精益造船與智能制造方案一、我國(guó)造船業(yè)的地位、形勢(shì)、目標(biāo)和行業(yè)發(fā)展態(tài)勢(shì)二、現(xiàn)代造船模式、精益造船、智能造船的框架理念三、精益造船共性關(guān)鍵制造技術(shù)四、精益造船與智能制造的實(shí)現(xiàn)途徑我國(guó)已是造船大國(guó)，三大造船指標(biāo)位居世界前列，但總體大而不強(qiáng)，在每修正總噸工時(shí)消耗、全員造船效率等效率、效益方面，我們與日韓船企的差距仍然較大。我國(guó)先進(jìn)船廠和日韓船廠建造能力相關(guān)指標(biāo)的對(duì)比如下：中日韓先進(jìn)造船企業(yè)每修正總噸工時(shí)消耗對(duì)比中日韓先進(jìn)造船企業(yè)全員造船生產(chǎn)效率對(duì)比中日韓先進(jìn)造船企業(yè)建造技術(shù)對(duì)比國(guó)內(nèi)某先進(jìn)船廠日韓平均0.250.210.150.110.050中日韓先進(jìn)造船企業(yè)能耗物耗對(duì)比1.2船舶工業(yè)的奮斗目標(biāo)——建設(shè)世界造船強(qiáng)國(guó)分析借鑒先進(jìn)造船國(guó)家的發(fā)展路徑，我國(guó)船舶工業(yè)戰(zhàn)略取向和步驟是：年年年部智能化向全面的智能造船、智慧船廠方向的不斷部智能化向全面的智能造船、智慧船廠方向的不斷智能造船智慧船廠基本建立精益造船體系基本建立精益造船體系精益造船綠色造船數(shù)字化造船201520302020201520302020以信息技術(shù)和制造業(yè)深度融合為重要特征的新科技革命和產(chǎn)業(yè)變革正在孕育興起以信息技術(shù)和制造業(yè)深度融合為重要特征的新科技革命和產(chǎn)業(yè)變革正在孕育興起，多領(lǐng)域技術(shù)群體突破和交叉融合推動(dòng)制造業(yè)生產(chǎn)方式深刻變革，制造業(yè)數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化智能化已成為未來(lái)技術(shù)變革的重要趨勢(shì)。船舶與海工裝備制造也正在數(shù)字化、船舶與海工裝備制造也正在數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化技術(shù)為主線，持續(xù)向設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、管理等各領(lǐng)域滲透，朝著設(shè)計(jì)智能化、管理精細(xì)化和信息集成化等方向發(fā)展，最終實(shí)現(xiàn)智能制造?！裰悄芑裰悄芑W(wǎng)絡(luò)化智能制造網(wǎng)絡(luò)化智能制造數(shù)字化數(shù)字化2.1現(xiàn)代造船模式、精益造船、智能造船2.0時(shí)代——現(xiàn)代造船模式2.0時(shí)代——現(xiàn)代造船模式3.0時(shí)代——精益造船3.0時(shí)代——精益造船?單件流水作業(yè)、拉動(dòng)式準(zhǔn)時(shí)化計(jì)劃管理、壓縮無(wú)效作業(yè)時(shí)間?工序零緩沖、物流零庫(kù)存、資源零浪費(fèi)、質(zhì)量零缺陷、設(shè)備零故障、生產(chǎn)零停滯、安全零傷害4.0時(shí)代——智能造船4.0時(shí)代——智能造船?信息技術(shù)、智能技術(shù)與裝備制造技術(shù)的深度融合與集成，構(gòu)建船舶企業(yè)的數(shù)字化工廠?建設(shè)船舶制造的大數(shù)據(jù)平臺(tái)、構(gòu)建船舶制造的信息物理融合CPS系統(tǒng)造船工業(yè)的2.0、3.0、4.0之間沒(méi)有明確的界面劃分，而是一個(gè)循序推進(jìn)的過(guò)程造船工業(yè)的2.0、3.0、4.0之間沒(méi)有明確的界面劃分，而是一個(gè)循序推進(jìn)的過(guò)程精益造船?設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、管理一體化?精益造船?設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、管理一體化?最低成本最快交付最高質(zhì)量無(wú)缺陷施工?無(wú)缺陷施工?精度控制?全員質(zhì)量管理?輔助工裝高效化?過(guò)程自動(dòng)化?作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化總裝化造船?產(chǎn)品導(dǎo)向型作業(yè)分解與組合總裝化造船?產(chǎn)品導(dǎo)向型作業(yè)分解與組合業(yè)化生產(chǎn)?標(biāo)準(zhǔn)的節(jié)拍、流通量管理?拉動(dòng)的計(jì)劃、均衡的負(fù)荷?連續(xù)有效的物流?成組技術(shù)和加工設(shè)備組持續(xù)發(fā)展的環(huán)境持續(xù)改進(jìn)持續(xù)發(fā)展的環(huán)境口口學(xué)習(xí)型組織標(biāo)準(zhǔn)化業(yè)務(wù)節(jié)約型設(shè)計(jì)?協(xié)同化設(shè)計(jì)性設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)型組織標(biāo)準(zhǔn)化業(yè)務(wù)節(jié)約型設(shè)計(jì)?協(xié)同化設(shè)計(jì)性設(shè)計(jì)?設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計(jì)信息精細(xì)化?面向任務(wù)包的施工圖紙管理?標(biāo)準(zhǔn)業(yè)務(wù)流程及編碼體系?全面集成的管理信息化及過(guò)程控制?全員參與信息維護(hù)有積極性的員工構(gòu)建?復(fù)合技能精細(xì)化設(shè)計(jì)??船體結(jié)構(gòu)重量消減?消除設(shè)計(jì)功能冗余?價(jià)值工程策可視層生產(chǎn)進(jìn)度可視化質(zhì)量缺陷可視化設(shè)備狀態(tài)可視化成本數(shù)據(jù)可視化策可視層人員工時(shí)計(jì)劃實(shí)績(jī)物資物流人員工時(shí)計(jì)劃實(shí)績(jī)?nèi)嵝杂?jì)劃生產(chǎn)管理質(zhì)量管理設(shè)備管理集配管理能源管理安全管理異常管理高級(jí)排產(chǎn)柔性化精益化柔性計(jì)劃生產(chǎn)管理質(zhì)量管理設(shè)備管理集配管理能源管理安全管理異常管理高級(jí)排產(chǎn)柔性化資源狀態(tài)物流信息設(shè)備維護(hù)生產(chǎn)大數(shù)據(jù)記錄資源狀態(tài)物流信息設(shè)備維護(hù)生產(chǎn)大數(shù)據(jù)記錄數(shù)據(jù)層物聯(lián)控2.5到2025年發(fā)展目標(biāo)所具備的主要技術(shù)特征在豪華郵船、極地船舶具備設(shè)計(jì)制造能力；造船與海工的國(guó)產(chǎn)化配套率有較大幅度3.1精益造船共性關(guān)鍵制造技術(shù)——生產(chǎn)設(shè)計(jì)11、合同設(shè)計(jì)階段建立全實(shí)體的3D模型，前期設(shè)計(jì)生成的初步模型在后續(xù)設(shè)計(jì)階段2、詳細(xì)設(shè)計(jì)與生產(chǎn)設(shè)計(jì)深度融合，詳細(xì)設(shè)計(jì)成熟、規(guī)范、完整性高，使后期的修施三維到二維再到三維的設(shè)計(jì)2、詳細(xì)設(shè)計(jì)與生產(chǎn)設(shè)計(jì)間協(xié)調(diào)性差，新船型詳細(xì)設(shè)計(jì)完整性不高，后期修改面和修改量較1、一體化設(shè)計(jì)軟件平2、詳細(xì)設(shè)計(jì)與生產(chǎn)設(shè)2、船體設(shè)計(jì)深度大，零件托盤化設(shè)計(jì)，件托盤化、按工位出圖等方面3、舾裝完整性建模水平仍存在較大差距，設(shè)計(jì)冗余大，自重1、精細(xì)化作業(yè)分解技2、船體零件托盤化設(shè)3.2精益造船共性關(guān)鍵制造技術(shù)——生產(chǎn)設(shè)計(jì)22、原理圖驅(qū)動(dòng)3D建模，實(shí)現(xiàn)2D-3D無(wú)縫集1、基于二維驅(qū)動(dòng)的三維2、工藝及管理信息自動(dòng)2、骨干企業(yè)基本實(shí)現(xiàn)舾裝制作圖1、三維模型與二維圖紙2、舾裝安裝圖自動(dòng)出圖術(shù)1、切割、焊接等指令直接傳遞到現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)化1、僅部分切割指令實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)直接2、無(wú)，設(shè)計(jì)差錯(cuò)較多、施工廢返1、作業(yè)指令網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)傳2、現(xiàn)場(chǎng)可視化三維作業(yè)3.3精益造船共性關(guān)鍵制造技術(shù)——工程管理1術(shù)1、以下道工序需求計(jì)劃為依據(jù)制定上道工序的3、確定生產(chǎn)節(jié)拍，生產(chǎn)資源實(shí)施綜合、動(dòng)態(tài)平4、流通量管理，現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確、完4、及時(shí)性、準(zhǔn)確性、完整性不2、生產(chǎn)資源動(dòng)態(tài)平衡技3、基于物聯(lián)網(wǎng)的綜合數(shù)3、運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行中間產(chǎn)品的定位跟蹤和1、船體零部件托盤化物2、分段物流實(shí)時(shí)管控技3、運(yùn)用全站儀等集成化精度測(cè)量技術(shù)，實(shí)施精5、利用有限元分析等技術(shù)手段，進(jìn)行焊接變形1、船體全過(guò)程精度控制3、數(shù)字化精度測(cè)量與數(shù)4、基于數(shù)值計(jì)算的焊接3.4精益造船共性關(guān)鍵制造技術(shù)——工程管理2術(shù)1、先進(jìn)企業(yè)萬(wàn)元增加值綜合能耗高4、作業(yè)安全管控措施有待提升，重1、能耗規(guī)范化管理與2、鋼板智能套料與管3、船廠廢棄物排放實(shí)4、船廠作業(yè)本質(zhì)安全3、崗位技能復(fù)合、一專多能；勞動(dòng)者綜合2、外用工“以包代管”為主，隊(duì)伍3、外用工比例過(guò)大，素質(zhì)和技能普1、本工化用工管理模2、人員復(fù)合技能管理3、任務(wù)包作為計(jì)算作業(yè)成本的基本單元、1、基于現(xiàn)代造船模式3.5精益造船共性關(guān)鍵制造技術(shù)——工藝工裝1船體高效工藝與裝1、在裝備自動(dòng)化、智能化程度等CAD/CAM集成自動(dòng)號(hào)料、等離子機(jī)器人切割；鋼板柔性加工成2、小組立車間。部件裝配流水線、機(jī)器人切割、焊接小合攏裝2、部件裝配在平臺(tái)上手工作業(yè)、3、平面分段裝配、焊接流水線、（1）激光和水射流切割技術(shù)與裝備3、平面分段車間。含有機(jī)器人的、構(gòu)架自動(dòng)安裝的激光檢測(cè)的4、曲面分段可調(diào)胎架裝焊、留有余量，自動(dòng)化裝備、集成化管理等（2）曲面分段機(jī)械化生產(chǎn)技術(shù)與4、曲面分段車間。曲面分段流5、總組平臺(tái)與船臺(tái)/塢搭載。自5、外板作業(yè)自動(dòng)化程度高，特殊作業(yè)區(qū)域/對(duì)象程度低，輔助工裝（6）焊接過(guò)程數(shù)值模擬與專家系統(tǒng)3.6精益造船共性關(guān)鍵制造技術(shù)——工藝工裝2舾裝高效工藝與裝供管件加工數(shù)據(jù)，由包含自動(dòng)化裝備的管1、舾裝單元標(biāo)準(zhǔn)化、模塊舾3、手工作業(yè)，工時(shí)、材料消1、預(yù)舾裝標(biāo)準(zhǔn)單元和模塊舾3、現(xiàn)校管數(shù)字化測(cè)量與自動(dòng)涂裝高效工藝與裝2、高壓、無(wú)氣噴涂工藝、特1、自動(dòng)化噴砂工藝與裝備技2、自動(dòng)化涂裝工藝與裝備技巨型總段建造工藝），3、開發(fā)并運(yùn)用了適應(yīng)巨型總段建造的系1、巨型總段平面船臺(tái)多島式2、巨型總段入塢定位合攏技3.7精益造船共性關(guān)鍵制造技術(shù)——數(shù)字化制造設(shè)計(jì)制造虛擬仿真1、骨干企業(yè)已基本解決，但1、制造過(guò)程虛擬仿真2、中間產(chǎn)品物流虛擬設(shè)計(jì)、制造、管理一體化管1、實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、物資等主要業(yè)務(wù)集成1、骨干企業(yè)基本實(shí)現(xiàn)，在使用范圍（模塊數(shù)量）、應(yīng)用深度、各系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)交換與復(fù)1、船舶產(chǎn)品全生命周車間制造信息集成1、利用車間制造信息集成技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)生1、總體處于起步階段，車間綜合管理能力不足，主要依靠1、車間制造信息集成智能船廠1、利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)構(gòu)建廠域空間高速實(shí)時(shí)實(shí)現(xiàn)鋼材堆場(chǎng)管理、車間場(chǎng)地計(jì)劃、分段堆1、尚未構(gòu)建基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的廠域高速通信網(wǎng)絡(luò)，資源實(shí)2、管理決策依靠人員經(jīng)驗(yàn)，1、船廠資源實(shí)時(shí)高速2、基于大數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)4.1精益造船與智能制造的實(shí)現(xiàn)途徑以兩化融合為手段，推行精益造船，逐步向智能造船邁進(jìn)船舶制造信息物理系統(tǒng)CPS船舶制造信息物理系統(tǒng)CPS的構(gòu)建管理業(yè)務(wù)流程規(guī)范化體系建設(shè)管理業(yè)務(wù)流程規(guī)范化體系建設(shè)設(shè)施建設(shè)信息化、數(shù)設(shè)施建設(shè)信息化、數(shù)據(jù)平臺(tái)建設(shè)4.2基礎(chǔ)硬件設(shè)施：工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)/物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)，現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的快速采集和反饋構(gòu)建船舶制造信息感知網(wǎng)，覆蓋物資供給、零件切割加工、分段建造、分段堆放、搭載、涂裝和舾裝等船舶制造的全過(guò)程，實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)獲取生產(chǎn)過(guò)程中人員、設(shè)備狀態(tài)、零部件物流與質(zhì)量，生產(chǎn)計(jì)劃執(zhí)行狀態(tài)，生產(chǎn)環(huán)境和能耗，施工質(zhì)量等信息，實(shí)現(xiàn)船舶制造全部過(guò)程的狀態(tài)“可觀”。小中組制作分段建造涂裝零件切割加工小中組制作分段建造涂裝零件切割加工鋼材鋼材管犧托盤涂料電犧托盤電犧托盤wss船塢合攏試航、交船碼頭舾裝系泊試驗(yàn)船塢合攏試航、交船4.3基礎(chǔ)硬件設(shè)施：自動(dòng)化/智能化設(shè)備、工裝、生產(chǎn)線的投入推進(jìn)單個(gè)工藝環(huán)節(jié)的工裝化、機(jī)械化、自動(dòng)化，逐步轉(zhuǎn)向智能化拼板裝焊全自動(dòng)流拼板裝焊全自動(dòng)流水線平面分段平面分段全自動(dòng)流水線零件打磨零件打磨全自動(dòng)流水線管子下料裝配焊接流水線管子下料裝配焊接流水線角鋼自動(dòng)下角鋼自動(dòng)下料加工設(shè)備吊耳切割吊耳切割設(shè)備小中組裝配工裝小中組裝配工裝活動(dòng)馬板工程基準(zhǔn)信息生產(chǎn)資源信息工時(shí)物量定額工程基準(zhǔn)信息生產(chǎn)資源信息工時(shí)物量定額4.4信息化建設(shè)：船舶產(chǎn)品全生命周期的信息化管理以工程分解為綱領(lǐng)，計(jì)劃為核心，在統(tǒng)一的數(shù)據(jù)平臺(tái)上統(tǒng)合設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、物資、成本管理經(jīng)營(yíng)預(yù)測(cè)經(jīng)營(yíng)預(yù)測(cè)經(jīng)營(yíng)報(bào)價(jià)經(jīng)營(yíng)報(bào)價(jià)經(jīng)營(yíng)決策支持決策支持CEOCEO報(bào)表設(shè)計(jì)管理計(jì)劃管理設(shè)計(jì)管理計(jì)劃管理線表計(jì)劃線表計(jì)劃生產(chǎn)準(zhǔn)備計(jì)劃生產(chǎn)準(zhǔn)備計(jì)劃設(shè)計(jì)過(guò)程控制設(shè)計(jì)/發(fā)圖計(jì)劃搭載計(jì)劃設(shè)計(jì)過(guò)程控制設(shè)計(jì)/發(fā)圖計(jì)劃搭載計(jì)劃先行中日程先行中日程后行中日程物資需設(shè)計(jì)供圖計(jì)劃物資需設(shè)計(jì)供圖計(jì)劃設(shè)備技術(shù)跟蹤設(shè)備技術(shù)跟蹤工程分解求計(jì)劃工程分解托盤配套計(jì)劃設(shè)備納期計(jì)劃托盤配套計(jì)劃設(shè)備納期計(jì)劃定置定位管理生產(chǎn)部門計(jì)劃定置定位管理生產(chǎn)部門計(jì)劃周/日作業(yè)計(jì)劃周/日作業(yè)計(jì)劃物資預(yù)約物資預(yù)約作業(yè)指示條碼/RFID標(biāo)簽作業(yè)實(shí)績(jī)物資作業(yè)指示條碼/RFID標(biāo)簽作業(yè)實(shí)績(jī)物資作業(yè)反饋工程管理物資管理入庫(kù)作業(yè)反饋工程管理物資管理入庫(kù)財(cái)務(wù)領(lǐng)用成工程質(zhì)量意見(jiàn)管理財(cái)務(wù)領(lǐng)用成工程質(zhì)量意見(jiàn)管理安全管理4.5信息化建設(shè)：業(yè)務(wù)流程和數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化，狀態(tài)實(shí)·提供管理必須的基礎(chǔ)·提供管理必須的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，建立覆蓋各個(gè)管理流程的體系，在體系運(yùn)行中規(guī)范輸入輸出標(biāo)準(zhǔn)/各方信息及時(shí)準(zhǔn)確的反饋和獲取管理數(shù)據(jù)：共享→透明決策支持4.6設(shè)計(jì)管理：為計(jì)劃、采購(gòu)、倉(cāng)儲(chǔ)、配送、生產(chǎn)、成本提供統(tǒng)一數(shù)據(jù)為船廠的采購(gòu)、倉(cāng)儲(chǔ)、生產(chǎn)、成本等業(yè)務(wù)管理流程提供標(biāo)準(zhǔn)的、統(tǒng)一的、可靠的數(shù)據(jù)統(tǒng)一的產(chǎn)品數(shù)據(jù)信息三維數(shù)字化建模模型信息物料信息技術(shù)文檔字化建模裝配計(jì)劃定義裝配計(jì)劃定義模型數(shù)配送據(jù)信息配送定義面向任務(wù)包，按工位、階段提供施工所需要的圖紙4.7計(jì)劃管理：建立以工序合理、負(fù)荷平衡、中間產(chǎn)品完整為目標(biāo)的計(jì)劃體系ProjProj后行中日程計(jì)劃ZoneSysK/LD/GM/ES/TD/LZoneSysTANKSubZoneTANKSubZoneSubSys2SubSys2SubSys1EQUIP后行作業(yè)計(jì)劃EQUIP后行作業(yè)計(jì)劃密性調(diào)試完整性后行密性調(diào)試完整性后行ITP報(bào)驗(yàn)計(jì)劃先行中日程計(jì)劃圖紙下發(fā)計(jì)劃設(shè)備物資需求計(jì)劃托盤物資需求、集配、制作計(jì)劃先行中日程計(jì)劃圖紙下發(fā)計(jì)劃設(shè)備物資需求計(jì)劃托盤物資需求、集配、制作計(jì)劃發(fā)布執(zhí)行、反饋發(fā)布執(zhí)行、反饋4.8生產(chǎn)管理：建立以中間產(chǎn)品為導(dǎo)向的生產(chǎn)作業(yè)管理體系大幅提高“中間產(chǎn)品”成品化、集成化生產(chǎn)程度組立級(jí)分段級(jí)總段級(jí)組立級(jí)分段級(jí)總段級(jí)零部件級(jí)4.9作業(yè)管理：以任務(wù)包為基礎(chǔ)的作業(yè)日程計(jì)劃、派發(fā)和反饋體系生產(chǎn)制造部門通過(guò)WOP計(jì)劃制定、派發(fā)及反饋，收集工時(shí)和進(jìn)度，掌握工程健康狀態(tài)生產(chǎn)管理部門工程預(yù)算管理工程進(jìn)度管理工程建造策劃分解工程預(yù)算管理工程進(jìn)度管理施工班組生產(chǎn)部門：加工/組立/涂裝/總裝/保障施工班組追加計(jì)劃追加計(jì)劃外WOP生產(chǎn)策劃WOPWOP接受作業(yè)管理WOP工時(shí)制定WOP接受作業(yè)管理WOP工時(shí)制定WOP計(jì)劃編制WOP派發(fā)WOP執(zhí)行及執(zhí)行實(shí)動(dòng)工時(shí)怠工工時(shí)勞務(wù)實(shí)動(dòng)工時(shí)怠工工時(shí)效率系數(shù)成本工時(shí)物量定額數(shù)據(jù)庫(kù)標(biāo)準(zhǔn)工時(shí)技術(shù)效率系數(shù)成本工時(shí)物量定額數(shù)據(jù)庫(kù)標(biāo)準(zhǔn)工時(shí)技術(shù)部門WOP分析WOPWOP分析根據(jù)實(shí)績(jī)回歸分析工時(shí)物量S曲線4.10物資管理：基于物聯(lián)網(wǎng)+的精細(xì)化物資管理?xiàng)l形碼二維碼條形碼打印機(jī)RFID讀寫設(shè)備入庫(kù)退庫(kù)移動(dòng)條碼閱讀器盤點(diǎn)集配簽收加工移動(dòng)RFID閱讀器安裝Wi-Fi基站條形碼二維碼條形碼打印機(jī)RF