造船流程再造与数字化造船的研究

来源:用户上传      作者:

　　摘   要：船舶生产作为一项复杂性与综合性较强的工程，需要专业的管理体系及先进的生产技术作为支撑。流程再造与数字化技术的应用可有效优化造船业的生产流程，并提升船舶生产质量。本文从造船流程再造基本内容出发，探讨数字化在其中的应用。在此基础上对流程再造的概念以及实施原则进行相关阐述。最后，联系数字化造船与流程再造进行综合考虑，探讨两者之间在发展过程中所存在的关系。
　　关键词：流程再造  造船技术  数字化造船  意义研究
　　中圖分类号：U673.2                                文献标识码：A                        文章编号：1674-098X（2019）10（c）-0069-02
　　时代的发展促使各行各业加快产业升级，数字化技术的应用也逐渐推广至各个领域。从造船行业发展现状来说，其升级空间需要更强大的科技力量进行扩展。与此同时，造船所需要的原材料，钢铁等价格也处于上升阶段，而在造船过程中因操作技术有限时常无法到达预期效果导致原材料的浪费。因而，造船行业若想在国际竞争中保持活力，应在船舶质量提升的前提下，充分发挥现代化技术增加其经济可行性。分析现状可知，数字化造船与流程再造之间相互协调的关系，可促进船舶行业进一步发展。
　　1  造船流程再造基本概述
　　1.1 流程再造概念分析
　　流程再造这一概念在20世纪90年代十分流行，其试图通过规范管理流程推动企业进一步发展。顾名思义，流程再造即在原有基础上进行二次思考，从原本框架中提取出关键信息，从而实现企业的深入改造，对应至造船行业，则为对造船这一行业领域进行新时代的思考。流程再造企业管理观念经多个汽车公司实践后取得了一定的成果，如沃尔玛、福特等都曾受益于这一思想[1]。总的来说，流程再造包括两个核心要素：信息的提取与摒弃，只有掌握这两个点，才能在新时代背景下实现产业升级从而推动企业走向国际化。
　　1.2 现代造船与流程再造关系阐述
　　分析现代造船经历了整体造船、大批量造船、分段造船、分道造船、集成造船及快速造船等阶段，其需要对物资管理、信息管理、人才与设备、资金利用等各个方面进行综合考虑[2]。因而其在发展中，不仅需要考虑技术研究，还需要考虑流程管理。而流程再造这一概念则恰好迎合了现代造船发展需求，从企业内部出发，对企业内部布局及生产理念进行深度改造，其改造形式并非流于表面，在此需要强调深入改造这一词语的含义，其代表着从造船行业内部出发，深入挖掘行业中所存在的痼疾，打破现有观念，进行体制重组，这是一次大规模的企业变动，需要敏锐的时代直觉与行业意识。
　　1.3 造船流程再造实施原则
　　针对时代背景，其需要考虑社会、企业、客户以及生态等因素，在此基础上进行企业管理全方位的创新，可从以下6点进行：
　　（1）职能与流程：即转变传统职能管理管理，面向流程管理，以流程执行区域进行业务审核，精简运营步骤，提升企业运行效率。
　　（2）寻求流程最优解：以流程执行区域划分为模块，进行执行模块的组建，并为每个区域设定目标，随即以区域为对象进行流程细化，从而实现目前执行流程为最优计划，避免做无用功。
　　（3）扁平化管理：在原有流程上，进行中间管理环节的优化，通过缩短管理时间，来提升企业对市场变化的感知力，从而快速精准的制定发展战略。
　　（4）个人管理：从流程区域定位到个人，促进员工岗位水平的全面提升，将个人发展与流程业务目标联结，培养团队意识，增强企业凝聚力。
　　（5）客户与供应商关系二次定位：增强供应链意识，实行产业端到端关系管理。造船企业以客户、供应商、经销商的供应链关系为核心进行流程的创新设计。
　　（6）IT技术融入：IT技术实现信息共享，将部分工作流程从串行转变为并行，缓解数据控制权与使用权的矛盾[3]。
　　2  数字化造船与造船流程再造
　　2.1 数字化造船
　　数字化造船即将数字化技术与造船相融合，如CAD/CAE/PDM等技术，此外虚拟现实技术也可较好的实现结果预览，其贯穿于船舶的设计、建造、装备制造及生产管理四大板块，从而可为企业创新提供支撑性技术。
　　（1）船舶设计：数字化在船舶设计中的应用可有效提升产品开发效率，如CAD可作为船舶设计人员的辅助工具，寻求设计方案的最优解，缓解设计人员大数据计算的压力。
　　（2）船舶建造：智能化技术控制船舶生产，以自动化设备进行企业现代化技术，如NC、Robot等软件及硬件的配合可所构成的生产自动化装备可有效提升船舶建造的效率[4]。
　　（3）制造装备：即通过数控技术发展自动化生产装备，如机械臂结合数控技术则可减少材料资源的浪费，也能较好促进船舶结构的精准性，避免不合格船舶的产生。
　　（4）生产管理：即通过信息管理平台进行供应链及客户关系的管理，其建立在Web全球广域网的基础上拓展信息渠道，实现综合化管理。与此同时，也可通过电子商务优化管理系统，实现造船企业内部与外部管理水平的全面提升。
　　总的来看，其数字化造船流程可概括为通过数字化技术进行设计图优化，在自动化管理设备的支撑下提高生产效率及产品质量，与此同时，在数字化管理平台上促使企业有序运行，优化企业运营环境，为船舶生产提供强力后盾[5]。
　　2.2 造船流程再造与数字化造船关系探讨 　　2.2.1 造船流程再造保证数字化造船优势
　　结合上述阐述可知，造船流程再造是数字化造船优势的保障，数字化造船若想取得突破，则需要全面创新管理，在企业重组的过程中将数字化技术渗入至企业各个环节。而分析目前现状可知，全球领域的造船行业都试图将数字化建设作为企业核心，但其所缺乏的是一个支撑其运转的管理模式，其在于传统管理模式磨合时，需要一个推动其前进的动力，也需要一个现代化的企业框架。
　　2.2.2 造船流程再造打开数字化技术应用切口
　　流程再造的关键在于打破信息格局进行信息的二次组合，在实现过程中需要大量的数据作为改革依据，制定可行的业务目标，并且需要考虑各个细节的配合。在此基础上所进行的造船流程再造，是可以为数字化技术的应用打开一个最佳切入口的。反观数字化造船技术，目前市场上的数字化设备可基本支撑机械设计与机械生产，但不可控的是市场变化，数字化设备的经济可行性与关键技术的开发仍有待深入研究，相对全球数字化水平，我国仍有较大的发展空间。与此同时，造船行业基层管理仍存在技术漏洞，数字化发展水平与人员操控水平无法持平，也无法反馈数字化使用中需要完善的信息。
　　2.2.3 数字化造船为造船流程再造提供应用平台
　　而造船行业企业管理中的企业资源计划，即EPR系统的应用效果并不理想，其缺乏流程优化管理观念的辅助，流程再造的实施需要现代化技术作为支撑，从而才能行之有效的寻求流程管理的最优解，而造船数字化则恰好迎合了流程再造发展需求。两者之间相辅相成，流程再造深入优化企业运营模式，对造船行业的材料、人力等进行科学组建，可有效提高数字化技术的应用水平，而数字化技术的应用可奠定企业重组的技术基础，为流程再造的实现提供应用平台。
　　3  造船流程再造与数字化造船应用分析
　　以Abaqus的应用为例，其作为一套工程模拟的有限元软件，不仅可解决船舶制造中的动力问题，也可较好的分析船舶结构，其结合数据分析与系统模拟两大作用，可在船舶建造中发挥重要作用。
　　在造船行业中需要对船舶总体强度、风浪荷载频率、桅杆结构分析等各个方面进行分析。Abaqus在船舶设计阶段时可为设计人员提供模拟功能，在强度分析中，可通过数据计算找出设计漏洞，其强大的数据计算功能与模拟功能极大程度的缩短了设计周期。
　　在接下来的风浪荷载频率分析中，Abaqus通过AMS求解器可解决大模型的模态提取，即通过计算器模拟大型船在水的作用下其风浪载荷的频率，如在进行舰艇自然频率的提取时，其建立了自由度为2.1M的船体模型，从中提取了2720阶模态。在此基础上，为了分析其在水中行驶，湿模态提取问题，相对于传统的通过手工加水的质量附在船体模型上，其应用声学单元进行模拟，可极大程度的减低计算难度，并弥补了传统手工添加附重水的质量时所体现的无法考虑水与船体粘性作用的不足。
　　Abaqus在桅杆分析中可从材料及结构两个方面进行，其可通过软件自身的静态与动态分析功能模拟桅杆在船舶行驶中所承受的风压。与此同时，Abaqus也能较好的分析材料组间结构对桅杆承受程度的影响，如在桅杆制造过程中，常需要用到复合材料，而其夹层结构的形式变化会相应的改变桅杆的强度及振动特性。
　　从Abaqus的实际应用来看，其可有效提高船舶设计效率，并缓解设计人员的计算压力。在此过程中，流程再造管理观念已然在无形之中融入了数字化技术的应用当中，如在船舶设计中，设计团队的组建以及设计目标的确立都是流程再造管理的重要内容。与此同时，在应用数字化人力管理时，流程再造的企业理念也能加强数字化信息平台的实效性。流程再造的实施方案可总结为构思、项目启动、诊断分析、设计流程、重建流程、评估调校六步，数字化造船的应用可进一步提高业务执行的质量，从而最大程度的发挥流程再造的潜在价值，而流程再造方案的实施可有效优化企业环境，打造一个全新的现代化造船企业。
　　4  结语
　　流程再造带给造船业的是一个全新的发展观念，其将自身融入于企业发展战略之中，同时也将数字化造船转化为战略实施与运营之间的纽带。然而在此过程中，流程再造对数字化技术的应用是保持着一种客观的态度，并不建议将数字化技术作为企业管理的主体，而是在明确改造流程的合理性后，为数字化技术的应用提供一个极佳的切入点。
　　参考文献
　　[1] 魏斌，马娟.基于数字化造船的船体生产设计课程改革[J].船舶职业教育，2019，7（2）：27-29.
　　[2] 張春雷.数字化造船关键技术分析[J].山东工业技术，2019（3）：59.
　　[3] 刘子豪，赵川，王晶.数字化造船技术的最新发展[J].中国船检，2018（10）：82-85.
　　[4] 张林瞻.数字化造船关键技术研究[J].中国战略新兴产业，2018（40）：136.
　　[5] 龚璇.基于CADDS5的数字化造船电缆布置设计[J].科教导刊（下旬），2018（4）：40-41.
转载注明来源:https://www.xzbu.com/1/view-15125234.htm