管理创新丨M a n a g e m e n t I n n o v a t i o n
江南驶来数字船
—-老牌军工企业基于模型的数字造船 体系构建与实施 文/江南造船（集团）有限责任公司
以大型舰船为代表的巨系统工程，其零件数量达千万级，传统研制模式无法满足高质量研制需要，必须以大体系思维，依靠信息技术和数字技术创新驱动，构建先进平台和基于模型的数字造船体系。围 绕中船集团战略部署.江南造船（集 团）有限责任公司（简称江南造船）突破了传统以二维图纸为中心的研制模式，开创了船舶行业以三维模型为核心的研制方法，创新了一种“体验式”数字造船新模式，提升了 船舶精准设计、精确建造和精细化管理水平，形成了一整套涵盖各专业的船舶数字化研制流程和体系。
深化总体思路，建立体系框架
江南造船首先制定了“战略引 领，立足全局；一把手工程，型号 引领；系统谋划，分步实施；解放思想，创新突破”的推进方针，形
shendanjie成了“三轴四面”总体推进思路；
基于单一数字模型核心思想，对数
字造船总体框架进行了设计，从顶
层指导基于模型的数字造船体系构
建与实施。以船舶业务流程（合同
设计、基本设计、详细设计、生产
设计、工艺设计、建造、工程管理）
为主线，对船舶总体、跨专业以及
船体、管系/风管、电气、外舾装、
内装的各专业，全面运用基于单一
数字模型、系统工程、轻量化设计、
体验式设计、智能设计等新的理念
方法，结合船舶行业业务实际进行
流程再造，以工程应用为导向持续刑讯女犯
推进优化，如图I所示。
在船舶领域，由于行业特性和
历史传承，设计与制造相对分离。
总体所进行总体设计时，一般较少
从建造角度考虑如何合理、髙效；
到了总装厂，需要再进行生产设计，
重新进行三维建模。通过基于模型
的数字造船体系构建，将工艺信息、
几何信息、管理信息全部加载到模
型上去，让模型更为“丰满”。以前
在设计阶段，要对舱室的空间可达
性、可操作性、可维修性，以及声场、
气流场、光场、温度场等舒适性指
标进行逐一分析，每项分析都要单
独再建模型，耗费大量精力。现在，
一个三维模型就可以分析全部要素，
船东也可一目了然地看到船舶的整
体情况。纵向看，贯穿造船全生命
周期的数字模型，让制造链条更为
“顺畅”。基于一个平台.江南造船
建立的三维模型，贯穿了从营销、
研发到设计、制造再到交付、维修
的船舶全生命周期，越往后，内容
越丰富。一艘船舶在研发设计阶段
呈现点、线、面模型状态，可满足
56't A f K 2021.2
M A N A G E M E N T I N N O V A T I O N丨管理创新
计算机辅助工程分析；在生产设计阶段，呈现完整的实体模型和全息工艺模型；到制造阶段，转变成了 工艺指令和数字化工作包指导制造
在整个过程中，以模型作为连接设计制造的桥梁，告别了传统的以“三 维建模，二维图纸”的传递方式，设计人员、生产人员和管理人员以模型作为统一交流的语言，从而实 现以二维图纸为中心的研制
模式向以三维模型为核心的方式转变，逐 步建立适应于船舶建造的数字化技术体系和方法论
整合优势资源，创新组织结构
1.成立公司重大专项团队，实现 组织适应性变革
江南造船坚持信息化推进是“一 把手T.程”，在中船集团的战略指导下，构建了公司级重大专项组，如图2所示，具体构成及职责为：第
一层，为核心领导层，由董事长亲
自挂帅，主要负责顶层总体规划，
廿四史
进行工程总体决策及重大资源协调；
第二层，为项目管理层，负责总体
组织和全面部署，制订和控制总体
阶段工作目标、路线、计划，组织
业务流程、方法论研究和实践，制
汀总体技术解决方案，制订实施激
励和市场化方案；第三层，为核心
业务层，主要参与业务流程、方法
论的研究、讨论、定稿和完善，负
责业务流程、方法论在本专业的实
船应用；第四层，为技术支撑层，
从专业、软件开发、设计应用、生
产管理四个方面，参与各专业业务
流程、方法论的研究、讨论、试验、
优化，制订本专业技术解决方案
把设计、制造、管理等有关人员有
序、有力地组织起来，发挥整体作用，
确保稳步推进
另一方面，为进一步推动科技
创新、体制创新，强化研发设计能
力，将江南造船原设计部、开发研
究部、信息技术部等多个部门整合，
成立了江南研究院（下设信息技术
研究所、开发研究所、船体设计所、
机装设计所、船装设计所、电装设
计所、舱室环境研究所、科技质量室、
总师室、博士后工作站、综合管理
室等），将业务与信息技术等充分整
合，极大地避免了“两张皮”现象。
同时，在各生产部门成立了技术管
理室，其使命是推进数字化技术变
革在现场落地应用：
2.成立全球化“特种作战部队’’，
突破关键技术瓶颈
为推进数宇化技术在船舶研制
中的应用，项目组联合国外技术专
家，成立了一支既懂业务流程，又
理念、方法、技术标准、基础库等
图1基于模型的数字造船体系框架
2〇21.25
7
管理创新I m a n a g e m e n t I n n o v a t i o n
图2公司级重大专项组组织架构图
懂数字化技术的全球化“特种作战部队”（IPT>，并编制管理制度，明确r w队t作流程和职责,，实施闭 队深人韩国、法国、美国等研发实验室，联合全球软件研发、船舶与 海洋n程行业领域的顶尖专家，开 展大M的技术研讨、平台测试等，创新定义了船舶研发、设计等流程.大幅提升了数字化设计技术在船舶行业应用的成熟度，突破r基于三 维体验平台的体验式设计、骨架设计、CAD/CAE集成分析、船体全息工艺模型、逻辑到物理的关联设计、管系智能建模、复杂支架柔性设计、舾装参数化模板设计、电缆精确设计、创新设计交付物等设计方法，实现了基于模型的工艺、丁.装设计 等，为船舶全行业的应用部署扫清了障碍。
3.强化外部力量合作，掌握先进 技术发展方向
(1 )以“产学研”带动创新能力建设
江南造船立足实际，枳极探索建立“牵线搭桥、项目合作、共建
平台、人才交流”的产学研合作模
式，以产学研合作创新促进科技进
步。与上海交通大学围绕数字化设
计、智能制造及相关多元产业等领
域密切合作，联合攻关。与天津大
学联合筹建成立院士工作站，积极
开展决策咨询、人才培养、技术研
发和科技成果转化等T作，增强企
业自主创新能力和核心竞争力
(2)国内外协同合作助力创新
持续发展
为了拓宽视野、加强创新能力，
团队持续与国外知名企业构建战略
合作伙伴关系，与软件服务商、船
级社、设计院等开展战略合作，以
“有重点、分阶段、循序渐进地推进”
为主要方针，与世界500强软件供
应商法国达索集闭充分紧密合作，
沙能奶山羊
深人达索集团研发中心，开展技术
攻关同时，与国内外知名船舶设计、
制造企业以及各大船级社保持密切
合作与交流：派遣项目团队成员赴
德国迈尔船厂、意大利NA0S船舶
设计公司等企业学习，双方深人开
展基于三维体验平台的船舶设计技
术合作；与国际知名船级社定期开
展技术交流活动；在86000m3VLG(_:
船型上与LK船级社开展了基于模型
的5维送退审验证。
重构业务流程，研发数字平台
1. 选用新型软件平台，进行系统
性评估
一方面，为符合未来船舶行业
数字化技术的发展趋势，满足千万
级零部件数以上的大数据处理能力，
必须对软件平台进行重新选型另
一方面，江南造船的大型气体液化
气船作为主打产品，无论是在市场
占位上，还是产品的复杂度上都极
具代表性。基于此，通过大量研究
分析，江南造船决定以83000n。液
化气船为验证载体，重点针对艏部、
艉部、货舱3个区域，涵盖6大专
业共299项测试要点，进行系统性
测试与评估，最终选择了达索三维
体验平台该平台不仅包含设计软
件，还涵盖了产品全生命周期（PI.M )
平台，提供了一个单一数据源、全
数字化、全方位的整体企业环境，
同时提供全面而完整的生命周期管
理，在未来可有效控制复杂、现代化、
先进的船舶设计和建造未来造船
业是数字化的多方协同，具有强大
数字化功能的平台必然会成为行业
发展的主流趋势
2. 瞄准数字化转型，重构业务流程
推进业务流程的变革，是形成
船舶数字化研发、设计、制造新模
式的关键江南造船运用ISO 9000
中关于业务流程再造的定义及方法
58
2021.2
M a n a g e m e n t i n n o v a t i o n丨管理创新
对原有业务流程进行再造，基于船 体、管系/风管、电气、铁舾、内装 等专业，紧密围绕AS-IS (现有）业 务流程，针对各阶段的输人、输出 重复劳动多，导致大量无价值工作；设计与制造脱节，难以实现高效的变更管理及同步工程；制造效率及资源利用率与国外先进企业比存在差距等问题，梳理出痛点。
在传统的船舶设计过程中，一
般是完成合同设计、基础设计后，再进行详细设计、生产设计及制造的长周期、大迭代的串行模式。通 过业务流程再造，江南造船将总体设计院、设备单位、船东共同融入船舶设计过程中，使得从最早期的合同设计、基础设计阶段就能考虑到生产设计的相关工作，同时在三 维体验平台建立的三维模型进行工装设计、仿真设计、装配设计、制 造设计，形成并行协同的设计、制 造流程。减少设计过程中出现的不协调情况，提早发现设计中忽略的实际制造中的问题，缩短设计、建 造时间，让整个设计、制造更加合理有效，提升船舶设计及建造的整体效率及质量。以“东方红3”号 科考船、13000吨液化气船、“海巡 160”大型航标船等工程应用为导向，变革TO-BE (未来）业务流程，涵 盖详细设计、生产设计到工艺设计, 形成标准化设计业务流程，构建船 舶协同研制环境，梳理核心流程并形成系统构
架，运用于工程实践，不断改进优化，实现了以模型为核心，贯穿设计、制造全过程的并行协同研制模式，数字化水平迈上新台阶。
3.自主二次开发，打造开放式创
新平台
江南造船对新平台进行大量自
主二次开发，使其能够符合中国船
舶行业的需求。
江南造船充分结合自身在船舶
设计、建造和管理中积累的经验和
知识，通过开发形成软件工具集或
数据库。根据自身的业务模式、产
品特点、生产组织及工艺装备等实
际情况，在确定工程应用载体后，
结合新的业务流程，重点针对三维
体验平台缺陷弥补和效率提升，从
顶层开始制定二次开发规划，将船
舶行业标准知识和设计经验融人业
务流程中。最终完成405项二次开
发功能，涵盖数字化设计、数字化
制造、数字化管理和数字化支撑4
个方面，逐步打造了开放式创新平
台，确保了数字造船新理念、新方法、
新技术在实船上的成功应用。
实船建造实践，技术精益求精
1.制定“一个型号一个台阶”型
号推进计划
在数字造船体系构建过程中，
由于新理念的消化、新技术的理解、
组织机构的适应性变化、二次开发
的推进等情况，难以一次性完全实
现基于模型的数字造船新模式的转
变。因此，江南造船根据实际情况，
围绕已制定的总体目标，有的放矢，
稳步推进。最终，明确以型号工程
应用为载体，确定了“一个型号一
个台阶，总体规划，分步实施”原则，
建立了型号推进计划，逐步形成基
于模型的数字造船体系。
以型号为台阶，20丨6年确定在
初中英语词汇教学
“东方红3”号科考船上运用三维体
验平台进行数字化设计、建造，提
前进行可达性、可操作性、可维护
性检查，从源头保证设计的合理性；
同时，确定在该船的整船管段制造
应用三维交付物（以三维模型作为
“图纸”交付制造）。2017年，以引
航船为载体实施基于三维模型的体
验式营销；围绕三维交付物在各专
业的推广，在13000吨液化气船液
罐部分进行局部应用。2018年，在“海
巡160”大型航标船上全专业、全要
素使用三维体验平台设计，全船大
规模运用三维设计交付物、全过程
无纸化建造。2019年，选择由江南
造船自主研发的8600CWVLGC船开
展基于模型的从研发、设计到制造
的全流程贯通应用（包括CAD/CAE
一体化、三维送审等)。
2.形成基于单一数字模型的体验
式设计方法
基于型号推进，江南造船首次
提出了体验式营销、船舶体验式设
计、体验式评审方法。体验式营销，
展现给船东的不再是二维图纸加渲
染图片，而是基于全三维立体可操
作式三维模型，有利于建造人员提
前预估安装建造风险、船东提前提
出设计、建造要求。船舶体验式设
王庆爽简历计方法，在设计前期，综合船东、
总体设计所、主要系统院所的意见，
以“全三维设计+人机工程仿真+
计算机辅助分析”一体化设计的方
式，使设计人员在三维环境下并行
协同地开展各自相关的设计工作，
有效解决施工设计和生产设计模型
转换及数据一致性等主要问题。船
舶体验式评审，基于“单一数字模型”
2021.2 59
管理创新丨 M a n a g e m e n t I n n o v a t i o n
核心理念，进行数字化设计和V R 建 造模拟，提前进行空间可达性、设 备可操作性和可维护性评估，从源 头上提升设计质量、增强用户体验。
3.推行全过程无纸化建造及质量 检查管理
在建造上，江南造船按建造阶 段创造性地提出三维交付物方案， 通过智能生产终端以三维模型直接 指导生产建造与管理，无纸化建造 的新模式逐渐成形。在创新设计交 付物的设计、应用与管理方面，为 保证新方法、新技术落地，制定了 创新三维交付终端应用技术方案， 其主要内容为：现场保障优先、结 合作业特点、控制投资成本。一要 优先保障现场应用，管理逐步改善； 二要结合作业环境特点，将移动、 便携、固定数字化终端结合应用； 三是在技术逐步固化后，控制投资 成本，根据生产场地及作业班组需 求，配置移动终端，满足现场生产。 形成了《多功能便携式三维交付物 终端使用管理规定》，通过智能生产 终端以三维模型直接指导生产建造 与管理，填补三维交付终端应用管 理空白
“东方红3”号科考船的整船管 段制造实现了 =维交付物的应用， “海巡160”大型航标船全船成功实 行大规模三维设计交付物建造，为 数字化造船开启了新征程。从设计 端到建造端，告别了又厚又大、艰 涩难懂的二维图纸，一台平板、笔 记本电脑就能提供包含零件编号、 部位、材料、工艺、工步等所
有生 产需要的信息，大幅缩减了图纸流 转、识别、分析及核对时间；更清 晰的三维视角和视图能准确地辅助、 指导工人现场作业。
在三维交付应用过程中，创新 船舶建造质量检查表单管理，建设 了一种数码电子笔表单快速录人系 统，解决了现有船舶制造技术中质 量检查表单数据M 大、录人信息系 统耗时费力、表单数据查询不便的 问题。系统保留了检查员的原始笔 迹，可以随时浏览每个表单的原始 笔迹记录，轻松完成管理工作。
构建规章制度，过程严格管控
1.建立"一条主线、四个递进” 阶梯式培训体系
按照“由上至下、持证上岗、
理论实践相结合”的思路，根据实 船项目推进计划，构建了“一条主线， 四个递进”阶梯式培训体系，如图 3所示。首先，通过集中基础培训， 优化理论知识，确保设计、现场人 员基本操作能力水平。其次，根据 岗位上的任职人与岗位胜任要求的 差异开展专题性培训，对已培训的 设计人员进行考核，做到“持证上 岗”。再次，以生产性任务为目标， 强化岗位胜任能力培养。最后，针 对操作流程、应用技巧进行现场指 导演练，提升实操能力；通过系统 的培训，反复灌输基于单一数字模 型的理念、正确方法。
2.建立固定例会制度，把握关键决策
为及时发现推进中存在的问题 和矛盾，加强过程管控，明确工作 重点，以“精心组织，狠抓落实， 务求实效”为行动方针，制定了公 司重大专项团队的例会制度。技术 支撑层、核心业务层每周召开一次
固定例会，并根据重点工作机动性 开展小组研讨。技术支撑层、核心 业务层联合项目管理层每两周召开 -次项目推进会，参与人员包括公 司主管领导、项目型号主师、信息 化总师、项目主要负责人等，
对型 号进展情况、亮点进行总结交流， 让团队成员及时了解项目进展，扩 大团队之间的信息资源共享。针对 研究的新方法、新技术开展专题学 习，使管理、技术、施工人员从思 想意识上逐步接受基于模型的数字 化造船理念。通过多次专题研讨和 技术交流，有效保障了三维模型在
设计、制造的贯通与应用。通过与
图3 “一条主线、四个递进”阶梯式培训
60
2021.2
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议