陳天華
(中船第九設計研究院工程有限公司,上海200090)
新時期,以習近平同志為核心的黨中央高度重視數字化發展,明確提出數字中國戰略。黨的十九屆五中全會通過的《中共中央關于制定國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和二 三五年遠景目標的建議》,明確提出要“加快數字化發展”,并對此做出了系統部署。加快數字中國建設,對“十四五”時期經濟社會發展具有十分重大的意義。
當前,船舶工業總體需求中短期內很難擺脫低谷區,船舶海工市場供過于求將是常態;同時,在新一輪科技產業革命推動下,船舶工業競爭的焦點逐漸集中于效率、質量和品牌。實現船舶工業高質量發展對基礎設施及設備的規劃、設計、建設、運維等方面都提出了更高的要求。
中船第九設計研究院工程有限公司(以下簡稱“中船九院”)作為我國船舶工業基礎設施建設的規劃師、主力軍,適應新一代產業革命發展、推進數字化轉型升級,服務船舶工業高質量發展,是中船九院義不容辭的使命和責任擔當。
隨著建筑業信息化水平的不斷發展,在工程建設領域,基于設計和建造過程的數字化模型分析技術,圍繞著開展項目全生命周期服務,已成為提升工程建筑業企業核心技術水平和管理水平的行業技術發展趨勢。
2020年7月28日,住建部、國家發改委等13個部門聯合發布關于推動智能建造與建筑工業化協同發展的指導意見,指出:為推進建筑工業化、數字化、智能化升級,要加快推進數字化設計體系建設,推行一體化集成設計。積極應用自主可控的BIM三維建模技術,加快構建數字設計基礎平臺和集成系統,實現設計、工藝、制造協同[1]。
根據中船九院“十四五”規劃和高質量發展戰略要求,始終堅持為船舶及海洋工程發展服務,堅持深化船舶工業規劃設計核心技術研究。“十四五”期間,將通過新一輪信息技術與制造業深度融合,引發數字化轉型的產業變革,形成新的生產方式、產業形態、商業模式和經濟增長點,努力為我國船舶工業“做強做大”發揮更重要的作用。
1)正向三維設計。目前,中船九院設計生產基本還是在二維環境下進行,正向三維(BIM)設計和協同設計模式較難有效全面推行,導致無法直觀驗證設計對象的相互空間關系,錯、漏、碰、缺問題影響設計效率和設計質量;無法向著建筑性能、功能分析、施工模擬以及為后續運維服務的高級應用延伸。
2)協同設計環境。隨著國家進一步推廣基于BIM的正向三維協同設計,為達到設計成果線上數字化交付的發展要求,需要進一步提升公司正向三維協同設計的軟硬件能力,建立適應正向三維協同設計和管理的應用環境。
1)設計方面:首先,關于生產管理。企業缺少對數字化設計生產過程管控的技術手段,導致人員負荷、生產過程、成果交付和生產統計等缺少直觀的線上實時數據信息作為管理支撐,使得設計生產管理存在一定盲目性。其次,關于質量管理。公司設計成果的數字化交付,缺少信息化管理平臺進行綁定式的有效質量流程管控;同時,由于缺乏相應的質量記錄信息化系統,統計分析也存在困難。迫切需要通過信息化手段提升設計質量管理能力。
2)總承包方面:企業本部缺少對項目分散的施工現場進行集中式管理的技術手段;缺少對項目設計、采購、施工、成本、進度、安全等進行集中式協同管理的技術手段;缺少對項目施工過程、竣工驗收和運維階段的BIM三維數字資產進行集中管理的技術手段。
中船九院船海工程業務目前還集中在工程價值鏈的中間環節,主要開展咨詢、規劃、設計和總承包業務。從商業服務模式創新角度,充分利用已有的數字化資產優勢,加速技術提升和商業模式創新,落實供給制改革,為業主提供全過程服務將是中船九院數字化轉型和高質量發展的必由之路。
中船九院通過數字化轉型,推進信息化與生產管理深度融合,提升三維數字化設計研發能力,建設集成、共享、開放的企業一體化工作平臺。通過信息資源管理和信息集成應用能力推動公司技術創新和管理創新,促進公司研發效率、數字化設計能力、精細化管理水平的大幅度提升,形成工程建設全生命周期綜合服務能力。
中船九院圍繞“十四五”規劃和公司戰略發展目標,滿足做精設計、做強總承包、工業智能化建設等業務需求,依據“互聯網+”和“兩化融合”的思路原則,加強頂層設計,建立符合互聯網應用需求的網絡基礎設施,以及滿足企業發展需求的工程全周期數字化協同平臺的總體架構,推進企業信息化、數字化與業務的深度融合,提升企業全過程綜合對外服務能力。
重新規劃公司基礎網絡服務設施。通過建立符合分級保護和等級保護要求的信息安全管理體系,實現非密工作內網和互聯網的物理連接、邏輯隔離,為生產業務的互聯網應用提供基礎保障。數字化成果通過平臺實現遠程、異地實時管理和辦公的能力。與政府規劃、設計審圖、城建檔案館實現信息系統連接,實現一體化交付管理能力。提供項目實時監控、統計分析和輔助決策能力。
構建工程項目管理信息化平臺,第一,依托協同設計平臺,加強設計過程控制,建立網上質量管控體系,包括設計成果線上校審、成果線上用印外發、數字化歸檔等一體化控制流程,在提升質量管控水平的同時,掌握項目進展實時狀態,為人員負荷、資源調度、工時統計、科學考評等提供數據支撐。第二,依托互聯網開展總承包項目管理系統建設,整合業主、施工方、供應商各方資源,通過異地協同辦公,提高合同、資金、計劃進度、質量、安全等全方位管控能力,有效提高總部集中管控能力,確保項目全過程風險可控。
構建三維數字化研發設計平臺,支撐公司三方面的業務開展:一是支持開展正向三維協同設計,形成工程全周期各階段的三維數字模型;二是研究基于三維數字模型的數字仿真和高性能分析技術在工程全生命周期服務中的應用模式,把BIM應用于工程項目規劃、勘察、設計、施工、運營維護等各階段;三是結合智能造船工藝模式及自動化設備生產線的研究方向,探索信息化技術同船舶加工制造和產能提升的融合模式,逐步提升制造車間信息化解決方案的規劃和實施能力,拓展傳統工廠工藝設備設計的廣度和深度。
工程全周期數字化協同平臺:改變以往各管理系統集成度不高、業財融合度不足、生產管控技術手段落后等不足,提高工程項目全周期一體化集成管理水平,建立項目規劃、咨詢、設計、施工(制造)、運維全生命周期一體化管控平臺,整合企業內外資源,把協同設計與信息化管理系統擴展為基于互聯網的多方協同工作平臺,實現業主、總承包單位、設計方、供應商之間的高效溝通和協作管理。
工程數據中心是數字化體系建設中最重要的基礎,具有3項主要功能:第一,數字化成果存儲。以存儲數字化設計的模型化、結構化、非結構化的設計成果,取代電子化檔案館成為設計企業的基礎資料庫、信息庫。第二,大數據應用。只有基于工程數據中心的積累,數字化工程大數據才可能實現智慧化設計。第三,數字化移交。工程數據中心是工程數字化移交的基礎,是全生命周期服務業務的跳板。
進一步創新商業模式,構建智慧船廠數字化平臺。利用中船九院在船廠規劃設計研究方面的核心技術與工程數據中心的數據沉淀優勢,融合各方資源,在船廠、設計建造單位及設備供應商等企業間打造工業互聯網平臺,將工業大數據、人工智能、新一代信息技術應用于船廠規劃建設與運營管理服務,全力構建“智慧船廠數字化平臺”,探索智能工廠全壽命周期設計新模式,提供智能化船廠規劃設計和全過程運維服務。
工程全周期數字化協同平臺建設應納入公司數字化轉型管理組織體系。落實公司數字化轉型領導小組的職責,建立配套的數字化轉型推進、實施和激勵制度,定期研究信息化發展戰略和推進策略,領導、協調和監督信息化頂層規劃的執行和實施效果,提高數字化轉型建設的頂層驅動力。
要做好本次平臺建設所需資金的預算,將資金預算申請納入公司各年度預算計劃。同時,通過各類外部科研業務渠道,積極籌措外部資金投入,為平臺順利建設提供必要的資金保障。對于已經基本落實的“船舶工業智能制造協同服務平臺”項目資金(上海市經信委資金支持),要按外部課題任務要求按計劃實施。
數字化轉型不僅僅是技術革新,更需要充分賦能人才發展,數字化人才梯隊的保障將成為不可忽略重要一環。可以通過“內部調動+外部引才”方式,組建“復合型”數字化轉型工作團隊,并同步推進復合型數字化人才的培養。同時,要配套制定既能充分調動數字化人才工作積極性,又能給予客觀公正業績考核評價的薪酬分配辦法。
為了確保正向三維設計順利推進,要做好相關數字化平臺基礎研究保障工作。平臺的基礎研究保障包括模型庫、數據庫、知識庫、標準體系(含設計深度、信息、編碼、邏輯結構等)、制度(流程、管理系列)等。把不同專業、不同平臺產生的模型和數據相整合,形成統一標準的工程模型,是一項非常復雜的技術,也是不可回避的任務。
進入新時代,中國正加快數字中國建設,大力發展數字經濟,加快推動數字產業化,依靠信息技術創新驅動,不斷催生新產業新業態新模式,用新動能推動新發展。
中船九院將肩負央企使命責任,始終不斷地推進企業數字化轉型,創新拓展商業模式,用科技賦能發展,用智慧推動服務,為實現中國船舶工業的高質量發展而努力奮斗。