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1、,精益造船与智能制造,江苏科技大学,马晓平 2016-04-28,目录,中日韩先进造船企业每修正总吨工时消耗对比,中日韩先进造船企业全员造船生产效率对比,中日韩先进造船企业建造技术对比,中日韩先进造船企业能耗物耗对比,我国已是造船大国，三大造船指标位居世界前列，但总体大而不强，在每修正总吨工时消耗、全员造船效率等效率、效益方面，我们与日韩船企的差距仍然较大。我国先进船厂和日韩船厂建造能力相关指标的对比如下：,1.1我国造船业的地位和面临的形势,分析借鉴先进造船国家的发展路径，我国船舶工业战略取向和步骤是：,1.2船舶工业的奋斗目标建设世界造船强国,1.3造船业未来10年的发展态势,以信息技术和
2、制造业深度融合为重要特征的新科技革命和产业变革正在孕育兴起，多领域技术群体突破和交叉融合推动制造业生产方式深刻变革，制造业数字化网络化智能化已成为未来技术变革的重要趋势。,船舶与海工装备制造也正在数字化、网络化、智能化技术为主线，持续向设计、生产、管理等各领域渗透，朝着设计智能化、管理精细化和信息集成化等方向发展，最终实现智能制造。,2.1现代造船模式、精益造船、智能造船,信息物理系统（CPS，Cyber-Physical Systems）,2.2造船工业2.03.04.0的推进进程,现代造船模式 工业2.0（补课）,造船工业的2.0、3.0、4.0之间没有明确的界面划分，而是一个循序推进的过
3、程,精益造船 工业3.0（普及）,智能造船 工业4.0（示范）,目标,精 益 造 船 设计、生产、管理一体化 最低成本、最快交付、最高质量,准时化生产 正确的时间、正确的数量、正确的零件 标准的节拍、流通量管理 拉动的计划、均衡的负荷 连续有效的物流 成组技术和加工设备组,无缺陷施工 精度控制 全员质量管理 辅助工装高效化 过程自动化 作业标准化,持续改进,总装化造船 产品导向型作业分解与组合 中间产品专业化生产,可持续发展的理念 环境和安全 绿色造船,2.3精益造船的框架理念,信息物理系统集成,设备、人员、施工区域、产品物联,资源状态 物流信息 设备维护,制造过程数据收集，生产大数据记录,柔
4、性计划,生产管理,质量管理,设备管理,集配管理,能源管理,安全管理,异常管理,柔性化,智能化,精益化,生产进度可视化,质量缺陷可视化,设备状态可视化,成本数据可视化,计划实绩,物资物流,人员工时,物联控制层,制造大数据层,制造执行层,管理决策可视层,2.4智能造船的框架理念,高级排产,位置信息（GIS）,设备接口（API）,2.5到2025年发展目标所具备的主要技术特征,3.1精益造船共性关键制造技术生产设计1,3.2精益造船共性关键制造技术生产设计2,3.3精益造船共性关键制造技术工程管理1,3.4精益造船共性关键制造技术工程管理2,3.5精益造船共性关键制造技术工艺工装1,3.6精益造船共
5、性关键制造技术工艺工装2,3.7精益造船共性关键制造技术数字化制造,4.1精益造船与智能制造的实现途径,以两化融合为手段，推行精益造船，逐步向智能造船迈进,零件切割加工,小中组制作,分段建造,涂装,试航、交船,码头舾装 系泊试验,船坞合拢 区域舾装,总组,构建船舶制造信息感知网，覆盖物资供给、零件切割加工、分段建造、分段堆放、搭载、涂装和舾装等船舶制造的全过程，实时动态获取生产过程中人员、设备状态、零部件物流与质量，生产计划执行状态，生产环境和能耗，施工质量等信息，实现船舶制造全部过程的状态“可观”。,钢材,涂料,管舾托盘,设备,电缆,铁舾托盘,电舾托盘,原材料,4.2基础硬件设施：工业互联网
6、/物联网建设，现场数据的快速采集和反馈,信息高效采集、状态实时监测、数据自动传输,4.3基础硬件设施：自动化/智能化设备、工装、生产线的投入,吊耳切割设备,活动马板,小中组 装配工装,平面分段全自动流水线,零件打磨全自动流水线,拼板装焊全自动流水线,管子下料装配焊接流水线,角钢自动下料加工设备,推进单个工艺环节的工装化、机械化、自动化，逐步转向智能化,线表计划,搭载计划,先行中日程,后行中日程,设计过程控制,生产部门计划 (WOP日程),周/日作业计划,作业指示,工程分解,工程 管理,PO,到货,领用 配送,库存现况,作业实绩,POR,物资 申请,物资预约,物资 管理,设计 管理,计划管理,定
7、置定位 管理,工程质量 （NDT、ITP）,工时物量定额,工程基准信息,作业反馈,生产资源信息,CAD/CAM (Tribon/AM),意见管理 安全管理,工法 WSD、DAP,物资需求计划,出库,能源消耗,分段/总段划分,BOM R0/R1/R2,图文档 （版本）,入库,设计/发图计划,生产技术准备,区域 划分,系统 划分,批次 划分,生产准备计划,设计供图计划,托盘配套计划,PP,DP,MP,设备纳期计划,设备技术跟踪,条码/RFID标签,4.4信息化建设：船舶产品全生命周期的信息化管理,以工程分解为纲领，计划为核心，在统一的数据平台上统合设计、生产、物资、成本管理,设备状态,提供管理必须
8、的基础数据， 建立覆盖各个管理流程的体系， 在体系运行中规范输入输出标准,各方信息及时准确的反馈和获取 管理数据：共享透明 决策支持,4.5信息化建设：业务流程和数据的标准化，状态实时共享、透明,仓储,计划,配送运输,采购,制造,为船厂的采购、仓储、生产、成本等业务管理流程提供标准的、统一的、可靠的数据,4.6设计管理：为计划、采购、仓储、配送、生产、成本提供统一数据,面向任务包，按工位、阶段提供施工所需要的图纸,图纸下发计划,设备物资需求计划,配套 计划,托盘物资需求、集配、制作计划,发布,执行、反馈,先行中日程计划,4.7计划管理：建立以工序合理、负荷平衡、中间产品完整为目标的计划体系,零
9、部件级,组立级,分段级,总段级,区域级 （船坞/码头）,大幅提高“中间产品”成品化、集成化生产程度,4.8生产管理：建立以中间产品为导向的生产作业管理体系,生产制造部门通过WOP计划制定、派发及反馈，收集工时和进度，掌握工程健康状态,WOP 接受,生产策划WOP,WOP 计划编制,WOP 派发,WOP 执行,WOP每日工时进度反馈,作业管理,标准工时 S.T,实动工时 怠工工时,工时物量定额数据库,根据实绩回归分析工时物量S曲线,WOP 分析,Task派工 及执行,效率系数,中日程计划,物量,工程预算管理 工程进度管理,生产部门：加工/组立/涂装/总装/保障,目标工时 T.MHr,工程建造策划
10、分解,生产管理部门,施工班组,技术部门,追加计划外WOP,WOP 工时制定,劳务 成本,4.9作业管理：以任务包为基础的作业日程计划、派发和反馈体系,运输设备预约及定位管理 分段定置定位管理,条形码打印机,RFID读写设备,移动RFID阅读器,移动条码阅读器,Wi-Fi基站,入库,出库,退库,盘点,集配,签收,安装,加工,4.10物资管理：基于物联网+的精细化物资管理,将传感器及智能决策软件与装备集成，实现感知、分析、推理、决策、控制功能,传感检测 信息化、实时化 装备运行境检测 制造质量的检测,工艺设计 智能化、知识化 制造工艺的智能设计 制造工艺的实时规划,控制执行 柔性化、自动化 装备自动控制 装备柔性操作,计划管控 节拍化、均衡化 生产节奏的均衡控制 执行进度的自动反馈,4.11船舶制造信息物理系统CPS的构建,信息物理系统（CPS，Cyber-Physical Systems）,4.12大数据的处理和使用,数据分析、挖掘、利用,设计支持,计划排产,虚拟仿真,生产流程优化,数据： 隐性数据的显性化 产品制造全流程的实时感知,系统： 隐性知识的显性化 发现规律、预测未来、动态调整,Thank you！,
