【智能制造】外高桥造船：探索智能制造新路径

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【智能制造】外高桥造船：探索智能制造新路径

2019 年 6 月 26 日 产业智能官

以数字化为基础、网络化为关键、智能化为方向、成本与效益为核心，积极推进船海产品智能制造。

今年正值中船集团所属上海外高桥造船有限公司成立20周年。

20年来，外高桥造船在中船集团的领导下，发扬敢为天下先的创业精神，把当年长江口的一片滩涂，建设成为今日环境优美、设施先进、世界知名的现代化船舶总装厂。

20年来，外高桥造船在科技创新的引领下，坚持创业、创新和创造的发展理念，坚持高质量发展的正确方向，一步一个脚印地向着更高目标砥砺奋进。

20年来，外高桥造船追求卓越，矢志不渝，成为我国第一家年造船完工总量突破800万载重吨大关、第一家成功建造世界第六代深水半潜式钻井平台、第一家承建大型邮轮的船厂，不断书写“大力弘扬中船精神，做强中国第一船厂”的壮丽诗篇。

经过20年的发展，外高桥造船正处于转型升级新的历史当口。

当前，世界正面临百年不遇的经济转型，第四次工业革命热度空前，智能制造站上风口，在全球范围内成为制造业发展趋势，推动形成新的生产方式、产业形态、商业模式。对中国船舶工业而言，是一次自我革命、科技创新、转型升级，实现高质量发展的重大机遇。

海洋工程装备及技术船舶是中国智能制造十大重点领域之一。

《中国船舶工业集团有限公司高质量发展战略纲要（2018~2050）》指出，船海产业发展，要强化技术竞争力，从追求规模速度向质量效益转变，大力向先进制造、智能制造转型，积极拓展海洋资源开发装备领域，优化产品结构，实施常规船型标准化、系列化，特种船型专业化的产品策略，着力提高市场份额，着力推进精细化管理，着力打造领先全球船海产业的综合优势。

智能制造是船企高质量发展的重要引擎。俗话说，工欲善其事，必先利其器。在中船集团高质量发展纲要引领下，外高桥造船已经确定了智能制造的总体思路、实施原则及发展目标，积极探索智能制造新路径。

外高桥造船智能制造实施原则

总体思路

外高桥造船推进智能制造的总体思路是，贯彻制造强国和中船集团高质量发展战略纲要，建立以MBSE（基于模型的系统工程）为总体架构，以“双精”（精益生产和精细管理）为目标，以知识、模型和数据为核心，以提高数字设计、工艺流程再造、设备智能化升级、深度两化融合和供应链管理等能力为主线，通过知识与业务的融合，提升设计质量、生产效率，降低综合成本，不断提升企业竞争力，并达成客户对企业满意的目的，实现外高桥造船高质量发展。

实施原则

外高桥造船推进智能制造的实施原则是，以数字化为基础、网络化为关键、智能化为方向、成本与效益为核心、重点项目为依托，试点先行、示范引路，点、线、面、体有序推进。

遵循“七个坚持”。坚持不在落后的工艺上搞自动化；坚持不在落后的管理上搞信息化；坚持不在不具备网络化、数字化基础时搞智能化；坚持以“精益造船”为导向，打造高效船舶制造体系；坚持以“三化造船”为基础，提高自动化、数字化生产水平；坚持以“信息感知”为源头，建立造船过程智能管控平台；坚持以“智能技术”为手段，提升造船质量和效率。

通过不断的补课、更新，提升自动化、网络化、智能化水平，结合管理提升点、线、面体稳步推进并达到智能化目标。

发展目标

外高桥造船实施智能制造的最终追求是，降成本、缩短生产周期、降低不良率、快速响应市场。因此，智能制造最重要、最根本的是要解决生产效率的问题，包括：资源消耗、产品品质、环境影响，以及降低成本。在CAD、PDM、MES、ERP等信息系统基础上，实现设备互联互通、数据自动采集、车间作业计划自动排程、生产实时进度跟踪反馈，以及现场物料消耗和质量问题实时监控。

加强顶层规划和设计，深化两化融合，优化流程，推进精益管理和精细化生产，大力推行精益造船，全面提升设计、制造、管理一体化水平。以数字化、网络化、智能化技术深化应用为主线，实现制造过程数字化，以及过程实时智能管控水平，打通物理制造与数字制造空间。按照集团公司要求，通过实施“三步走”战略，到2035年建设成为最具国际竞争力的船舶总装建造智能化企业之一。

为此，外高桥形成了智能制造“三步走”策略。

第一步：试点推进阶段（2018-2020年）

——智能焊接装备（单机）、智能单元、智能化生产线等典型短板装备单元开发、引进与应用。实现焊接自动化率稳步提升、智能涂装机器人生产应用、智能冲砂机器人生产应用、先行小组立机器人焊接单元进入生产主流程、小组立机器人焊接流水线生产应用。

——具备条件的区域进行设备互联试点。对加工部部件作业区等内场焊机进行联网管控扩大应用、切割机联网、大型起重设备联网。

——智能化仓储与物流。完成智能钢板堆场建设、自动化库建设。

——推进专业化生产，提升产品质量与效率。面向大型邮轮重大工程的智能化薄板车间建设，提升产品质量与效率，同时基于所涉及数字化装备及生产线应用推进智能化车间管控，为其他海工及民品车间提供范例。面向民船与海工产品的中间产品专业化装备及生产线建设。在民船及海工产品领域，细化中间产品分解，推进中间产品专业化生产线策划与应用，并以项目策划为依托进行生产流程优化。

——工业互联网平台建设。以薄板智能车间建设为契机，打造企业工业互联网应用平台，研究与开发各类基于微服务的工业APP，提升车间管理协同效率，实现全过程数字化网络化制造。

第二步：协同跨越阶段：（2021—2025年）

——智能焊接装备（单机）、智能单元、智能化生产线等示范项目扩大应用，针对第一阶段试点示范短板装备、智能单元及生产线根据生产应用效果进行扩大应用，大幅降低切割、成形、焊接和涂装等脏险难作业过程劳动强度，使作业人员明显减少。

——智能焊接装备、智能单元、智能化生产线等高难度、高投入短板装备开发、引进与应用。

——设备互联基本完成。到2025年基本完成公司生产设备互联，后台设备能力评估分析模型化。

——建设完成若干数字化车间。结合第一阶段所完成智能化单元、生产线、设备互联、可视化等基础上建设完成先行工程数字化加工车间；通过对平直车间数字化能力升级，FCB焊接装备改造，大幅度数字化划线印字机的引进，以及平直车间MES的集成应用，建设平面分段数字化车间。

据此建立一批数字化应用标准和工艺文件，逐步向横向和后道延伸、扩展。

——动能源管控。完成气体、电能等动能源管控建设。

——工业互联网建设。建成行业领先的工业互联网平台，服务于公司或其他企业整体的内部工业和外部供应系统，开发并应用各类通用、专用工业APP，促进企业数字化、智能化转型，提升企业整体的产业链协同效率。

外高桥造船进行上层建筑整体吊装

第三步：全面建成阶段：（2026—2035年）

到2035年全面实现企业智能化转型，基本建成智能工厂，完成企业研发、生产、经营、管理过程中的数字化协同研发平台、虚拟生产、网络化控制系统、制造执行系统、自动化物流系统、智能制造系统等系统的建设与应用，促进工业全产业链、全价值链信息交互和智能协作，建设成为最具国际竞争力的船舶总装建造智能化企业。

包括：基于模型、知识驱动的三维数字化设计；全厂设备互联互通，实现智能化数据采集，全厂实现虚拟化制造；作业计划智能排程，生产协同与资源配置智能优化，生产实时进度跟踪反馈；现场物料消耗和质量问题实时监控；生产过程关键工艺参数实时监测和动态预警；智能决策支持系统等。

总体架构

在此基础上，外高桥造船形成了智能制造的总体架构。重点任务：夯实智能制造发展基础。

——基于模型三维数字设计和智能设计。以Smart 3 D引进和应用为契机，提高基于模型三维设计水平，包括：基于规则二维驱动、三维数字化设计能力，VR、AR的应用能力，三维模型设计模型和三维工艺标准的应用能力等。建立若干知识库和工艺库，突破舾装智能设计关键技术，焊接工艺库在现场焊缝跟踪和管控中实施应用。以大型邮轮创新工程为牵引，深化Smart3 D二次开发，以提高设计效率。

——强化基础管控和精益化管理。建立健全工时物量精细化标准、强化工程计划管理、完善质量与精度管理体系。

——加强信息化基础建设和网络安全能力建设。支撑数字化、物流化、信息化发展战略，面向多领域综合集成应用，依托物联网、云计算等技术，调整网络架构，整合基础设施资源，优化IT服务管理流程，提高信息安全水平，建设以服务为核心，安全、敏捷、开放的基础架构平台。以商密风险防范为中心，通过技防手段管理对商密数据的识别、保存、读取、输出，做到事前防范、事中控制、事后追溯相结合，避免商业秘密泄露。同时借助华为、中兴等互联网龙头企业的先进经验，结合VPN、RDP终端、虚拟化及身份识别技术，创建安全便利的网络互联通道，建设适应公司运营需要的信息安全保密体系，为公司的互联网+应用奠定技术基础。

外高桥造船智能制造总体架构

——推进智能制造短板装备开发、引进、应用。结合工业和信息化部、国家国防科工局联合发布的《推进船舶总装建造智能化转型行动计划（2019-2021年）》要求，针对短板装备，尤其是船体零件切割、成形、焊接、涂装等脏险难与简单重复的作业过程，以及检测与装配、物流与仓储等关键环节，以船舶智能制造单元、智能生产线建设需求为牵引，研制或引进应用智能制造装备，实现工程应用，支撑关键生产工序的自动化、数字化、智能化作业。

——推进研发、生产、管理、服务过程智能化转型。推进基于模型、知识驱动的智能化设计，以邮轮设计平台升级为契机，实现设计数据、模型全流程贯通，实现全流程工艺规划和现场可视化作业，实现数字化设计、智能制造、精细化管理一体化的模型驱动生产。建立广泛互联、实时感知、精准执行的生产过程综合智能化管控体系。

——发展工业互联网平台，支撑智能制造全面开展。工业互联网基础设施，工业互联网平台关键技术研究和攻关。

智能制造是项巨大的系统工程，任重而道远。外高桥造船将在中船集团的领导下，应用系统工程的原理，以建造大型邮轮为契机，以建设现代化智能船厂为己任，发扬工匠精神，保持定力，持之以恒，注重基础性、系统性、实效性和安全性，在探索和实践中不断积累和完善，尽快形成可实施、可复制、可推广的管理经验、制度、方法和标准，提质增效，快速响应市场，一步一个脚印，努力建成最具国际竞争力的船舶总装建造智能化企业，实现高质量发展的目标。文章内容转载自《SWS外高桥造船》

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