以数字化技术创新做强我国船舶工业.doc

以数字化技术创新做强我国船舶工业1引言在经济全球化的今天，国际造船业已发展成为全球一体化市场，世界各国造船企业在全球范围内展开了技术、性能、质量和服务等全方位的角逐。2008年下半年以来突如其来的全球金融危机，使得国际贸易大幅下滑，世界航运业、造船业一片低迷。我国船舶工业也难以独善其身，同样面临严峻形势。面对如此严峻的考验，我国船舶业要迎接全球造船业的复苏应该坚持技术创新，而技术创新的关键措施之一就是促进数字化造船技术在船舶设计和建造中的应用和发展。2. 围绕两化融合，发展数字化造船 党的“十七大”提出“发展现代产业体系，大力推进信息化与工业化融合，促进工业由大变强” ，这是党中央、国务院在我国经济社会发展新的历史起点上所做出的重大战略部署，是时代发展的必然要求。 走“两化”融合的道路，为我国成为造船强国指明了前进的方向。造船行业的“两化”融合是数字化造船与现代造船模式的完美集合。它基于企业信息共享平台,构建集成、高效、敏捷的造船模式，实现造船行业由大到强的历史变革。 面对国际金融危机，企业应加强自身的信息化建设以强化应对寒冬的能力，为春天的到来做好充分准备。 3. 船舶制造数字化技术的内涵船舶制造数字化是以现代船舶设计制造的工程方法和管理理论为依据，以数字化技术为手段，面向船舶产品全生命周期，理论方法与应用技术相结合的技术体系。主要包含如下几方面的内容：（1）现代制造理论与数字化技术基础。如：源自日本的精益制造、成组技术、准时生产理论，以及源自美国的并行工程、企业资源计划、敏捷制造等现代制造理论，以及建模技术、仿真技术、优化技术、集成技术等数字化技术；（2）数字化基础环境。如：计算机系统及系统软件、数据库管理系统及相关技术、网络系统及相关技术、信息安全体系、信息标准化体系等；（3）数字化产品开发技术。包括在船舶产品需求分析、设计开发、生产制造等各个阶段中，为分析和解决船舶产品的设计和制造过程中的各种问题而提供的数字化的技术方法和应用工具。如单项应用技术CAD、CAE、CAM、VR等，过程管理和集成平台PDM、仿真及优化应用等。（4）数字化制造技术。包括数字化生产计划与制造执行控制、数字化工艺过程、数字化装备、数字化制造单元、基于数字化的生产系统综合集成等。（5）数字化管理技术。包括现代企业管理模式、集成化管理与决策信息系统、企业资源计划与管理系统、企业生产项目管理系统、企业间协作的供应链管理与电子商务技术、企业质量管理的相关技术及企业管理信息系统的应用实施过程及方法等。基于这一船舶制造的数字化技术体系，在船舶制造数字化的具体实施中可以看到，船舶制造数字化是以数据处理、图形图像、虚拟现实、数据库、网络通讯、数字控制等数字化技术为基础，将数字化技术全面应用于船舶的产品开发、设计、制造、管理、经营和决策的全过程。通过对船舶产品以及造船生产和管理过程的数字化建模，以信息系统为载体，将船舶设计、生产、管理相关的思想、理论和方法融合于信息系统及数字化装备之中，辅助船舶的设计、生产、管理过程，使船舶产品的设计和生产向着自动化、精4. 国外数字化造船现状 作为先进制造业的强国，一直以来，美国以其在信息技术方面所具有的优势引领着数字化制造的潮流。虽然目前美国已逐步减少商用船舶的建造，在造船总量方面不如亚欧国家，但在军用舰船的设计、建造技术上仍处于遥遥领先的地位。 美国将数字化技术用于核潜艇模块化建造始于上世纪80年代。通过采用预先设计好的通用模块装配成具有不同功能、使用性能和尺度的核潜艇。美国“海狼”号攻击型核潜艇是世界上第一艘全部采用模块化设计和建造的核潜艇。通过数字样船，将整艘舰艇划分为若干个由模块、次模块、组件、附件和零件构成的舱段；运用数字化预装配，预先解决许多在建造中才能发现的碰撞、振动间隙和通道可用性等问题；采用共享三维数据库直接产生机加、弯管和切割指令，驱动数控机床、数控弯管机和数控切割机；采用信息化技术进行生产过程管理和质量监控；通过网络将生产过程中的问题直接反馈给设计和管理部门，从而缩短了建造周期，加快了型号的更新换代，提高了产品的可靠性和维修性，降低了制造费用。目前这一系统正用于“弗吉尼亚”级核潜艇的建造中。舰船制造数字化技术的研发和应用得到了美国政府和军方的大力支持。上世纪九十年代，美国政府和美国国防部主导制定了MARITECH计划，该计划是为了改进美国船厂船舶设计和建造过程的一项技术发展计划。其中包括产品开发、供应链管理、工厂执行、基础工具与信息交换标准、产品生命周期支持等方面的66个子项。该项目借助先进的制造理论和IT技术，以敏捷制造的思想为指导，在军船制造中以虚拟企业、虚拟产品、虚拟制造的全新的舰船建造方式，实现了快速、灵活、低成本、高质量的舰船生产。该项目下包含的一些子项目：如COMPASS（Commercial Object Model of Products/Processes for an Advanced Shipbuilding System）子项，旨在通过统一的产品数据模型建立支持设计、建造全生命周期的数据管理系统；FIRST（A First Principles Approach for Shipbuilding Integrated Process and Product Development）研究造船产品开发和造船业务过程的集成方法； 虚拟造船联盟（Virtual Shipbuilding Consortium）子项是建立一个信息框架，使不同的公司（设计公司、制造厂商、供应厂商等）可以以虚拟企业的形式实现各配套企业间的设计和生产的协同，共同应对客户的需求； MariSTEP（STEP-Ship Product Model Exchange Project）子项则是建立基于STEP标准的船舶产品信息模型，实现不同CAD/CAM系统间船舶产品信息的交换。 通过5年的研究和实施，MARITECH项目在美国的一些船厂和军船建造中取得了很好的效果。美国在DD21驱逐舰的建造中，采用了DD21“智能产品模型”（DD21 Smart Product Model）；构建了集成数据环境（IDE：Integrated Data Environment），通过建立智能产品模型这样的虚拟产品原型，并借助以互联网为基础的产品和流程信息管理系统，把100家以上的客户、合作伙伴、供货商及分包厂商等联合起来进行协同产品设计、开发、生产、测试、售后服务，并通过智能产品模型进行产品开发协调和数据共享。 美国在制造21世纪新型核动力航母（CVN-21项目）中，将数字化技术全面应用于设计建造直至舰船整个生命周期的过程中。把产品生命周期管理（PLM）解决方案，用于项目管理、产品数据管理、生命周期流程管理、设计协同和决策支持。通过PLM管理设计建造过程，协调数千设计人员使用三维设计软件协同工作。采用虚拟仿真软件用于数字化制造、维护工艺的规划和验证；把分析仿真软件用于与设计过程紧密结合的线性、非线性产品性能分析，提高工程质量。实现了第一艘完全数字化设计、制造和维护的航空母舰，保证了承建商的商业信息系统、商品供应者、分包商和政府委托人间安全密切的协作，有效控制了产品成本和产品质量。日本自上世纪九十年代中后期开始，在其政府的主导下日本工业界的诸多领域推广了CALS战略，其中也包括在造船工业推行CALS，并积极推进基于知识共享的造船CIM开发，名为LINKS。CALS计划的重点是通过构建公共的网络系统实现企业间的信息共享。LINKS则是建立企业间的CIMS系统的信息交换，实现企业间的协调与合作。在LINKS项目中，不同的造船企业通过以产品模型（PM）为基础的数据库进行船体或舾装信息的交换，各个企业可以使用各自的CAD系统，通过转换软件形成中间文件转入产品模型数据库中，进行企业间的数据交换。材料和设备制造商则按照信息标准化方式与造船企业进行数据交换。近年来，日本造船业已认识到当今造船业的竞争已不是单个造船企业间的竞争，而是扩展到整个供应链之间的竞争，必须建立上下游企业间的信息共享和信息交换平台来提升竞争能力。为此，日本造船业界在上下游企业间的供应链管理方面推进了ZoHaKuWeb计划，该计划的目标是建立一个电子商务平台，实现造船企业与配套企业间的工作协同。使造船总装企业和各配套企业间通过实时的信息交换，实现缩短设计建造周期，降低设计建造成本，提高产品质量，快速应对客户需求的目的。在生产加工设备的数字化方面，日本造船企业也进行了大量的开发，从板材、型材的数控切割和数控加工，焊接、涂装机器人，到平面分段自动流水线，使生产效率和产品质量大幅提高。 日本的三菱重工在20世纪80年代初，开发并采用完整的CAD/CAM系统及CIMS系统。2005年，在自身开发的MATES基础上，购入由芬兰设计公司开发的NAPA三维CAD系统软件，并且成功运用到大型客船的建造中。另外如三井造船：自行开发采用MACISS设计系统，并整合了Tribon船舶设计系统的部分模块。 值得一提的是韩国政府早在2008年便提出了将IT融入造船的理念，其旨在于充分发挥韩国IT领域的优势，将先进的IT技术嫁接、融入汽车、造船、钢铁、建筑和医疗五大主力产业中。为加快融合速度，韩国政府在当时投入了资金706亿韩元（约7000万美元），并在五大行业中选定了31项作为国策研究课题进行重点促进。目前韩国的IT部门遵照政府“IT融入造船”的指示精神，除了正在开发防止生产现场安全事故的IT管理系统外，还在开发可以选择最佳航线、提高航行安全性能、远距离对船舶维修、保养进行诊断的智能化系统，作为战略发展项目予以资助。在此背景下，现代重工与韩国电子通信研究所合作，利用信息技术，构筑数字化船厂。现代重工作为韩国核心船厂的代表在90年代末就建立以PTC公司的Windchill为核心。开发出HICIMS集成制造系统，并全面实施。据称该系统可使平均设计周期缩短约25%、平均建造周期缩短约10%。目前，现代重工正在全面采用Tribon系统作为其主流CAD/CAM系统。并且该企业考虑将无线电通信系统进一步扩大到物质部的物流管理部门，使得分段在厂区内的位置、材料的流向一目了然，同时还可以进行分段存放管理与现场生产管理。值得一提的是韩国的大宇造船是韩国造船界Tribon系统应用最好的案例。其采用Tribon系统在实船上的应用、二次开发和CAD/CAM电子模型的覆盖程度相当高。2004年8月，该公司全面启用新开发的信息一体化综合管理系统 （CI2M），公司综合效益每年可达5100万美元，据称，生产效率可提高7%-8%。5. 国内造船数字化现状我国造船数字化技术与发达国家相比虽存在一定的差距，但始终紧跟先进造船国家的发展潮流。国内造船业界经过不懈的努力，目前造船数字化技术已逐步渗透到造船业价值链的每一个环节。从合同设计、性能计算、详细设计、生产设计、物流供应、生产计划、生产控制、质量保证、成本核算等各方面均引进或自主开发了各种各样的信息系统，并已广泛应用于船舶设计、造船生产和管理过程中，造船业的信息化明显地增强了中国造船的国际竞争能力。目前，国内主流造船企业在船舶设计制造领域已全面采用了CAD技术，各企业设计部门普遍使用了造船CAD/CAM系统进行合同设计、详细设计和生产设计。通过建立全船的三维数字模型和标准零部件库，使设计工作更精确、更直观，明显提高了设计速度，减少了设计差错。有部分企业已开始应用PDM系统，如引进PTC公司的Windchill系统，或国内自主开发的PDM系统等进行产品数据管理和设计过程管理，PDM系统的应用不仅规范了设计过程，更重要的是建立了产品数据信息的交流通道，使CAD的设计信息能较顺利地传递到后续的作业中，为设计的协同、设计信息和制造信息的集成奠定了基础。CAD和PDM技术的应用大大缩短了设计周期、加深了设计深度、提高了设计质量，使国内造船水平有了较大的提升。在虚拟仿真领域，国内近几年不少船舶研制单位引进了虚拟仿真软硬件平台，并进行了初步应用。应用主要集中在虚拟漫游和产品展示方面，在水面舰艇建造工艺虚拟仿真方面的研究和应用则刚刚起步。在生产管理数字化方面，不少船厂从八十年代就开始了MIS系统的研究开发，一些企业针对特定的业务需求，开发了一些应用系统，如物资管理、生产计划管理、财务成本管理等信息系统，这些系统的应用提高了管理数据的采集、分析、统计的准确度和及时性，在局部范围内取得了较明显的效果。随着造船现代化步伐的加速，一些新型的现代化造船企业直接引进国外造船企业的管理理念，通过引进造船CIMS系统并结合企业的实际情况进行系统改造，在实际应用中取得了显著的成效。5.1 数字化设计技术数字化技术应用推动了设计手段进步和设计技术进步。不仅信息资源、设计软件、优化分析工具得到共享，且整个设计过程数据信息得到共享和传递，建立信息流和工作流，组织产品设计及管理，在设计上更灵捷支持综合优化设计、基于知识经验设计、数值仿真分析、虚拟仿真试验验证，以及协同设计管理和与工厂集成。数字化设计改变了总体所的设计模式，牵引总体集成设计技术发展。由单个应用到集成应用，再到结合流程协同应用转变；在设计方法由经验性向确定性定量设计转变，专业由总体和结构，拓展到电气、通风、轮机、作战等；在设计手段由二维设计向集成制造和管理的三维并行协同设计转变；设计知识由经验和个体文件向基于知识库的船型设计转变；并研究开发船舶安全实时监测平台，牵引船舶信息化装备发展。5.1.1 综合优化设计（1）快速优化设计信息链基于经验和知识对三维设计模型进行精简，重构适合有限元分析和虚拟仿真的三维模型，初步打通三维设计模型到CAE数值仿真模型转换，以及到虚拟仿真模型转换。 （2）综合优化设计分析 数值分析从总体、结构、电气、通风、轮机应用，延伸到隐身、电磁兼容等专业，确保舰船总体及各种性能优化的量化指标。（3）基于知识经验库设计 舰船总体根据设计人员在设计研发工作中积累知识和技术，建立可检索查询和技术文件链接的设计知识库，应用于船型开发。 （4）协同设计产品数据管理 以设计图文档和设计管理模式为基础，研究开发PDM系统，优化流程和组织，将产品设计信息文件、团队、三维模型形成互相关联的结构树，实现设计图文档管理、设计流程管理、项目管理和项目变更管理。（5）协同数值仿真引入PDM技术管理仿真数据和分析过程，建立团队、建模、数据及相关文件处理协同工作和管理环境，固化舰船仿真分析流程，使设计师直接应用CAE进行设计。（6）虚拟设计能力 建设了虚拟仿真试验演示室和虚拟现实仿真框架体系，开展实时交互视景仿真和虚拟现实仿真应用，采用离散事件仿真等技术，完成船舶多种作业系统人在回路中的虚拟仿真验证。5.1.2 信息化产品开发 （1）初步设计软件开发 总体设计所初步开发具有参数化建模的舰船线型设计和总体性能设计分析软件NUCAS系统，应用于舰船初步设计，多方案论证。（2）生产设计软件开发 船舶生产设计系统融合了CAD、CAPP、CAM等技术，用于船舶船体、结构、管系、电气、设备、铁舾件、涂装等生产设计过程。（3）虚拟仿真软件开发船舶生产过程的虚拟仿真是以建造方針和计划为导向，通过船台/船坞的搭载程序对总组、分段的需求，通过仿真计祘可以获得对分段制造、分段总组场地和生产节奏的计划，并对涉及船台/船坞的搭载的资源进行优化，从而可得到以最少的分段/总组分段的储量来满足船台/船坞的搭载计划要求，这样可大大减少分段/总段堆放场地，并提高流动资金的周转率。（4）PDM软件开发 PDM是产品数据的管理工具，也是系统集成的平台、同样也是实现并行工程、敏捷制造的基础。以统一的产品模型和标准化信息交换机制实现船舶产品信息的共享。5.2 数字化制造技术建造船舶需要大量的工艺装备，而工艺装备的发展，又促进了造船工艺水平的提高。提高造船装备自动化、机械化水平，对提高生产效率和产品质量，缩短造船周期都具有重要意义。数字化装备（造船工艺装备）造船工艺设备包括单机产品如数控肋骨冷弯机、数控切割机、数控板材热应力曲面成型机等。以及集成生产线（钢材预处理流水线、型材自动加工生产线、平面分段流水线、分段涂装生产线数、控管子定长切割生产线和管子法兰机器人自动焊接生产线）。纵向对比我国的船舶制造技术有很大发展，但横向比较与国外先进造船企业仍有很大的差距，主要体现在下述方面:（1） 造船技术水平测评2008年采用国际通用的造船技术水平评价方法，分列50个因素，测评了我国骨干船厂与世界先进船厂的差距，结论是中国船舶制造技术的总体水平与外国先进船厂的差距有所缩短，即从1998年时的1.55降低至1.16。但是，还存在12年左右的差距。（2） 船体建造：分段规格较小近些年，尽管我国骨干造船企业引进了大量先进设备和技术，并且在船体建造方面有了长足进步，但是船台或船坞周期仍较长，一般为2个月左右，而国外先进船厂己达到1个月左右。（3） 船舶舾装：单元舾装薄弱, 二次除锈率过高由于生产设计不够深入，工具和工装落后，施工场地和设施有局限性，设备纳期得不到满足，造成单元舾装率较低，从而影响了后续工序。缺少规模的舾装车间，尚无舾装单元生产线。另外由于涂装设计和生产管理一体化水平较低，缺乏规范的涂装标准，加上涂装设备设施不足，船舶建造周期过长，各道工序不注意漆膜保护和跟踪补涂不够全面等方面的原因，造成船体分段生锈，而要在钢材预处理后，100%再次进行表面处理。二次除锈工时近乎涂装总工时的50%，并消耗大量涂料。还要建设比国外船厂更多的涂装房。而世界先进船厂的二次除锈仅局限于车间底漆破损区域，约5%。两者存在有很大的差距。（4） 焊接与检测：自动化程度低从上世纪80年代以来，我国船舶工业推广应用高效焊接技术，提高了造船焊接技术水平。例如，CO2气体保护半自动焊接的应用率已达60-65。但是，与先进造船国家相比，差距仍然很大。在我国，激光焊接技术和机器人焊接在船厂的应用研究近年还刚起步。（5） 精度控制：未覆盖全过程从上世纪60年代中期开始集团公司各骨干船厂引入船舶建造精度控制技术，做到了平行舯体分段加放补偿量，曲面分段预修整上船台。由于工艺、工装设施技术、管理等多方面的因素，仅部分工序进行了精度控制，并未贯穿造船全过程。这与日本和韩国已形成的每年制定一个精度管理计划，确定基本方针、工作重点、各阶段精度控制项目、控制的目标值等一整套精度控制管理体系还有很大的差距。（6） 物流技术：有待提升随着船舶的大型化以及缩短建造周期，增强市场竞争力的需要，分段/总段的尺寸与重量正迅速提升，2000t-3000t、5000t-6000t的巨型总段都己在日韩的船厂大量采用，以至12000t的超级总段也已出现。这样，数百吨级的平板运输车和龙门吊是完全不能适应的，有待进一步提升我国骨干船厂在这方面的设备能力。同时，如此巨型总段的运送和定位也必定有新的技术需要研究与开发，以确保建造质量与安全。海洋工程装备的建造也需要提升巨型构件和超级模块的运与吊运能力。（7）信息技术：期待整合中船集团公司属下单位都以很大的力度引进或自主开发造船设计、制造和管理的计算机软件，取得了一定的成绩。由于这些工作大多是以单位为主体开展的，很难实现全集团或全国的无缝整合。先进造船国家设有全国性的造船数字化研发中心，相比之下差距十分明显。5.3 数字化管理技术我国早在八十年代就开始了MIS系统的研究开发并引进国外PDM系统，以期解决“信息孤岛”问题。部分造船厂直接引进国外造船企业的管理理念用于其造船生命周期的一系列管理。作为大型现代化造船企业，上海外高桥造船有限公司在引进、消化和吸收韩国HANA-Pro CIMS系统的基础上，自主开发了造船业务综合管理系统 (SEM系统)。SEM是造船企业管理（Shipbuilding Enterprise Management）的缩写，是由上海外高桥造船有限公司（SWS）自主开发的造船业务综合管理系统，继承了韩国造船厂的先进管理理念和造船业务主流程，结合了中国造船业环境和船厂管理实际，适合于拥有大型造船设施、具备一定产量规模（年投钢量约20万吨以上）、追求造船精细和精益管理的大型造船企业。SEM应用情况外高桥造船有限公司将该系统全面应用于其整个造船设计生产管理周期。实现覆盖从设计管理、生产管理、生产节点管理、现场管理、物资物流管理的整体应用。 为充分发挥SEM系统的综合管理优势，外高桥造船有限公司也提出了对SEM后续发展设想，其中包括将设计管理延伸到设计文档管理、图纸发放与控制；强化检验、任务包与计划、效率分析、工时增补、劳务结算之间的关联和集成；加强对船厂关键资源（场地、重型设备设施）的管理，确保快速响应机制下的资源配置和调整。快速响应柔性计划，为“保交船”提供保障；将物流管理延伸扩大至电子海关、上游供应商托盘配送的管理。逐步扩大JIT供应范围；深化成本统计分析，动态地反映成本状态，为降本增效提供改进和提升方向。6.目前国内造船数字化存在问题及需要解决的关键技术数字化造船技术的问题首先表现为信息交换问题。目前设计院和船厂的信息联系在很大程度上仍然依赖于图纸、报表和文档。其次也存在着并行协同问题，由于各单位的信息系统不一致，缺乏基于一体化产品信息模型的产品数据库，导致信息交换困难。另外要实现造船强国的目标，必须进行造船软、硬件技术创新，其中软件创新主要是改变传统的造船模式，而硬件创新主要体现在船厂大型设施的建设和造船工艺装备的综合机械化和自动化，即工厂自动化和机器人化。在管理技术方面我国目前也存在着设计深度不够的问题，即不能向后续的制造、管理环节提供足够的、准确的信息；在基础数据和标准化方面也存在着较大的差距，使得管理精细化缺乏依据；同时由于设计系统与CIMS间信息交换不顺畅，导致信息的重复输入，影响了系统的整体应用效率。目前我国造船业还存在着如下问题：（1）管理的精细化问题: 目前造船企业大都还是沿用传统的人工管理方法，计算机只是作为信息统计和分析的辅助手段。精细化管理需要借助数字化技术建立准确精细的生产计划、物料需求计划和物料供应体系，充分地调动企业的资源能力，合理地安排企业的资源计划，及时地、准确地掌握和控制生产成本。（2）信息的标准化问题: 造船信息标准和信息交换标准的缺失是阻碍造船信息集成的重要原因。要实现信息的集成首先必须做好标准化工作。包括信息标准化体系的建立及相关标准的制定，如企业编码体系的建立和编码的标准化，产品信息模型和企业信息模型的标准化、企业业务流程的规范化等。虽然国内造船企业十分重视造船数字化技术的应用，取得了较显著的成效，但与先进造船国家相比在信息集成化和管理精细化方面还存在着较大差距。另一方面，目前国内骨干造船企业使用的主流软件大都是国外产品，因此，必须着力加强自主软件的研发能力，开发国产造船软件产品，加快造船数字化技术的发展和应用。 为了解决上述问题，国内造船行业正在开展如下关键技术的研究，其中包括产品数据库技术、资源数据库技术以及信息集成、标准化技术。（1） 产品数据库是为了解决产品信息的共享问题，满足不同设计建造单位、不同的专业、不同的设计生产阶段对产品信息的需求。通过产品数据库可以访问到完整的、准确的、一致的产品信息。满足协同设计、并行工程对产品信息的访问要求。产品数据库应包含于产品相关的完整的信息，不仅要满足设计工作的需要，还要能反映工艺要求，满足生产管理对产品信息的需要。产品数据库技术将研究满足上述要求的产品信息模型和产品信息的表达。船舶产品数据库应该是一个基于统一的产品信息模型的中性化的数据库，不依赖于某个特定的信息系统，其数据结构应对船舶产品进行全面、完整、准确的表达，应能支持产品的全生命周期对产品信息的需求。需要建立从特定信息系统到中性数据库的信息映射，保持信息的一致性。各个企业、各个专业可以根据自身的需要，依据一定的规则和安全性要求，通过产品数据库的不同信息视图访问产品信息。 （2）资源数据库是为进行精细化管理提供完整的规范的基础资源信息。进行精细化管理的前提必须是对企业资源和资源的能力等基础信息有准确和规范的描述，在此基础上才可能进行企业资源的优化利用和自动化分配。对企业资源数据库的研究将通过对企业业务流、信息流的分析，寻找信息元素，分析资源相关的信息类型和信息属性，资源信息模型、属性、资源能力等表达方法，为建立资源数据库打下基础。企业资源通常包括物料、设备、场地、人力等，需要对这些资源的属性、状态、能力进行定义和描述。同时，需要对业务流程、工艺流程进行规范化，并对与企业业务过程相关的信息，如生产计划、日程安排、物料需求、资源分配等信息进行管理，这些信息反映了企业资源的动态状况，通过企业资源数据库对这些信息进行有效的存储和管理。（3）信息集成、标准化技术实现设计、生产、管理信息的一体化仅仅通过系统之间相互的信息接口已难以满足快速发展的企业信息化的要求。因此，造船信息集成平台已经提到议事日程上来。集成平台不仅要满足现有系统的信息集成要求，还应考虑未来信息系统的信息集成需要。信息平台技术要研究平台的架构、平台的实现、数据的访问等相关技术。为了实现信息集成化，需要在上述产品数据库、资源数据库的基础上建立信息集成平台。信息集成平台是实现信息集成和应用集成的软件框架环境，它提供透明、一致的信息访问和信息交互手段，以实现企业范围内信息的有效共享和业务过程的协调运作，使关键数据能够被多个业务系统所复用。信息集成平台不仅提供信息访问的接口，还应提供应用编程接口和应用集成接口；提供透明的信息访问服务，使应用以一种一致的语义和接口实现对数据的访问；提供相应的应用开发工具，简化用户应用程序的开发工作。信息集成平台可以使各种信息系统以一种统一的集成方式方便地集成起来。造船企业信息集成框架图信息的标准化是研究信息的标准的表达方式，以满足各种应用的需要，满足信息交换的要求。对于现有的系统，信息的标准化可以成为系统间信息交换的基准；对于未来的系统开发，信息标准化可以成为系统开发中信息结构的依据。造船企业信息的标准化包含的内容很多，如：编码系统和信息编码的标准化，各种信息对象的信息表达的标准化，信息交换的标准化等等。7. 推进数字化造船技术应用建议7.1 提高领导重视程度，发挥一把手决策作用数字化造船是一把手工程。数字化造船将改变船舶研制单位的工作流程，设计、生产管理均由粗放型向集约化精细化转变，会涉及到企业业务流程重组组织机构调整管理模式转变、利益调整等重大问题，需要企业领导。尤其是企业一把手的决策指挥，否则很难避免浅尝辄止、前功尽弃的现象。7.2 夯实数字化造船技术基础目前已建设完成的数字化造船国家工程实验室，充分依托我国军民品有关现代造船模式理论研究及创新实践的有利条件，一方面推动工业化与信息化加速融合，以信息化带动现代造船模式的发展，开展了总装化造船模式下业务流程、工程管理、信息流及信息模型研究，为实现总装化造船和精细化管理的数字化目标作出理念和方法上的支撑。研究和发布一系列面向信息化、标准化的建立现代造船模式指导性文件，如造船企业开展工时（物量）统计分析工作的指导意见、提高钢材利用率指导性意见、工程计划管理、精度管理指导意见、精度管理评价指标等指导性文件等。另一方面，着重研究和突破现代造船模式信息化的基础性关键问题，如开展了造船设计、生产、管理一体化编码标准化预研，旨在为造船信息集成扫除编码障碍。实验室去年组织召开了“引进和开发CIMS系统经验交流会” 和“船舶工业虚拟仿真技术应用经验交流会”，就引进CIMS系统的实施方法、基础数据准备、编码设置、与其他系统接口开发和CIMS系统自主开发以及虚拟仿真技术的研究和应用等关键共性技术作了交流讨论。今年下半年，实验室还举行了造船精度管理等研讨会，充分发挥实验室行业组织的优势，为行业造船技术的提高做出贡献。7.3 组织攻关关键共性技术工程实验室十分重视产、学、研相结合，迄今为止已与上海交通大学、上海外高桥造船有限公司、江南造船(集团)有限责任公司、武昌船舶重工有限责任公司等单位合作，攻克了海量船舶电子模型的管理与显示、海量数据实时碰撞检查、多通道三维立体显示和异构CAD电子模型转换等多项关键技术。随着虚拟仿真技术的发展，其在船舶工业中应用也不断的深化和扩大，但是虚拟仿真系列软件如果向国外购买，价格非常高。为此，作为数字化造船技术的重要内容，船舶虚拟建造仿真技术的研究，成为数字化造船国家工程实验室建设的重点，目前软硬件设施已经配置到位。实验室已成功自主开发出船舶产品设计虚拟评估系统SPNavis、船舶异构平台数据转换接口集成平台VISS、多通道立体视频制作和播放软件等产品，并开展了深海半潜式钻井平台、SPAR平台等海工产品及船舶区域建造的虚拟仿真项目的研究，目前，这些项目均得到了国家相关部门的支持。7.4 加强对优秀软件的推广在夯实信息化基础，攻克信息化关键技术的同时，工程实验室还致力于做好优秀软件的推广工作，为行业提供全面的数字化造船解决方案。目前推广应用的软件包括船舶制造三维设计系统SB3DS、船舶产品设计虚拟评估系统SPNavis、数据转换接口集成平台VISS、多通道立体视频制作和播放软件、船舶产品数据管理系统、管业公司制造管理系统、全自动优化套料系统、一笔画切割系统、涂装管理系统等。为了满足不同客户的需求和价格承受能力，我们也提出多种的解决方案，例如自动套料软件我们就集成了两种算法供用户选择，一种是日本IHI公司的，价钱贵点，但钢材利用率计算结果非常理想；还有一种是国内自主开发的，价格便宜，计算速度快，但钢材利用率计算结果还在不断的完善中。8对于未来我国数字化造船业的展望8.1基于船舶产品模型数据交换标准STEP的验证国外目前造船行业纷纷开展了相关STEP标准的验证工作。（STEP是国际ISO 10303标准，是关于整个生命周期内的产品数据计算机表达、交换和共享的国际标准。 它使用了形式化的数据规范语言EXPRESS来描述产品数据的表示，提高了数据表达的精确性和一致性，有利于在计算机上的实现。对STEP标准的开发和运用是船舶行业或企业实现计算机集成制造系统（CIMS）的关键。欧盟的STEP标准开发领导机构是海事电子商务标准协会（EMSA），开展了船舶设计过程中的计算流体力学和欧洲海事工业电子数据交换等多个项目的研究开发；美国的STEP标准开发领导机构是海军/工业数字交换标准委员会（NIDDESC），目前正在进行船舶产品模型交换标准和零配件库标准等多个项目的研究开发；日本的STEP标准开发领导机构是日本海事标准协会组织（JMSA），其设有专门的STEP船舶应用协议委员会;韩国的STEP开发工作起步较晚，在2000年才成立了韩国STEP中心。STEP船舶应用协议的开发工作由韩国的船舶与海洋工程研究所配合STEP中心共同进行，目前正在开展STEP标准的AP218应用协议的试验验证工作。8.2船舶产品和制造过程一体化数据环境一体化的产品数据环境(IPDE)是为数字化设计与制造而设计的解决方案，它表征企业产品信息系统的综合能力。利用IPDE，可以对研制各阶段的核心产品模型数据库、相关数据如图纸、技术手册、培训材料以及项目执行信息如计划、进度、程序需求等进行集成。8.3 应用智能化船舶建造设备 智能化造船是造船生产的最高阶段，它以企业为对象，在系统科学的指导下将企业的全部生产经营过程(包括市场研究、经营决策、产品设计、加工制造、生产管理、销售及服务等)采用软硬件综合成一个由智能计算机、自动化装备和智能机器人所组成的集成系统。迄今，世界上还没有哪一家船厂完全达到该阶段，但必将是未来的发展趋势。 8.4 造船生产现场管理的信息化应用对于造船企业来说，现场生产管理始终是其管理工作的主要内容之一，通过GPS、GIS（地理信息系统）、无线网络、手持或车载终端、无线监控、看板设备、仿真控制等信息技术和设备的应用方面出发，可以进一步深化造船企业现场管理信息化应用。国内的造船企业目前的物流管理较少用到这四项技术，这一是因为国内的造船企业对场外物流的管理往往通过供应商来进行，采购以到厂价来订合同，对物流的监管尚未延伸出去；二