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產(chǎn) 品 |
采用技術(shù) |
人員熟練程度 |
投入船舶 設(shè)計(jì)力量 |
出圖差錯(cuò)率 |
應(yīng)用年份 |
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70000噸船 |
二維CAD |
熟練 |
374人月 |
1994年 | |
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73000噸船 |
建立電子信息模型CAD/CAPP/CAM集成 |
首次應(yīng)用 |
223人月 |
比上減少80% |
95年~96年 |
由表看到我廠首次采用建立三維電子產(chǎn)品模型的技術(shù)，就取得了明顯的效果，至今已有74500噸貨輪，1700箱集裝箱船等20多艘產(chǎn)品全面應(yīng)用。 由于企業(yè)CAD/CAPP/CAM技術(shù)的成功應(yīng)用和發(fā)展，產(chǎn)品設(shè)計(jì)技術(shù)準(zhǔn)備周期在設(shè)計(jì)深度不斷加大的情況下不斷縮短，并促進(jìn)了建造周期的縮短，具體如表2所示。
| 產(chǎn)品設(shè)計(jì)技術(shù)準(zhǔn)備周期 （造船） | 船臺(tái)周期（3萬噸級(jí)） | 造船設(shè)計(jì)與建造周期比例 | |
| 80 | 14個(gè)月 | 4個(gè)月 | 2.2:1 |
| 90 | 12個(gè)月 | 3個(gè)月 | 2:1 |
| 97 | 8~10個(gè)月 | <2個(gè)月 | 1:1 |
三、造船企業(yè)的創(chuàng)新之路---造船CIMS的開發(fā)應(yīng)用
造船產(chǎn)品是訂單項(xiàng)目型產(chǎn)品，造船生產(chǎn)不僅受本企業(yè)設(shè)備條件技術(shù)水平和資金能力的限制，而且受氣候，外界配套供應(yīng)等多方面限制，產(chǎn)品品種大小不一，船東要求不一，因此企業(yè)生產(chǎn)資源優(yōu)化配置較一般制造企業(yè)困難得多，這是造船企業(yè)難于實(shí)現(xiàn)高效生產(chǎn)的一個(gè)客觀因素。但是近幾年來國(guó)外先進(jìn)造船企業(yè)在不利的競(jìng)爭(zhēng)條件下（勞動(dòng)成本高）不僅活了下來，而且競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)不斷增強(qiáng)，我國(guó)造船業(yè)有利的因素（船價(jià)低）已不復(fù)存在。這個(gè)差距的造成除了裝備能力和人員素質(zhì)等原因外，國(guó)外先進(jìn)船廠實(shí)現(xiàn)了造船設(shè)計(jì)、制造、管理信息的一體化是主要原因，從而推動(dòng)了現(xiàn)代造船模式的實(shí)現(xiàn)。
現(xiàn)代模式的造船法實(shí)際上是并行工程和成組技術(shù)在造船中的具體運(yùn)用，在模塊設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上把每一個(gè)造船模塊（單元）作為中間產(chǎn)品，對(duì)模塊內(nèi)交義在一起的各種立體作業(yè)實(shí)現(xiàn)同步施工和同步管理。但這種造船模式需要及時(shí)、準(zhǔn)確、充分的信息，以做出相對(duì)精確和善于應(yīng)變的材料需求、資金、設(shè)備、場(chǎng)地、勞動(dòng)力計(jì)劃后施工，日本在80年代酒吧造船CIMS的建立作為產(chǎn)業(yè)的主要科技目標(biāo)之一，他們的企業(yè)的生產(chǎn)資源達(dá)到了相當(dāng)優(yōu)化的程度，這就是國(guó)內(nèi)與國(guó)外有較大差距的主要原因之一。
我廠早在80年代末90年代初期就進(jìn)行了建立造船CIMS的研究和部分實(shí)踐工作，由于我廠與日本三井造船有著廣泛的技術(shù)合作關(guān)系，曾帶回不少類似MRP-Ⅱ技術(shù)，但是難于切實(shí)推行，因?yàn)楫a(chǎn)品BOM信息不全，必須用大量的人工工作去補(bǔ)充。這能以得到設(shè)計(jì)部門和人員的支持。一直到90年代中期我廠造船CAD應(yīng)用進(jìn)入到成熟時(shí)期，產(chǎn)品信息模型的建立逐步完整，BOM的及時(shí)提供已具備條件，因此我廠于1996年開始造船CIMS的建立工作，目標(biāo)瞄準(zhǔn)國(guó)外最先進(jìn)船廠水平，以效益驅(qū)動(dòng)為原則，并采用邊開發(fā)邊應(yīng)用的方針，造船CIMS項(xiàng)目在1997年列入到上海市“CIMS應(yīng)用示范企業(yè)”項(xiàng)目，1998年列入“國(guó)家CIMS示范企業(yè)”項(xiàng)目。
在此之前開發(fā)應(yīng)用的“大型綜合企業(yè)MIS”，“柴油機(jī)設(shè)計(jì)制造管理集成系統(tǒng)”和包括車間自動(dòng)功能的“管系生產(chǎn)集成系統(tǒng)”項(xiàng)目，使企業(yè)對(duì)大型集成系統(tǒng)的開發(fā)有了較豐富的經(jīng)驗(yàn)。由于有了扎實(shí)的CAD/CAPP/CAM和MIS開發(fā)應(yīng)用的基礎(chǔ)，至目前造船CIMS框架已基本建立，并逐步投入使用，HDS-CIMS主要有四大系統(tǒng)（CAD/CAPP/CAM，經(jīng)營(yíng)生產(chǎn)管理，綜合信息管理，車間自動(dòng)化構(gòu)成），通過建立企業(yè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)各分系統(tǒng)信息共享和通訊。 系統(tǒng)目標(biāo)為在全國(guó)建立和應(yīng)用造船CAD/CAM的基礎(chǔ)上，建立造船產(chǎn)品BOM，突破大型項(xiàng)目型產(chǎn)品企業(yè)生產(chǎn)資源平衡協(xié)調(diào)難度大的關(guān)鍵技術(shù)，運(yùn)用“GT”技術(shù)，提供“殼、舾、涂一體化”“模塊造船”和加工制造流水線的設(shè)計(jì)、制造、管理信息，對(duì)船舶產(chǎn)品的報(bào)價(jià)成本、設(shè)計(jì)成本、采購(gòu)成本和制造成本實(shí)現(xiàn)預(yù)控，基本實(shí)現(xiàn)CAD/CAM/CAPP/MIS/FA的信息集成，并建立企業(yè)設(shè)計(jì)、制造和管理工程信息中心和企業(yè)綜合網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)實(shí)到下世紀(jì)初單船單機(jī)成本在降低10%，造船總量提高到80萬噸/年，造機(jī)馬力80萬匹馬力/年的總目標(biāo)服務(wù)，不僅繼續(xù)在下世紀(jì)保持國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平，而且要為進(jìn)入國(guó)際先進(jìn)行列的總體目標(biāo)提供技術(shù)和信息保證。
四、企業(yè)CAD/CIMS應(yīng)用工程的總體效益
CAD/CIMS在我集團(tuán)經(jīng)歷了20多年的發(fā)展和應(yīng)用，已逐步地深入到經(jīng)營(yíng)、生產(chǎn)、管理每一個(gè)環(huán)節(jié)。并促進(jìn)了向造船現(xiàn)代模式的轉(zhuǎn)換，提高了造船生產(chǎn)效率，降低了產(chǎn)品成本和明顯提高了產(chǎn)品質(zhì)量。
（1）有效地促進(jìn)了企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)的發(fā)展，如下表：
| 計(jì)算機(jī)應(yīng)用水平 | 產(chǎn)船產(chǎn)量/年 | 造機(jī)產(chǎn)量/年 | 職工人數(shù) | 銷售額 | |
| 80 | CAM/CAPP，取消1:1人工放樣 | 5萬噸/年 | 9萬馬力 | ~12000 | 2.2億 |
| 90 | CAM/CAPP/CAM/CAE甩圖板 | 12萬噸/年 | 16萬馬力 | ~11500 | 7.8億 |
| 98 | 建立產(chǎn)品電子信息模型CIM技術(shù)初步應(yīng)用 | 50萬噸/年 | 50萬馬力 | ~10000 | 28億 |
由上表可以看到近20年來企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)取得了巨大發(fā)展，而職工人數(shù)卻不斷下降，這與計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)特別是CAD/CAM以及CIM技術(shù)的應(yīng)用是分不開的。如果恢復(fù)到?jīng)]有CAD/CIMS技術(shù)的年代，以上成績(jī)肯定要大打折扣，因此系統(tǒng)效益不是以數(shù)千萬元所能衡量的。
（2）CAD/CAPP/CAM/CIMS技術(shù)推動(dòng)了造船業(yè)務(wù)領(lǐng)域的創(chuàng)新，見下表。
| CAD/CIMS技術(shù) | 造船業(yè)務(wù)創(chuàng)新 | 效 益 |
| CAPP/CAM NC繪圖機(jī) | 取消人工放樣，NC機(jī)械的應(yīng)用，現(xiàn)配式裝配→公差造船 | 提高相應(yīng)生產(chǎn)效率30% |
| 二維CAD/CAE/CAPP/CAM建立船型庫(kù) | 圖形終端 甩掉圖板、計(jì)算器、取消復(fù)雜線性1:1BODY模具。分段預(yù)舾裝 | 提高設(shè)計(jì)效率25%以上，新產(chǎn)品開發(fā)能力提高一倍以上 |
| 建立產(chǎn)品電子信息模型CIMS開發(fā)應(yīng)用 | 設(shè)計(jì)制造管理一體化，以中間產(chǎn)品為導(dǎo)向的模塊造船和托盤管理技術(shù) 目標(biāo)成本管理 計(jì)劃優(yōu)化 | 設(shè)計(jì)差錯(cuò)減少80%，企業(yè)生產(chǎn)資源得到優(yōu)化配置，產(chǎn)品成本壓縮5%以上 |
（3）有力地提高了企業(yè)在國(guó)際市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)能力，明顯地提高了市場(chǎng)占有率
近兩年來亞洲金融危機(jī)曾影響到造船行業(yè)，產(chǎn)品訂單承接困難，有些企業(yè)一二年來都未接到訂單，但是我廠由于提高新產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計(jì)能力以及產(chǎn)品質(zhì)量和逐步降低的成本保證，并有CAD/CIMS資源做后盾，使得企業(yè)在國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力有明顯的提高，我廠僅民用船舶就手持訂單20多條大150萬載重噸以上，生產(chǎn)任務(wù)已安排至2002年。
（4）出成果、并為造船工業(yè)作貢獻(xiàn)
我廠CAD/CIMS開發(fā)應(yīng)用多年來還獲得了豐碩的科技成果，在該領(lǐng)域我廠獲得省部級(jí)科技成果三等獎(jiǎng)以上的項(xiàng)目達(dá)15項(xiàng)之多，我廠還獲得原船舶總公司“七五”、“八五”、“計(jì)算機(jī)應(yīng)用突出單位”的獎(jiǎng)勵(lì)，并于1997年獲得“全國(guó)CAD應(yīng)用工程先進(jìn)單位”的稱號(hào)。 我廠還接受TRIBON造船軟件KCS公司的委托，建立了TRIBON造船軟件中國(guó)培訓(xùn)中心，為兄弟單位培養(yǎng)了大批造船CAD應(yīng)用人才。 我廠的造船CAPP/CAM軟件被近30家兄弟單位引進(jìn)使用，為造船行業(yè)做出了貢獻(xiàn)。
五、應(yīng)用體會(huì)
1、造船CAD/CIMS的建立必須是企業(yè)發(fā)展的自身需求
我廠的CAD/CAPP/CAM技術(shù)的發(fā)展有效地縮短了設(shè)計(jì)周期和提高了產(chǎn)品質(zhì)量。使企業(yè)在激烈的國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中增強(qiáng)了競(jìng)爭(zhēng)能力。但在90年代中期由于看到了企業(yè)與國(guó)外先進(jìn)造船企業(yè)的一個(gè)重大差距在于企業(yè)生產(chǎn)資源的優(yōu)化水平，促使工廠加快CIMS的建立和應(yīng)用，當(dāng)時(shí)我廠CAD應(yīng)用已進(jìn)入成熟階段，初具建立造船CIMS的必要條件。在此情況下工廠決定上CIMS工程。由于我廠在CAD/CIMS的開發(fā)應(yīng)用根據(jù)造船經(jīng)營(yíng)生產(chǎn)要求和企業(yè)素質(zhì)循序前進(jìn)，因此反復(fù)較少并取得了明顯成績(jī)，近年來在CAD/CIMS領(lǐng)域投資數(shù)千萬元，均能做到投入后1~2年內(nèi)立即產(chǎn)生明顯效益，不再有人“說三道四”了，這與企業(yè)將CAD/CIMS的開發(fā)應(yīng)用于企業(yè)經(jīng)營(yíng)生產(chǎn)發(fā)展密切結(jié)合所分不開的。
2、建立造船CIMS貴在信息集成，重在信息源頭的保證
CIMS的主要直接目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)企業(yè)及生產(chǎn)資源的優(yōu)化配置，只有實(shí)現(xiàn)經(jīng)營(yíng)、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和管理各領(lǐng)域信息集成和共享才能達(dá)到這個(gè)目標(biāo)，在CAD的基礎(chǔ)上，將產(chǎn)品信息充分電子信息化是建立CIMS的前提，CAD信息是CIMS的信息源頭，這個(gè)源頭信息不全、不準(zhǔn)和提供誤期，那么下面的制造和管理領(lǐng)域系統(tǒng)的運(yùn)行也必然不正常。
3、CAD/CIMS的應(yīng)用與企業(yè)自身素質(zhì)的提高密不可分
CAD/CIMS應(yīng)用工程使企業(yè)規(guī)范化，標(biāo)準(zhǔn)化的過程，不是一項(xiàng)“拿來就用”的工程。企業(yè)必須在思想觀念、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、管理等各種行為納入規(guī)范化、科學(xué)化和制度化的軌道，這是CAD/CIMS應(yīng)用工程重要的自身?xiàng)l件。有些企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)和系統(tǒng)應(yīng)用人員，總以為化了巨資建立了系統(tǒng)就能像引進(jìn)“機(jī)床”一樣馬上能產(chǎn)生效益，他們不理解信息的采集要做大量基礎(chǔ)工作，信息的共享和集成時(shí)“大合唱”而不是“獨(dú)唱”，系統(tǒng)的實(shí)施要根據(jù)規(guī)范化的制度和具有相應(yīng)素質(zhì)的人員來保證，因此企業(yè)要推行CAD/CIMS工程必須把企業(yè)自身素質(zhì)的提高相結(jié)合。
4、CAD/CIMS是不斷發(fā)展和創(chuàng)新的過程，其實(shí)施目標(biāo)也必須不斷提高
CAD應(yīng)用工程特別是CIMS工程是不斷技術(shù)創(chuàng)新的工程，企業(yè)必須把企業(yè)的發(fā)展與計(jì)算機(jī)技術(shù)的創(chuàng)新密切結(jié)合，在CAD/CIMS開發(fā)應(yīng)用中不斷創(chuàng)新，現(xiàn)在一提MIS就似乎有“落后時(shí)代”的感覺，其實(shí)達(dá)到當(dāng)今技術(shù)水平的MIS不多見，CAD/CIMS的發(fā)展將會(huì)隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展和產(chǎn)品制造技術(shù)的發(fā)展而不斷創(chuàng)新，CIMS在企業(yè)中的應(yīng)用和實(shí)施，還要考慮到我國(guó)國(guó)有企業(yè)改革在不斷摸索中，企業(yè)的模式也會(huì)不斷變化，因此不宜過早采用建成CIMS的提法，國(guó)外一些先進(jìn)企業(yè)的提法是“向CIMS化”發(fā)展，永遠(yuǎn)不存在“大功告成”的階段，這樣在觀念上，政策上才可促使CAD/CIMS技術(shù)不斷發(fā)展。
5、最重要的一點(diǎn)CAD/CIMS應(yīng)用工程必須在企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)直接參與下實(shí)施，這是一條通用規(guī)律
我們企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)特別是廠長(zhǎng)和總工程師不僅舍得投資，親自支持系統(tǒng)規(guī)劃、論證，而且像抓產(chǎn)品生產(chǎn)一樣抓系統(tǒng)的實(shí)施和關(guān)鍵技術(shù)的解決，我廠總工程師是系統(tǒng)實(shí)施的總調(diào)度員，扎實(shí)地推進(jìn)系統(tǒng)深入應(yīng)用，這是滬動(dòng)造船集團(tuán)CAD/CIMS技術(shù)能成為企業(yè)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、管理各領(lǐng)域密不可分和不可逆轉(zhuǎn)的技術(shù)創(chuàng)新手段的重要原因。
21世紀(jì)是知識(shí)經(jīng)濟(jì)的時(shí)代，CAD/CIMS的應(yīng)用是造船業(yè)主要的技術(shù)創(chuàng)新內(nèi)容，也是國(guó)內(nèi)造船企業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新方向，歐盟以明確把船舶工業(yè)列為“最適宜于信息技術(shù)應(yīng)用的理想領(lǐng)域”，日韓二國(guó)造船企業(yè)也把CIM技術(shù)作為企業(yè)重要的支撐技術(shù)，為了使我國(guó)造船業(yè)在新的世紀(jì)進(jìn)入一流強(qiáng)國(guó)的行列，必須在深入應(yīng)用CAD的基礎(chǔ)上加快建立和應(yīng)用造船CIMS來迎接21世紀(jì)的挑戰(zhàn)。
