以“智能化制造技術”為核心的第四次產業革命進程中，船舶制造業和相關配套業如何應用新技術、新成果帶動行業高質量、高速度發展，使船舶產品技術附加值和海洋平臺功能有跨越式提升？
如何利用海洋科技新進展、海洋開發新需求、世界經濟新格局，拓寬服務面，加大船舶行業供給側結構性改革，開發智能化船舶、智能化系統配套，以及為海洋經濟服務的各種海上平臺？
如何根據船舶企業的產能潛力和“超大規?！敝圃斓奶攸c，廣泛應用智能光機電測量、計量、傳感、探查、數據處理、寬帶通信、數字機器人、自動化生產線，以及契入生產一線的管理和物流數據網絡等，逐步推進“接地氣”的智能化造船，實現高水平的產能建設？
當下，我國已是世界造船大國，我們船舶制造的產能是最大的，能獨立開發制造一些新型船舶，能聯合開發制造部分高端船舶。這是我國造船業的驕傲，但需要追趕和“補課”的項目還很多，科技引領的體制和機制在我國船舶行業尚不健全、不穩定，這是我國船舶行業短時間內不能做強的短板。
把現在的造船基地建設成為“智能化車間”“智能化工廠”，減員增效，是“智能化制造”的一個方面。“智能化制造”不僅包括生產流程、節能環保、減員增效等生產前臺環節，還應包括市場拓展、新技術研究、新產品設計、資金物流管理等后臺綜合環節，而且是不可或缺的重要環節，“智能化制造”是第四次產業革命的核心，而科技引領和創新拓展又是“智能化制造”的核心。
基本現狀
什么是“智能化船舶”？我們可以這樣定義：在海陸空天潛信息網絡和船載、天基、岸基海洋監測系統及大數據支撐的基礎上，適時獲得船舶自身傳感、海洋環境、航線航道、廣域物流、相關港口等方面的可靠信息，適應和滿足船東、貨主、物流主管、港口調度的需求和要求；基于計算機網絡、自動控制、數據處理、智能化等現代科學技術，設計并建造出智能船體、智能機艙，以及綠色環保、智能客貨管理、能效智能控制、在全球江河湖海實現智能安全航行的高效運營船舶及相關海洋作業智慧型平臺。這也是船舶企業供給側結構性改革的重中之重。
“智能化造船”則是船舶行業“產能建設”的高端目標。綜合人、機、電、智，全面提高造船業的效率效益和制造水平，才能稱得上是“智能化造船”，具體表現在5個方面：根據世界經濟結構發展需求，用現代計算機網絡和船舶及配套設備專用系統技術，引領和協同智能化船舶設計；用“數據流、物流、資金流”三流合一和合理的造船流程模式，規范管理船舶制造全過程；用現代傳感和人工智能技術及先進工藝流程實現高質量的加工制造，減少對勞動力和大投資的依賴；使用綠色材料和設備，采用環保工藝和流程，提高顯性功能和隱性性能，保證產品的環保、質量、性價比都能與智能化船舶相匹配；用現代科學計量手段和試驗方法，驗證新型船舶高科技性能，科學評價新交付船舶。
當前，對于我國船舶行業而言，信息電子技術與現代造船模式融合發展是主要趨勢，信息化數字技術在船舶科研、設計、生產計劃協同與管理、模塊結構成形前的部分工序的生產線、物資采購與物流管理、成本計算及財務管理中，均有普遍的應用，但智能化造船規范發展沒有標準樣板，也缺少技術標準和規范。由于造船企業利潤積累和可支配資金有限，目前的企業效益難以支撐智能化造船的全面建設。
不過，國內多數船舶企業和主要配套企業的材料檢驗計量、放樣下料、托盤形成及編碼、小組立、中組立、小模塊、彎管切割及成形、動力、電力、相關配套設備測試調試等車間內加工工序，基本已進入網絡與信息支撐下的生產自動流水線，達到了自動化。少數企業還在車間內提高了網絡數據支撐能力，在現場加裝了光電測量、環境傳感、大型PLC控制加工設備、激光導引運輸車、數據實時處理器、機械手、機器人及相關運行管理軟件，實現了網絡服務流程、態勢轉換數據、數據引導物流、物流匯聚集成。換言之，這些企業在某些加工車間已實現初步智能化。
總而言之，也就是大多數船舶骨干企業處于設計出圖信息化、下料作業自動化；小組立、中組立制造過程基本建立自動生產線；大組立、模塊、分段合攏，實現網絡計劃引導下的人工吊裝、焊接、鉚接；生產物流主要依靠托盤編碼、標準件編碼；成本管理基本實現了有一定延時的數字化。
同時，板材、管系、半成品件加工的自動化程度提高；船舶配套設備的信息化設計和制造流程自動化基本實現，配套企業智能化推廣面比總裝廠寬；船舶總裝廠與船舶配套廠協調配合得到加強。
但是，我國船舶行業智能化制造還面臨一系列潛在挑戰。一是智能化船舶規范標準缺乏，但在船級社、船東、船舶企業共同參與下，該工作正有序推進；智能化造船規范暫沒有成功的樣板，只在少數流程中得到應用；船舶總裝現場的自動測量、計量、感知、應力變形及誤差控制等核心技術還未突破，船體材料冷熱加工后變形、應力離散性大，余量和誤差難于數字化，造成大件成形或合攏花費工時較多，離精細化造船的要求還有很大差距。
二是船舶企業的條碼數據庫工作質量參差不齊。船舶工程中的物資流、托盤分類編碼和物流條碼識別，是智能化造船的重要環節和基礎，建議行業主管部門組織、支持、聯合力量，通過工程試點，逐步建立起行業標準，為智能化、數字化造船奠定一項重要基礎。
三是船舶分段、總段、總裝合攏、大型設備安裝調試絕大多數是在露天作業，灰塵、雨水、陽光、焊光、高溫高熱、作業噪聲、電氣噪聲對智能感知設備均造成背景干擾；智能化制造需要的傳感、觀測、計量、控制、設備互聯等現場數據傳輸與獲取，精度得不到保障；大規模制造件，材料種類多、品種型號多、冷熱加工混合，誤差余量離散性大；加上船臺船塢的空間局限，智能化制造系統設備在現場安裝、安全、工作狀態、工作可靠性還得不到保障。
長期任務
智能化造船是行業高端產能建設的長期任務，必須結合市場需求調整產品結構，吸收先進技術，有的放矢地“補課”和追趕。智能化造船涵蓋內容很多，我國要保持造船能力的強大，保持造船業持續發展，應抓住國家實施“海洋強國”戰略、“一帶一路”倡議的契機，重點抓好多方面工作，包括拓展服務面向，調整產品結構，爭做海洋經濟的主力軍；緊跟市場需求，緊隨科技引領，加速智能化船舶開發；積極參與海洋建設，提高海洋工程平臺研制水平；新工藝流程設計研究；分段前加工工序智能化建設；涉海特種材料研究和生產；適配現有塢臺的施工設計，提高現有產能貢獻率；材料與工時的精細管理；生產工序流程的計劃銜接；過程余量控制和半成品件應力消除及控制積累；分段舾裝完整率；占塢占碼頭時間控制；配套設備本土化供應率；鋼材管件預置率；提升廢料廢氣廢水的處理、排放、利用效率，加大油氣電混合動力和自然能源的綜合應用；吸收海洋科技進步成果，加快船舶智能系統設計和船載智能設備國產化；智能化船舶功能、性能的計量檢測與試驗驗證；智能化船舶海上交付條件保障建設及功能驗收流程研究等。
同時，智能化造船與智能化船舶都必須依靠科技創新和新技術新成果應用，需要借力和聯合。
首先，企業信息化建設一定要根據本企業的規模、船舶產品特點、船塢船臺現狀、船舶設計與建造流程、技術基礎與水平，依靠熟悉現代造船模式、了解本企業建造和管理流程、熟悉計算機網絡及相應系統軟件的技術團隊聯合進行企業信息化建設和智能化推進。
針對造船、造機、配套企業及船舶科研、設計服務業的信息化服務產品很多，在船舶行業應用的信息化網絡、系統、軟件也很多，但歸類起來分3個方面：數字化設計，包括計算機輔助設計（CAD）、計算機工程仿真（CAE）、并行和異地協同產品設計（CPD）、多學科設計優化（MDO）、集成技術開發設計（PDM）、船舶工程專用設計軟件（CADDS5、TRIBON）等；智能化制造，包括計算機輔助制造（CAM）、計算機輔助工藝規程設計（CAPP）、計算機集成制造系統（CIMS）、大型PLC控制生產（PCP）、機械手、機器人、自動生產線、傳感識別與藍牙激光技術應用、通訊計算機輔助測試及遠程故障診斷（CAT）等；信息化管理，其包括企業資源計劃系統（ERP）、產品生命周期管理（PLM）、供應鏈管理（SCM）、客戶關系管理（CRM）、設計與生產數控管理系統（NCS）、企業知識產權庫管理系統（KBS）、相關物流網等。這些信息產品有不同的品牌，產生于不同的公司，對支撐的硬件和網絡有較大的差異。
而了解本企業生產工藝流程和產品管理的人員必須參加到工廠智能化建設當中去，企業萬萬不能只管出錢，委托一家或多家信息技術公司開展智能化建設，結果只會是生產流程碰撞，數據流不起來、物資跟不上去、現場缺動態感知、智能決策適配現場不強，效率不高，用之不利，棄之可惜。網絡服務于現場、數據伴隨著物流、現場感知識別服務于生產流程，這是智能化造船的重要特征。
其次，智能化建設需要與企業船舶建造水平相匹配，企業生產流程的合理性和優化程度是效率的保證。智能化造船需要對材料、配套、部件、管系、模塊、分段等做系統的重組、統一物流代碼、標準化建庫、智能吊裝及運輸設備進入網絡鏈接、自動條碼識別、工序銜接檢查、誤差自動測量等，建造全過程進入智能生產線。
但是，我國大多數造船企業的新船模塊、分段、總段、全船合攏都是在露天場地完成，由于晴陰雨雪天氣原因，溫濕度變化大、光照度變化大、雨雪冰水灰塵沙粒影響大，有的智能化設備不能被安裝，有的不能工作，有的不能保證精度，這種場合下，不應求全造船全過程智能化，可適當改善或配備機械化吊機、操作機械手、手持式PLC控制的智能工具、艙室內手持式光電測量設備、適當安排信息化終端等，支持現場工作，合理提高效率。
再次，大型船舶和海洋工程屬于極端制造產品。單件形體大、產品重、金額大；涉及的技術專業、材料種類、配套設備、制造工藝、半成品件、建造方式很多；從產品接單到交付周期長；同型號產品批量?。挥霉ち看?；建造裝備、工裝種類多、作業面廣。這些使得船舶產品全壽命期管理、設計與建造的過程管理、產品形成過程的物流管理、建造中的人員與工序管理都呈現出非常繁雜的態勢。針對造船業的特點，根據不同造船水平的實際需求，轉換或建立不同的造船“模式”，理清船舶建造的合理流程，配置合理的信息化裝備和軟件，才能使得智能化建設發揮事半功倍的效果。
最后，敏捷造船是造船技術水平的最高階段，其重要標志是數字化、智能化。在船舶建造階段，解決自制件的余量分配與控制測量是實現智能化造船的關鍵。由于自制件在冷、熱加工過程中會產生一定公差，特別是熱加工產生的應力和變形，使得余量控制存在較大難度，因而，余量分配與控制必須與加工工藝流程相結合，測量感知、數據獲取與生產流程相結合，利用數據流的透明性、實時性，在大組件或總段形成之前消除應力、消化誤差、均衡余量，達到物流與數據流的吻合。只有這樣，才能使船舶總裝順利進行，才能保證縮短造船船臺周期和系泊試驗周期，提高造船業的生產效率。
智能化造船的效果是通過制造效率來體現的，制造效率是通過精益造船來保障，精益造船通過優化管理和精益物流供應鏈做支撐，精益物流是通過設計數據、成本預算數據、計劃管理數據做引導，數據流動規則是以現代造船流程及本企業造船工藝流程為準則。船舶制造企業信息網絡是數據傳輸、信息采集、指令分發、多種現場信息感知終端鏈接、多種信息庫共享的平臺，集中發揮數字化造船的智能作用。
并重看待
在近40年的發展進程中，我國船舶設備配套落后于平臺總裝，船舶配套設備國產化率仍在65%左右徘徊，技術附加值較高的設備、技術附加值高的平臺（船型）配套設備，對國外技術依存度更大。隨著歐美“工業智能化”的影響，設備配套可能面臨更嚴重的挑戰。我國造船界和從事智能化造船的技術人員，應積極應對這一挑戰，加快“數字化”與“機械自動化”的深入結合，加快可見效果的智能化建設，擴大板材、管系、半成品件加工的智能化程度，加速船舶配套設備的數字化設計和制造流程的改造，船舶總裝廠與船舶配套廠協調配合，加快“智能化造船”的前進步伐，早日實現我國造船由大到強的戰略轉型。我們應積極應用智能化技術，既要用于智能化造船，更要用于智能化船舶，集成創新、功能拓展。
行業要將智能化造船和智能化船舶并重看待。智能化技術提升造船產能，產能提升的目的不僅是提高傳統船舶建造的質量和效率，更重要的是適應建造高附加值的新型船舶和海洋工程平臺的需要。隨著海洋世紀的發展，船舶行業遠不能只局限于面向海洋運輸業，海洋發展的業態需要造船業做“橋梁”，海洋經濟、維權、科考活動都需要造船業建造平臺。我國海洋造船業在海洋經濟總量中僅占6%，只有擴大服務面向，加大船舶產業戰略策劃，才能開發研制和設計建造出更多更新的海洋智能平臺，為人類開發利用海洋全面服務。
智能化船舶必須有智能系統組成，包含6大智能化功能：智能航行，規劃航線；智能船體，增穩減阻；智能機艙，環境感知數字化、運行維護無人化；能效智能管理，多種能源合理利用，保證節能減排高指標；貨物智能管理，多參數數字傳感，智能保障貨船安全；現代港口裝卸智能對接，信息物流透明、集散暢通快捷。
同時，智能化船舶必須有7大現代信息電子技術支撐，包含信息感知技術；通信導航技術；能效控制技術；航線規劃技術；狀態監測與故障診斷維護技術；遇險預警救助技術；自主航行技術。智能化船舶首先應提升“節能減排”能力，節能減排手段包括動力主機控制逐步向智能化方向發展；機艙控制、貨倉監控實現智能化；推進軸上剩余功率利用向電氣化發展；逐步發展船載自然能源作綜合能源；傳統油氣能源利用充分，科學處理排放，提高船舶能效設計指數（EEDI）。
研究動力主機轉速、船舶航行速度與所在海域的風、浪、流、波、潮汐速度、方向、沖擊力大小等相關參數、相互影響，與船舶耗能是緊密相關的，利用智慧海洋的技術成果，使它們達到最佳耦合，使船舶航行既安全又節能，需要多種傳感器數據和特種功能計算機來完成。這是智能化船舶的重要體現。中國船舶集團有限公司旗下中船黃埔文沖船舶有限公司建造的散貨船“大智”號被評為2017年我國“智能化十大進展項目”，其亮點就是“智能化節能減排”。其節能排放指標獲得用戶、多家船級社及行業專家的一致好評；中國船舶集團旗下大連船舶重工集團有限公司開發建造的30.8萬噸超大型油船（VLCC）“凱征”號，實現了智能航行、智能液貨管理、綜合能效管理、設備運行維護、船岸一體通信5大智能系統，是我國智能船舶1.0研發專項的示范船。
此外，智能化船舶還必須具備全航程物流透明。遠洋船舶運輸是最經濟、最主要的貨運形式，占全球運輸量70%以上，為節能減排均采用經濟航速運行，貨物從出發港裝載到目的港卸載，在船上停留時間幾天到幾十天。為盡可能地提高物流流通率，要求船舶不論散貨、液貨、氣貨、箱貨，確保存放安全、確保貨物質量、降低運輸損耗；裝貨編碼建庫、卸貨快速識別、分運快速疏散?，F代遠洋航運船舶必須加入全球物流網，供貨方、需貨方、承運方、發貨港口、到貨港口、中轉港口都可在物流網上查詢貨物狀態，以便作接力運貨安排、港口泊位安排、到岸資金計劃、用貨計劃等等。這些環節都需要船舶智能化、港口智能化、海上船舶、陸地機構、港口裝卸、接力運輸都進入網絡化，使得全球航運物流透明，達到全球航運高效運行。
我國海洋運輸業占據海洋第一大產業位置40余年，造船業走向國際市場時，面臨海洋運輸業的強勁需求，重點開發了遠洋運輸船舶，三大主力船型為我國成為世界第一造船大國立下了不可磨滅的功勞。但是，我國漁船特別是遠洋漁船，舊而不換，多而不大，外國二手船、三手船我們接著用，與國際先進遠洋漁船相比，落后30年。我國缺乏高品位圍網漁船、具有現代魚產品加工生產線的大型遠洋漁船、魚群探測雷達和聲吶、快速保鮮冷凍設施、水下遠距離誘魚光、聲源設施；由于保鮮冷凍和鮮貨加工條件的影響，我漁民捕獲遠海的魚類價格低人幾折，難以進入高端市場，影響我國漁業快速發展。
我國是淺水近海的網箱養殖大國，由于以人工飼料喂養為主、網箱阻隔部分海流、網箱水質不佳，海魚特征下降，市場不受青睞，價格比野生海魚低得多。近些年，北歐國家率先進入深海高值化養殖，網箱大，引流入網，水質好，風浪流場伴隨魚類生長，以海洋微生物為主作魚類飼料，用生物物理科學養殖，海魚特征明顯，質量好，價格高。在海洋生態科學指導下，世界臨海國家，均在策劃建設“海洋牧場”，培養、養殖人類生存需要的魚類和有關海洋生物產品，將成為海洋一大新型產業。
我國造船業服務于海洋油氣開發，從鋼結構平臺建造開始，從導管架平臺、自升式平臺、半潛式平臺、浮式生產儲卸裝置（FPSO）及海洋油氣相關的工程船，是我們造船業骨干企業努力開發的成果。但是，這些平臺完成的任務是鋼鐵架構、管系纜系鋪設為主，其動力、電力、鉆井、測井、封井、動力定位、安全保障、綜合控制等系統，幾乎是成系統引進，在平臺工程建設中，投入工時約占70%，工程價值僅占30%。這是需要引起業內足夠重視的方面，也是需要在智能化奮起階段重點策劃的領域。
在國家海洋科技示范城市建設立項和檢查工作中，較多船界企業正在開發海洋工程的配套設備、專項設備、水下設施，智能控制技術用的很廣泛，配套系統和設備智能化技術含量更大，水下勘探和開采對智能化技術依賴更強，我國造船業必須緊跟我國目前最富裕的上游產業同步發展。
2018年我國海洋產業已占國內生產總值9.8%，達到8.3萬億元；海洋旅游業是海洋第一大產業，約占35%，超過了海洋運輸業和海洋漁業。海洋旅游業的發展離不開造船業，需要普通客船、滾裝船、客滾船、豪華郵輪、快速交通艇、休閑快艇、帆船、觀光潛艇、無人駕駛游艇等；圍繞濱海旅游業的海島建設，海洋浮式機場、風能太陽能利用工程、波浪能發電兼作浮式防波堤建設、濱海生態工程、海島港口建設及相應的安防建設，給造船業、涉海配套業提供了廣闊的開發空間，是船舶業做大做強的難得機遇，我國造船業應緊跟“一帶一路”倡議和“海洋強國”戰略發展，以我國涉海技術專業優勢和能力，一定會成為市場廣大、經濟持續性強、技術附加值高的科技產業。
