè)激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)對(duì)船舶建造模式的先進(jìn)性、流程與工藝的標(biāo)準(zhǔn)化、資源管理的精益化、物流與生產(chǎn)的高效化、產(chǎn)品的個(gè)性化等提出了更高的要求。通過(guò)數(shù)字化、自動(dòng)化和智能化的手段，可以優(yōu)化產(chǎn)品質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本、提高生產(chǎn)效率、改善工作環(huán)境，從而增加企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。大力應(yīng)用新一代信息技術(shù)，加快推進(jìn)智能船廠建設(shè)成為當(dāng)前世界造船業(yè)發(fā)展的主要趨勢(shì)，世界造船強(qiáng)國(guó)紛紛采取智能船廠措施提高造船效率，推動(dòng)船舶總裝建造技術(shù)轉(zhuǎn)型升級(jí)，船舶智能制造已成為行業(yè)發(fā)展的必然選擇。

“十三五”期間，我國(guó)船舶工業(yè)智能制造提出了“三步走”的戰(zhàn)略發(fā)展規(guī)劃，第一步建設(shè)智能車間，第二步智能船廠，第三步智能聯(lián)盟。工業(yè)和信息化部發(fā)布了《推進(jìn)船舶總裝建造智能化轉(zhuǎn)型行動(dòng)計(jì)劃(2019-2020)》和《船舶總裝建造智能化標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)指南(2020版)》旨在加快新一代信息技術(shù)深度融合，推動(dòng)船舶總裝建造智能化轉(zhuǎn)型，促進(jìn)船舶工業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。

近10年來(lái)，我國(guó)船舶工業(yè)不斷發(fā)展，從傳統(tǒng)造船模式向現(xiàn)代造船模式轉(zhuǎn)變，造船完工量、新承接訂單量、手持訂單量占世界市場(chǎng)比重顯著提高。2023年，我國(guó)造船完工量、新接訂單量和手持訂單量以載重噸計(jì)分別占全球總量的50.2%、66.6%和55%，造船三大指標(biāo)國(guó)際市場(chǎng)份額繼續(xù)保持世界第一。

船舶工業(yè)核心設(shè)施和技術(shù)能力大幅提升，形成了長(zhǎng)三角、珠三角和環(huán)渤海灣三大造船基地，造船核心設(shè)施能力達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平，三維設(shè)計(jì)、ERP等軟件系統(tǒng)在骨干船廠得到廣泛應(yīng)用。骨干船廠全面建立了船舶總裝建造模式，船舶智能制造技術(shù)在車間層面取得一系列核心技術(shù)突破，一批綠色智能關(guān)鍵裝備與系統(tǒng)在骨干船企示范應(yīng)用。

江南造船智能化轉(zhuǎn)型

江南造船(集團(tuán))有限責(zé)任公司(以下簡(jiǎn)稱“江南造船”)在智能制造轉(zhuǎn)型方面一直走在前列，提出了圍繞船舶總裝建造數(shù)字化設(shè)計(jì)能力提升，打造先進(jìn)制造能力，加快智能化高效裝備研發(fā)和應(yīng)用，加大先進(jìn)產(chǎn)品和生產(chǎn)技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和人工智能技術(shù)深度融合的轉(zhuǎn)型目標(biāo)。江南造船與上海交通大學(xué)、聯(lián)通、華為合作，成立了5G智能制造創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室，把數(shù)字化技術(shù)推廣到生產(chǎn)過(guò)程中。采用5G控制焊接機(jī)器人為總體思路，融合AI、邊緣計(jì)算等技術(shù)，解決了協(xié)同作業(yè)的難題，突破了人工產(chǎn)能限制，在保證質(zhì)量的前提下大幅縮短了工期。

江南造船優(yōu)先面向“簡(jiǎn)單重復(fù)、苦臟累險(xiǎn)”生產(chǎn)環(huán)節(jié)，構(gòu)建數(shù)字化小組立生產(chǎn)線、吊馬智能制造單元、三維數(shù)控彎板生產(chǎn)線、管子加工數(shù)字化生產(chǎn)線等智能生產(chǎn)單元及生產(chǎn)線。建設(shè)數(shù)字化小組立生產(chǎn)線實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)端與制造端的數(shù)據(jù)流貫通，提高小組立焊接質(zhì)量與效率 ；吊馬智能制造單元實(shí)現(xiàn)主體作業(yè)無(wú)人化，產(chǎn)能覆蓋全廠需求，集成機(jī)器人智能抓取、焊接、搬運(yùn)等先進(jìn)技術(shù)，達(dá)到行業(yè)領(lǐng)先水平 ；管子加工數(shù)字化生產(chǎn)線，實(shí)現(xiàn)管子先焊后彎，工藝流程再造。瞄準(zhǔn)船舶焊接關(guān)鍵環(huán)節(jié)，提出數(shù)字化管控思路，應(yīng)用工業(yè)互聯(lián)、數(shù)字化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)焊縫模型智能化精準(zhǔn)設(shè)計(jì)、焊接任務(wù)及參數(shù)智能化預(yù)設(shè)、基于過(guò)程參數(shù)的焊縫質(zhì)量智能預(yù)判、基于焊接質(zhì)量的焊接智能管控、焊接進(jìn)度實(shí)時(shí)跟蹤與顯示等，在多個(gè)型號(hào)工程化應(yīng)用和推廣，形成了行業(yè)應(yīng)用示范。

在船舶焊接智能管控系統(tǒng)方面，江南造船已打通了完整的焊接作業(yè)環(huán)節(jié)管控線路。焊接作業(yè)從焊縫設(shè)計(jì)、焊前準(zhǔn)備、焊接數(shù)據(jù)管控到焊后質(zhì)量評(píng)估與問(wèn)題追溯，涉及流程復(fù)雜、數(shù)據(jù)量巨大，需要強(qiáng)大而穩(wěn)定的信息化平臺(tái)做支撐。江南造船基于焊接仍然以人為主要生產(chǎn)資源的作業(yè)形態(tài)，運(yùn)用數(shù)字化技術(shù)，把焊工、焊機(jī)、焊接過(guò)程、焊材等焊接工作要素有機(jī)地融為一個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行有效的管理，以實(shí)現(xiàn)焊接更加規(guī)范，焊機(jī)管理更為有效，焊工管理更為合理，達(dá)到質(zhì)量可控，從“人管機(jī)器”向“機(jī)器管人”轉(zhuǎn)變。

滬東中華智能化轉(zhuǎn)型

滬東中華造船(集團(tuán))有限公司(以下簡(jiǎn)稱“滬東中華”)基于長(zhǎng)興二期數(shù)字化船廠建設(shè)，進(jìn)一步推動(dòng)海洋裝備基地由制造向智能制造轉(zhuǎn)型，推廣智能化生產(chǎn)線和綠色造船技術(shù)，打造世界先進(jìn)的全要素產(chǎn)業(yè)基地。

針對(duì)基于三維模型的完整性定義問(wèn)題，通過(guò)開發(fā)三維建模功能模塊，已基本滿足船舶產(chǎn)品的三維設(shè)計(jì)建模需要，三維設(shè)計(jì)系統(tǒng)能基本統(tǒng)一船舶產(chǎn)品中的船體、舾裝、涂裝三大專業(yè)的三維數(shù)字化設(shè)計(jì)，提高了船舶產(chǎn)品的三維數(shù)字化建模率。國(guó)內(nèi)開發(fā)了第一代的虛擬裝配工藝仿真系統(tǒng)，能初步滿足簡(jiǎn)單工序仿真的需求，并研發(fā)了三維作業(yè)指導(dǎo)書系統(tǒng)，在部分產(chǎn)品上進(jìn)行了三維工藝仿真，在分段制作環(huán)節(jié)依托于三維工藝文檔指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)工人的施工作業(yè)，基于三維模型的一體化設(shè)計(jì)能力得到了顯著提升。

在互聯(lián)互通方面，滬東中華開展了生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)字化設(shè)備互聯(lián)互通試點(diǎn)應(yīng)用，焊機(jī)聯(lián)網(wǎng)管控項(xiàng)目已經(jīng)完成了制造部的內(nèi)場(chǎng)作業(yè)區(qū)204臺(tái)數(shù)字化焊機(jī)的聯(lián)網(wǎng)，基于底層協(xié)議進(jìn)行自主化數(shù)據(jù)采集軟件開發(fā)，實(shí)現(xiàn)了突破通信接口、參數(shù)信息實(shí)時(shí)采集和工藝信息下發(fā)等技術(shù)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)焊機(jī)工作電壓、電流、送絲速度，統(tǒng)計(jì)焊接時(shí)間、焊絲用量等功能。通過(guò)應(yīng)用打破了信息壁壘，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)共享，焊機(jī)工作數(shù)據(jù)、工藝參數(shù)、系統(tǒng)指令的上傳下達(dá)，實(shí)現(xiàn)了焊機(jī)故障自動(dòng)報(bào)警，提高了報(bào)修維修響應(yīng)，以便合理安排設(shè)備保養(yǎng)，降低了設(shè)備故障率，能夠?qū)�空閑焊機(jī)遠(yuǎn)程控制開關(guān)降低能耗，提高了設(shè)備利用效率。

同時(shí)，滬東中華也大力推動(dòng)小組立焊接生產(chǎn)線等數(shù)字化裝備的應(yīng)用，基于完整的模型數(shù)據(jù)，通過(guò)一系列技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)了從設(shè)計(jì)向現(xiàn)場(chǎng)終端設(shè)備的信息連貫傳遞，并通過(guò)數(shù)字化裝備實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的采集與反饋，對(duì)生產(chǎn)任務(wù)計(jì)劃的調(diào)整和及時(shí)管理提供了技術(shù)支撐，從自動(dòng)化、機(jī)械化、工裝化方面提升整體造船水平。

廣船國(guó)際智能化轉(zhuǎn)型

廣船國(guó)際有限公司(以下簡(jiǎn)稱“廣船國(guó)際”)構(gòu)建船舶分段制造數(shù)字化車間，包括型材自動(dòng)化切割流水線、中小組立智能焊接生產(chǎn)線、平面分段流水線等智能生產(chǎn)線，建設(shè)車間級(jí)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、車間看板系統(tǒng)，形成涵蓋智能生產(chǎn)裝備、智能生產(chǎn)線、車間管控系統(tǒng)等的數(shù)字化車間體系。實(shí)現(xiàn)智能車間裝備物聯(lián)感知平臺(tái)的研制集成，建立分段所需的各種規(guī)格的板材、型材、焊條、焊接規(guī)格、鐵舾件、設(shè)備等物資及工時(shí)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)(PDM)，對(duì)自動(dòng)下料切割、自動(dòng)焊接拼裝等關(guān)鍵工藝的數(shù)值模擬及加工、裝配的可視化仿真。推廣基于大數(shù)據(jù)分析的決策支持、可視化展現(xiàn)等技術(shù)應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)準(zhǔn)備過(guò)程中的透明化協(xié)同管理、數(shù)控設(shè)備智能化互聯(lián)互通、智能化生產(chǎn)資源管理、智能化決策支持，全方位達(dá)到智能化生產(chǎn)過(guò)程管理與控制，提高船舶分段制造效率和質(zhì)量，推動(dòng)船舶行業(yè)數(shù)字化車間建設(shè)。

南通中遠(yuǎn)海運(yùn)川崎智能化轉(zhuǎn)型

南通中遠(yuǎn)海運(yùn)川崎船舶工程有限公司(以下簡(jiǎn)稱“南通中遠(yuǎn)海運(yùn)川崎”)一直不斷推進(jìn)智能制造技術(shù)研究與應(yīng)用，成功實(shí)現(xiàn)了由勞動(dòng)密集型向技術(shù)信息密集企業(yè)的轉(zhuǎn)型，建立了智能、高效、集約、精益的智能化造船模式，步入了效率和效益同步增長(zhǎng)的良性發(fā)展快車道。以數(shù)字化精益設(shè)計(jì)為源頭，集成化信息系統(tǒng)和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)為支撐，精益生產(chǎn)和智能化裝備為抓手，精益管理為保障，將工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用和自動(dòng)化生產(chǎn)線改造作為兩化融合、智能制造的切入點(diǎn)，分步推進(jìn)智能制造 ；在自動(dòng)化、智能化生產(chǎn)線的基礎(chǔ)上，建設(shè)智能車間，目標(biāo)是建設(shè)成中國(guó)特色的智能船廠。

南通中遠(yuǎn)海運(yùn)川崎已建成29條自動(dòng)化、智能化生產(chǎn)線，均采用先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念和船舶制造技術(shù)，智能裝備的功能及技術(shù)規(guī)格和造船企業(yè)的生產(chǎn)、管理特點(diǎn)相契合，能夠最大程度上發(fā)揮設(shè)備產(chǎn)能和效率。在推進(jìn)智能制造的過(guò)程中，構(gòu)建了數(shù)字化設(shè)計(jì)、工藝數(shù)據(jù)支撐、業(yè)務(wù)管控一體化的信息集成平臺(tái)。充分發(fā)揮智能化裝備和精益管理的優(yōu)勢(shì)。在高度集成的一體化信息平臺(tái)的支撐下，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化設(shè)計(jì)與工藝規(guī)劃系統(tǒng)(CAD/CAPP)、輔助制造系統(tǒng)(CAM)、企業(yè)資源計(jì)劃管理系統(tǒng)(ERP)、制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)等深度集成和各造船業(yè)務(wù)一體化，同時(shí)為固化精益管理和知識(shí)管理提供工具和平臺(tái)。

南通中遠(yuǎn)海運(yùn)川崎建成了一體化的生產(chǎn)數(shù)字化管控中心，以船舶制造全業(yè)務(wù)流程數(shù)字化管理為主線，綜合數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集、數(shù)據(jù)資產(chǎn)管理、生產(chǎn)過(guò)程可視化、信息系統(tǒng)集成等多方面技術(shù)，對(duì)各個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行深度融合，為生產(chǎn)調(diào)度和決策提供重要依據(jù)，推動(dòng)造船企業(yè)“綠色化生產(chǎn)、數(shù)字化運(yùn)營(yíng)、智能化制造”。以規(guī)范生產(chǎn)管理和優(yōu)化業(yè)務(wù)流程，完善物流管理與控制，全程監(jiān)控，提高生產(chǎn)管理實(shí)時(shí)性與工作效率為目標(biāo)，打造智能、高效的制造執(zhí)行系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)計(jì)劃、調(diào)度、統(tǒng)計(jì)、操作與管理的業(yè)務(wù)集成，統(tǒng)一數(shù)據(jù)源，保證調(diào)度與統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)一致性。在生產(chǎn)環(huán)節(jié)建立數(shù)據(jù)采集和分析系統(tǒng)，能充分采集制造進(jìn)度、現(xiàn)場(chǎng)操作、質(zhì)量檢驗(yàn)、安全狀況等生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)信息。各塢、各船項(xiàng)目、各分段、各工種等制造進(jìn)度、主要工程節(jié)點(diǎn)、生產(chǎn)質(zhì)量、物料配送情況等生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)信息都有專門的信息化工具采集、整理、分析，進(jìn)一步提升企業(yè)在車間層面的精益管理和數(shù)字化管理水平。

未來(lái)發(fā)展方向

船舶智能制造是指利用先進(jìn)的信息技術(shù)、傳感器、自動(dòng)控制和人工智能等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)船舶制造過(guò)程的自動(dòng)化、智能化和高效化。未來(lái)，船舶智能制造將朝著以下幾個(gè)方向發(fā)展。

自動(dòng)化生產(chǎn)。未來(lái)船舶制造將更加注重自動(dòng)化生產(chǎn)。通過(guò)引入機(jī)器人、自動(dòng)化設(shè)備和智能系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)船舶生產(chǎn)線的自動(dòng)化操作，提高生產(chǎn)效率和質(zhì)量。例如，采用自動(dòng)化的焊接、切割和組裝技術(shù)，可以減少人工操作錯(cuò)誤和勞動(dòng)強(qiáng)度，提高生產(chǎn)效率。

智能工廠。船舶制造企業(yè)將逐漸發(fā)展成為智能工廠。通過(guò)引入物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)分析和云計(jì)算等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備之間的互聯(lián)互通和信息共享。智能工廠可以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的實(shí)時(shí)監(jiān)控和調(diào)度，提高生產(chǎn)計(jì)劃的準(zhǔn)確性和靈活性。此外，智能工廠還可以通過(guò)數(shù)據(jù)分析和預(yù)測(cè)模型，優(yōu)化生產(chǎn)流程和資源利用，降低成本并提高生產(chǎn)效率。

虛擬仿真和數(shù)字孿生。虛擬仿真和數(shù)字孿生技術(shù)可以在船舶制造過(guò)程中發(fā)揮重要作用。虛擬仿真可以通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬實(shí)現(xiàn)對(duì)船舶設(shè)計(jì)和制造過(guò)程的全面驗(yàn)證和優(yōu)化，減少實(shí)際試錯(cuò)成本。數(shù)字孿生則是將實(shí)際船舶與其數(shù)字模型相連接，實(shí)現(xiàn)對(duì)船舶的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、維護(hù)和性能優(yōu)化。這些技術(shù)的發(fā)展將提高船舶制造的效率和質(zhì)量，并推動(dòng)船舶的數(shù)字化轉(zhuǎn)型。

智能材料和先進(jìn)制造技術(shù)。未來(lái)船舶智能制造將采用更多的智能材料和先進(jìn)制造技術(shù)。例如，智能材料可以具有自愈合、自感知和自適應(yīng)等特性，提高船舶的安全性和可靠性。先進(jìn)制造技術(shù)如增材制造、激光成形和復(fù)合材料制造等，可以實(shí)現(xiàn)船舶零部件的定制化生產(chǎn)和輕量化設(shè)計(jì)，提高船舶的性能和節(jié)能效果。

綠色和可持續(xù)發(fā)展。船舶智能制造的未來(lái)發(fā)展還將注重綠色和可持續(xù)發(fā)展。通過(guò)優(yōu)化船舶設(shè)計(jì)和制造過(guò)程，減少資源消耗和環(huán)境污染。例如，采用節(jié)能設(shè)計(jì)和綠色材料，推廣清潔能源和低碳技術(shù)，實(shí)現(xiàn)船舶的綠色運(yùn)營(yíng)和環(huán)保。

總體而言，船舶智能制造的未來(lái)發(fā)展將圍繞自動(dòng)化生產(chǎn)、智能工廠、虛擬仿真、智能材料和綠色可持續(xù)等方向進(jìn)行。這些發(fā)展趨勢(shì)將提高船舶制造的效率、質(zhì)量和可持續(xù)性，推動(dòng)整個(gè)航運(yùn)業(yè)的發(fā)展。