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在全球經(jīng)濟(jì)不景氣的大環(huán)境下，以中日韓為代表的國際造船業(yè)已多年在“寒冬”掙扎。造船企業(yè)倒閉破產(chǎn)、結(jié)構(gòu)重組、大規(guī)模裁員等重磅新聞不斷，罷工抗議、財務(wù)舞弊、巨額訂單遭撤等熱點事件層出。如今看來，韓國造船業(yè)已在做“困獸之斗”；日本造船業(yè)“復(fù)興之路”漫漫無期；中國造船業(yè)亦苦苦煎熬。
在造船市場低谷期，日韓兩國造船業(yè)均選擇以“船舶智能化”和“船廠數(shù)字化”為突破口，基于自身船舶制造技術(shù)的領(lǐng)先優(yōu)勢，結(jié)合近年來科技發(fā)展的最新成果，向船舶制造領(lǐng)域融入大數(shù)據(jù)和智能造船等新興技術(shù)，探索傳統(tǒng)造船業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展的可行之路。
中國造船業(yè)則是大而不強(qiáng)，造船效率僅為日韓的30%，此外結(jié)構(gòu)性產(chǎn)能過剩矛盾突出。頂層設(shè)計方面，目前中國造船業(yè)制定“2015規(guī)劃”，將智能制造標(biāo)準(zhǔn)試驗驗證和新模式應(yīng)用作為兩大重點發(fā)展方向。
造船國家不約而同將“智能造船”當(dāng)作解決危機(jī)困境的“探路石”。全球范圍來看，歐盟在智能造船領(lǐng)域已經(jīng)進(jìn)行了一系列成功實踐，并收到良性效果。在高水平現(xiàn)代化的造船工業(yè)基礎(chǔ)上，歐洲造船業(yè)以全面數(shù)字化、模塊化和網(wǎng)絡(luò)化平臺為支撐，組建模塊化、專業(yè)化合作生產(chǎn)的動態(tài)聯(lián)盟，保持在高人力成本下的競爭優(yōu)勢。
韓國：基于互聯(lián)網(wǎng)的智能造船
韓國互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)達(dá)，其智能造船發(fā)展亦是基于IT。現(xiàn)代重工、大宇造船和三星重工三大造船企業(yè)代表了韓國造船業(yè)的實力和發(fā)展方向，在船舶智能化和建造技術(shù)智能化方面，韓國三大造船企業(yè)均有具體的規(guī)劃和實施方案。
現(xiàn)代重工自2010年開始探索船舶智能化發(fā)展，其與韓國電子通信研究院合作開發(fā)“基于IT的船用總體解決方案”，將IT與傳統(tǒng)的造船技術(shù)融合，在完善船舶制造和船舶運行兩個方面，分別提出“數(shù)字化造船廠技術(shù)”和“智能船舶技術(shù)”。
基于此，現(xiàn)代重工先后實施“智能船舶1.0”和“智能船舶2.0”計劃，其中“智能船舶1.0”于2010―2012年實施，主題是基于有/無線船舶綜合管理網(wǎng)通訊技術(shù)的船舶主機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)最大優(yōu)點就是利用IT對船舶內(nèi)原本獨立管理的460余種部件進(jìn)行綜合管理，從而使主機(jī)等與航行有關(guān)的裝置更便于管理，同時也可在陸地利用遠(yuǎn)程技術(shù)對船舶狀態(tài)進(jìn)行實時監(jiān)管，此外還可進(jìn)行遠(yuǎn)程維修。截至去年8月底，該項目成果已獲得超過200份訂單，其中80多艘船完成交付。
2013年，現(xiàn)代重工開啟以“經(jīng)濟(jì)、安全、高效航行服務(wù)”為主旨的“智能船舶2.0”計劃。與此同時，現(xiàn)代重工還提出“Connected Ship”的新概念，將船舶、港口和陸上物流信息一并提供給船舶運營商。在“智能船舶1.0”的基礎(chǔ)上，利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，對船隊運營的新數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行實時分析，并通過數(shù)據(jù)可視化技術(shù)呈現(xiàn)分析結(jié)果，使船舶運營商能夠?qū)崟r監(jiān)控其船舶狀態(tài)和航行條件，支撐高效運營。
近期，現(xiàn)代重工還與相關(guān)的航運業(yè)、互聯(lián)網(wǎng)及多家創(chuàng)新中心合作開發(fā)新型智能船舶。該項目將開發(fā)一種船舶服務(wù)軟件，預(yù)計于2019年應(yīng)用在智能船舶上，能夠檢查壓載水艙、為船員提供遠(yuǎn)程醫(yī)療服務(wù)和基于虛擬現(xiàn)實的培訓(xùn)、對重要設(shè)備進(jìn)行維護(hù)和自動報告航行信息。
隨著對船舶排放監(jiān)管日益嚴(yán)格，韓國造船業(yè)開始推行環(huán)保型船?，F(xiàn)代重工推出“Smart ship + LNG propulsion”的概念――在智能化船舶的基礎(chǔ)上，升級推進(jìn)系統(tǒng)，改用LNG燃料為主的環(huán)保型船舶。現(xiàn)代重工寄希望于利用智能船舶技術(shù)等新技術(shù)，將重心轉(zhuǎn)向船舶服務(wù)技術(shù)及為客戶定制的增值軟件等新興方式，以幫助企業(yè)走出低谷期。
三星重工于2011年開發(fā)VPS船舶門戶服務(wù)系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以在岸上監(jiān)控船上設(shè)備的運行狀態(tài)，判斷船舶故障狀態(tài)，遠(yuǎn)程支持船舶運營。此外，三星重工還開發(fā)了船舶能效管理系統(tǒng)。
船舶能效管理系統(tǒng)是三星重工以國際海事組織（IMO）發(fā)布的船舶能效管理計劃為指導(dǎo)，開發(fā)的智能化船舶能效監(jiān)控工具。
據(jù)三星重工消息，該套系統(tǒng)至少可以節(jié)省約15%的能源消耗，整套系統(tǒng)投入費用平均3.8年內(nèi)可以收回。此外，三星重工還與韓進(jìn)海運合作，在2013年5月至今年年底的時間內(nèi)，對韓進(jìn)海運4600TEU型船進(jìn)行數(shù)據(jù)收集和分析研究。
大宇造船中央研究所與韓國SK通信社聯(lián)合開發(fā)基于LTE網(wǎng)絡(luò)的陸海兩用智能通信系統(tǒng)――海上最大通訊距離為100千米的語音通話系統(tǒng)。該系統(tǒng)現(xiàn)階段主要應(yīng)用于新造船舶陸上建造和海試階段，可以實時監(jiān)控匯總各階段的數(shù)據(jù)，并處理和分析?；贚TE網(wǎng)絡(luò)的陸海兩用智能通信系統(tǒng)可省卻使用衛(wèi)星通信的昂貴費用，還可提高網(wǎng)絡(luò)接入速度，減少原本在海試階段投入的大量人力和物力，大大提高了企業(yè)自身競爭力。
日本：基于制造的船舶智能化
日本國土交通部將今年定為“生產(chǎn)性革命”元年，在智能造船領(lǐng)域，日本政府推出“i-Shipping”計劃，從提升產(chǎn)品和服務(wù)能力、開拓商業(yè)領(lǐng)域、提升船舶制造能力和加強(qiáng)人力資源儲備四個方面助推日本造船業(yè)進(jìn)一步創(chuàng)新做強(qiáng)，擴(kuò)大產(chǎn)品出口量，提升產(chǎn)業(yè)價值。“i-Shipping”計劃，即將物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)技術(shù)運用到船舶運營和維修中，通過及時反饋信息達(dá)到設(shè)計、建造、運營和維護(hù)“一體化”的效果，全面提升產(chǎn)品競爭力。
與歐盟智能造船發(fā)展類似，日本政府計劃通過改革生產(chǎn)現(xiàn)場，即在生產(chǎn)制造領(lǐng)域建設(shè)穩(wěn)定高效的生產(chǎn)體系，以進(jìn)一步提高效率。
具體來看，“i-Shipping”計劃從五個方面推進(jìn)船舶“智造”。第一，利用數(shù)字化技術(shù)加強(qiáng)現(xiàn)場工人生產(chǎn)管理。通過傳感設(shè)施將個人動作和作業(yè)數(shù)據(jù)化，實現(xiàn)作業(yè)實時監(jiān)控與管理；優(yōu)化基礎(chǔ)設(shè)施，運用互聯(lián)網(wǎng)及大數(shù)據(jù)等技術(shù)打造可視化船廠。通過革新相關(guān)軟件及技術(shù)，將工人的工作內(nèi)容可視化、數(shù)據(jù)化。
第二，減少生產(chǎn)過程中零部件及材料在訂貨、制造、交貨等環(huán)節(jié)中的浪費。推動地區(qū)配套供應(yīng)商之間的訂貨、制造、采購實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化、“一站式”管理；推進(jìn)“智能造船集群”建設(shè)，并將零部件及材料的設(shè)計、訂貨、制造、采購等環(huán)節(jié)納入其中。
第三，升級現(xiàn)有設(shè)備，進(jìn)一步優(yōu)化建造流程，提升模塊精度、舾裝效率，包括引進(jìn)激光電弧焊接技術(shù)、船體分段3D激光掃描，引入適合造船工作的可穿戴式機(jī)器人技術(shù)，提高舾裝等復(fù)雜環(huán)節(jié)的工作效率。
第四，加強(qiáng)產(chǎn)研結(jié)合，提高先進(jìn)生產(chǎn)設(shè)備應(yīng)用率。鼓勵企業(yè)與研究機(jī)構(gòu)合作開發(fā)、引進(jìn)自動化程度高的設(shè)備，如焊接機(jī)器人等，稅收上支持造船業(yè)設(shè)備更新。
第五，加強(qiáng)技能工人培訓(xùn)，進(jìn)一步擴(kuò)大技能培訓(xùn)的范圍及建設(shè)技能評價系統(tǒng)；通過采取合適的監(jiān)管措施，增加外國人就業(yè)率。
在智能船舶領(lǐng)域，則由日本船級社和日本船舶配套協(xié)會等單位聯(lián)合組織展開。2012年年底，日本“智能船舶應(yīng)用平臺”項目研究啟動，該項目旨在開發(fā)船舶智能信息與控制系統(tǒng)，結(jié)合常見的船載監(jiān)控系統(tǒng)，利用遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，研制出可以存儲船舶監(jiān)控系統(tǒng)運行數(shù)據(jù)，并向智能船舶各種應(yīng)用系統(tǒng)提供接口的統(tǒng)一數(shù)據(jù)交互平臺,實現(xiàn)氣象導(dǎo)航、縱傾優(yōu)化、主機(jī)監(jiān)測、狀態(tài)監(jiān)測、能效管理、遠(yuǎn)程維護(hù)等功能。據(jù)悉，該平臺已經(jīng)在日本的一艘渡輪和一艘原油油輪上實現(xiàn)安裝應(yīng)用。
同時，項目團(tuán)隊也在推動智能船舶應(yīng)用平臺成為IMO“E-航?！睉?zhàn)略的一個測試版，標(biāo)準(zhǔn)化推進(jìn)系統(tǒng)模型、系統(tǒng)安全、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等內(nèi)容。
目前，日本船級社已將研發(fā)智能船舶作為未來5年的重點工作，成立海事業(yè)大數(shù)據(jù)中心，與IBM開發(fā)相關(guān)軟件，旨在通過收集機(jī)艙發(fā)動機(jī)、泵及溫度傳感器的實時數(shù)據(jù)，然后進(jìn)行分析，從而總結(jié)出設(shè)備優(yōu)化和維修等方面的建議；與NAPA合作研發(fā)航線優(yōu)化支持系統(tǒng)，幫助船舶運營商優(yōu)化航線及航行計劃，該系統(tǒng)已在實體船舶上得到應(yīng)用。
中國：基于工業(yè)4.0的中國制造2025
在全球船舶訂單量暴跌70%的行業(yè)“寒冬”中，受益于政府部門的大力扶持，占據(jù)大部分造船資源的中國國有骨干造船企業(yè)穩(wěn)住了訂單量。自2010年起，中國造船完工量、新接訂單量和手持訂單量三大造船指標(biāo)已連續(xù)6年穩(wěn)居世界前列。
盡管中國造船業(yè)已超越日韓成為全球第一，但60%的訂單集中在散貨船等低附加值船型上。與此同時，在生產(chǎn)效率和管理水平方面，中國 造船企業(yè)造船每修正總噸工時消耗、全員造船效率等效率效益指標(biāo)與造船強(qiáng)國之間仍有較大差距。
“中國造船效率僅是日韓水平的1/3。10年來，中國骨干造船企業(yè)每修正總噸工時平均消耗從44小時降到30小時，個別先進(jìn)企業(yè)達(dá)到20小時左右，但與日本的10小時、韓國的15小時相比，差距明顯?！敝袊跋冗M(jìn)制造技術(shù)專家組組長林忠欽在接受媒體采訪時表示，隨著要素成本上升，中國的優(yōu)勢正在失去，如果不抓緊時間轉(zhuǎn)型升級，過去的優(yōu)勢將徹底喪失。
在此背景下，中國政府制定《中國制造2025》，對于造船業(yè)的發(fā)展提出了高要求。《中國制造2025》提出，“突破豪華郵輪設(shè)計建造技術(shù)，全面提升液化天然氣船等高技術(shù)船舶國際競爭力，掌握重點配套設(shè)備集成化、智能化、模塊化設(shè)計制造核心技術(shù)。”
據(jù)悉， 5月份在“船舶行業(yè)推進(jìn)智能制造現(xiàn)場經(jīng)驗交流會”上，工信部副部長辛國斌表示，目前工信部已基本完成《中國制造2025》“1＋X”規(guī)劃體系編制工作，制造業(yè)創(chuàng)新中心、智能制造、工業(yè)強(qiáng)基、綠色制造及高端裝備等五大工程實施指南已公開發(fā)布。海洋工程裝備和高技術(shù)船舶是《中國制造2025》明確的十大重點領(lǐng)域之一，也是國家高端裝備制造業(yè)的重要組成部分。
無疑，“智能化”是未來十年中國造船業(yè)必須面對的問題，但另一個事實則是，對于“智能化”這個技術(shù)詞，人們還相對陌生。
相關(guān)表述稱，從感覺到記憶再到思維這一過程稱為“智慧”；智慧的結(jié)果產(chǎn)生了行為和語言，將行為和語言的表達(dá)過程稱為“能力”，兩者合稱為“智能”。“智能化”即由現(xiàn)代通信與信息技術(shù)、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、行業(yè)技術(shù)、智能控制技術(shù)匯集而成的針對某一個方面的應(yīng)用。
拋去晦澀的術(shù)語解釋，簡單來看，包括船舶制造在內(nèi)的《中國制造2025》是基于工業(yè)4.0的發(fā)展。
工業(yè)4.0是由德國政府《德國2020高技術(shù)戰(zhàn)略》所提出的十大未來項目之一。該項目旨在提升制造業(yè)的智能化水平，建立具有適應(yīng)性、資源效率及人因工程學(xué)的智慧工廠，在商業(yè)流程及價值流程中整合客戶及商業(yè)伙伴，其技術(shù)基礎(chǔ)是網(wǎng)絡(luò)實體系統(tǒng)及物聯(lián)網(wǎng)。
簡單來看，一家工廠存在的目的有兩個――生產(chǎn)和銷售，因此工業(yè)企業(yè)通常會分為兩個大的部門――生產(chǎn)部門和業(yè)務(wù)部門。生產(chǎn)部門通 過制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）實施管理，業(yè)務(wù)部門通過管理信息系統(tǒng)（ERP）實施管理。MES主要負(fù)責(zé)監(jiān)控和管理生產(chǎn)這些產(chǎn)品的每一個步驟和工序如何實現(xiàn)；ERP主要反映客戶需要生產(chǎn)多少產(chǎn)品，何時下單，何時要貨。
在中國工廠的很多車間里，各個生產(chǎn)設(shè)備之間、生產(chǎn)設(shè)備與控制器之間，都已經(jīng)基本實現(xiàn)了聯(lián)通。較為先進(jìn)的企業(yè)，其整家工廠也已經(jīng)通過MES連通起來，業(yè)務(wù)部門全部由ERP聯(lián)通。但ERP與MES并沒有連接起來，這就是未來中國制造業(yè)智能化發(fā)展所要解決的問題。
在工業(yè)時代，依靠著產(chǎn)業(yè)工人的溝通，ERP與MES互通雖然有矛盾，但相對相安無事。然而產(chǎn)能過剩和互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展，傳統(tǒng)工業(yè)必須快速、 小批量、定制化的生產(chǎn)。
中國造船業(yè)面臨的供需矛盾問題，也需要靠提高技術(shù)能力和效率，縮短造船周期，提高競爭力水平來實現(xiàn)。因此要完成工業(yè)4.0的境界，中國造船業(yè)需要在智能生產(chǎn)、智能產(chǎn)品和生產(chǎn)服務(wù)化方面逐一通關(guān)。 （來源：航運交易公報）
