在第四次工業革命時代,曾經以鐵錘聲和焊接火花為象征的造船廠正在迅速發生變化。近年來,全球環境頻繁拉響警報器,國際組織和學者也不斷呼吁保護全球環境,這意味著全球造船業迫切需要優化生產工藝,以實現造船流程的綠色化和數字化。
造船業能否實現數字化轉型?韓國巨濟大學特聘教授、造船人工智能融合項目負責人Woo Jong-sik指出,鑒于船舶規模,造船業可由機器替代的工藝或單元操作數量有限,70%的生產仍將由人力完成。因此,造船業專注于通過利用人力而非機器實現超連接和超智能來最大限度地提高效率,這意味著造船業是一個對IoH(工人的連接)或IoO(組織的連接)高度關注的行業。
通過將物聯網(IoT)、人工智能(AI)、增強現實(AR)/虛擬現實(VR) 等第四次工業革命的核心技術應用于整個工作場所,可以構建基于數字化實現萬物互聯的“互聯船廠”,最終實現流程、人員、基礎設施發生巨大變化的“高科技數字化船廠”。這可以通過第四次工業革命所追求的“超連接和超智能的人、物和空間”的創新來克服,因此造船業也將能夠直接受益于第四次工業革命。
而轉型的第一步則是將熟練技術工人半個世紀以來高度實用的隱性知識轉化為“數字數據”,使其能夠永久、系統地加以利用。
如果改變工作方式不是一種選擇,而是一種必然,那么,加快建立以數據和流程為基礎的“高科技數字化船廠”是通過采用基于信息和通信技術(ICT)的第四次工業革命核心技術以確保可持續競爭力的唯一途徑,從而實現造船現場即使在減少或沒有工人的情況下也能以適當的質量運營。
在過去的10年里,韓國三大船企HD現代、三星重工、韓華海洋(原大宇造船海洋)已經實現智能鋼材倉儲空間、密閉區域便攜式焊接機器人、涂裝缺陷識別系統、智能物流/設施監控等現場創新案例,但未來仍需要將人工智能技術擴展到全部流程。
除上述創新案例外,有必要在生產現場安裝移動設備和智能工作站(Kiosk),以便輕松查看因現場修改圖紙而導致的材料或工藝變化信息,最大限度地降低錯誤返工率;有必要通過實時監控各種傳感器以控制密閉工作區域的能效以及安全事故風險,如有害氣體導致的窒息或封閉空間內揮發性氣體導致的爆炸,從而改善工人的安全和環境。
為早日實現這一愿景,韓國政府正在加快推進全行業數字化轉型,自2021年以來,巨濟大學造船人工智能融合項目在韓國產業通商資源部和韓國產業技術研究院的支持下,為韓國造船業的所有工人舉辦了人工智能融合領域人才培訓項目。
Woo Jong-sik表示,如果韓國造船業能盡早實現“產品”和“工作方法”的數字化轉型,就能確保全球競爭力,繼續保持出口產業和成長型產業的地位。要實現這一目標,船廠工人首先要形成數字化思維,擁有數字化領導力,并采用數字化政策進行管理。在此基礎上,船廠內部長期積累的隱性知識就可以通過“數字數據”得以顯現。
]]>當前,配套設備企業在數字化方面與大型船廠存在差距。該協議的簽署旨在推動造船業在全球市場快速數字化轉型的背景下實現智能化。
此次簽約前,參與各方已經獲得了包括政府預算在內的約77億韓元(約合人民幣4212萬元)的項目費用,隨后將在2023年至2027年期間推進“造船海洋設備數字化合作平臺”項目,這是造船和海洋工程設備行業數字化邁出的第一步。
目前,船廠在設備安裝中3D形狀數據的準確獲取率不到30%。“造船海洋設備數字化合作平臺”項目旨在最大限度地加強配套設備企業和船廠之間的數字化協作,使雙方能夠共同管理相關設備屬性、附加信息等數據。
為此,合作各方計劃創建能夠與船廠內部系統兼容的設備3D建模和數據庫,并確保生產設計技術協作和監控接口,進而實現基于3D數據的設備設計審查和批準等。
此外,云合作平臺還將為從船廠獲得訂單的配套設備企業的3D生產設計、3D設計專業人才培訓提供支持,該計劃旨在加強整個造船業的數字化能力,實現生態系統之間的智能設計和制造。
韓國造船海洋設備研究院有關人員表示:“造船業的數字化轉型將降低配套設備企業的設計成本,縮短設計周期,并通過流程自動化提高生產效率。只有縮小船廠與配套設備企業之間的數字化差距,才能確保未來造船業生態系統的整體競爭力。”
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據稱,當前日本造船業正在全球范圍內供應高性能、高質量的船舶,為確保日本穩定的海上運輸和安全做出了貢獻。另一方面,中國、韓國、日本在國際造船市場的競爭日趨激烈,同時對降低環境負荷和增強安全性的社會要求也進一步提高。
在此情況下,日本造船業要想繼續滿足航運業的多樣化需求,就必須通過數字化轉型從根本上提高生產效率并變革經營模式。因此,日本國土交通省自2022年以來一直在為船廠實現數字化轉型的技術開發項目和示范項目提供支持,并于2023財年啟動了有關船廠數字化轉型技術開發和示范項目的支持項目,補貼率高達50%。
近期,日本國土交通省公布了2023財年第二批創新造船工藝補助項目,日本今治造船相關項目成功入選。創新造船工藝補助項目主要針對造船企業(海洋產業、航運業和研究機構可作為與造船企業的聯合項目參與其中),旨在支持日本造船業數字化轉型,以從根本上提高生產效率并變革經營模式。
根據公布信息,今治造船入選項目的基本內容包括:開發工廠內物流數字化和可視化系統,構建實時信息管理集成系統,實現物流半自動化功能,減少現場工作,提高生產效率。截至目前,日本國土交通省2023財年已對4個數字化轉型項目提供財政支持。
]]>據悉,數字孿生是在虛擬空間中創建與實物相同的物體,并進行各種虛擬實驗來分析、預測和優化未來變化的技術。通過數字孿生,可以對由于經濟或安全原因而不具備可行性的場景進行虛擬實驗,從而分析現實中的當前狀態或預測未來。
蔚山大學有關人員表示:“要想成功實現數字化轉型,地方政府、大中小型企業需要通力合作。目前,韓國造船業正在持續向好,但當前的繁榮期與2000年代的造船熱潮截然不同,長期的結構調整和人力短缺帶來了嚴重的不良影響。因此,現階段是政府、支持機構以及大中小型企業通力合作的最好時機,以更具前瞻性的視角,通過新工藝創造新價值,打造一個以技術和數字化為基礎的新型產業生態系統。”
另一方面,“造船鋼鐵行業數字化轉型項目”旨在建立利用人工智能和先進機器人等技術的自動化系統的技術開發和商業化模式,以取代目前的手工制造流程,并通過推廣和普及的方式扶持和培育具有競爭力的中小型企業項目。
從今年起至2027年,將在蔚山技術綜合工業園區投入總計190億韓元的項目費用(國家費用950億韓元,市政費用950億韓元),用于建設造船和海洋工程裝備制造行業數字化轉型示范中心;構建基于人工智能的數字孿生平臺;構建智能柔性工藝自動化系統;培養專業人才并扶持企業。
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根據協議,雙方計劃在造船和海洋工程領域的研究能力和基礎設施方面深入交流,以應對造船和海洋工程行業正在推進的數字化轉型,并將為提高造船和工程設計效率奠定合作基礎。通過該協議,KOMERI希望在現有造船設備相關研發基礎上,通過在以智能設計為代表的軟件領域發掘和規劃新的研究課題,拓展其研究業務。
據悉,韓國造船海洋器材研究院成立于2001年,是韓國產業通商資源部下屬的研究機構,旨在推進韓國造船、海洋器材及零部件產業的技術開發和技術支持項目。HEXAGON KOREA隸屬于HEXAGON資產生命周期智能部門,通過集成的智能設計和工程信息管理系統,為各個領域提供三維設計和制造解決方案,以提高產品全生命周期的效率和質量,并支持可持續的制造流程。
KOMERI相關人員表示:“隨著各國政府和企業對數字化船舶設計和建造的關注度不斷提高,KOMERI計劃順應這一趨勢,將數字化轉型作為主要研究領域,以保持韓國造船和海洋工程產業的持續競爭優勢。”
據了解,今年4月份,KOMERI還與韓國海洋交通安全工團(KOMSA)簽訂了《韓國沿海船舶海上交通安全研究與造船、海洋器材產業發展諒解備忘錄》,并將首先推進利用高密度聚乙烯(HDPE)和碳素纖維強化塑料(CFRP)等環保新材料的船舶建造技術相關聯合研究。
]]>慶尚南道表示:“為支持道內船廠的訂單業績,急需解決生產人力不足的問題。雖然最近簽證制度的改善使外國工人招聘工作變得順暢,但為了確保持續的生產競爭力,必須通過工藝創新來改造工業生態系統。”
為此,韓國慶尚南道與巨濟市、中小造船研究院于今年3月共同申請了韓國產業部推進的“產業創新基礎設施建設”和“船舶零部件生產智能化創新技術開發”領域的公開招募項目。該申請于近期通過,到2027年將獲得350億韓元(折合人民幣約1.925億元)的政府資金。
其中,“產業創新基礎設施建設”項目將在2027年之前投資264億韓元(國家支出100億韓元,地方支出164億韓元),擬在巨濟市張木面(音譯)建設四層規模的生產技術創新中心,占地6381平方米。在此期間,還將同步構建生產自動化和數字化轉型試驗臺(test bed)以及15種性能評估設備,以在慶尚南道創建智能造船生態系統,重點支持造船業生產創新。
到2026年,“船舶零部件生產智能化創新技術開發”項目將投資358億韓元(國家支出250億韓元,地方支出150億韓元,私人資本93億韓元),計劃通過普及分段制造階段的生產過程自動化系統設計技術,在船廠和分包企業之間建立有機生產過程協作體系。
為最大限度地發揮協同效應,慶尚南道計劃讓新建的生產技術創新中心負責正在推進的“中小造船智能生產創新支持項目”和“智能船廠專業人才培養項目”。
此外,為開發船舶建造設計、組裝、噴漆等全周期生產工藝技術,韓國產業部還將積極推進造船領域后續研發(R&D)公開募捐項目。
慶尚南道有關人員表示:“為構建可持續的造船業生態系統,生產工藝創新至關重要。該項目將顯著降低生產成本、提高生產效率,為確保造船業的超差距競爭力做出貢獻。”
]]>早些時候,ABS發布了關于船廠智能技術應用的詳細要求,并認可Seatrium是第一家根據《ABS船廠智能技術指南》在運營中部署智能技術的造船集團。
據悉,Seatrium基于物聯網(IOT)和平臺技術的移動可穿戴個人設備(MWPD)監測系統已經獲得了ABS的產品設計評估(PDA)批準,該系統整合在智能設備中,并部署在整個船廠。這些設備可以佩戴在手腕上,具有跌倒監測、地理定位、緊急連接和實時安全通知等功能,有助于提高船廠工人的整體健康和安全。同時,通過指揮中心進行監控,能夠縮短對緊急情況的反應時間,更有效地部署安全信息。
ABS對MWPD監測系統的認可是雙方持續推進多項合作的一部分,通過多年的聯合開發項目(JDP),共同開拓海工、船舶與能源行業的數字化轉型。
此外,根據聯合開發項目,ABS和Seatrium還將進一步合作開展智能船廠計劃,涵蓋廣泛的創新數字解決方案,例如使用5G技術的智能眼鏡進行遠程檢查,以加強船舶建造期間和之后的檢驗。
自2022年以來,Seatrium已經在其船廠運營中啟動了5G基礎設施,實現了船廠范圍內的聯接,使試驗和部署多功能用途成為可能,其中包括增強現實(AR)和虛擬現實(VR)遠程檢驗平臺和智能視頻分析。
ABS有關人員表示:“造船業正在加速向數字化轉型過渡,通過與Seatrium等行業巨頭合作,將共同引領該行業的發展。智能技術可以改善設計、建造和運營流程,也可以優化船廠健康、安全和質量流程。ABS新發布的指南是支持造船業數字化轉型的關鍵一步。”
Seatrium有關人員表示:“智能設備是Seatrium遠大戰略的一部分,通過數字技術將推動公司勞動力、產品和服務轉型,以提高訂單競爭力,同時實現安全、卓越運營,以進一步增強智能船廠愿景。通過與ABS合作,將推進造船業智能技術的發展,創造價值,造福所有利益相關方。”
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