姜軍　林葉春　韓沖

【摘 要】 介紹現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)（CIMS）模式和功能，提出其在我國(guó)造船業(yè)中的應(yīng)用。以滬東造船集團(tuán)為例，分析滬東造船集團(tuán)CIMS應(yīng)用工程的組成部分和應(yīng)用效果，對(duì)造船企業(yè)生產(chǎn)模式的改進(jìn)提供借鑒和參考。

【關(guān)鍵詞】 滬東造船集團(tuán)；現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)；生產(chǎn)模式

0 引 言

自2008年全球金融危機(jī)爆發(fā)以來(lái)，航運(yùn)業(yè)遭受了前所未有的重創(chuàng)，其中造船業(yè)也未能幸免。在造船訂單銳減的市場(chǎng)中，船舶制造企業(yè)必須加快新船型的研發(fā)和建造，高效、高質(zhì)地組織生產(chǎn)，以滿足船舶所有人對(duì)船舶類型的要求。船舶制造工業(yè)與一般制造業(yè)一樣，應(yīng)用先進(jìn)的建造技術(shù)不斷改進(jìn)傳統(tǒng)技術(shù)，優(yōu)化舊的造船生產(chǎn)流程，形成全新的現(xiàn)代造船模式，從而提高生產(chǎn)效率，獲取最大的經(jīng)濟(jì)利益。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外許多造船研究機(jī)構(gòu)致力于現(xiàn)代造船模式的研究，以先進(jìn)制造技術(shù)為根本，從造船模式發(fā)展的整體觀出發(fā)，整體、動(dòng)態(tài)地表達(dá)船舶制造業(yè)的存在形式和活動(dòng)方式。同時(shí)，新的思想、概念和方法催生了許多制造方式（如計(jì)算機(jī)集成制造、敏捷制造、精益生產(chǎn)、柔性生產(chǎn)和成組技術(shù)等）的出現(xiàn)。[1]

1 現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)

我國(guó)現(xiàn)代集成技術(shù)研究從國(guó)外計(jì)算機(jī)集成制造概念入手，經(jīng)歷了信息集成、過(guò)程集成和企業(yè)集成的研究和實(shí)踐，從而提出了現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)（CIMS）的理念。

1.1 CIMS模式

CIMS總體框架模型（見(jiàn)圖1）反映了總體的、高層的工程集成要素及其相互關(guān)系，每個(gè)企業(yè)的CIMS工程都應(yīng)當(dāng)以此為基礎(chǔ)，結(jié)合本企業(yè)的產(chǎn)品及生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)特點(diǎn)設(shè)計(jì)各自的CIMS框架結(jié)構(gòu)。由于生產(chǎn)企業(yè)的不同，CIMS并不具有統(tǒng)一的模式。

1.2 CIMS功能

1.2.1 工序的詳細(xì)調(diào)度

依據(jù)市場(chǎng)信息對(duì)船舶生產(chǎn)制造市場(chǎng)進(jìn)行合理的評(píng)估和審視，根據(jù)船舶所有人訂單信息制定并安排船舶生產(chǎn)計(jì)劃，對(duì)有限的生產(chǎn)資源進(jìn)行高效的規(guī)劃和調(diào)度，收集和整理各種相關(guān)信息，重視工序的差異性，安排生產(chǎn)計(jì)劃并發(fā)送至各個(gè)生產(chǎn)制造部門(mén)，從而進(jìn)行統(tǒng)籌管理。

1.2.2 資源分配和狀態(tài)管理

根據(jù)船舶所有人訂單的要求，制定制造部門(mén)近期生產(chǎn)計(jì)劃，針對(duì)不同的船舶類型進(jìn)行詳細(xì)的技術(shù)設(shè)計(jì)，按照標(biāo)準(zhǔn)分段和異型分段任務(wù)，統(tǒng)籌協(xié)調(diào)和合理分配各個(gè)生產(chǎn)車間的生產(chǎn)設(shè)備、制造原材料和勞動(dòng)者等資源，實(shí)時(shí)跟蹤完成情況，并進(jìn)行信息匯總和整理。

1.2.3 過(guò)程管理

在各個(gè)部門(mén)組織船舶分段模塊建造過(guò)程中，根據(jù)先前制定的生產(chǎn)計(jì)劃，優(yōu)化整合生產(chǎn)工序和資源，并在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和管理，協(xié)調(diào)生產(chǎn)中各要素的關(guān)系，同時(shí)對(duì)可能出現(xiàn)的異常情況進(jìn)行實(shí)時(shí)處理和在線幫助。

1.2.4 質(zhì)量管理

在船舶建造中，質(zhì)量管理包括生產(chǎn)車間自檢、各部門(mén)的檢查和一系列的船檢等。根據(jù)船舶所有人對(duì)船舶用途的特定要求，制定個(gè)性化生產(chǎn)計(jì)劃，同時(shí)建立系統(tǒng)的質(zhì)量管理標(biāo)準(zhǔn)和模塊。船舶CIMS系統(tǒng)中的質(zhì)量管理模塊實(shí)時(shí)記錄、跟蹤和分析加工過(guò)程中產(chǎn)品的精度和質(zhì)量，以保證產(chǎn)品的可靠性。

1.2.5 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)采集和管理

船舶生產(chǎn)制造需要對(duì)相關(guān)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和處理，并建立標(biāo)準(zhǔn)船型基礎(chǔ)制造信息數(shù)據(jù)庫(kù)以實(shí)現(xiàn)高效管理。該數(shù)據(jù)庫(kù)包括產(chǎn)品基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、合同設(shè)計(jì)、技術(shù)設(shè)計(jì)、工藝設(shè)備基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、工藝參數(shù)、工藝規(guī)程、質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)等。

2 我國(guó)造船企業(yè)CIMS模式的應(yīng)用

許多造船強(qiáng)國(guó)已開(kāi)始應(yīng)用CIMS，以轉(zhuǎn)換造船模式和優(yōu)化生產(chǎn)管理為目標(biāo)，對(duì)工藝和技術(shù)進(jìn)行改造和完善。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，通信技術(shù)變得更加成熟和可靠，為實(shí)現(xiàn)信息共享和管理提供了強(qiáng)有力的保障。

2.1 應(yīng)用體系

2.1.1 建立基礎(chǔ)

以質(zhì)量管理體系和通信電子單元為基礎(chǔ)，建立完整的現(xiàn)代集成技術(shù)體系，對(duì)原有技術(shù)和設(shè)備進(jìn)行改造和完善，從而奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

2.1.2 改造生產(chǎn)

以現(xiàn)代集成技術(shù)為核心體系，對(duì)原有體系進(jìn)行改造，尤其是對(duì)生產(chǎn)方式、技術(shù)、作業(yè)和管理體系進(jìn)行改造，從而建立標(biāo)準(zhǔn)化的體系。不論是設(shè)備供應(yīng)商之間，還是造船企業(yè)之間，實(shí)現(xiàn)技術(shù)通用和共享，才能在真正意義上實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化的造船生產(chǎn)體系。

2.1.3 應(yīng)用系統(tǒng)

在建立標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)體系的基礎(chǔ)上，借助CIMS，結(jié)合造船企業(yè)自身特點(diǎn)，制定相應(yīng)的規(guī)范和要求，從而實(shí)現(xiàn)量體裁衣。

2.2 CIMS模式在滬東造船集團(tuán)的應(yīng)用

滬東造船集團(tuán)CIMS應(yīng)用工程（簡(jiǎn)稱HDS-CIMS）按照我國(guó)造船的CIMS模式進(jìn)行造船CIMS開(kāi)發(fā)和應(yīng)用，并由現(xiàn)代造船模式和HDS-CIMS軟件組成。HDS-CIMS結(jié)合了現(xiàn)代造船模式轉(zhuǎn)換和造船信息系統(tǒng)應(yīng)用，在應(yīng)用造船信息系統(tǒng)的同時(shí)實(shí)施現(xiàn)代造船模式轉(zhuǎn)換以提高集團(tuán)競(jìng)爭(zhēng)力。

HDS-CIMS得到了專家的一致認(rèn)可，并取得了巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。HDS-CIMS具有以下特點(diǎn)：（1）HDS-CIMS軟件由4個(gè)功能分系統(tǒng)構(gòu)成，并建立支撐環(huán)境平臺(tái)，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系各分系統(tǒng)；（2）HDS-CIMS體現(xiàn)了現(xiàn)代造船模式的實(shí)現(xiàn)途徑；（3）建立產(chǎn)品電子信息設(shè)計(jì)模型，實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)并行工程；（4）實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）、計(jì)算機(jī)輔助工藝過(guò)程設(shè)計(jì)（CAPP）和計(jì)算機(jī)輔助制造（CAM）三者的集成，為無(wú)紙化生產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)；（5）初步建立了具有可操作性的造船經(jīng)營(yíng)生產(chǎn)計(jì)劃管理軟件系統(tǒng)。

CIMS理論雖然處于初步探索和研究階段，但在滬東造船集團(tuán)的應(yīng)用中取得了一定成就，這對(duì)原有造船模式來(lái)說(shuō)是一種挑戰(zhàn)。通過(guò)改造生產(chǎn)，建立信息平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了及時(shí)通信和信息共享，并在實(shí)踐中得到了成功應(yīng)用。

在我國(guó)從“造船大國(guó)”向“造船強(qiáng)國(guó)”邁進(jìn)的過(guò)程中，先進(jìn)的技術(shù)和管理成為未來(lái)的激烈競(jìng)爭(zhēng)點(diǎn)。技術(shù)的進(jìn)步必然會(huì)推動(dòng)行業(yè)的快速發(fā)展，而先進(jìn)的管理經(jīng)驗(yàn)則會(huì)提高生產(chǎn)效率，這也是當(dāng)代世界發(fā)展的主旋律。

3 啟 示

3.1 數(shù)據(jù)集成融合

隨著“大數(shù)據(jù)時(shí)代”的到來(lái)，造船模式發(fā)生了根本變化。以訂單為導(dǎo)向，對(duì)造船工藝、設(shè)備物流、信息資源等進(jìn)行優(yōu)化整合，同時(shí)注重生產(chǎn)質(zhì)量控制及評(píng)估，合理有效地安排生產(chǎn)計(jì)劃，從而提高船舶生產(chǎn)制造企業(yè)的工作效率。

3.2 信息系統(tǒng)完善

生產(chǎn)技術(shù)的不斷改進(jìn)，重視生產(chǎn)信息系統(tǒng)功能的提升及加強(qiáng)軟件技術(shù)的開(kāi)發(fā)革新顯得尤為重要。然而，只有確保信息系統(tǒng)的可靠性、安全性和完整性，才能實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)計(jì)劃、建造工藝、物流信息和質(zhì)量評(píng)估等的有效管理。

3.3 綠色清潔造船

現(xiàn)代造船模式的建立為實(shí)現(xiàn)綠色清潔造船提供了可能。在船舶生產(chǎn)制造過(guò)程中，無(wú)論原材料、中間產(chǎn)品還是設(shè)備備件，利用物流信息系統(tǒng)，減少?gòu)S房庫(kù)存問(wèn)題，免去中間環(huán)節(jié)產(chǎn)生的浪費(fèi)和污染，從而使企業(yè)生產(chǎn)模式向精細(xì)和綠色清潔方向轉(zhuǎn)變。

CIMS模式作為一種先進(jìn)的造船模式，在生產(chǎn)制造船舶方面顯示了巨大的優(yōu)越性。但是，在實(shí)踐中，應(yīng)結(jié)合各自企業(yè)特點(diǎn)，在改進(jìn)原有模式的基礎(chǔ)上，規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)，制定相應(yīng)規(guī)范，在設(shè)備生產(chǎn)商、供應(yīng)商和使用者三者之間建立無(wú)縫連接的信息系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)信息和資源的管理、共享，從而促使生產(chǎn)模式發(fā)生轉(zhuǎn)變。

4 結(jié) 語(yǔ)

本文在對(duì)CIMS介紹的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步分析其模式和功能，并以滬東造船集團(tuán)為例，介紹HDS-CIMS組成部分和取得的經(jīng)濟(jì)效益。造船企業(yè)根據(jù)自身特點(diǎn)，將CIMS應(yīng)用到生產(chǎn)制造中，為生產(chǎn)模式的轉(zhuǎn)變提供一定的借鑒和參考意義。

參考文獻(xiàn)：

[1] 黎南.現(xiàn)代船舶企業(yè)CIMS關(guān)鍵技術(shù)的研究[D].大連：大連理工大學(xué)，2008-10.

[2] 程慶和，王衡元，施渭濱.中國(guó)造船企業(yè)現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)適用研究[J].中國(guó)造船，2000，41（4）：5-12.