應(yīng)用虛擬仿真技術(shù)推進(jìn)數(shù)字化造船

2013-06-03 by:廣州有限元分析、培訓(xùn)中心-1CAE.COM 來源:仿真在線

隨著信息技術(shù)和造船技術(shù)的融合發(fā)展,數(shù)字化造船是全球造船企業(yè)的必由之路,而艦船建造的技術(shù)經(jīng)濟(jì)特點(diǎn)決定了實(shí)施數(shù)字化造船迫切需要虛擬仿真技術(shù)。本文就虛擬仿真技術(shù)的內(nèi)涵和發(fā)展歷程、虛擬仿真造船技術(shù)實(shí)施途徑與關(guān)鍵技術(shù)、發(fā)展中遇到的問題及對(duì)策等問題展開了深入探討。
楊國(guó)兵李柏洲甘志霞來源:萬方數(shù)據(jù)
關(guān)鍵字:CAE 虛擬仿真技術(shù) 數(shù)字化造船現(xiàn)代造船模式
世界造船強(qiáng)國(guó)從CAX開始,逐步由實(shí)施CIMS、應(yīng)用敏捷制造技術(shù)向組建“虛擬企業(yè)”方向發(fā)展,形成船舶產(chǎn)品開發(fā)、設(shè)計(jì)、建造、驗(yàn)收、使用、維護(hù)于一體的船舶產(chǎn)品全生命周期的數(shù)字化支持系統(tǒng),從而實(shí)現(xiàn)船舶設(shè)計(jì)全數(shù)字化、船舶制造精益化和敏捷化、船舶管理精細(xì)化、船舶制造裝備自動(dòng)化和智能化、船舶制造企業(yè)虛擬化,從而大幅度提高生產(chǎn)效率和降低成本,使其具有較高的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。我國(guó)造船業(yè)要想在國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)中立于不敗之地,也必須大力實(shí)施數(shù)字化造船。
1 實(shí)施數(shù)字化造船迫切需要虛擬仿真技術(shù)
艦船制造業(yè)環(huán)境不同于其他行業(yè),艦船工業(yè)所生產(chǎn)的巨大的艦船必須在訂貨合同簽訂后才能進(jìn)行設(shè)計(jì)建造。在建造中為了充分利用船臺(tái)(塢)、加工裝配車間、棲裝車間、涂裝車間、碼頭等大型固定設(shè)施和大量生產(chǎn)人員,必須要有能適合施工的設(shè)計(jì)和均衡各作業(yè)場(chǎng)所生產(chǎn)能力的設(shè)備、維持設(shè)備良好運(yùn)行的管理和工程管理技術(shù)。
艦船產(chǎn)業(yè)是總裝性質(zhì)的產(chǎn)業(yè),在接受訂貨后,先要根據(jù)設(shè)計(jì)要求籌備各種各樣的部件、原材料、設(shè)備等,并按交船期制定造船方法、建造工藝、生產(chǎn)計(jì)劃、物資供應(yīng)、生產(chǎn)管理和質(zhì)量控制等各方面技術(shù),需統(tǒng)籌各方面的技術(shù),以便有效地使用材料、設(shè)備和人員。
艦船設(shè)計(jì)是一項(xiàng)專業(yè)面廣、綜合性強(qiáng)的專業(yè)工作,涉及到總體、船體、棲裝、涂裝,以及裝置、動(dòng)力、系統(tǒng)、電氣、武備等幾百個(gè)專業(yè)。在現(xiàn)行的艦船設(shè)計(jì)階段中,包含大量的數(shù)據(jù)、圖紙和工藝文件標(biāo)準(zhǔn)等。設(shè)計(jì)中需要各專業(yè)相互配合、交叉和不斷深化,以及圖紙、資料、信息的共享和傳輸,復(fù)雜程度高,技術(shù)難度大。
艦船建造是一個(gè)龐大而復(fù)雜的系統(tǒng)工程,如何在有限空間內(nèi)設(shè)計(jì)布置和安裝各種裝置和設(shè)施,如:主輔機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)、設(shè)備、通訊、導(dǎo)航、控制、武備和特種裝置及各種生活設(shè)施、復(fù)雜管系和電纜等,需要在設(shè)計(jì)中和施工前進(jìn)行綜合謀劃,但是,按照傳統(tǒng)的造船模式,施工中的碰撞、交叉和計(jì)劃實(shí)施只能通過圖紙和模型進(jìn)行局部?jī)?yōu)化,往往是顧此失彼,不能預(yù)見生產(chǎn)過程中的瓶頸和問題,以及風(fēng)險(xiǎn)的防范。而在信息技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的虛擬仿真造船技術(shù)能有效解決艦船建造中的這些難題,因此,虛擬仿真技術(shù)成為數(shù)字化造船技術(shù)發(fā)展的重要方向。
2 造船虛擬仿真技術(shù)的內(nèi)涵和發(fā)展歷程
2.1 虛擬仿真技術(shù)的概念、內(nèi)容以及在產(chǎn)品建造中的應(yīng)用
虛擬仿真技術(shù)是將數(shù)字化信息技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用于產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與制造,相對(duì)于傳統(tǒng)的產(chǎn)品研制,它是一個(gè)全新的概念,是對(duì)真實(shí)產(chǎn)品制造的虛擬現(xiàn)實(shí)模擬,是利用計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)、圖形、圖像處理與模式識(shí)別技術(shù)、智能接口技術(shù)、人工智能技術(shù)、多傳感器技術(shù)、語音處理與音響技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、并行處理技術(shù)等多種高新技術(shù),在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行而不消耗真實(shí)物理資源的仿真制造軟技術(shù)。
虛擬造船技術(shù)處理的對(duì)象是艦船產(chǎn)品與造船系統(tǒng)的信息與數(shù)據(jù),生產(chǎn)出來的是電子樣船。虛擬造船技術(shù)包括如下幾大部分:艦船產(chǎn)品和造船過程建模技術(shù)及虛擬車間建模技術(shù)、虛擬公司建模技術(shù);運(yùn)行和操作的仿真技術(shù)及綜合可視化技術(shù);模型部件的組織技術(shù)、工作和信息流程控制技術(shù)、碰撞的求解技術(shù)及驗(yàn)證技術(shù);數(shù)據(jù)庫技術(shù)、人工智能技術(shù)、系統(tǒng)集成技術(shù)及協(xié)同求解技術(shù)等。目前,先進(jìn)的造船計(jì)算機(jī)軟件和硬件系統(tǒng)已經(jīng)能實(shí)現(xiàn)虛擬造船技術(shù)。
虛擬仿真技術(shù)在產(chǎn)品建造中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面:一是建模,二是仿真。在設(shè)計(jì)階段,用戶能直接參與產(chǎn)品的交互設(shè)計(jì),提出修改和優(yōu)化設(shè)計(jì)的意見;在制造階段使用戶和參與者對(duì)產(chǎn)品制造全過程中的工藝、生產(chǎn)和管理等整個(gè)制造系統(tǒng)的功能進(jìn)行有效的評(píng)價(jià)。因此,必須結(jié)合產(chǎn)品的設(shè)計(jì)生產(chǎn)過程、生產(chǎn)工藝、工程管理、物資配套等生產(chǎn)管理全過程的集成制造的真實(shí)環(huán)境,借助計(jì)算機(jī)將真實(shí)環(huán)境轉(zhuǎn)變?yōu)樘摂M環(huán)境,通過仿真技術(shù)對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝和管理等進(jìn)行優(yōu)化,這樣就能在真實(shí)產(chǎn)品制造前,讓業(yè)主和制造商等產(chǎn)生諸如視覺、聽覺、觸覺等各種感覺信息,使參與者尤如身在其中,從而達(dá)到預(yù)測(cè)產(chǎn)品的功能及制造廠生產(chǎn)系統(tǒng)的狀況,預(yù)先了解制造過程及實(shí)時(shí)優(yōu)化方案的目的。
2.2 虛擬仿真技術(shù)在國(guó)內(nèi)外造船業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀
艦船制造仿真技術(shù)源于02世紀(jì)05年代的造船成組技術(shù)的應(yīng)用,日本造船界借鑒汽車流水線的批量法則,以“中間產(chǎn)品”為導(dǎo)向,實(shí)現(xiàn)多品種小批量,按區(qū)域、類型和階段,在三維圖面上解決優(yōu)化造船問題,即實(shí)施生產(chǎn)設(shè)計(jì)技術(shù),為施工提供盡可能優(yōu)化、全面的細(xì)致的“工作圖”和“管理圖表”,達(dá)到設(shè)計(jì)、生產(chǎn)管理一體化合理組織造船生產(chǎn)。
隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展,進(jìn)入02世紀(jì)09年代以來,造船發(fā)達(dá)國(guó)家紛紛利用信息技術(shù)給造船業(yè)帶來的各種機(jī)遇,積極開展船舶以數(shù)字化描述和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)相結(jié)合為特征的虛擬設(shè)計(jì)和制造仿真技米的研究。
美國(guó)于20世紀(jì)90年代在國(guó)防部的領(lǐng)導(dǎo)下成立了海事敏捷研究組,該組織由來自Leigh大學(xué)、5家船廠、海軍、船東、船級(jí)社、供應(yīng)商和設(shè)計(jì)部門的代表組成,從事有關(guān)造船的敏捷制造研究,包括如何從技術(shù)上、組織機(jī)構(gòu)以及人力資源上使現(xiàn)有的船舶建造方式過渡到敏捷制造。1992年由ARPA資助進(jìn)行了下一代船舶設(shè)計(jì)系統(tǒng)——基于設(shè)計(jì)仿真SBD(simulation Base Design)的項(xiàng)目研究,目標(biāo)是建立一個(gè)能預(yù)先進(jìn)行船舶設(shè)計(jì)、制造、運(yùn)行和評(píng)價(jià)的虛擬環(huán)境,即在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)和虛擬建造船舶。SBD中的關(guān)鍵技術(shù)是集成的開發(fā)環(huán)境(IPPD),它利用了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、無縫集成CAE/CAD/CAM和數(shù)據(jù)庫,并在1994年給出了相應(yīng)的原型系統(tǒng)。最近美國(guó)通用動(dòng)力公司下屬的Electronic Boat corp。采用Dassault system,CATIA/CATWEB解決方案,實(shí)現(xiàn)集成產(chǎn)品數(shù)據(jù)環(huán)境中可視化,提高造船企業(yè)中各個(gè)部門的合作能力,并將該方法應(yīng)用到海狼級(jí)潛艇的設(shè)計(jì)中,極大地提高了效率。目前美國(guó)CAD/CAM廠商正在聯(lián)合開發(fā)一個(gè)船舶設(shè)計(jì)制造軟件系統(tǒng)Virtual Design,目的是通過無縫的多學(xué)科集成(工程設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、后勤及相應(yīng)的商務(wù)系統(tǒng)),來減少船舶設(shè)計(jì)50%以上的時(shí)間和成本。除了上述虛擬設(shè)計(jì)研究以外,美國(guó)海軍和一些大學(xué)還開展了有關(guān)虛擬現(xiàn)實(shí)及其在艦船設(shè)計(jì)和制造的應(yīng)用研究。例如,密西根大學(xué)(UMICH)虛擬現(xiàn)實(shí)實(shí)驗(yàn)室采用浸沉式虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)(Immersive virtua reality)進(jìn)行了游船設(shè)計(jì)和相關(guān)的船舶應(yīng)用,使得來自不同領(lǐng)域的專家可同時(shí)進(jìn)行并行設(shè)計(jì),提高了效率。同時(shí),UMICH還利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的仿真,通過CAE的技術(shù)預(yù)先檢查各分段組裝和船臺(tái)總裝過程,修改虛擬生產(chǎn)設(shè)計(jì)和生產(chǎn)計(jì)劃中的錯(cuò)誤,美國(guó)海軍研究實(shí)驗(yàn)室還進(jìn)行了分布式仿真研究,針對(duì)不同的作戰(zhàn)情況實(shí)現(xiàn)艦艇訓(xùn)練的虛擬化。
日本大力開展造船CIMS和CALS研究及原型系統(tǒng)的實(shí)施;韓國(guó)也大力開展了有關(guān)敏捷制造、電子采購系統(tǒng)、基于Agent造船設(shè)計(jì)和生產(chǎn)調(diào)度計(jì)劃系統(tǒng)以及電子商務(wù)等的研究;歐盟也進(jìn)行了G8-MARVEL等的研究,為新一輪的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)做好技術(shù)儲(chǔ)備。
我國(guó)造船工業(yè)從20世紀(jì)70年代開始采用造船CAM技術(shù)使造船生產(chǎn)效率和加工質(zhì)量有了較大地提高。80年代后期,船舶工業(yè)統(tǒng)一組織開發(fā)了OA-515、CADIs和MIS等造船造機(jī)系統(tǒng),有力促進(jìn)了船舶企業(yè)的信息化進(jìn)程。隨著造船CAD/CAE和MIS技術(shù)的發(fā)展,產(chǎn)品設(shè)計(jì)開始丟掉圖版,新產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計(jì)周期有效縮短,船舶企業(yè)現(xiàn)代化管理水平得到提高,船舶制造企業(yè)初具國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力并不斷壯大。90年代中后期,國(guó)際先進(jìn)的造船軟件如TRIBON、CADDS5系統(tǒng)開始引進(jìn)應(yīng)用,骨干船廠應(yīng)用三維建模技術(shù)建立產(chǎn)品電子信息模型。新技術(shù)的應(yīng)用使國(guó)內(nèi)造船水平上了新的臺(tái)階,產(chǎn)品建造總周期得到了有效縮短,產(chǎn)品建造質(zhì)量明顯提高。
CAD/CAM技術(shù)的深入應(yīng)用為推進(jìn)集成制造技術(shù)提供了信息源頭。GM技術(shù)和CIMS開始在滬東中華、渤海船廠和廣船國(guó)際等船廠開發(fā)應(yīng)用。CIMS的應(yīng)用使產(chǎn)品制造和管理信息集成起來,從而能夠?qū)崿F(xiàn)制造信息高度共享和企業(yè)制造資源優(yōu)化,全面提高企業(yè)運(yùn)行效率。

3 虛擬仿真造船技術(shù)的實(shí)施途徑與關(guān)鍵技術(shù)
(1)建立電子樣船模型。傳統(tǒng)的艦船建造通常采用實(shí)尺或比例放樣將設(shè)計(jì)圖紙變?yōu)槭┕D。船廠內(nèi)備有巨大的樣臺(tái),而放樣工常年處于相當(dāng)辛苦的狀態(tài)。他們主要工作是對(duì)艦船設(shè)計(jì)線型進(jìn)行光順、并將二維平面圖通過放樣制成樣板、樣箱,供加工裝配或施工用。這種工作成本高、周期長(zhǎng)、工作艱苦、效率低。近20多年來計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展迅速,計(jì)算機(jī)數(shù)學(xué)放樣在船體、棲裝(含船裝、管裝、機(jī)裝、電裝、內(nèi)裝)等三維建模已有突破,其電子樣船和三維機(jī)艙已成為現(xiàn)實(shí)。通過計(jì)算機(jī)和仿真、多媒體等建立的電子樣船,可以預(yù)先在電腦里看到船體外表和內(nèi)部結(jié)構(gòu)、艙室、設(shè)備布置和性能,以便船東、船廠、建造師、船檢、設(shè)備廠商等提前了解如何建造和實(shí)時(shí)提出修改建議。同時(shí),艙室尤其是機(jī)艙內(nèi)的管系、設(shè)備等可以實(shí)時(shí)進(jìn)行干涉檢查,將建造安裝中產(chǎn)生的矛盾提前到設(shè)計(jì)階段解決。
(2)建立船廠制造系統(tǒng)虛擬生產(chǎn)線。目前在艦船建造過程中,已大量采用機(jī)械化、自動(dòng)化生產(chǎn)線,如鋼材預(yù)處理流水線、型鋼自動(dòng)號(hào)料切割線、板材數(shù)控切割線、NC彎肋骨機(jī)、平面(曲面)分段流水線、船臺(tái)(塢)作業(yè)生產(chǎn)線等。這些生產(chǎn)線有些自控技術(shù)也很先進(jìn),但大多數(shù)還是靠人工監(jiān)視,往往在生產(chǎn)過程中由于運(yùn)行不當(dāng)或者機(jī)械故障,而造成整機(jī)或整線癱煥,某一條線的瓶頸將會(huì)對(duì)整個(gè)產(chǎn)品生產(chǎn)產(chǎn)生負(fù)面影響。因此,在電子化樣船的基礎(chǔ)上,對(duì)船廠的現(xiàn)實(shí)制造系統(tǒng)利用計(jì)算機(jī)建立艦船制造虛擬環(huán)境,即生產(chǎn)過程含管理的電子三維空間。該虛擬生產(chǎn)環(huán)境包括工廠生產(chǎn)環(huán)境的數(shù)字化數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換,以及各生產(chǎn)線、廠房布局、道路設(shè)施、車間內(nèi)各流水線進(jìn)行數(shù)字化建模,同時(shí)各加工流程加工信息形成信息流,并驅(qū)動(dòng)物料流形成工序流,再輸入工藝、設(shè)備、人員、計(jì)劃、精度、質(zhì)量等信息形成具有沉浸感受的信息化虛擬環(huán)境。這個(gè)虛擬環(huán)境給設(shè)計(jì)者和其他參與者一種身臨其境的感覺。
(3)建立艦船企業(yè)數(shù)據(jù)庫和數(shù)據(jù)信息交換標(biāo)準(zhǔn)。艦船企業(yè)內(nèi)部建立健全的數(shù)據(jù)庫非常重要,它是形成企業(yè)數(shù)字化的信息共享構(gòu)架平臺(tái),是構(gòu)造企業(yè)信息化的技術(shù)基礎(chǔ),以便實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品全壽命周期內(nèi)所涉及的設(shè)計(jì)、制造、生產(chǎn)管理、質(zhì)量控制、成本控制等全過程的各類數(shù)據(jù)無縫整合,為企業(yè)生產(chǎn)全過程有關(guān)工作的組織計(jì)劃、監(jiān)督和協(xié)調(diào)提供依據(jù)。
只有企業(yè)數(shù)據(jù)庫還不能開展全行業(yè)的虛擬仿真造船。因?yàn)閷?duì)于一個(gè)行業(yè)或某一集團(tuán)內(nèi)部,如果各企業(yè)信息不能共享或者信息“孤島”嚴(yán)重,將會(huì)造成好不容易生成的大量的有價(jià)值的設(shè)計(jì)生產(chǎn)、管理信息在傳遞中被丟失,造成資源浪費(fèi)和利用率低等問題。而“孤島”現(xiàn)象又會(huì)造成大量信息冗余和重復(fù)生成處理,同樣造成資源浪費(fèi)。因此,迫切需要建立一個(gè)信息共享平臺(tái),即必須采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行設(shè)計(jì)和生產(chǎn)、也就是產(chǎn)品模型數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)(sTEP)。該標(biāo)準(zhǔn)不僅能描述產(chǎn)品的幾何信息,還包括參數(shù)化數(shù)據(jù)、特征和非幾何數(shù)據(jù),如精度、計(jì)劃、工藝管理等信息。有了企業(yè)產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫和數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn),就可以在行業(yè)或一個(gè)集團(tuán)內(nèi)各企業(yè)間實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、管理信息資源共享。
除了上述研究的進(jìn)展,還有一些支持虛擬仿真關(guān)鍵技術(shù),如臨境技術(shù)和擬實(shí)技術(shù)、三維模型與虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的接口技術(shù)、零部件分段加工裝焊過程的仿真技術(shù)、物流仿真分析、視景仿真和主體顯示、虛擬環(huán)境技術(shù)、人機(jī)工程等都得到快速發(fā)展。
4 虛擬仿真技術(shù)在我國(guó)造船業(yè)發(fā)展中遇到的問題及對(duì)策
4.1 目前虛擬仿真技術(shù)在我國(guó)造船業(yè)應(yīng)用中的問題
(1)應(yīng)用的重點(diǎn)仍集中在解決技術(shù)與工程問題上,沒有與企業(yè)的業(yè)務(wù)流程、運(yùn)營(yíng)模式和管理變革有效結(jié)合,尚未有效地促進(jìn)體制創(chuàng)新、管理創(chuàng)新。往往有了先進(jìn)的造船信息系統(tǒng)和裝備卻以傳統(tǒng)的觀念和模式來運(yùn)行,難以發(fā)展數(shù)字化應(yīng)有的效益。
(2)產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造、管理信息一體化的集成度較低。船舶行業(yè)的零部件數(shù)量很龐大,目前國(guó)內(nèi)對(duì)船舶零部件標(biāo)準(zhǔn)化程度和日韓相比差距較大,同時(shí)也缺乏真正可執(zhí)行的行業(yè)統(tǒng)一編碼,使得各企業(yè)之間、企業(yè)內(nèi)部本身無法做到信息共享和集成。
(3)船舶數(shù)字化測(cè)試、虛擬設(shè)計(jì)、虛擬建造和產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理等技術(shù)的應(yīng)用尚為空白或剛起步,因此產(chǎn)品先期研制水平低、周期長(zhǎng),數(shù)字化管理缺乏完整信息資源。
(4)船舶制造資源優(yōu)化配置技術(shù)的應(yīng)用處于較低水平,企業(yè)的生產(chǎn)管理和協(xié)調(diào)仍以現(xiàn)場(chǎng)調(diào)度型為主,滿足精細(xì)管理要求的造船管理信息系統(tǒng)研究和應(yīng)用尚處于初級(jí)階段,管理基本還處于粗放型。
(5)滿足船舶產(chǎn)品成本預(yù)算、核算、控制的成本管理集成信息系統(tǒng)尚處于起步階段,船舶企業(yè)成本失控現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。
(6)實(shí)現(xiàn)船舶產(chǎn)品生命周期的現(xiàn)代物流信息系統(tǒng)剛起步。
(7)船舶制造裝備自動(dòng)化程度較低,造船機(jī)器人的應(yīng)用基本處于空白。
(8)船舶核心軟件基本從國(guó)外引進(jìn),難以掌握數(shù)字化造船主動(dòng)權(quán)。
4.2 我國(guó)造船業(yè)要大力推進(jìn)建立現(xiàn)代造船模式
世界造船業(yè)已經(jīng)進(jìn)入了更高層次的“數(shù)字化”階段,正在研究全球化的資源優(yōu)化集成,以全面數(shù)字化、全面模塊化和網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)等技術(shù)為支撐,建立動(dòng)態(tài)的造船聯(lián)盟——虛擬企業(yè)。中國(guó)造船業(yè)要想在這個(gè)未來的動(dòng)態(tài)聯(lián)盟中占有一席之地,應(yīng)用虛擬仿真技術(shù)是中國(guó)造船業(yè)的一條必由之路,中國(guó)企業(yè)應(yīng)該通過實(shí)施現(xiàn)代造船模式,利用數(shù)字化造船系統(tǒng)提升競(jìng)爭(zhēng)力,以統(tǒng)籌優(yōu)化原理為指導(dǎo),應(yīng)用成組技術(shù)原理;以中間產(chǎn)品為導(dǎo)向,按區(qū)域組織生產(chǎn);殼、棲、涂作業(yè)在空間上分道、時(shí)間上有序;設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、管理一體化,均衡、連續(xù)地總裝造船,并且改進(jìn)管理體制與模式,完善與發(fā)展配套的上下游行業(yè),從而使船廠縮短造船周期、提高生產(chǎn)效率和降低造船成本。
4.3 大力提高自主研發(fā)能力
近年來,骨干船廠、設(shè)計(jì)院所和大學(xué)相繼引進(jìn)國(guó)外大型船舶設(shè)計(jì)制造軟件TRIBON、CADDSS、CATIA/ENOVIA等。但由于我國(guó)企業(yè)管理的環(huán)境、理念、體制上的特殊性,使得花重金引進(jìn)的國(guó)外軟件不能簡(jiǎn)單套用,引進(jìn)后有大量的本土化工作要做,而本地化開發(fā)的難度則大大超出了預(yù)想的難度。同時(shí)由于我國(guó)“世界第一造船大國(guó)”目標(biāo)的提出,日韓政府已加緊限制包括軟件、數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)等先進(jìn)造船技術(shù)對(duì)我國(guó)的輸出。所以,真正一流的技術(shù)是買不來的。我國(guó)造船企業(yè)發(fā)展虛擬仿真技術(shù)還必須靠自主研發(fā)這條道路,例如滬東中華等廠自主開發(fā)了船體建造軟件三維棲裝管系設(shè)計(jì),已在國(guó)內(nèi)數(shù)十余家船廠應(yīng)用。從長(zhǎng)遠(yuǎn)利益來看,我們必須開發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的造船虛擬仿真軟件系統(tǒng)。為此,需要加大科研經(jīng)費(fèi)和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)方面的投入,整合現(xiàn)有的開發(fā)成果,集中人力、物力、財(cái)力解決系統(tǒng)建設(shè)中的關(guān)鍵問題,盡快形成適合中國(guó)造船企業(yè)的虛擬仿真軟件產(chǎn)品,并努力推進(jìn)虛擬仿真軟件的實(shí)施應(yīng)用。
4.4 加強(qiáng)船舶數(shù)字化基礎(chǔ)體系建設(shè)
數(shù)字化制造技術(shù)以信息數(shù)字化的形式實(shí)現(xiàn)信息管理、傳輸、處理和共享,因此必須首先建立數(shù)字化的基礎(chǔ)體系。根據(jù)船舶企業(yè)的特點(diǎn)從基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)字化設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、制造標(biāo)準(zhǔn)、管理標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)字化試驗(yàn)與評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)等方面進(jìn)行研究,制定出符合船舶企業(yè)實(shí)際以及發(fā)展需要的船舶制造數(shù)字化標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系;建設(shè)相應(yīng)的基礎(chǔ)性和通用性的數(shù)據(jù)庫、知識(shí)庫和模型庫;建立和研究船舶信息集成及數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)和平臺(tái),并建立一個(gè)通暢、穩(wěn)定、安全的網(wǎng)絡(luò)通信平臺(tái)。