近年來，歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家提出“再工業(yè)化”戰(zhàn)略，強(qiáng)力推動(dòng)“制造業(yè)回歸”，以智能制造為代表的高端制造是這些國(guó)家實(shí)現(xiàn)“再工業(yè)化”的主要手段，新一輪工業(yè)革命正在掀起熱潮。發(fā)達(dá)國(guó)家在智能制造領(lǐng)域采取了一系列的行動(dòng)和措施，其中包括：德國(guó)“工業(yè)4.0”，美國(guó)“產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”，日本“機(jī)器人新戰(zhàn)略”等。“中國(guó)制造2025”已經(jīng)上升到國(guó)家戰(zhàn)略，是企業(yè)發(fā)展的必經(jīng)之路。
作為我國(guó)第一家中外合資造船企業(yè)，南通中遠(yuǎn)川崎船舶工程有限公司緊跟國(guó)家宏觀政策步伐，前瞻性地完成了散貨船、集裝箱船、油輪三大主流船型及汽車滾裝船、多用途船等多產(chǎn)品的開發(fā)與升級(jí)換代，并在相關(guān)技術(shù)方面領(lǐng)跑中國(guó)造船、走在世界先進(jìn)行列。
早在2006年，南通中遠(yuǎn)川崎船舶工程有限公司便超前謀劃，著手生產(chǎn)、設(shè)計(jì)的信息化改造，并積極尋求突破，將擴(kuò)大機(jī)器人應(yīng)用和實(shí)施生產(chǎn)線改造等智能制造手段作為信息化和工業(yè)化深度融合的切入點(diǎn)，以大幅度減少人工成本、減輕勞動(dòng)強(qiáng)度、改善作業(yè)環(huán)境、提高生產(chǎn)效率、降低產(chǎn)品不良品率，從而持續(xù)提升企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。2012年至今，南通中遠(yuǎn)川崎已先后建成4條機(jī)器人生產(chǎn)線，成為全國(guó)樣板。今年7月，該公司智能化車間被確定為國(guó)家工業(yè)和信息化部智能制造試點(diǎn)示范項(xiàng)目，國(guó)內(nèi)造船企業(yè)獨(dú)此一家。
由中國(guó)遠(yuǎn)洋運(yùn)輸（集團(tuán)）總公司與日本川崎重工業(yè)株式會(huì)社合資興建的南通中遠(yuǎn)川崎船舶工程有限公司，主要從事中、高端船舶的研發(fā)和建造，產(chǎn)品類型涵蓋各型散貨船、大型集裝箱船、超級(jí)油輪、礦砂船、汽車滾裝船等主流船型，以及多用途船、雙燃料船、LNG船等特種船，年生產(chǎn)能力約300萬載重噸。公司成立以來，實(shí)現(xiàn)了高起點(diǎn)、跨越式發(fā)展，迄今共交付各種遠(yuǎn)洋船舶170余艘，其中，30萬噸超級(jí)油輪、30萬噸礦石運(yùn)輸船、13386標(biāo)箱集裝箱船等多個(gè)船型，填補(bǔ)了中國(guó)造船業(yè)多項(xiàng)空白。建造工時(shí)、鋼材利用率、萬美元產(chǎn)值耗電量、生產(chǎn)效率等主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)達(dá)到國(guó)內(nèi)領(lǐng)先、國(guó)際先進(jìn)水平，先后被認(rèn)定為“江蘇省船舶技術(shù)工程研究中心”、“江蘇省博士后創(chuàng)新實(shí)踐基地”、“江蘇省兩化融合示范企業(yè)”，3次被認(rèn)定為國(guó)家級(jí)“高新技術(shù)企業(yè)”。
2007年，南通中遠(yuǎn)川崎公司大規(guī)模利用信息技術(shù)改造傳統(tǒng)設(shè)計(jì)建造手段，升級(jí)改造計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)功能，進(jìn)一步提升信息系統(tǒng)的應(yīng)用范圍和信息系統(tǒng)集成度，擴(kuò)大數(shù)字化制造裝備的使用規(guī)模，實(shí)現(xiàn)了以信息化和工業(yè)化深度融合為標(biāo)志的數(shù)字化造船。經(jīng)過幾年的開發(fā)、創(chuàng)新和實(shí)踐，建立了完善的計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)，將貫穿船舶產(chǎn)品全生命周期的CAD、CAPP、CAM 、ERP等應(yīng)用高度集成，在研發(fā)、設(shè)計(jì)、采購(gòu)、制造、財(cái)務(wù)、管理等流程中實(shí)現(xiàn)信息化和數(shù)據(jù)共享，并由此獲得“江蘇省兩化融合示范企業(yè)”稱號(hào)。
2012年，南通中遠(yuǎn)川崎確立了將智能造船作為轉(zhuǎn)型升級(jí)的主攻方向和實(shí)現(xiàn)造船強(qiáng)廠的主要途徑，4條機(jī)器人生產(chǎn)線相繼投產(chǎn)。通過不斷攻關(guān)，初步建立了以數(shù)字化、模型化、自動(dòng)化、可視化、集成化為特征的智能化造船和生產(chǎn)管理體系，真正實(shí)現(xiàn)了研發(fā)、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、管理等環(huán)節(jié)全面融合、協(xié)同運(yùn)行，具有示范作用的船舶制造智能車間初具規(guī)模。船舶制造智能車間建設(shè)，實(shí)現(xiàn)了各加工系列的智能制造，達(dá)到工裝自動(dòng)化、工藝流水化、控制智能化、管理精益化，保障了產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定，縮短了加工周期，極大地提高了生產(chǎn)效率，產(chǎn)品質(zhì)量和建造效率達(dá)到世界先進(jìn)水平。
通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)覆蓋全廠
作為船舶智能車間的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，南通中遠(yuǎn)川崎建立了覆蓋全廠的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，通過光纖連接到各生產(chǎn)車間，并借助計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)物理制造空間與信息空間的無縫對(duì)接和映射，為精細(xì)化和智能化管控提供基礎(chǔ)。
技術(shù)研發(fā)部門通過CAD、CAPP、CAM、虛擬仿真等技術(shù)的運(yùn)用，來實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品研發(fā)設(shè)計(jì)的數(shù)字化。利用生產(chǎn)運(yùn)行數(shù)據(jù)和設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，將現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)、運(yùn)營(yíng)、管理等固化成各類工藝、業(yè)務(wù)模型和規(guī)則，根據(jù)實(shí)際需求選擇適用的模型來適應(yīng)各種生產(chǎn)管理活動(dòng)的具體需要。
同時(shí)，還利用數(shù)字專線連接大連中遠(yuǎn)川崎船舶工程有限公司，實(shí)現(xiàn)兩家船廠異地協(xié)同，設(shè)計(jì)、采購(gòu)、經(jīng)營(yíng)等信息共享。
1．計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）系統(tǒng)
TRIBON系統(tǒng)在南通中遠(yuǎn)川崎公司船、機(jī)、電等各專業(yè)領(lǐng)域得到廣泛運(yùn)用，數(shù)字化樣船高度集成。包括船體構(gòu)造、管系、主要機(jī)器設(shè)備等在內(nèi)的所有部件，均在計(jì)算機(jī)內(nèi)設(shè)計(jì)完成。通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，可實(shí)現(xiàn)多專業(yè)設(shè)計(jì)人員的并行設(shè)計(jì)、協(xié)同設(shè)計(jì)、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)共享。同時(shí)，對(duì)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)進(jìn)行了大量的二次開發(fā)，使其與設(shè)計(jì)及制造體系緊密結(jié)合，減少了大量重復(fù)作業(yè)和錯(cuò)誤作業(yè)，有效提高了設(shè)計(jì)、制造的質(zhì)量與效率。
2．計(jì)算機(jī)輔助工藝設(shè)計(jì)（CAPP）
該公司開發(fā)的CAPP系統(tǒng)，可提取CAD系統(tǒng)中所有的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，并根據(jù)規(guī)范要求和生產(chǎn)條件進(jìn)行批量的數(shù)據(jù)加工處理，從而自動(dòng)生成符合制造加工要求的生產(chǎn)圖面及數(shù)據(jù)，同時(shí)把與建造工藝相關(guān)的焊接收縮量、加工精度和余量等信息標(biāo)準(zhǔn)化或基準(zhǔn)化，運(yùn)用到船舶三維設(shè)計(jì)模型中。
3．計(jì)算機(jī)輔助加工（CAM）
利用基于DNC車間管理模式，將制造過程有關(guān)的設(shè)備(如數(shù)控切割機(jī)等)與上層控制計(jì)算機(jī)集成為一個(gè)系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)制造設(shè)備與上層計(jì)算機(jī)之間的信息交換，通過接收CAD和CAPP系統(tǒng)處理完的數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)傳輸至數(shù)控切割機(jī)和機(jī)器人設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了從鋼板下料開始到切割成品產(chǎn)出的自動(dòng)處理。
智能制造系統(tǒng)領(lǐng)先一步
南通中遠(yuǎn)川崎在船舶智能化制造方面，率開國(guó)內(nèi)先河。高度自動(dòng)化的流水作業(yè)生產(chǎn)線加上柔性化的船舶生產(chǎn)工藝流程，實(shí)現(xiàn)了船舶制造的自動(dòng)化操作和流水式作業(yè)。
1．型鋼生產(chǎn)線
型鋼是船體常用部材之一，原先的生產(chǎn)方式，從劃線、寫字到切割、分料，完全采用手工作業(yè)，效率低，周期長(zhǎng)，勞動(dòng)強(qiáng)度大，且難免出現(xiàn)誤操作。型鋼自動(dòng)化生產(chǎn)線建成后，實(shí)現(xiàn)了從進(jìn)料→切割→自動(dòng)分揀→成材分類疊放全過程的智能制造，包括物料信息傳輸和物料切割智能化以及物料分類感知智能化，配員由原來的20人減少為7人，有效減少了人工成本，縮短了生產(chǎn)周期，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，為后續(xù)擴(kuò)大機(jī)器人應(yīng)用積累了經(jīng)驗(yàn)。
2．條材機(jī)器人生產(chǎn)線
條材是分段制造的主要部材之一，它的特點(diǎn)是數(shù)量多，大部分部材比較短小。原來的生產(chǎn)方式，包括劃線、寫字、開條、端部切割、打磨、分料等全是手工作業(yè)，效率低，生產(chǎn)周期長(zhǎng)，容易出錯(cuò)。條材機(jī)器人生產(chǎn)線的投產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)了信息傳輸和物料傳輸感知智能化以及加工智能化，配員由原來的22人減少為8人，提高了生產(chǎn)效率，縮短了生產(chǎn)周期，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度。
3．先行小組立機(jī)器人生產(chǎn)線
盡管造船中厚板電弧焊接實(shí)現(xiàn)機(jī)器人作業(yè)困難很多，但南通中遠(yuǎn)川崎還是從最簡(jiǎn)單的先行小組材開始，推進(jìn)機(jī)器人焊接。傳統(tǒng)的制造方式是，鋼板在定盤上全面鋪開，一塊一塊地裝配、焊接、翻身、背燒，占用面積大，制造周期長(zhǎng)，效率低。先行小組立機(jī)器人生產(chǎn)線投產(chǎn)后，實(shí)現(xiàn)了工件傳輸和焊接智能化，以及自動(dòng)背燒、自動(dòng)工件出料。整條生產(chǎn)線僅配一名員工操作，配員減少一半以上。
流水線生產(chǎn)方式是工業(yè)化大生產(chǎn)的必然要求。對(duì)造船業(yè)而言，車間內(nèi)生產(chǎn)作業(yè)的流水線化將是今后實(shí)施船舶智能制造的一個(gè)重要發(fā)展方向。目前南通中遠(yuǎn)川崎已實(shí)施了大艙肋骨生產(chǎn)線、Y龍筋生產(chǎn)線、焊接裝置等數(shù)個(gè)半自動(dòng)化生產(chǎn)線技改項(xiàng)目，取得了良好的效果。
4．智能物流系統(tǒng)
公司采用“橫向到邊、縱向到底”的設(shè)計(jì)原則，建立了功能完善的智能物流系統(tǒng)，并與設(shè)計(jì)系統(tǒng)高度集成，從而將企業(yè)的人力、資金、信息、物料、設(shè)備、時(shí)間、方法等各方面資源充分調(diào)配和平衡，為企業(yè)加強(qiáng)財(cái)務(wù)管理、提高資金運(yùn)營(yíng)水平、減少庫(kù)存、提高生產(chǎn)效率、降低成本等提供強(qiáng)有力的工具。
南通中遠(yuǎn)川崎的智能造船模式使設(shè)計(jì)、制造、加工、管理信息一體化，貫穿了零件設(shè)計(jì)信息、工藝信息、工裝信息、材料配套信息、加工信息和裝配信息的信息生成和傳輸全過程，并且在采購(gòu)申請(qǐng)單、物料清單、托盤清單等業(yè)務(wù)方面全面實(shí)現(xiàn)了無紙化。據(jù)了解，該公司在未來發(fā)展中還將繼續(xù)擴(kuò)大工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用。
