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外高橋造船: 探索智能制造新路徑

2019-06-06 08:07:56
來源:外高橋造船 編輯: 國際船舶網 我有話要說

外高橋造船: 探索智能制造新路徑

以數字化為基礎、網絡化為關鍵、智能化為方向、成本與效益為核心,積極推進船海產品智能制造。

今年正值中船集團所屬上海外高橋造船有限公司成立20周年。

20年來,外高橋造船在中船集團的領導下,發揚敢為天下先的創業精神,把當年長江口的一片灘涂,建設成為今日環境優美、設施先進、世界知名的現代化船舶總裝廠。

20年來,外高橋造船在科技創新的引領下,堅持創業、創新和創造的發展理念,堅持高質量發展的正確方向,一步一個腳印地向著更高目標砥礪奮進。

20年來,外高橋造船追求卓越,矢志不渝,成為我國第一家年造船完工總量突破800萬載重噸大關、第一家成功建造世界第六代深水半潛式鉆井平臺、第一家承建大型郵輪的船廠,不斷書寫“大力弘揚中船精神,做強中國第一船廠”的壯麗詩篇。

經過20年的發展,外高橋造船正處于轉型升級新的歷史當口。

當前,世界正面臨百年不遇的經濟轉型,第四次工業革命熱度空前,智能制造站上風口,在全球范圍內成為制造業發展趨勢,推動形成新的生產方式、產業形態、商業模式。對中國船舶工業而言,是一次自我革命、科技創新、轉型升級,實現高質量發展的重大機遇。

海洋工程裝備及技術船舶是中國智能制造十大重點領域之一。

《中國船舶工業集團有限公司高質量發展戰略綱要(2018~2050)》指出,船海產業發展,要強化技術競爭力,從追求規模速度向質量效益轉變,大力向先進制造、智能制造轉型,積極拓展海洋資源開發裝備領域,優化產品結構,實施常規船型標準化、系列化,特種船型專業化的產品策略,著力提高市場份額,著力推進精細化管理,著力打造領先全球船海產業的綜合優勢。

智能制造是船企高質量發展的重要引擎。俗話說,工欲善其事,必先利其器。在中船集團高質量發展綱要引領下,外高橋造船已經確定了智能制造的總體思路、實施原則及發展目標,積極探索智能制造新路徑。

外高橋造船智能制造實施原則

總體思路

外高橋造船推進智能制造的總體思路是,貫徹制造強國和中船集團高質量發展戰略綱要,建立以MBSE(基于模型的系統工程)為總體架構,以“雙精”(精益生產和精細管理)為目標,以知識、模型和數據為核心,以提高數字設計、工藝流程再造、設備智能化升級、深度兩化融合和供應鏈管理等能力為主線,通過知識與業務的融合,提升設計質量、生產效率,降低綜合成本,不斷提升企業競爭力,并達成客戶對企業滿意的目的,實現外高橋造船高質量發展。

實施原則

外高橋造船推進智能制造的實施原則是,以數字化為基礎、網絡化為關鍵、智能化為方向、成本與效益為核心、重點項目為依托,試點先行、示范引路,點、線、面、體有序推進。

遵循“七個堅持”。堅持不在落后的工藝上搞自動化;堅持不在落后的管理上搞信息化;堅持不在不具備網絡化、數字化基礎時搞智能化;堅持以“精益造船”為導向,打造高效船舶制造體系;堅持以“三化造船”為基礎,提高自動化、數字化生產水平;堅持以“信息感知”為源頭,建立造船過程智能管控平臺;堅持以“智能技術”為手段,提升造船質量和效率。

通過不斷的補課、更新,提升自動化、網絡化、智能化水平,結合管理提升點、線、面體穩步推進并達到智能化目標。

發展目標

外高橋造船實施智能制造的最終追求是,降成本、縮短生產周期、降低不良率、快速響應市場。因此,智能制造最重要、最根本的是要解決生產效率的問題,包括:資源消耗、產品品質、環境影響,以及降低成本。在CAD、PDM、MES、ERP等信息系統基礎上,實現設備互聯互通、數據自動采集、車間作業計劃自動排程、生產實時進度跟蹤反饋,以及現場物料消耗和質量問題實時監控。

加強頂層規劃和設計,深化兩化融合,優化流程,推進精益管理和精細化生產,大力推行精益造船,全面提升設計、制造、管理一體化水平。以數字化、網絡化、智能化技術深化應用為主線,實現制造過程數字化,以及過程實時智能管控水平,打通物理制造與數字制造空間。按照集團公司要求,通過實施“三步走”戰略,到2035年建設成為最具國際競爭力的船舶總裝建造智能化企業之一。

為此,外高橋形成了智能制造“三步走”策略。

第一步:試點推進階段(2018-2020年)

——智能焊接裝備(單機)、智能單元、智能化生產線等典型短板裝備單元開發、引進與應用。實現焊接自動化率穩步提升、智能涂裝機器人生產應用、智能沖砂機器人生產應用、先行小組立機器人焊接單元進入生產主流程、小組立機器人焊接流水線生產應用。

——具備條件的區域進行設備互聯試點。對加工部部件作業區等內場焊機進行聯網管控擴大應用、切割機聯網、大型起重設備聯網。

——智能化倉儲與物流。完成智能鋼板堆場建設、自動化庫建設。

——推進專業化生產,提升產品質量與效率。面向大型郵輪重大工程的智能化薄板車間建設,提升產品質量與效率,同時基于所涉及數字化裝備及生產線應用推進智能化車間管控,為其他海工及民品車間提供范例。面向民船與海工產品的中間產品專業化裝備及生產線建設。在民船及海工產品領域,細化中間產品分解,推進中間產品專業化生產線策劃與應用,并以項目策劃為依托進行生產流程優化。

——工業互聯網平臺建設。以薄板智能車間建設為契機,打造企業工業互聯網應用平臺,研究與開發各類基于微服務 的工業APP,提升車間管理協同效率,實現全過程數字化網絡化制造。

第二步:協同跨越階段:(2021—2025年)

——智能焊接裝備(單機)、智能單元、智能化生產線等示范項目擴大應用,針對第一階段試點示范短板裝備、智能單元及生產線根據生產應用效果進行擴大應用,大幅降低切割、成形、焊接和涂裝等臟險難作業過程勞動強度,使作業人員明顯減少。

——智能焊接裝備、智能單元、智能化生產線等高難度、高投入短板裝備開發、引進與應用。

——設備互聯基本完成。到2025年基本完成公司生產設備互聯,后臺設備能力評估分析模型化。

——建設完成若干數字化車間。結合第一階段所完成智能化單元、生產線、設備互聯、可視化等基礎上建設完成先行工程 數字化加工車間;通過對平直車間數字化能力升級,FCB焊接裝備改造,大幅度數字化劃線印字機的引進,以及平直車間MES的集成應用,建設平面分段數字化車間。

據此建立一批數字化應用標準和工藝文件,逐步向橫向和后道延伸、擴展。

——動能源管控。完成氣體、電能等動能源管控建設。

——工業互聯網建設。建成行業領先的工業互聯網平臺,服務于公司或其他企業整體的內部工業和外部供應系統, 開發并應用各類通用、專用工業APP,促進企業數字化、智能化轉型,提升企業整體的產業鏈協同效率。

外高橋造船: 探索智能制造新路徑

外高橋造船進行上層建筑整體吊裝

第三步:全面建成階段:(2026—2035年)

到2035年全面實現企業智能化轉型,基本建成智能工廠,完成企業研發、生產、經營、管 理過程中的數字化協同研發平臺、虛擬生產、網絡化控制系統、制造執行系統、自動化物流系統、智能制造系統等系統的建設與應用,促進工業全產業鏈、全價值鏈信息交互和智能協作,建設成為最具國際競爭力的船舶總裝建造智能化企業。

包括:基于模型、知識驅動的三維數字化設計;全廠設備互聯互通,實現智能化數據采集,全廠實現虛擬化制造;作業計劃智能排程,生產協同與資源配置智能優化,生產實時進度跟蹤反饋;現場物料消耗和質量問題實時監控;生產過程關鍵工藝參數實時監測和動態預警;智能決策支持系統等。

總體架構

在此基礎上,外高橋造船形成了智能制造的總體架構。重點任務:夯實智能制造發展基礎。

——基于模型三維數字設計和智能設計。以Smart 3 D引進和應用為契機,提高基于模型三維設計水平,包括:基于規則二維驅動、三維數字化設計能力,VR、AR的應用能力,三維模型設計模型和三維工藝標準的應用能力等。建立若干知識庫和工藝庫,突破舾裝智能設計關鍵技術,焊接工藝庫在現場焊縫跟蹤和管控中實施應用。以大型郵輪創新工程為牽引,深化Smart3 D二次開發,以提高設計效率。

——強化基礎管控和精益化管理。建立健全工時物量精細化標準、強化工程計劃管理、完善質量與精度管理體系。

——加強信息化基礎建設和網絡安全能力建設。支撐數字化、物流化、信息化發展戰略,面向多領域綜合集成應用,依托物聯網、云計算等技術,調整網絡架構,整合基礎設施資源,優化IT服務管理流程,提高信息安全水平,建設以服務為核心,安全、敏捷、開放的基礎架構平臺。以商密風險防范為中心,通過技防手段管理對商密數據的識別、保存、讀取、輸出,做到事前防范、事中控制、事后追溯相結合,避免商業秘密泄露。同時借助華為、中興等互聯網龍頭企業的先進經驗,結合VPN、RDP終端、虛擬化及身份識別技術,創建安全便利的網絡互聯通道,建設適應公司運營需要的信息安全保密體系,為公司的互聯網+應用奠定技術基礎。

外高橋造船智能制造總體架構

——推進智能制造短板裝備開發、引進、應用。結合工業和信息化部、國家國防科工局聯合發布的《推進船舶總裝建造智能化轉型行動計劃(2019-2021年)》要求,針對短板裝備,尤其是船體零件切割、成形、焊接、涂裝等臟險難與簡單重復的作業過程,以及檢測與裝配、物流與倉儲等關鍵環節,以船舶智能制造單元、智能生產線建設需求為牽引,研制或引進應用智能制造裝備,實現工程應用,支撐關鍵生產工序的自動化、數字化、智能化作業。

——推進研發、生產、管理、服務過程智能化轉型。推進基于模型、知識驅動的智能化設計,以郵輪設計平臺升級為契機,實現設計數據、模型全流程貫通,實現全流程工藝規劃和現場可視化作業,實現數字化設計、智能制造、精細化管理一體化的模型驅動生產。建立廣泛互聯、實時感知、精準執行的生產過程綜合智能化管控體系。

——發展工業互聯網平臺,支撐智能制造全面開展。工業互聯網基礎設施,工業互聯網平臺關鍵技術研究和攻關。

智能制造是項巨大的系統工程,任重而道遠。外高橋造船將在中船集團的領導下,應用系統工程的原理,以建造大型郵輪為契機,以建設現代化智能船廠為己任,發揚工匠精神,保持定力,持之以恒,注重基礎性、系統性、實效性和安全性,在探索和實踐中不斷積累和完善,盡快形成可實施、可復制、可推廣的管理經驗、制度、方法和標準,提質增效,快速響應市場,一步一個腳印,努力建成最具國際競爭力的船舶總裝建造智能化企業,實現高質量發展的目標。

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