造船流程再造與數(shù)字化造船的研究

1、    造船流程再造與數(shù)字化造船的研究    周啟學(xué)摘   要：船舶生產(chǎn)作為一項復(fù)雜性與綜合性較強(qiáng)的工程，需要專業(yè)的管理體系及先進(jìn)的生產(chǎn)技術(shù)作為支撐。流程再造與數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用可有效優(yōu)化造船業(yè)的生產(chǎn)流程，并提升船舶生產(chǎn)質(zhì)量。本文從造船流程再造基本內(nèi)容出發(fā)，探討數(shù)字化在其中的應(yīng)用。在此基礎(chǔ)上對流程再造的概念以及實施原則進(jìn)行相關(guān)闡述。最后，聯(lián)系數(shù)字化造船與流程再造進(jìn)行綜合考慮，探討兩者之間在發(fā)展過程中所存在的關(guān)系。關(guān)鍵詞：流程再造  造船技術(shù)  數(shù)字化造船  意義研究中圖分類號：u673.2  &#

2、160;                             文獻(xiàn)標(biāo)識碼：a                        文章編號：1674-098x（2019）10（c）-0069-02時代的發(fā)展促使各行各業(yè)加快產(chǎn)業(yè)升級，數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用也逐漸推廣至各個領(lǐng)域。從造船行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀來說，其升級空間需要更強(qiáng)大的科技力量進(jìn)行擴(kuò)展。與此同時

3、，造船所需要的原材料，鋼鐵等價格也處于上升階段，而在造船過程中因操作技術(shù)有限時常無法到達(dá)預(yù)期效果導(dǎo)致原材料的浪費。因而，造船行業(yè)若想在國際競爭中保持活力，應(yīng)在船舶質(zhì)量提升的前提下，充分發(fā)揮現(xiàn)代化技術(shù)增加其經(jīng)濟(jì)可行性。分析現(xiàn)狀可知，數(shù)字化造船與流程再造之間相互協(xié)調(diào)的關(guān)系，可促進(jìn)船舶行業(yè)進(jìn)一步發(fā)展。1  造船流程再造基本概述1.1 流程再造概念分析流程再造這一概念在20世紀(jì)90年代十分流行，其試圖通過規(guī)范管理流程推動企業(yè)進(jìn)一步發(fā)展。顧名思義，流程再造即在原有基礎(chǔ)上進(jìn)行二次思考，從原本框架中提取出關(guān)鍵信息，從而實現(xiàn)企業(yè)的深入改造，對應(yīng)至造船行業(yè)，則為對造船這一行業(yè)領(lǐng)域進(jìn)行新時代的思考。流程

4、再造企業(yè)管理觀念經(jīng)多個汽車公司實踐后取得了一定的成果，如沃爾瑪、福特等都曾受益于這一思想1。總的來說，流程再造包括兩個核心要素：信息的提取與摒棄，只有掌握這兩個點，才能在新時代背景下實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)升級從而推動企業(yè)走向國際化。1.2 現(xiàn)代造船與流程再造關(guān)系闡述分析現(xiàn)代造船經(jīng)歷了整體造船、大批量造船、分段造船、分道造船、集成造船及快速造船等階段，其需要對物資管理、信息管理、人才與設(shè)備、資金利用等各個方面進(jìn)行綜合考慮2。因而其在發(fā)展中，不僅需要考慮技術(shù)研究，還需要考慮流程管理。而流程再造這一概念則恰好迎合了現(xiàn)代造船發(fā)展需求，從企業(yè)內(nèi)部出發(fā)，對企業(yè)內(nèi)部布局及生產(chǎn)理念進(jìn)行深度改造，其改造形式并非流于表面，在此

5、需要強(qiáng)調(diào)深入改造這一詞語的含義，其代表著從造船行業(yè)內(nèi)部出發(fā)，深入挖掘行業(yè)中所存在的痼疾，打破現(xiàn)有觀念，進(jìn)行體制重組，這是一次大規(guī)模的企業(yè)變動，需要敏銳的時代直覺與行業(yè)意識。1.3 造船流程再造實施原則針對時代背景，其需要考慮社會、企業(yè)、客戶以及生態(tài)等因素，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行企業(yè)管理全方位的創(chuàng)新，可從以下6點進(jìn)行：（1）職能與流程：即轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)職能管理管理，面向流程管理，以流程執(zhí)行區(qū)域進(jìn)行業(yè)務(wù)審核，精簡運營步驟，提升企業(yè)運行效率。（2）尋求流程最優(yōu)解：以流程執(zhí)行區(qū)域劃分為模塊，進(jìn)行執(zhí)行模塊的組建，并為每個區(qū)域設(shè)定目標(biāo)，隨即以區(qū)域為對象進(jìn)行流程細(xì)化，從而實現(xiàn)目前執(zhí)行流程為最優(yōu)計劃，避免做無用功。（3）扁

6、平化管理：在原有流程上，進(jìn)行中間管理環(huán)節(jié)的優(yōu)化，通過縮短管理時間，來提升企業(yè)對市場變化的感知力，從而快速精準(zhǔn)的制定發(fā)展戰(zhàn)略。（4）個人管理：從流程區(qū)域定位到個人，促進(jìn)員工崗位水平的全面提升，將個人發(fā)展與流程業(yè)務(wù)目標(biāo)聯(lián)結(jié)，培養(yǎng)團(tuán)隊意識，增強(qiáng)企業(yè)凝聚力。（5）客戶與供應(yīng)商關(guān)系二次定位：增強(qiáng)供應(yīng)鏈意識，實行產(chǎn)業(yè)端到端關(guān)系管理。造船企業(yè)以客戶、供應(yīng)商、經(jīng)銷商的供應(yīng)鏈關(guān)系為核心進(jìn)行流程的創(chuàng)新設(shè)計。（6）it技術(shù)融入：it技術(shù)實現(xiàn)信息共享，將部分工作流程從串行轉(zhuǎn)變?yōu)椴⑿校徑鈹?shù)據(jù)控制權(quán)與使用權(quán)的矛盾3。2  數(shù)字化造船與造船流程再造2.1 數(shù)字化造船數(shù)字化造船即將數(shù)字化技術(shù)與造船相融合，如cad

7、/cae/pdm等技術(shù)，此外虛擬現(xiàn)實技術(shù)也可較好的實現(xiàn)結(jié)果預(yù)覽，其貫穿于船舶的設(shè)計、建造、裝備制造及生產(chǎn)管理四大板塊，從而可為企業(yè)創(chuàng)新提供支撐性技術(shù)。（1）船舶設(shè)計：數(shù)字化在船舶設(shè)計中的應(yīng)用可有效提升產(chǎn)品開發(fā)效率，如cad可作為船舶設(shè)計人員的輔助工具，尋求設(shè)計方案的最優(yōu)解，緩解設(shè)計人員大數(shù)據(jù)計算的壓力。（2）船舶建造：智能化技術(shù)控制船舶生產(chǎn)，以自動化設(shè)備進(jìn)行企業(yè)現(xiàn)代化技術(shù)，如nc、robot等軟件及硬件的配合可所構(gòu)成的生產(chǎn)自動化裝備可有效提升船舶建造的效率4。（3）制造裝備：即通過數(shù)控技術(shù)發(fā)展自動化生產(chǎn)裝備，如機(jī)械臂結(jié)合數(shù)控技術(shù)則可減少材料資源的浪費，也能較好促進(jìn)船舶結(jié)構(gòu)的精準(zhǔn)性，避免不合格船

8、舶的產(chǎn)生。（4）生產(chǎn)管理：即通過信息管理平臺進(jìn)行供應(yīng)鏈及客戶關(guān)系的管理，其建立在web全球廣域網(wǎng)的基礎(chǔ)上拓展信息渠道，實現(xiàn)綜合化管理。與此同時，也可通過電子商務(wù)優(yōu)化管理系統(tǒng)，實現(xiàn)造船企業(yè)內(nèi)部與外部管理水平的全面提升。總的來看，其數(shù)字化造船流程可概括為通過數(shù)字化技術(shù)進(jìn)行設(shè)計圖優(yōu)化，在自動化管理設(shè)備的支撐下提高生產(chǎn)效率及產(chǎn)品質(zhì)量，與此同時，在數(shù)字化管理平臺上促使企業(yè)有序運行，優(yōu)化企業(yè)運營環(huán)境，為船舶生產(chǎn)提供強(qiáng)力后盾5。2.2 造船流程再造與數(shù)字化造船關(guān)系探討2.2.1 造船流程再造保證數(shù)字化造船優(yōu)勢結(jié)合上述闡述可知，造船流程再造是數(shù)字化造船優(yōu)勢的保障，數(shù)字化造船若想取得突破，則需要全面創(chuàng)新管理，在

9、企業(yè)重組的過程中將數(shù)字化技術(shù)滲入至企業(yè)各個環(huán)節(jié)。而分析目前現(xiàn)狀可知，全球領(lǐng)域的造船行業(yè)都試圖將數(shù)字化建設(shè)作為企業(yè)核心，但其所缺乏的是一個支撐其運轉(zhuǎn)的管理模式，其在于傳統(tǒng)管理模式磨合時，需要一個推動其前進(jìn)的動力，也需要一個現(xiàn)代化的企業(yè)框架。2.2.2 造船流程再造打開數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用切口流程再造的關(guān)鍵在于打破信息格局進(jìn)行信息的二次組合，在實現(xiàn)過程中需要大量的數(shù)據(jù)作為改革依據(jù)，制定可行的業(yè)務(wù)目標(biāo)，并且需要考慮各個細(xì)節(jié)的配合。在此基礎(chǔ)上所進(jìn)行的造船流程再造，是可以為數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用打開一個最佳切入口的。反觀數(shù)字化造船技術(shù)，目前市場上的數(shù)字化設(shè)備可基本支撐機(jī)械設(shè)計與機(jī)械生產(chǎn)，但不可控的是市場變化，數(shù)字化

10、設(shè)備的經(jīng)濟(jì)可行性與關(guān)鍵技術(shù)的開發(fā)仍有待深入研究，相對全球數(shù)字化水平，我國仍有較大的發(fā)展空間。與此同時，造船行業(yè)基層管理仍存在技術(shù)漏洞，數(shù)字化發(fā)展水平與人員操控水平無法持平，也無法反饋數(shù)字化使用中需要完善的信息。2.2.3 數(shù)字化造船為造船流程再造提供應(yīng)用平臺而造船行業(yè)企業(yè)管理中的企業(yè)資源計劃，即epr系統(tǒng)的應(yīng)用效果并不理想，其缺乏流程優(yōu)化管理觀念的輔助，流程再造的實施需要現(xiàn)代化技術(shù)作為支撐，從而才能行之有效的尋求流程管理的最優(yōu)解，而造船數(shù)字化則恰好迎合了流程再造發(fā)展需求。兩者之間相輔相成，流程再造深入優(yōu)化企業(yè)運營模式，對造船行業(yè)的材料、人力等進(jìn)行科學(xué)組建，可有效提高數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用水平，而數(shù)字

11、化技術(shù)的應(yīng)用可奠定企業(yè)重組的技術(shù)基礎(chǔ)，為流程再造的實現(xiàn)提供應(yīng)用平臺。3  造船流程再造與數(shù)字化造船應(yīng)用分析以abaqus的應(yīng)用為例，其作為一套工程模擬的有限元軟件，不僅可解決船舶制造中的動力問題，也可較好的分析船舶結(jié)構(gòu)，其結(jié)合數(shù)據(jù)分析與系統(tǒng)模擬兩大作用，可在船舶建造中發(fā)揮重要作用。在造船行業(yè)中需要對船舶總體強(qiáng)度、風(fēng)浪荷載頻率、桅桿結(jié)構(gòu)分析等各個方面進(jìn)行分析。abaqus在船舶設(shè)計階段時可為設(shè)計人員提供模擬功能，在強(qiáng)度分析中，可通過數(shù)據(jù)計算找出設(shè)計漏洞，其強(qiáng)大的數(shù)據(jù)計算功能與模擬功能極大程度的縮短了設(shè)計周期。在接下來的風(fēng)浪荷載頻率分析中，abaqus通過ams求解器可解決大模型的模態(tài)提

12、取，即通過計算器模擬大型船在水的作用下其風(fēng)浪載荷的頻率，如在進(jìn)行艦艇自然頻率的提取時，其建立了自由度為2.1m的船體模型，從中提取了2720階模態(tài)。在此基礎(chǔ)上，為了分析其在水中行駛，濕模態(tài)提取問題，相對于傳統(tǒng)的通過手工加水的質(zhì)量附在船體模型上，其應(yīng)用聲學(xué)單元進(jìn)行模擬，可極大程度的減低計算難度，并彌補(bǔ)了傳統(tǒng)手工添加附重水的質(zhì)量時所體現(xiàn)的無法考慮水與船體粘性作用的不足。abaqus在桅桿分析中可從材料及結(jié)構(gòu)兩個方面進(jìn)行，其可通過軟件自身的靜態(tài)與動態(tài)分析功能模擬桅桿在船舶行駛中所承受的風(fēng)壓。與此同時，abaqus也能較好的分析材料組間結(jié)構(gòu)對桅桿承受程度的影響，如在桅桿制造過程中，常需要用到復(fù)合材料，

13、而其夾層結(jié)構(gòu)的形式變化會相應(yīng)的改變桅桿的強(qiáng)度及振動特性。從abaqus的實際應(yīng)用來看，其可有效提高船舶設(shè)計效率，并緩解設(shè)計人員的計算壓力。在此過程中，流程再造管理觀念已然在無形之中融入了數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用當(dāng)中，如在船舶設(shè)計中，設(shè)計團(tuán)隊的組建以及設(shè)計目標(biāo)的確立都是流程再造管理的重要內(nèi)容。與此同時，在應(yīng)用數(shù)字化人力管理時，流程再造的企業(yè)理念也能加強(qiáng)數(shù)字化信息平臺的實效性。流程再造的實施方案可總結(jié)為構(gòu)思、項目啟動、診斷分析、設(shè)計流程、重建流程、評估調(diào)校六步，數(shù)字化造船的應(yīng)用可進(jìn)一步提高業(yè)務(wù)執(zhí)行的質(zhì)量，從而最大程度的發(fā)揮流程再造的潛在價值，而流程再造方案的實施可有效優(yōu)化企業(yè)環(huán)境，打造一個全新的現(xiàn)代化造船企業(yè)。4  結(jié)語流程再造帶給造船業(yè)的是一個全新的發(fā)展觀念，其將自身融入于企業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略之中，同時也將數(shù)字化造船轉(zhuǎn)化為戰(zhàn)略實施與運營之間的紐帶。然而在此過程中，流程再造對數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用是保持著一種客觀的態(tài)度，并不建議將數(shù)字化技術(shù)作為企業(yè)管理的主體，而是在明確改造流程的合理性后，為數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用提供一個極佳的切入點。參考文獻(xiàn)1 魏斌，馬娟.基于數(shù)字化造船的船體生產(chǎn)設(shè)計