以数字化技术创新做强我国船舶工业

1、以数字技术创新加强中国船舶工业1.简介经济全球化今天，国际造船业已发展成为全球一体化市场，世界各国造船业在全球范围内开展了技术、性能、质量、服务等全方位角逐。自2008年下半年以来，由于突然的全球金融危机，国际贸易大幅下降，世界海运业、造船业陷入低迷。我国船舶工业也难以独善其身，同样面临严峻的形势。面对这样严峻的考验，我国船舶业为了迎接全球造船业的复苏，必须坚持技术创新，技术创新的关键之一是数字造船技术在船舶设计和建设中的应用和发展。2.围绕量化的融合发展数字朝鲜党的“十七大”提出：“大力推进现代产业体系发展、信息化与工业化的融合，推动工业大幅度强大。”这是党中央和国务院在我国经济社会发展新的

2、历史起点上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，就能知道我国成为朝鲜强国的道路。造船业的“两化”融合是数字造船和现代造船模式的完美集合。以企业信息孔刘平台为基础，构建具有集成、效率、敏捷性的造船模式，实现造船业的重大历史变革。面对国际金融危机，企业要加强自身的信息化建设，加强应对寒冬的能力，为春天的到来做好充分的准备。船舶制造数字技术的结合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基础，以数字技术为手段，结合船舶产品的整个生命周期、理论方法和应用技术的技术系统。主要包括以下方面：(1)现代制造理论和数字技术基础。例如：日本的精益制造、集团技术、准时生产理

3、论、美国的并行工程、企业资源计划、敏捷制造等现代制造理论、建模技术、模拟技术、优化技术、集成技术等数字技术(2)数字基本环境。计算机系统和系统软件、数据库管理系统和相关技术、网络系统和相关技术、信息安全系统、信息标准化系统等。(3)数字产品开发技术。包括在船舶产品需求分析、设计开发、生产制造等不同阶段分析和解决船舶产品设计制造过程中各种问题的数字技术方法和应用工具。单应用程序技术CAD、CAE、CAM、VR等流程管理和集成平台PDM，以及模拟和优化应用程序。(4)数字制造技术。包括数字生产计划和制造执行控制、数字流程、数字设备、数字制造单元、基于数字的生产系统的集成等。(5)数字管理技术。包括

4、现代企业管理模式、集成管理和决策信息系统、企业资源规划和管理系统、企业生产项目管理系统、企业间合作的供应链管理和电子商务技术、与企业质量管理相关的技术、企业管理信息系统的应用实施过程和方法等。基于该船舶制造的数字技术系统在船舶制造数字化的具体实施中可见，船舶制造数字化基于数据处理、图形图像、虚拟现实、数据库、网络通信、数字控制等数字技术，是将数字技术全面应用于船舶产品开发、设计、制造、管理、运营和决策的全过程。通过船舶产品和造船生产管理流程的数字建模，以信息系统为载体，将船舶设计、生产、管理相关思想、理论和方法集成到信息系统和数字设备中。辅助船舶的设计、生产、管理过程，使船舶产品的设计和生产自

5、动化、精密。4.国外数字造船现状作为先进制造业的强国，美国以信息技术方面的优势引领数字制造的潮流。目前，美国正在逐步减少商用船只的建设，在朝鲜总量方面不如亚洲欧洲国家，但在军用舰船的设计、建设技术方面仍遥遥领先。(莎士比亚，北境外斗争)美国将数字技术用于核潜艇的模块化建设始于20世纪80年代。使用预先设计的通用模块，用功能、使用性能和规模不同的核潜艇组装。美国“海狼”号攻击型核潜艇是世界上第一艘模块化设计和建造的核潜艇。通过数字样本船舶，将整个陷阱分为模块、子模块、组件、附件和部件组成的段。通过数字预装配，提前解决了施工中可能发现的碰撞、振动间隙和通道可用性问题。使用孔刘三维数据库直接生成机器

6、加法、弯头和切割命令驱动数控机器、数控弯管机和数控切割机。利用信息技术进行生产过程管理和质量监控。通过互联网直接向设计和管理部门反馈生产过程中出现的问题，可以缩短建设周期，加快模型更换，提高产品的可靠性和可维修性，降低制造成本。目前，该系统用于“弗吉尼亚”级核动力潜艇建设。舰船制造数字技术的开发和应用得到了美国政府和军队的大力支持。20世纪90年代，美国政府和五角大楼主导了MARITECH计划，这是一项旨在改善美国造船厂船舶设计和建造过程的技术开发计划。这包括66个子主题：产品开发、供应链管理、工厂运行、基本工具和信息交换标准、产品生命周期支持等。该项目通过先进的制造理论和IT技术，以敏捷的制

7、造思想为基础，通过虚拟企业、虚拟产品、虚拟制造的新型舰船建设方式，实现了快速、灵活、低成本的高质量舰船生产。商业对象模型of products/processes for an advanced Shipbuilding system(compass)等子项目旨在通过集成的产品数据模型构建支持设计MariSTEP(STEP-ship product model exchange project)子项目建立了基于step标准的船舶产品信息模型，从而实现了各种CAD/CAM系统之间的船舶产品信息交换。经过5年的研究和实施，MARITECH项目在美国一些造船厂和军船建设中取得了良好的效果。美国在构建

8、DD21驱逐舰时采用了DD21智能产品模型。构建集成数据环境(IDE)，构建虚拟产品原型(如智能产品模型)，通过基于Integrated的产品和流程信息管理系统设计、开发、开发100多个客户、合作伙伴、供应商和分包商美国在制造21世纪新型核动力航母(CVN-21项目)时，将数字技术全面应用于设计建设，直至船舶整个生命周期。使用产品生命周期管理(PLM)解决方案进行项目管理、产品数据管理、生命周期进程管理、设计协作和决策支持。PLM管理设计实施过程协调成千上万的设计人员使用3D设计软件进行协作。使用虚拟仿真软件进行数字制造、裴珉姬管理流程的规划和验证。将分析模拟软件用于与设计过程紧密结合的线性、

9、非线性产品性能分析，提高工程质量。第一艘实现全数字化设计、制造和裴珉姬管理的航空母舰，通过承包商的商业信息系统、商品供应商、转包商、政府委托的人类安全紧密合作，有效地控制了产品成本和产品质量。日本从20世纪90年代中期开始，在政府的主导下，在日本工业界的多个领域推进CALS战略，在造船工业中推进CALS，积极推进基于知识共享的朝鲜CIM开发。称为链接。CALS计划的重点是构建公共网络系统，以实现企业间的信息共享。LINKS是在企业之间建立CIMS系统的信息交换，使企业之间协调与合作成为可能。在LINKS项目中，徐璐其他造船企业通过基于产品模型(PM)的数据库交换船体或(PM)信息，各企业可以使

10、用自己的CAD系统通过转换软件将中间文件转换为产品模型数据库，从而在企业之间进行数据交换。材料和设备制造商根据信息标准化的方式与造船企业进行数据交换。近年来，日本造船业认识到，当今造船业的竞争不再是单一造船企业之间的竞争，而是扩大到整个供应链的竞争，必须建立上下游企业之间的信息孔刘和信息交换平台，以提高竞争力。(莎士比亚，北方特快)为此，日本造船业在上下类企业之间的供应链管理方面推进了johakuweb计划。该计划的目标是建立造船企业和辅助企业之间业务合作的电子商业平台。在造船组装企业和各部队企业之间进行实时信息交换，缩短设计建设周期，降低设计建设成本，提高产品质量，快速响应客户的要求。在生产

11、加工设备数字化方面，日本造船企业也进行了大量开发，从板材、型钢的数控切割和数控加工、焊接、涂层机器人、平面段自动装配线，大大提高了生产效率和产品质量。日本三菱重工业在20世纪80年代初开发并采用了完整的CAD/CAM系统和CIMS系统。基于2005年自行开发的MATES，购买了芬兰设计公司开发的NAPA 3D CAD系统软件，并成功应用于大型客轮建设。另外，三井造船：自行开发了MACISS设计系统，并集成了Tribon船舶设计系统的一些模块。韩国政府2008年已经提出了将IT融入朝鲜的理念，目标是充分利用韩国IT领域的优势，将尖端IT技术嫁接到汽车、造船、钢铁、建筑、医疗五大主力产业上。为了加

12、快融合速度，韩国政府当时投入了706亿韩元(约7000万韩元)，将5大行业中的31个选定为国策研究课题，重点推进。目前，韩国的IT部门根据政府“IT统一朝鲜”的指示精神，不仅在开发防止生产现场安全事故的IT管理系统，还开发了选择最佳航线，提高航行安全能力，对远距离船舶维修、维修、维修进行诊断的智能化系统，为战略发展项目提供资金。在此背景下，现代重工业将与韩国电子通信研究所合作，利用信息技术建设数字造船所。现代重工业是韩国核心造船所的代表，90年代末以PTC的Windchill为中心成立。开发并全面实施HICIMS集成制造系统。据说该系统可以将平均设计周期缩短约25%，平均建设周期缩短约10%。

13、目前，现代重工业全面采用Tribon系统作为主流CAD/CAM系统。该企业还可以考虑将无线通信系统进一步扩大到物质部的物流管理部门，以便一眼就知道工厂内各段的位置、材料流向，同时还可以进行分段保管管理和现场生产管理。值得注意的是，韩国大宇造船是韩国朝鲜族Tribon系统应用的最佳事例。使用Tribon系统在实线上的应用、二次开发和CAD/CAM电子模型的应用范围相当高。2004年年八月，该公司全面采用了新开发的信息集成复合管理系统(CI2M)，据说公司的综合效益每年可达5100万美元，生产率提高7-8%。5.国内造船数字化现状我国朝鲜数字化技术与发达国家相比有一定的差异，但始终遵循先进朝鲜国家

14、的发展趋势。国内造船业经过不懈的努力，现在造船数字化技术逐渐渗透到造船业价值链的所有部分。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、生产管理、质量保证、成本会计等各个方面引进或自行开发了多种信息系统。在船舶设计、造船生产及管理过程中，造船业的信息化大大提高了中国造船的国际竞争力。目前国内主流造船企业在船舶设计制造领域全面采用CAD技术，各企业设计部门一般使用造船CAD/CAM系统进行合同设计、详细设计和生产设计。建立整条船的3D数位模型和标准元件资源库，使设计工作更准确、更直观，从而大大加快设计速度并减少设计错误。一些企业开始应用PDM系统进行产品数据管理和设计过程管理，包

15、括PTC的Windchill系统介绍，以及国内自行开发的PDM系统。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渠道，使CAD中的设计信息能够无缝地传递到后续工作中。设计协作、设计信息CAD和PDM技术的应用大大缩短了设计周期，深化了设计深度，提高了设计质量，大大提高了国内造船水平。在虚拟仿真领域，近年来国内许多船舶研究机构引进了虚拟仿真硬件和软件平台，进行了初步应用。应用主要集中在虚拟漫游和产品展示上，对水面舰艇建设工艺虚拟仿真的研究和应用刚刚开始。在生产管理数字化方面，许多造船厂从80年代开始研究开发MIS系统，一些企业根据特定的业务需求开发了材料管理、生产计划

16、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收集、分析、统计的准确性和及时性，在局部范围内取得了较明显的效果。随着朝鲜现代化进程的加快，一些新型现代化造船企业直接引进了外国造船企业的管理理念，引入了CIMS系统，结合企业的实际情况进行了系统改造，在实际应用中取得了明显的成果。5.1数字设计技术数字技术的应用促进了设计手段的进步和设计技术的进步。共享信息资源、设计软件、优化分析工具，共享和传递整个设计过程数据信息，构建信息流和工作流，配置产品设计和管理。支持集成优化设计、知识库经验设计、数值模拟分析、虚拟模拟实验验证、协作设计管理和与工厂集成。数字设计改变了整体设计模式，拉动了整体集成设计技术的发展。从单个应用到集成应用、集成过程联合应用的转换设计方法从经验性向确定性定量设计的转换，专业从整体和结构扩展到电气、通风、涡轮、作战等。从设计手段到用于集成制造和管理的3D并行协同设计的转换设计知识是从经验和个人文档到基于知识的船舶设计的转换。研究船舶安全实时监控平台的开发，牵引船舶信息化设备的发展。5.1.1集成优化设计(1)设计信息链的快速优