DQZHAN訊：韓國積極推進(jìn)智能船廠建設(shè)或顛覆造船業(yè)

目前，國內(nèi)部分造船企業(yè)認(rèn)為智能船廠“不切實(shí)際”，但從韓國智能船廠的發(fā)展情況來看，智能船廠并不是想象中的“無人化智能工廠”，而是將過去無法實(shí)現(xiàn)收集的數(shù)據(jù)通過新一代ICT技術(shù)進(jìn)行收集，當(dāng)船廠所有人、物、空間的數(shù)據(jù)均能實(shí)時(shí)收集，加上大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)的加工，無論是設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、管理的模式均可能發(fā)生顛覆性的變化。

當(dāng)前，韓國在積極推進(jìn)智能船廠建設(shè)，韓國政府提出《K-ICT造船海洋融合計(jì)劃》，大宇造船海洋提出“Shipyard 4.0”概念、現(xiàn)代重工提出“Smart Factory”概念。本文重點(diǎn)對韓國智能船廠發(fā)展近況進(jìn)行總結(jié)分析。

背景與意義

隨著新一代信息通信技術(shù)在制造業(yè)領(lǐng)域的普及和應(yīng)用，工廠車間內(nèi)越來越多功能強(qiáng)大的智能設(shè)備以無線方式實(shí)現(xiàn)了與互聯(lián)網(wǎng)或設(shè)備之間的互聯(lián)，通過物理世界和信息世界以信息物理系統(tǒng)（CPS）的方式相融合。韓國正在推進(jìn)的ICT融合，是指云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、人工智能等新一代信息通信技術(shù)與信息化、自動(dòng)化技術(shù)融合，實(shí)現(xiàn)人與設(shè)備、設(shè)備與設(shè)備之間的縱向集成，從而把整個(gè)工廠內(nèi)部聯(lián)結(jié)起來。

不同于一般流水線制造業(yè)，造船業(yè)完全使用機(jī)械代替人工存在很大難度，即便是智能化發(fā)展到一定程度，預(yù)計(jì)有70%的生產(chǎn)過程仍需要人的參與。因此，建設(shè)智能船廠，要通過人和物的超連接、超智能化來實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品和工作方式的革新，提升競爭力并創(chuàng)造收益。同時(shí)，勞動(dòng)力短缺對我國船企發(fā)展的影響越來越大，而智能船廠可降低對勞動(dòng)力的依賴，有效化解制約我國造船企業(yè)發(fā)展的勞動(dòng)力問題。

韓國政府提出《K-ICT造船海洋融合計(jì)劃》

為重振造船海洋產(chǎn)業(yè)，韓國政府于2016年12月發(fā)布《K-ICT造船海洋融合計(jì)劃》，提出到2023年實(shí)現(xiàn)造船海洋ICT融合發(fā)展的總體目標(biāo)，ICT融合相關(guān)配套國產(chǎn)化率由20%提升至30%，重點(diǎn)推進(jìn)“造船海洋ICT融合基礎(chǔ)建設(shè)”、“智能型船舶、船廠、服務(wù)技術(shù)開發(fā)”、“構(gòu)建協(xié)同合作生態(tài)”三大任務(wù)。此外，韓國三大船企與其他六家機(jī)構(gòu)共同簽署“關(guān)于聯(lián)合開發(fā)造船海洋ICT融合技術(shù)、建立協(xié)同發(fā)展生態(tài)系統(tǒng)”諒解備忘錄。

一是成立造船海洋ICT創(chuàng)意融合中心。在蔚山信息產(chǎn)業(yè)振興院內(nèi)設(shè)立造船海洋ICT創(chuàng)意融合中心，提供技術(shù)開發(fā)基礎(chǔ)設(shè)施、企業(yè)協(xié)作平臺(tái)和專業(yè)人才培養(yǎng)等方面的支持。

二是構(gòu)建技術(shù)開發(fā)基礎(chǔ)設(shè)施。提供63種軟件性能驗(yàn)證裝備設(shè)備（包括模擬器、實(shí)船測試環(huán)境等），支撐技術(shù)開發(fā)。

三是開展專業(yè)人才培養(yǎng)。支援中小企業(yè)獲取知識(shí)產(chǎn)權(quán)和產(chǎn)品認(rèn)證等提升競爭力，培養(yǎng)800名造船海洋ICT融合領(lǐng)域?qū)I(yè)人才。

四是共性技術(shù)開發(fā)。統(tǒng)一開發(fā)造船海洋物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)平臺(tái)，驗(yàn)證后推廣；統(tǒng)一開發(fā)并提供*優(yōu)的造船海洋ICT融合產(chǎn)品和技術(shù)軟件開發(fā)工具包。

五是大中小生產(chǎn)型企業(yè)應(yīng)用技術(shù)開發(fā)。支持24個(gè)可提升船廠效率、強(qiáng)化船舶技術(shù)競爭力和拓展新服務(wù)市場的技術(shù)產(chǎn)品開發(fā)項(xiàng)目；研發(fā)基于船舶全生命周期管理的設(shè)計(jì)平臺(tái)、基于ICT的船舶綜合控制平臺(tái)等智能船舶核心技術(shù)；綜合HSE平臺(tái)、生產(chǎn)費(fèi)用優(yōu)化管理等，提高船廠**管理和生產(chǎn)效率；研發(fā)遠(yuǎn)程監(jiān)控管理系統(tǒng)（RMS）、維護(hù)維修運(yùn)營平臺(tái)，拓展造船海洋服務(wù)市場的技術(shù)。

六是構(gòu)建協(xié)同平臺(tái)。成立“造船海洋ICT融合委員會(huì)”，通過委員會(huì)推進(jìn)“政產(chǎn)學(xué)研”和“大中小企業(yè)”間的政策開發(fā)、標(biāo)準(zhǔn)化、技術(shù)推廣和信息交流等，形成協(xié)同發(fā)展的生態(tài)系統(tǒng)。

七是提供商業(yè)支援。開發(fā)新的商業(yè)模式（船舶海洋航運(yùn)管理平臺(tái)、基于ICT的**管理平臺(tái)、船舶遠(yuǎn)程管理服務(wù)等），推進(jìn)示范工程。通過提供基于云計(jì)算的O2O服務(wù)平臺(tái)，通過為非造船ICT企業(yè)共享技術(shù)和市場信息，降低進(jìn)入門檻。

2016年，大宇造船海洋于提出Shipyard 4.0概念，目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)精準(zhǔn)流通、保證計(jì)劃執(zhí)行高度一致，總體建設(shè)框架包括數(shù)據(jù)經(jīng)營、ICT融合、構(gòu)建作業(yè)分析和構(gòu)建智能作業(yè)人員四大方面。目前，取得的主要進(jìn)展情況如下：

一是“移動(dòng)生產(chǎn)業(yè)務(wù)APP”投入使用。大宇造船海洋將過去PC端的業(yè)務(wù)向移動(dòng)端轉(zhuǎn)移，通過“移動(dòng)生產(chǎn)業(yè)務(wù)APP”，實(shí)現(xiàn)基于二維碼的HSE**管理、材料和圖面的追蹤、質(zhì)量檢查、涂裝/腳手架/叉車等材料裝備的使用申請、原材料管理和業(yè)績上報(bào)等功能，效率大幅提升。

二是搭建物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)。為了監(jiān)控船廠設(shè)備物件，大宇造船海洋正在搭建物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，主要涉及室內(nèi)外定位、傳感器、數(shù)據(jù)處理、物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)。配合正在開發(fā)的Shipyard 4.0關(guān)聯(lián)系統(tǒng)，對來自各設(shè)備物件傳遞的信息進(jìn)行實(shí)時(shí)分析處理并可視化，實(shí)現(xiàn)對物流和裝備的運(yùn)營及管控。

圖1. 大宇造船海洋Shipyard 4.0物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)

三是3D設(shè)計(jì)生產(chǎn)信息系統(tǒng)向移動(dòng)端延伸。大宇造船海洋3D設(shè)計(jì)生產(chǎn)信息系統(tǒng)（DaView）逐步向移動(dòng)端拓展，通過移動(dòng)端DaView系統(tǒng)，作業(yè)人員可快速簡便的實(shí)時(shí)查詢不同階段設(shè)計(jì)生產(chǎn)信息。目前，該系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)組立/安裝單元的設(shè)計(jì)復(fù)審、舾裝件安裝位置的可視化、生產(chǎn)工藝計(jì)劃/實(shí)際業(yè)績的信息查詢等功能。此外，通過掃描條碼/二維碼可以將3D模型和實(shí)際材料進(jìn)行匹配，保證生產(chǎn)情況快速反饋。

四是助力配套廠商構(gòu)建智能工廠。2017年5月，大宇造船海洋與舾裝生產(chǎn)廠商FHI簽署基于物聯(lián)網(wǎng)的智能工廠構(gòu)建協(xié)議，大宇造船海洋為FHI搭建智能工廠。根據(jù)協(xié)議，大宇造船海洋將DAView上生成的3D模型和舾裝件制造過程中需要的生產(chǎn)信息與FHI實(shí)時(shí)共享，設(shè)計(jì)與生產(chǎn)信息也實(shí)時(shí)傳遞給FHI的數(shù)控機(jī)器人裝備，實(shí)現(xiàn)加工及制造信息流的貫通。大宇造船海洋計(jì)劃為更多的配套企業(yè)構(gòu)建智能工廠。

現(xiàn)代重工的智能船廠建設(shè)，除工廠自動(dòng)化外，在設(shè)計(jì)方面提出要實(shí)現(xiàn)基于3D模型的實(shí)時(shí)協(xié)同作業(yè)及生產(chǎn)信息共享，在生產(chǎn)方面提出要實(shí)現(xiàn)基于數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)控、風(fēng)險(xiǎn)管理和協(xié)同生產(chǎn)，并對人力資源和**的統(tǒng)一監(jiān)控管理。近期，現(xiàn)代重工智能船廠建設(shè)內(nèi)容主要包括構(gòu)建智能工作環(huán)境、基于大數(shù)據(jù)的焊接作業(yè)優(yōu)化、能源管理系統(tǒng)和聘任**數(shù)字官等。

一是調(diào)整組織結(jié)構(gòu)，推進(jìn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型。2017年5月，現(xiàn)代重工成立ICT企劃部、設(shè)立**數(shù)字官（CDO）職務(wù)，在造船企業(yè)中尚屬**。CDO由韓國智能制造產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)會(huì)長擔(dān)任。9月，現(xiàn)代重工發(fā)布數(shù)字化轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略（Digital Transformation），通過將數(shù)字運(yùn)營技術(shù)大幅應(yīng)用在設(shè)計(jì)和生產(chǎn)現(xiàn)場，計(jì)劃到2021年，實(shí)現(xiàn)品質(zhì)和**數(shù)據(jù)綜合管理、生產(chǎn)效率大幅提升以及推出更多智能型產(chǎn)品的目標(biāo)。

二是聯(lián)手韓國電信，布局窄帶物聯(lián)網(wǎng)。2017年11月，現(xiàn)代重工與韓國電信簽署企業(yè)專用NB-IoT（窄帶物聯(lián)網(wǎng)）服務(wù)合約，計(jì)劃通過NB-IoT服務(wù)實(shí)現(xiàn)廠區(qū)的移動(dòng)設(shè)備和裝備位置追蹤、作業(yè)人員**管理和碼頭船舶移動(dòng)管理等功能，利用各種傳感器數(shù)據(jù)推進(jìn)信息服務(wù)商業(yè)化。

三是建設(shè)儲(chǔ)能和能源管理系統(tǒng)，降低能耗。2017年11月，現(xiàn)代重工投資約1.5億人民幣設(shè)立儲(chǔ)能系統(tǒng)中心（ESS），有效避免用電高峰時(shí)電力不足，ESS中心占地1180平方米，儲(chǔ)存容量達(dá)51.5兆瓦時(shí)，是目前世界規(guī)模*大的企業(yè)ESS。同時(shí)，現(xiàn)代重工匹配FEMS（工廠能源管理系統(tǒng)），F(xiàn)EMS是通過ICT來管理分析優(yōu)化廠區(qū)的電力、燃?xì)夂蛪嚎s氣體等能源使用。由此預(yù)計(jì)每年可節(jié)省費(fèi)用約5880萬人民幣。

四是使用VR技術(shù)進(jìn)行**管控。2017年3月，現(xiàn)代重工將VR技術(shù)應(yīng)用于船廠的**管控，并在蔚山總部成立船廠**培訓(xùn)中心，目前已經(jīng)有超過1萬名員工接受VR**教育。集中控制中心可通過安裝于廠區(qū)內(nèi)的250個(gè)閉路電視設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)控、識(shí)別廠區(qū)內(nèi)的**風(fēng)險(xiǎn)，并利用智能圖像分析系統(tǒng)對**風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行預(yù)判與報(bào)警。

五是成立HILS實(shí)驗(yàn)室提升產(chǎn)品系統(tǒng)品質(zhì)。2017年7月，現(xiàn)代重工成立HILS實(shí)驗(yàn)室，可在系統(tǒng)搭載之前在虛擬環(huán)境下進(jìn)行仿真，提前發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)存在的問題。現(xiàn)代重工HILS實(shí)驗(yàn)室目前擁有9套HILS裝備，其中，4套用于船舶領(lǐng)域，3套用于預(yù)測海工運(yùn)行性能和控制系統(tǒng)的水下仿真，1套用于主機(jī)狀態(tài)診斷，1套用于航行訓(xùn)練系統(tǒng)。

有關(guān)措施建議

目前，國內(nèi)部分造船企業(yè)認(rèn)為智能船廠“不切實(shí)際”，但從韓國智能船廠的發(fā)展情況來看，智能船廠并不是想象中的“無人化智能工廠”，而是將過去無法實(shí)現(xiàn)收集的數(shù)據(jù)通過新一代ICT技術(shù)進(jìn)行收集，當(dāng)船廠所有人、物、空間的數(shù)據(jù)均能實(shí)時(shí)收集，加上大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)的加工，無論是設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、管理的模式均可能發(fā)生顛覆性的變化。積極推進(jìn)智能船廠建設(shè)，相關(guān)措施建議如下：

一是加強(qiáng)頂層設(shè)計(jì)，形成專業(yè)團(tuán)隊(duì)。智能船廠涉及到信息通信、軟件開發(fā)、數(shù)據(jù)處理等技術(shù)，與船廠過去的模式也存在較大差異，需要專業(yè)人才團(tuán)隊(duì)的頂層規(guī)劃。韓國船企發(fā)展智能船廠均是通過新設(shè)ICT獨(dú)立部門或子公司形成專業(yè)團(tuán)隊(duì)來負(fù)責(zé)業(yè)務(wù)流程改造、信息系統(tǒng)維護(hù)和數(shù)據(jù)中心運(yùn)營等方面的工作。建議國內(nèi)船企組建相關(guān)部門集中力量，統(tǒng)籌推進(jìn)智能船廠建設(shè)。

二是加大與外部資源的合作力度。經(jīng)過多年的發(fā)展，我國在智能制造、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域已經(jīng)有較多成熟的解決方案。建議國內(nèi)船企根據(jù)韓國船企發(fā)展情況，結(jié)合實(shí)際情況，促進(jìn)與裝備、自動(dòng)化、軟件、通信、互聯(lián)網(wǎng)等不同領(lǐng)域?qū)I(yè)企業(yè)的深入合作，借助外部成熟力量推動(dòng)多領(lǐng)域融合型技術(shù)研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。

三是抓緊補(bǔ)齊自動(dòng)化、信息化和網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施短板。沒有良好的自動(dòng)化、信息化和網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)作為支撐，智能船廠只是紙上談兵。建議國內(nèi)船企一方面加快升級老舊設(shè)備，實(shí)現(xiàn)內(nèi)部設(shè)備與信息系統(tǒng)的廣泛互聯(lián)以及相關(guān)工業(yè)數(shù)據(jù)的集成互通；另一方面，依托國家大力發(fā)展工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的契機(jī)，尋求政策和經(jīng)費(fèi)支持，加快廠區(qū)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)與改造。