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南通中远海运川崎船舶工程有限公司（下简称“南通中远海运川崎”或“公司”）成立于年12月，是由中国远洋海运集团和日本川崎重工合资兴建的中国第一家大型中外合资造船企业。公司注册资本1.6亿元，总投资超过60亿元,年生产能力万载重吨。公司主要从事高技术船舶的研发和建造，产品类型涵盖各型散货船、大型集装箱船、超级油轮、矿砂船、汽车滚装船等主流船型，以及多用途船、双燃料船、LNG船等特种船，其中9个船型建造时为国内首制。公司在中国第一个实现无余量造船，在船舶行业率先导入现代物流管理系统。钢材利用率、全员劳动生产率、人均实现利润、造船生产效率、万美元产值耗电量、单位土地产能、先行舾装率等指标屡创中国企业新纪录。正是因为这些“第一”，确立了公司在中国船舶界领先、在世界造船业最具竞争力的地位。公司以信息化环境下高技术船舶的精益建造能力为重点打造方向。在此过程中，以数字化精益设计为源头，集成化信息系统和工业互联网平台为支撑，精益生产和智能化装备为抓手，精益管理为保障，将两化融合作为信息化的主线、智能制造作为两化融合的主攻方向，建设智能车间、智能船厂，大大改进了业务流程，提高了生产效率、降低了劳动强度、稳定了产品质量、减少了人工成本。
图1南通中远海运川崎两化融合管理体系贯标实践一、企业推进数字化转型的需求分析在国家层面，随着国家“一带一路”战略推进，“海上丝绸之路”沿线国家间贸易大幅增长，为造船行业带来新机遇，地方政府愈加重视船舶产业发展将其列为支柱产业之一，政策助力企业智能制造转型升级。
但是与日韩等造船强国相比，我国船舶工业造船技术仍存在差距，如数字化工艺设计能力不足，船舶制造装备与系统的自动化、智能化水平低，造船过程管控缺少有效的数据支持，制造技术与信息技术的融合与集成程度低等。同时国内造船市场低迷，劳动力资源使用成本提高，原材料价格增长较大，造船进入微利时代，严峻的市场需要更优秀的产品，没有高技术产品，企业将被边缘化乃至淘汰。
打造高技术船舶的精益建造能力的初衷是面向客户和市场高效设计、建造、交付节能环保智能船舶。在此过程中，既需要研究、开发、设计高技术船舶，也需要提升船舶建造的质量和效率，保持在普通商船特定市场中的优势地位。面对低迷的造船市场，南通中远海运川崎要在残酷的市场竞争中获得一席之地，就必须在发展的质量和效益上寻求突破，必须在高技术船舶的精益建造能力方面取得突破；伴随智能制造技术的快速发展，以信息技术和控制技术为支撑的机器人和智能装备在造船业的应用是大型船企的竞争焦点。
二、企业新型能力识别和打造的方法和路径（一）新型能力识别的方法与路径南通中远海运川崎将两化融合作为信息化的主线、智能制造作为两化融合的主攻方向、两化融合管理体系贯标作为信息化主抓手、将扩大机器人应用和实施生产线自动化改造作为两化融合的切入点。围绕战略-优势-能力-目标主线，通过运用SWOT分析法对基于内外部竞争环境和竞争条件下的态势分析，坚持专业化战略、创新战略和品牌战略，研发高科技船舶，确立企业品牌，在已具备性能、品牌、效率、质量、成本、人才、信息化集成等竞争优势的同时，发展绿色环保船型研发优势、低耗费资源的生产方式优势、行业领先优势等可持续竞争优势。确定将“高技术船舶的精益建造能力”作为信息化环境下打造的新型能力。
为了更好的评价新型能力的打造效果，公司制定了一套评价新型能力的量化指标体系，具体包括：造船效率（工时/修正总吨）、钢材综合利用率（%）、专利数、研发经费内部支出占主营业务收入比重（%）、关键工序数控化率(%)、分段无余量制造率（%）、焊接自动化和半自动化率（%）、机器人生产线和自动化生产线数量等。
（二）新型能力打造过程的方法和路径1.实施方案策划
高技术船舶的精益建造能力建设基于精益设计、精益生产、精益管理和深度集成的信息系统。
（1）精益设计是高技术船舶精益建造能力的重要源头
公司充分认识到精益设计对于整个生产组织的重要性，是保障公司全方面精益管理的不二选择。公司从经营全局的高度，即使在严峻的造船市场环境下，从不放弃、始终维持精益设计的地位，从而在战略层面确立了“精益”工作理念，并使之潜移默化地渗透到各个生产组织环节。
精益化设计核心是精准匹配客户需求与船厂资源能力。面向船东，定制出性能更好、满足船东和规范要求的绿色节能船舶；面向船厂，充分发挥生产装备条件、提高生产效率、节约生产资源。
（2）精益生产和智能制造是高技术船舶精益建造能力的重要手段
公司在船舶制造过程中，无论是对安全、质量、工期、成本四大生产要素的管理，还是各类先进技术的运用，无不充分体现“精益”的思想。以自动化、智能化设备使用为抓手，以产品价值实现全过程的计划管理为核心，以全公司网络平台和设计数据利用为重要支撑，通过制度化、标准化管理和持续改善，最终实现精益建造目标。
智能化生产线是打造高技术船舶精益建造能力的重要手段。南通中远海运川崎聚焦船舶建造的预处理、切割、焊接、装配、管舾等主要工序，年以来建成投产21条自动化、智能化生产线，包括：型钢自动切割生产线、条材切割机器人生产线、小组立/大组立焊接机器人生产线、钢板全面印字生产线、大/中/小径管材加工焊接机器人生产线等，其中大部分智能化装备属于国内首台套应用。
（3）深度集成的信息系统是高技术船舶精益建造能力的重要支撑
通过建立深度集成的信息系统，将贯穿零件设计信息、工艺信息、工装信息、材料配套信息、加工信息和装配信息的信息生成和传输全过程，在采购申请单、物料清单、托盘清单等业务方面全面实现无纸化；将设计系统和制造执行系统（MES）以及企业资源管理系统（ERP）、财务管理系统等深度集成在一起，使研发、设计、采购、制造、质量、财务、管理等业务实现一体化。
（）精益管理是高技术船舶精益建造能力的重要保障
通过完善包括安全、质量、标准化管理等在内的管理提升，为建设低资源消耗、高生产效率、高产品质量的船舶智能制造模式保驾护航。
2.业务流程优化与组织结构变革
在打造“高技术船舶的精益建造能力”的过程中，精益生产和智能制造是重要手段。以“大组立焊接机器人生产线”为例进行说明。
首先，成立大组立焊接机器人生产线项目组。然后，项目组依据两化融合实施框架，为了打造高技术船舶的精益建造能力，组织相关业务部门进行多次调研和专题讨论，并对现有业务流程和组织结构进行优化：
（1）业务流程优化
原流程：
主板投入（大板龙筋）→肋板/纵桁吊装→脚手搭设→手工焊接→修补打磨
优化后流程：
主板投入（大板龙筋）→肋板/纵桁吊装→机器人焊接→修补打磨→脚手搭设
（2）组织结构变革
制造本部根据优化后的业务流程重新进行班组结构调整。抽调骨干力量，集中至该生产线班组，专门负责该生产线的日常运行。
工务本部设备部安排专人负责设备使用过程中的维护。
技术本部信息技术保障部负责将网络敷设至车间、班组，有线网络不能到达的地方，采用无线网络，并对无线网络进行集中管理。
原组织结构：手工焊接、修补8人→检查1人→管理1人
优化后组织结构：机器人操作1人→检查修补1人→管理1人
3.技术实现
大组立焊接机器人生产线在安装、调试后进行试生产，然后通过验收投产使用，实现大组分段的智能化焊接。其技术实现如下：
①增加车间内网络布点密度，将网络延伸到生产线区域。
②与生产线控制模块建立数据传送，便于模块生成的各工位数据将用于后续开展的可视化工程进度跟踪。
③建立物流系统和生产线之间的关联，并使该生产线和前后道工序联动，保障物料的及时供应。
大组立焊接机器人生产线由6轴机器人本体（含控制箱）、轨道、焊机电源控制柜三部分组成。应用第三代自适应编程技术（ALPT，AdaptiveLogicProgrammingTechnology）和面板线扫描技术（PLST，PanelLineScanning
Technology)，可实现大组分段肋位处补板、条材、三角板等的角焊缝的自动化焊接。
作业流程如下：
（1）人工操作
启动设备，确认所需焊接区域后，点击继续。
（2）机器人自动操作
①机械臂自动由初始位置伸展至待扫描状态；
②自动打开机械臂端部下方的点激光传感器，自动测量纵骨间距；
③机械臂自动伸展，焊枪前端的激光传感器对焊缝的起始点和末端位置进行精确扫描识别，记录焊缝位置信息；
④系统利用激光传感器装置防止机械臂与结构件发生碰撞；
⑤扫描完成后自动进行焊接；
⑥焊接完成后，机器人手臂自动收缩。
图2大组立焊接机器人生产线应用场景.数据开发利用
在大组立焊接机器人生产线设备定型阶段，根据主要船型的船体结构和设计基准，提炼出分段大组立阶段通用的贯穿形式；根据贯穿形式的特点和现场干涉测试的结果，明确以贯穿形式为对象的焊接工艺参数；建立焊接工艺参数库并固化到大组立焊接机器人的控制模块中；工作时焊接机器人基于激光扫描的结果获得待加工分段的尺寸和贯穿形式，自动为待加工分段选择合适的焊接参数；在实际生产中可以对焊接参数进行微调，并对焊接工艺参数库进行优化以适应生产环境和加工对象的变化。
5.匹配与规范
大组立焊接机器人生产线正式投产后，效果达到预期。基于测试与优化过程中总结的经验，对原有基准进行修正和规范，编制发布文件规范（如《大组焊接机器人用户手册》、《大组焊接机器人作业基准》等）；还编制了相关的培训计划，并结合系统操作手册等，进行专门的培训。
6.运行维护
根据两化融合管理体系要求和各部门职能划分，公司制定了相关设备设施和信息系统维护制度。明确工务本部负责自动化设备设施的点检、维修与保养等维护工作；信息化部门负责信息化设备和信息系统的日常运维。
7.安全可控情况
南通中远海运川崎于年1月首次取得ISO信息安全管理体系认证，年月通过两化融合管理体系贯标。为保证造船相关业务的持续性、保护核心技术和满足合同方信息安全需求，实施了保障信息安全的必要策略。如：通过工业防火墙技术、工业网闸技术、加密隧道传输技术，防止数据泄漏、被篡改，保障数据在源头和传输过程中安全；通过平台入侵实时检测、网络安全防御系统、恶意代码防护、网络威胁防护等技术实现工业互联网平台的代码安全、应用安全、数据安全等。
三、实施效果与主要作用（一）实施成效南通中远海运川崎将两化融合作为信息化的主线、智能制造作为两化融合的主攻方向，打造信息化环境下高技术船舶的精益建造能力，在智能制造方面作出了一系列的探索和实践。自动化、智能化生产线的相继投产，大大改进了业务流程，提高了生产效率、降低了劳动强度、稳定了产品质量、减少了人工成本；主要生产车间实现了自动化、数字化、网络化、智能化生产。自动化生产系统使相应工序的生产效率提高了七成左右、个别工序提高了3倍。在确保生产安全和质量稳定的基础上，在船舶性能、造船效率和船舶质量上始终领先于国内主流船厂。
通过大组立焊接机器人生产线的成功运行，持续打造高技术船舶的精益建造能力。
（二）主要作用南通中远海运川崎坚持“精：专业化战略；强：创新战略；久：品牌战略”的总体战略，研发高科技船舶,确立企业品牌；打造高技术船舶的精益建造能力，以两化融合和智能制造推动企业转型升级。通过两化融合管理体系贯标，为系统部署、过程管理、评测与改进提出了更加明确、具体和可操作的要求，全面规范两化融合相关的管理活动和管理过程，实现两化融合工作的战略一致、过程可控和结果有效，并在此基础上形成智能、高效、集约、精益的现代造船模式，公司步入了效率和效益同步增长的良性发展快车道。
1.成功实现企业发展转型升级、提质增效
南通中远海运川崎在两化融合管理体系标准的全面、系统、规范的指导下，结合自身的需求，逐步提升数据开发利用能力，不断加速技术、业务流程和组织结构的创新和持续改进，提高企业的开放性和动态性，以适应未来日益分散化、个性化的生产经营变革。
2.实现资源集约利用最大化
南通中远海运川崎通过实施两化融合管理体系，最大限度发挥了土地、岸线、人员、材料等生产要素的有效匹配，实现了资源集约利用最大化。
3.降低船舶建造成本，促进企业实现跨越发展
在产能不变的情况下，公司营销和盈利能力良好，与国内同等规模的造船企业相比具有明显优势。
.主要技术指标接近日、韩先进水平
通过两化融合、智能制造，采用集成制造、快速制造技术，以及制造装备的自动化、智能化，最大限度提高生产效率，缩短建造周期，多项技术指标接近日、韩先进水平，国内领先。
5.船舶制造质量优于国内其他船厂
随着两化融合、智能制造的深入推进，公司船舶产品更具市场竞争力，可以带来更多订单。公司始终把研发和制造各种类型高科技含量、高附加值和环保节能的优质船舶作为首要任务。建厂以来连续开发和建造了超大型油轮、超大型矿砂船、大型汽车滚装船、超大型集装箱船、大型双燃料推进运输船等，均为国内首创，成为国内商船设计和建造的领军企业，也成功打造了南通中远海运川崎的企业品牌。
南通中远海运川崎船舶工程有限公司
材料执笔人：莫中华马誉贤
