胡可一:把船厂打造成这类科技型企业



胡可一:把船厂打造成这类科技型企业的图1

李振国 摄

造船业的数字化涉及企业整体的理念转变、流程再造和组织重构,应从解决造船业数字化适应性问题以及研发应用自主工业软件为突破口,扫除造船业数字化进程中的障碍,铺就造船业数字化、智能化之路。


目前,造船业数字化转型有了新的内涵及目标,那就是把船厂打造成基于单一数字模型的科技型企业。



近年来,我国造船业大力推动数字化转型,以提升效率与竞争力,谋求在未来竞争中掌握主动。在这一过程中,我国造船业应摒弃原有的惯性思维去面对这一挑战,要认识到造船业的数字化不仅是设计数字化,而且是基于三维数字模型在建造计划、工艺工法、生产管理和供应链管理乃至整个企业运行的方方面面的数字化。这一过程涉及企业整体的理念转变、流程再造和组织重构,绝非一朝一夕或通过照搬移植其他行业的经验可以做到。应从解决造船业数字化适应性问题以及研发应用自主工业软件为突破口,扫除造船业数字化进程中的障碍,铺就造船业数字化、智能化之路。


“休克疗法”还是“循序渐进”


经过近二十年的飞速发展,中国船舶工业已经跻身于国际造船业的第一方阵。在这一历程中,虽然造船能力设施建设、几轮船市的火爆行情起到了强烈的助推作用,但船舶企业逐渐的数字化转变,特别是计算机辅助工程(CAE)、计算机辅助设计(CAD)/计算机辅助制造(CAM)等计算机技术的应用也发挥了推动甚至革命性的作用。


如果把CAE、CAD/CAM应用看作船舶设计数字化的一个雏形,那么国内船舶行业的数字化进程可以粗分为三个阶段。


上世纪八十年代初至九十年代初为起步阶段。当时CAD技术还不成熟也不普及,能够勉强称得上数字化的主要是在狭义CAM方面,例如:数学放样和光顺、数控切割等


20世纪90年代初至约2005年是成长阶段。二维CAD伴随着国家层面上推进的“甩图板工程”全面进入了船舶设计领域。20世纪90年代中期,造船行业引进了以KCS(后为Tribon,通常被称为“二维半”软件)为代表面向生产设计的软件,此外以有限元分析为代表的CAE软件也得到广泛应用。船级社也配合规范同步推出了相关软件。这些软件产生的数据为船厂的管理、计划和建造的数字化建立了基础数据层


2005年以后为逐渐成熟阶段。基于三维建模的真三维软件在造船行业的应用越来越广泛,强大的三维实体造型能力、云计算、大数据、人工智能、数字化模型、数字孪生和单一数据源等为船舶制造、建造模拟等过程实现数字化打下了基础。船级社的三维送审和全生命周期的管理得以初步实现。CAE软件广泛地应用于船舶设计过程中,基于计算流体动力学(CFD)软件的“数字水池”在前期线型优化过程中发挥了重要作用


进入21世纪后,世界造船业数字化进程加快,并具有了新的内涵。21世纪初,韩国船厂意识到,要进一步提高船厂的核心竞争力,单靠设计软件和建造设施的要素投入远远不够,必须提高企业资源计划的信息化水平。大宇造船海洋和现代重工集团先后聘请国际知名的咨询公司如埃森哲和国际商用机器公司(IBM)进行咨询诊断,并协助船厂实施企业资源计划(ERP)系统。实施ERP系统的主要宗旨是对企业所拥有的人、财、物、信息、时间和空间等综合资源进行综合平衡和优化管理,从而产生最好的经济效益。大宇造船海洋和现代重工集团分别采用了思艾普(SAP)和IBM公司的ERP系统,在实施信息化的同时,对企业的流程实施全面的“流程革新(Process Innovation,PI)”,对造船、计划、设计、采购、建造和管理根据信息化实施的需求进行了“再造”。


2005年至2007年,在中船长兴造船基地规划建设的关键时刻,埃森哲和IBM也派专家参加了中船长兴造船基地信息化规划咨询工作。两家咨询公司根据他们在韩国船厂的ERP实施经验,提出了两种思路迥异的解决方案。


埃森哲提出了所谓的“休克疗法(Big-bang Approach)”。他们认为,中船长兴造船基地是一个完全新建的船厂,可全盘接受一种基于先进船厂经验的“理想化”新模式,实现脱胎换骨式的管理和效率上的提升。


IBM提出的是“分步实施法(Phased Approach)”。他们认为,中船长兴造船基地虽然是一个全新规划的新厂,但三条生产线有不同的运营主体,船型结构、工艺工法和企业文化均不尽相同,只能采用“追逐法(Chase Strategy)”,设定目标以后分阶段逐步“逼近”。


上述两种不同思路的解决方案有一个共同点,那就是“先进船厂经验+ERP实施”。但最终中船长兴造船基地没有实施ERP,原因是多方面的。如面向优化造船流程的机构重组目标不完善、面对全新的设施和船型未来流程无法全面梳理清楚并流程化、多元化人员组合的职能和业务端的主动性不够、先进船厂的既有子系统和运行模式无法移植导致ERP的定制性和可行性差等。当然,实施ERP所需不菲的投资也是原因之一。而且,在“船厂建设和船舶建造”双同步的方针指导下,借鉴中国船舶集团有限公司内先进企业的成功经验“短平快”地建立正常流程,把新船厂运行起来实现船舶交付成了重中之重,“在一张白纸上画全新的图画”最终没有成为现实。


流程再造才是核心


造船业多年的数字化转型实践过程中有经验,也有教训,值得借鉴与反思。其中最重要的一条是,必须要认识到数字化转型是业务转型,应该由业务部门承担主要工作和责任,而不是信息化部门;数字化转型的涵盖面也非常广,涉及方方面面,主要表现在通过流程革新打造先进船厂,是名副其实的“一把手”工程


目前,造船业数字化转型有了新的内涵及目标,那就是把船厂打造成基于单一数字模型的科技型企业,体现在以下方面:基于三维模型计划和工法促进建造效率的提升、在打破“信息孤岛” 的基础上建立具有增值性的数据流动体系、具备通过智能制造适应建造多样化船型的能力、缓解人工和材料成本上升的矛盾、提升造船企业的科技竞争力等。


从企业层面来看,针对上述数字化转型目标,造船企业将如何应对数字化和智能化?首先,应该认识到造船行业的数字化转型是一个大趋势,应该摒弃原有惯性思维而以积极的态度去面对这一挑战。其次,应该认识到造船业的数字化不仅仅是设计实现数字化,而是要基于三维数字模型在建造计划、工艺工法、生产管理和供应链管理乃至整个企业运行的方方面面实现数字化。再次,应对和实施数字化必须彻底改变以前粗放的管理模式,在流程革新的同时建立“以数据说话”量化管理的方法并形成相应体系。此外,要充分意识到数字化的基础还是有效的数据本身,应重视用数据建成模型再从模型中提取数据为企业增值赋能。


目前来看,造船业实现数字化、智能化造船还存在不少亟待解决的问题,可从以下两个方面作为切入点和突破点。


首先,解决造船业数字化适应性问题。三维数字模型、数字孪生和单一数据源是当下的热门话题,但目前主流的造船三维CAD设计软件的图形核心、建模工具和修改管理流程等,都是从汽车、航空和机械等行业发展来的,和造船业的特有要求适应性不强。针对造船设计惯例的二次开发基本都在末端,这样的格局造成三维CAD设计软件的整体效率不高,难以适应船舶和海工行业小批量、定制化建造的需求。如果用户对软件进行深度的客户化定制和二次开发,可以解决一些应用层面上的表象问题,但也难免被主系统的版本控制所“绑架”。


其次,研发应用自主工业软件。目前,船舶设计应用的主要工业软件基本被国外企业垄断,自主开发船舶设计计算分析应用软件迫在眉睫,好消息是中国船舶集团在这方面已经有了相应的布局。但从现在这个时间点来看,自主造船工业软件的开发不应该满足于“跟跑”,而应该深度关注以下方面:除基于传统概念的三维数字模型软件以外船舶设计师还需要什么,自主开发的软件必须要解决的问题或增加的功能应包括统一的代码和数据库、跨接数据筒仓(Data Silo),船级社规范计算程序的植入CAD软件,CFD变成内嵌式的数字水池,有限元分析(FEM)变成内嵌式的结构设计计算工具,有限元分析(FEM)变成建造过程中即时模拟计算工具,供应链、供应商和材料设备数据的无缝衔接,工艺标准、检验标准和质量数据的纳入并能够即时弹出,计划和知识管理嵌入,船东和船级社的门户等。相信造船企业以流程革新为突破口,辅以契合造船特点的增值需求的自主造船工业软件,实现数字化、智能化转型指日可待。




文章来源:《中国船舶报》,作者胡可一

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