大數據在現代船舶制造業中的應用前景

黃單單 梁佳琪 沈愛華

摘 ? 要：在信息技術的影響下，船舶制造業信息管理體系形成的數據增長十分迅速，在設計、制造等方面，船舶制造企業面臨著嚴重的挑戰。通過各行各業對于大數據的應用已經證明，其在改革方面有著重要作用。因此，船舶制造業應該積極應用大數據技術，促進自身發展。文章分析了大數據背景下智能造船的意義，探究了其發展前景。

關鍵詞：大數據;船舶制造業;應用前景

隨著信息技術的廣泛應用，諸如MES，ERP，PDM等信息管理系統形成的數據量正以爆炸式速度增長，企業各方面數據的積累速度十分迅速[1]。在設計、制造、管理等方面，船舶制造企業面臨著知識匱乏的問題，在面對海量信息系統形成的數據時，船舶行業當前的信息采集方法、數據分析方法、處理方法、技術以及系統等均無法滿足實際需求，無法在數據中尋找具有應用價值的信息[2]。

1 ? ?大數據智能造船是實現我國工業4.0的重要保障

工業4.0強調了智能制造，就是為了能夠提升生產靈活性、生產力以及生產效率等。首先，在整個生產周期中很多人工操作及人工管理的環節將被人工智能技術逐步替代，但是人工智能的發展背后離不開大數據的支持，自動工藝的編程、機器參數配置、維護預警等都需要通過對數據的采集、處理、分析來不斷地更新更完美的算法。不僅限于人工智能技術，在現代船舶制造過程中，設備、運輸、產品等各個方面均可通過配備傳感器，同時借助標準協議實現彼此通訊，為船舶制造業提供源源不斷的元數據，通過大數據技術的分析，不僅可以優化自身的造船周期，更可以了解和預測航海業、零部件制造業等其他行業的發展趨勢，做到胸有成竹[3-4]。

2 ? ?應用前景

2.1 ?促進船廠改革轉型換道超車

隨著近幾年船廠信息化水平不斷提升，船舶制造業信息技術依賴性逐漸增加，產品的整個生命周期都會在信息化系統中產生諸多數據，面對暴漲的數據，如何合理挖掘、分析是當前制造業的重點工作，而大數據能夠通過對所有相關數據進行分析，高效地提升船廠生產效率、產品質量，對粗放型生產、勞動密集生產方式進行有效轉變，提高船舶制造的智能化水平[5]。對于工業大數據而言，主要分為3種類型，即外部跨界、企業信息化以及工業物聯網三大數據。其中，工業物聯網、企業信息化中，機器所產生的時序數據，是擴大數據規模的重要來源，同時也是工業物聯網以及智能制造的核心內容，其本質為借助促進數據自動流動，對業務問題進行有效解決以及控制，提高在決策中的準確性，并盡可能對人工決策中頻繁失誤的問題進行克服。

因此，大數據造船是船舶制造業實現改革轉型的重要手段，同時能夠為制造業帶來以下發展。

（1）能夠使生產中浪費現象得到有效緩解，在生產中的浪費主要在于材料與流程、材料與工藝、人員與人員以及組織與組織之間，大數據通過對歷史工時、原材料數據、返工數據、流程管理配合度等數據的預測分析促使這類成本問題得到有效解決。

（2）能夠改善船舶制造業在環保以及安全方面的問題，對于船舶制造而言，在生產過程中，一定會產生安全問題以及危險問題，并且船舶制造工業屬于重工業，與輕工業相比，其在此方面的問題更為嚴重，借助大數據技術能進行監控及預測生產過程中可能出現的安全問題，并為企業提供有效的解決措施。大數據更可以對供應商、產品部件質量、涂裝壽命等進行精準的分析預測，選擇合適的零部件及材料并在零部件需要維護的最佳時機給出建議，以達到成本品質信譽多贏的目的。

（3）對于大數據而言，其能夠按照實際生產狀況，實現系統自我調整的目的，進而避免船廠在決策方面的失誤。

（4）為人工智能設備不斷優化算法，提高整個生產效率、避免管理失誤。

（5）通過對航海業的數據爬取或者對船舶傳感器產生的數據分析預測航海業的發展趨勢，實現營銷、制造、用戶需求以及產品設計等方面的配合，為船舶制造業在接取新訂單、發展新船型等方面指明方向。

我國船舶制造業，每時每刻都在形成工業數據，通過積累，其數量十分龐大。對于這一條件應該進行充分利用，對管理思路進行創新，對產業生態進行重構，對船舶制造在全球產業鏈分工的地位，借助大數據對管理水平以及產品質量進行有效提升，進而達到彌補人員素質所帶來的問題，有效補齊落后短板，并以此為基礎，對工業互聯網以及智能制造在船舶制造中的應用進行強化，爭取在新時代中完成換軌超車目標。

2.2 ?大數據平臺逐步發展成為船舶制造業的新標配

當前，船舶制造業在設計平臺以及建造平臺等方面存在一定差異，數據標準存在缺少統一性，并且統計模式較為渙散，基于此種狀態大量數據被分割，導致其流散在企業、機構的閉環中，并未形成大數據，主要是由于多數據不能等同于大數據[6]。與傳統船舶制造中的研發設計以及制造過程的數據管理相比，其打算將數據管理與服務變為一個新標準以及新市場，其處在配件企業、船廠、設計所以及貿易商等各個行業的上下游交匯點的問題，在每時每刻均會制造紛繁、龐大的易用、統一的數據。

大數據的應用方案總體構架主要劃分成5個層次，如圖1所示。

其中，數據獲取層，涵蓋人工采集數據、網絡采集數據以及信息系統與傳感器等自動生成數據。數據儲存層，借助分布式文件系統、集群應用以及網絡技術等功能實現數據分布式儲存，同時，對外提供業務訪問以及數據儲存功能等。云計算平臺中，共享的信息資源以及硬件資源等，可以根據實際需求向計算機以及其他設備進行分享。對于大數據分析平臺可以借助數據質量、數據管理、挖掘算法、語義引擎以及預測分析等，對數據潛在價值進行有效挖掘。應用平臺層，借助互聯網技術實現對船舶制造業的改造工作，構建研發設計以及智能制造的網絡化服務平臺。用戶層涵蓋造船企業以及船舶監管單位等與船舶制造業相關利益方。

從中能夠輕易發現，借助建立大數據平臺，能夠在設計概念、制造過程等方面，對整個設計、生產等過程，提供有力支持，進而促使生產效率得到提升，達到效益最大化的目的，并且船舶制造業在獨特問題方面將會得到有效的解決措施，發現、挖掘新船型，促使產業價值得到進一步提升，這將是提升產業競爭力以及利潤率的重要手段。甚至在未來發展中，大數據平臺將會成為所有企業的標準配置，形成船舶制造業+金融+互聯網+其他領域的商業新模式。

2.3 ?借助大數據強化船舶制造業產業聯合以及聚集

當前我國船廠數量龐大，規模不一，在行業之中還沒有形成有效聯合以及聚集，主要原因在于對設計、制造以及規范等制造技術的大數據，生產中的精準控制、運行優化以及設備故障預測的大數據，全球生產規模以及生產率等方面的大數據缺少掌握能力。在缺失技術數據的情況下，一些船廠只能進行中低附加值的船舶制造;缺失生產中的數據，致使一些船廠制造質量無法達到要求，重復返工甚至面臨高額罰款;缺失生產要素數據，致使其錯失良機、盲目生產。因此，利用大數據平臺實現船舶制造企業在數據及信息方面的聯合以及聚集顯得尤為重要。

3 ? ?結語

綜上所述，在信息技術深入以及廣泛的應用影響下，船舶制造業在研發設計以及生產制造等方面，對大數據技術產生了需求。對于其實際需求，本文對其在設計、制造等方面的應用現狀進行了闡述，并對大數據技術在船舶制造業發展中的作用進行了說明，同時，其在大數據技術應用中的指出不足，對其進行進一步研究以及驗證。同時，闡述了大數據技術的應用前景，能夠幫助船舶制造業得到進一步發展。

[參考文獻]

[1]黃音，張逸塵，胡芬.基于大數據的船舶制造業流程再造[J].中國科技論壇，2018（3）：39-47.

[2]崔凌云，劉春玲，魏榮華.大數據技術在船舶監控系統數據管理中的應用簡[J].艦船科學技術，2018（2X）：142-144.

[3]石慧芳，陳陽.基于大數據的制造業企業信息化數據分析及應用技術研究[J].現代計算機，2016（16）：50-54.

[4]萬輝，張建雄，高嵩，等.內河船舶大數據關鍵技術研究[J].中國水運，2017（11）：48-51.

[5]徐穎，李莉.制造業大數據的發展與展望[J].信息與控制，2018（4）：41-47.

[6]陳榮.大數據在工業制造業的應用與研究[J].經貿實踐，2017（7）：152.