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中国造船业当以“智”取胜

2019-02-25 09:56:15 来源:中国水运报

  装配焊接机器人生产线。 彭常青 摄

  

  川崎造船建造30万吨油轮。

  本报资料室供图

  

  40万吨级矿砂船。 本报资料室供图

  

  31.1万吨油轮和2万箱集装箱船在码头上舾装。 彭常青 摄

  当今的船舶行业,无论是从供给侧结构改革观之,还是从抢占未来发展制高点看,船舶智能化无疑是首选之路。

  正是在这样的背景下,工业和信息化部、国防科工局日前印发的《推进船舶总装建造智能化转型行动计划(2019-2021年)》明确指出,经过三年努力,我国船舶智能制造技术创新体系和标准体系初步建立,切割、成形、焊接和涂装等脏险难作业过程劳动强度大幅降低,作业人员明显减少,造船企业管理精细化和信息集成化水平显著提高,2—3家标杆企业率先建成若干具有国际先进水平的智能单元、智能生产线和智能化车间,骨干企业基本实现数字化造船……

  A

  造船新时代引爆智能化

  智能化是船舶制造业国际竞争的新机遇和新挑战,近年来,由于自动化、智能化理念的兴起,智能船舶技术与智能船舶概念都加速落地,船舶智能化成为了全球狗万官网发展的主流趋势。

  对此,中国船舶及海洋工程设计研究院高级工程师秦琦告诉记者:“信息和通信技术的快速发展将显著改善海运产业链各个领域的数字化水平,实现数字驱动的海洋服务,例如优化能源使用和提高能效、改善船舶性能、实现状态监控和进行气候行程规划。较高水平的系统自动化、智能传感器的可利用性和船舶与岸基之间的全球网络数据传输将推动远程控制、半自主和完全自主船舶的运营。”

  正因为船舶智能化能够优化船舶控制和管理模式,提升安全等级,全面降低各项成本,优势显著,各国纷纷在智能船舶上下大气力投入研发。近年来,韩国、日本、欧美国家纷纷提出智能船舶概念,推出相关产品并实现接单,且制定了相关的标准。智能船舶研究已经成为全球造船业的“必争之地”。

  “欧盟在‘Horizon 2020’重大科研项目中开展智能和环保海运研究,正在致力于发展‘电子海运’,利用自动化技术、信息化和通讯技术(ICT)等实现海运部门之间的信息无缝交流,增强海运的安全性、提高运输效率和减少对环境的不利影响。”秦琦介绍道,丹麦为发展智能海事集群和生态系统,制定了智能和无人船舶的技术、运营和法律目标愿景。罗尔斯·罗伊斯公司(以下简称“罗·罗公司”)正在开发智能船舶和无人船舶。2016年,罗·罗公司与芬兰VTT技术研究中心开展新一代远程和自主船舶设计、测试和验证的战略合作。罗·罗公司参与了芬兰无人船科研项目,涉及到无人船舶包括港口无人系泊和操作、开阔水域的航行模式、进港和进坞、以及不同船型适用性等研究内容。

  韩国政府已将智能型船舶技术研发列为韩国“创造经济”的一项课题。作为IT技术大国,其在船舶智能化方面的发展非常迅速。韩国政府发布的《造船产业竞争力强化方案》提出投资350亿韩元(约2.1亿人民币)支持智能船舶相关核心技术开发,同时宣布投资7万亿韩元(约420亿人民币)支持包括智能船舶在内的12大新产业发展。韩国海洋水产部启动了“Smart Navigation”智能航海研发项目,项目总投资1.14亿美元。除了政府大力扶持,现代重工和三星重工都具有较强的智能船研发水平。

  与此同时,智能船舶的标准规范正在加快制定。“日本在智能船领域的发展特色可以概括为两点,一是科研和标准化同设计、同部署、同实施;二是环保和智能化成为技术和标准研制的两大重点。”秦琦说。

  目前,日本在国际标准化组织船舶与海洋技术委员会(ISO/TC8)发起的关于《船载海上工况数据服务器》和《船载机械和设备标准数据》两项国际标准立项正式获得通过。作为国际海事法规的推动者,日本已经尝到EEDI为其船舶工业界带来的“甜头”,而上述两项标准草案的成功立项则进一步揭示日本已经将“智能船舶”(Smart Ship)上升为该国国际海事立法发展战略的核心目标之一(国际标准化),作为其振兴造船工业的又一重要举措。

  美国船级社(ABS)在智能船方面进行了深入研究,开发了其自有的船舶性能管理系统、3D船体管理工具、上层建筑能效管理系统、尾轴对中监视器(D-SAM)等,并且部分技术已应用于实船。

  B

  船舶行业解困靠“智慧”

  事实上,智能化也是促进船舶工业供给侧结构改革和新旧动能转换的重要途径。“近几年,全球造船市场需求一直在低位徘徊,需求不足和产能过剩的矛盾持续存在,国际新造船市场竞争激烈,全球造船产业依然处于调整期。智能化造船应该是破解这一难题的一把‘钥匙’”, 工业和信息化部装备工业发展中心冷单对记者说。

  据中国船舶工业行业协会提供的《2018年船舶工业经济运行分析》报告显示,虽然2018年船舶工业呈现出三大造船指标保持领先、骨干船企竞争力不断提高、过剩产能有效压减、船舶修理业运行良好、新型海工装备快速发展、船配产品研发不断取得新突破的良好局面。但受世界经济和狗万官网市场复苏动能减弱、新船市场深度调整的影响,融资难、盈利难、接单难等深层次问题仍然存在,尤其是高附加值船型市场竞争力仍需持续提升,船舶行业融资难问题仍然存在,综合成本高位波动,船企盈利能力大幅下降,船舶工业面临的形势依然严峻。

  “对船舶行业来说,虽然‘去产能’成效初显,供需矛盾有所缓解,但结构性产能过剩并非是短期就能解决的。智能化将会是未来船舶行业的趋势。”中船防务董事长韩广德认为,现在的传统型船也可能会面临改装或淘汰,往环保、节能及数字化、智能化的方向发展,这样才能适应新一轮的市场需求。

  《推进船舶总装建造智能化转型行动计划(2019-2021年)》也指出,21世纪以来,我国船舶工业实现了快速发展,骨干造船企业建立起以中间产品组织生产为特征的现代总装造船模式,并不同程度开展了智能化转型探索工作,取得了一定成效。但是,总体上我国船舶制造业仍处于数字化制造起步阶段,而且各造船企业发展水平参差不齐,关键工艺环节仍以机械化、半自动化装备为主,基础数据缺乏积累、信息集成化水平低等突出问题亟待解决。

  工业和信息化部装备工业发展中心的司志强认为,我国智能船厂建设还处在起步阶段,随着智能制造在制造业中的推广,智能船厂的建设步伐开始逐步加快。现阶段,我国智能船厂建设还存在着很多不足,一是国内船厂生产基础较弱,总体处于工业2.0阶段,在数字化、自动化、精益生产等方面仍有很多短板需要补齐;二是推广范围仍有局限,已建成的智能车间和智能生产线较少;三是造船全产业链协同度不高,缺少原材料及配套企业的积极参与;四是尚未构建船舶行业智能制造的标准体系。

  据了解,目前我国船舶制造业90%以上的设备制造以人工为主体,基本上没有机器人作业。而在国外,大部分环节都已经实现机械化。在韩广德看来,如果实现机械化,就可以将至少大半的人力从焊接、喷漆及打磨中解放出来。

  中船经济研究中心有关人士说,我国船舶工业正处在由大到强转变的战略关口,造船企业应在全面建立现代造船模式基础上,把握机遇,顺应趋势,主动作为,努力赶超,推动我国船舶总装建造智能化水平迈上新台阶。

  C

  加速研发抢占“智”高点

  面对造船业智能化趋势,我国造船业必须在智能制造上抢占制高点,才能赢得主动权。

  近年来,我国越来越重视智能船舶的研发。2015年年底,38800吨智能船实船建造合同签订,标志着我国首艘智能船舶进入设计建造阶段。

  2016年,“智能船舶顶层设计及部分智能系统示范应用”被工业和信息化部批准立项,示范船为中国远洋海运集团有限公司的13500TEU集装箱船。

  2017年3月,海航科技物流集团有限公司、中国船级社(CCS)、中国船舶工业集团公司第七○八研究所、美国船级社(ABS)、DNV GL、中国船舶重工集团公司第七一一研究所等6家单位联合发起了“无人货物运输船开发联盟”筹建工作。

  2018年6月12日,由江南长兴重工为中远海运集团建造的21000TEU超大型集装箱船“中远海运宇宙”轮交付。“中远海运宇宙”轮是我国自主研制建造的世界最大级别集装箱船。该船技术先进、性能优良、节能环保、高度智能,代表着中国造船的最高水平。

  同年11月28日,由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为招商局能源运输股份有限公司量身订造的全球首艘40万吨智能超大型矿砂船(VLOC)“明远”号在上海命名交付,标志着中国智能船舶全面迈入1.0新时代。

  “在我国智能造船方面,不能不提南通中远海运川崎船舶工程有限公司(以下简称“南通中远海运川崎”)。”一位业内人士告诉记者。

  记者在采访南通中远海运川崎时了解到,多年来,该公司在建设智能化船厂方面作出了一系列的探索和实践。自动化、智能化生产线的相继投产,大大改进了生产的流程,提高了效率、降低了劳动强度、稳定了质量。主要生产车间实现了自动化、智能化、网络化生产。自动化生产系统使相应工序的生产效率提高了七成左右。在确保作业安全和质量稳定的基础上,将产品建造周期缩短10—15%,生产效率提高15%以上,在船舶性能、生产效率和船舶质量上始终领先于国内主流船厂。

  “不过,总体而言我国智能造船的范围依然有限,仅有南通中远海运川崎、外高桥造船有限公司、中船重工武船集团等少数几家船厂,仍需加快发展。”冷单说。

  智能化造船如何全面“提速”? 冷单认为,一是加强技术创新与工艺创新。加快先进制造工艺技术创新,着力攻克区域建造、模块化建造等总装建造关键技术,支撑建立新型建造模式,加快推进现代造船模式。二是加大核心设备研究力度。加大智能焊接机器人、智能涂装机器人等新技术中在造船上的应用,开发具有自主知识产权的高精度船用检测设备,推进精益造船。三是深入推进智能制造。我国船舶产业的智能制造发展需要在巩固夯实已有的数字化和自动化基础上,以三维设计建模为突破口,开发具有自主知识产权的造船软件系统。持续深入推进信息技术、相关软件产品与智能船舶制造装备的融合发展。

  业内人士认为,我国船企要借助《智能船舶发展行动计划(2019—2021年)》《推进船舶总装建造智能化转型行动计划(2019—2021年)》发布的“东风”, 结合自身基础和条件,着眼长远,体系布局,选择适合发展的路径有序推进。加强关键共性技术和重点系统设备研发,提前布局前瞻性技术攻关,加快成熟智能技术工程化应用,补齐技术链与产业链短板;加强产学研用结合,建立开放高效、合作共赢的智能制造生态体系。

  “尤其要在核心智能装备开发、智能制造投入和推进路径等方面形成突破,才能真正为船舶制造插上‘智能’的翅膀。”有关专家指出,从智能装备上讲,智能装备供应商必须深入了解船企的工艺流程和效率瓶颈,不断提升设备定制化生产能力和与客户协同开发能力,使装备更具实用性;同时船企也应积极推动设计、生产制造模式的转变,促进适合我国船舶行业的智能装备的研制。从投入上说,应通过加大政策和资金支持力度,充分发挥智能制造试点示范企业的示范引领作用,以点带面将成功经验辐射到全行业;根据实际运行效果,对船舶制造智能生产线推行先建后补等财政补贴或税收优惠政策,激发船企创新活力。从实施路径上看,要聚焦船舶制造主要工序,分步建设智能车间,以关键工序的自动化、智能化改造为突破点,持续构建更广泛的智能生产线,完成智能化技术和装备在船体、管路、平面分段等方面的全面布局,逐步形成完善的船舶智能制造体系。如此,才能在船舶智能制造中抢占制高点。

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