造船流程再造與數字化造船的研究

周啟學

摘? ?要：船舶生產作為一項復雜性與綜合性較強的工程，需要專業的管理體系及先進的生產技術作為支撐。流程再造與數字化技術的應用可有效優化造船業的生產流程，并提升船舶生產質量。本文從造船流程再造基本內容出發，探討數字化在其中的應用。在此基礎上對流程再造的概念以及實施原則進行相關闡述。最后，聯系數字化造船與流程再造進行綜合考慮，探討兩者之間在發展過程中所存在的關系。

關鍵詞：流程再造? 造船技術? 數字化造船? 意義研究

中圖分類號：U673.2? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2019）10（c）-0069-02

時代的發展促使各行各業加快產業升級，數字化技術的應用也逐漸推廣至各個領域。從造船行業發展現狀來說，其升級空間需要更強大的科技力量進行擴展。與此同時，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有限時常無法到達預期效果導致原材料的浪費。因而，造船行業若想在國際競爭中保持活力，應在船舶質量提升的前提下，充分發揮現代化技術增加其經濟可行性。分析現狀可知，數字化造船與流程再造之間相互協調的關系，可促進船舶行業進一步發展。

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90年代十分流行，其試圖通過規范管理流程推動企業進一步發展。顧名思義，流程再造即在原有基礎上進行二次思考，從原本框架中提取出關鍵信息，從而實現企業的深入改造，對應至造船行業，則為對造船這一行業領域進行新時代的思考。流程再造企業管理觀念經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產業升級從而推動企業走向國際化。

1.2 現代造船與流程再造關系闡述

分析現代造船經歷了整體造船、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、人才與設備、資金利用等各個方面進行綜合考慮[2]。因而其在發展中，不僅需要考慮技術研究，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代造船發展需求，從企業內部出發，對企業內部布局及生產理念進行深度改造，其改造形式并非流于表面，在此需要強調深入改造這一詞語的含義，其代表著從造船行業內部出發，深入挖掘行業中所存在的痼疾，打破現有觀念，進行體制重組，這是一次大規模的企業變動，需要敏銳的時代直覺與行業意識。

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、客戶以及生態等因素，在此基礎上進行企業管理全方位的創新，可從以下6點進行：

（1）職能與流程：即轉變傳統職能管理管理，面向流程管理，以流程執行區域進行業務審核，精簡運營步驟，提升企業運行效率。

（2）尋求流程最優解：以流程執行區域劃分為模塊，進行執行模塊的組建，并為每個區域設定目標，隨即以區域為對象進行流程細化，從而實現目前執行流程為最優計劃，避免做無用功。

（3）扁平化管理：在原有流程上，進行中間管理環節的優化，通過縮短管理時間，來提升企業對市場變化的感知力，從而快速精準的制定發展戰略。

（4）個人管理：從流程區域定位到個人，促進員工崗位水平的全面提升，將個人發展與流程業務目標聯結，培養團隊意識，增強企業凝聚力。

（5）客戶與供應商關系二次定位：增強供應鏈意識，實行產業端到端關系管理。造船企業以客戶、供應商、經銷商的供應鏈關系為核心進行流程的創新設計。

（6）IT技術融入：IT技術實現信息共享，將部分工作流程從串行轉變為并行，緩解數據控制權與使用權的矛盾[3]。

2? 數字化造船與造船流程再造

2.1 數字化造船

數字化造船即將數字化技術與造船相融合，如CAD/CAE/PDM等技術，此外虛擬現實技術也可較好的實現結果預覽，其貫穿于船舶的設計、建造、裝備制造及生產管理四大板塊，從而可為企業創新提供支撐性技術。

（1）船舶設計：數字化在船舶設計中的應用可有效提升產品開發效率，如CAD可作為船舶設計人員的輔助工具，尋求設計方案的最優解，緩解設計人員大數據計算的壓力。

（2）船舶建造：智能化技術控制船舶生產，以自動化設備進行企業現代化技術，如NC、Robot等軟件及硬件的配合可所構成的生產自動化裝備可有效提升船舶建造的效率[4]。

（3）制造裝備：即通過數控技術發展自動化生產裝備，如機械臂結合數控技術則可減少材料資源的浪費，也能較好促進船舶結構的精準性，避免不合格船舶的產生。

（4）生產管理：即通過信息管理平臺進行供應鏈及客戶關系的管理，其建立在Web全球廣域網的基礎上拓展信息渠道，實現綜合化管理。與此同時，也可通過電子商務優化管理系統，實現造船企業內部與外部管理水平的全面提升。

總的來看，其數字化造船流程可概括為通過數字化技術進行設計圖優化，在自動化管理設備的支撐下提高生產效率及產品質量，與此同時，在數字化管理平臺上促使企業有序運行，優化企業運營環境，為船舶生產提供強力后盾[5]。

2.2 造船流程再造與數字化造船關系探討

2.2.1 造船流程再造保證數字化造船優勢

結合上述闡述可知，造船流程再造是數字化造船優勢的保障，數字化造船若想取得突破，則需要全面創新管理，在企業重組的過程中將數字化技術滲入至企業各個環節。而分析目前現狀可知，全球領域的造船行業都試圖將數字化建設作為企業核心，但其所缺乏的是一個支撐其運轉的管理模式，其在于傳統管理模式磨合時，需要一個推動其前進的動力，也需要一個現代化的企業框架。

2.2.2 造船流程再造打開數字化技術應用切口

流程再造的關鍵在于打破信息格局進行信息的二次組合，在實現過程中需要大量的數據作為改革依據，制定可行的業務目標，并且需要考慮各個細節的配合。在此基礎上所進行的造船流程再造，是可以為數字化技術的應用打開一個最佳切入口的。反觀數字化造船技術，目前市場上的數字化設備可基本支撐機械設計與機械生產，但不可控的是市場變化，數字化設備的經濟可行性與關鍵技術的開發仍有待深入研究，相對全球數字化水平，我國仍有較大的發展空間。與此同時，造船行業基層管理仍存在技術漏洞，數字化發展水平與人員操控水平無法持平，也無法反饋數字化使用中需要完善的信息。

2.2.3 數字化造船為造船流程再造提供應用平臺

而造船行業企業管理中的企業資源計劃，即EPR系統的應用效果并不理想，其缺乏流程優化管理觀念的輔助，流程再造的實施需要現代化技術作為支撐，從而才能行之有效的尋求流程管理的最優解，而造船數字化則恰好迎合了流程再造發展需求。兩者之間相輔相成，流程再造深入優化企業運營模式，對造船行業的材料、人力等進行科學組建，可有效提高數字化技術的應用水平，而數字化技術的應用可奠定企業重組的技術基礎，為流程再造的實現提供應用平臺。

3? 造船流程再造與數字化造船應用分析

以Abaqus的應用為例，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構，其結合數據分析與系統模擬兩大作用，可在船舶建造中發揮重要作用。

在造船行業中需要對船舶總體強度、風浪荷載頻率、桅桿結構分析等各個方面進行分析。Abaqus在船舶設計階段時可為設計人員提供模擬功能，在強度分析中，可通過數據計算找出設計漏洞，其強大的數據計算功能與模擬功能極大程度的縮短了設計周期。

在接下來的風浪荷載頻率分析中，Abaqus通過AMS求解器可解決大模型的模態提取，即通過計算器模擬大型船在水的作用下其風浪載荷的頻率，如在進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。在此基礎上，為了分析其在水中行駛，濕模態提取問題，相對于傳統的通過手工加水的質量附在船體模型上，其應用聲學單元進行模擬，可極大程度的減低計算難度，并彌補了傳統手工添加附重水的質量時所體現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構兩個方面進行，其可通過軟件自身的靜態與動態分析功能模擬桅桿在船舶行駛中所承受的風壓。與此同時，Abaqus也能較好的分析材料組間結構對桅桿承受程度的影響，如在桅桿制造過程中，常需要用到復合材料，而其夾層結構的形式變化會相應的改變桅桿的強度及振動特性。

從Abaqus的實際應用來看，其可有效提高船舶設計效率，并緩解設計人員的計算壓力。在此過程中，流程再造管理觀念已然在無形之中融入了數字化技術的應用當中，如在船舶設計中，設計團隊的組建以及設計目標的確立都是流程再造管理的重要內容。與此同時，在應用數字化人力管理時，流程再造的企業理念也能加強數字化信息平臺的實效性。流程再造的實施方案可總結為構思、項目啟動、診斷分析、設計流程、重建流程、評估調校六步，數字化造船的應用可進一步提高業務執行的質量，從而最大程度的發揮流程再造的潛在價值，而流程再造方案的實施可有效優化企業環境，打造一個全新的現代化造船企業。

4? 結語

流程再造帶給造船業的是一個全新的發展觀念，其將自身融入于企業發展戰略之中，同時也將數字化造船轉化為戰略實施與運營之間的紐帶。然而在此過程中，流程再造對數字化技術的應用是保持著一種客觀的態度，并不建議將數字化技術作為企業管理的主體，而是在明確改造流程的合理性后，為數字化技術的應用提供一個極佳的切入點。

參考文獻

[1] 魏斌，馬娟.基于數字化造船的船體生產設計課程改革[J].船舶職業教育，2019，7（2）：27-29.

[2] 張春雷.數字化造船關鍵技術分析[J].山東工業技術，2019（3）：59.

[3] 劉子豪，趙川，王晶.數字化造船技術的最新發展[J].中國船檢，2018（10）：82-85.

[4] 張林瞻.數字化造船關鍵技術研究[J].中國戰略新興產業，2018（40）：136.

[5] 龔璇.基于CADDS5的數字化造船電纜布置設計[J].科教導刊（下旬），2018（4）：40-41.