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澳大利亚海军SEA 5000型未来护卫舰项目计划于2018年底前，在纳凡蒂亚公司F-100型护卫舰、芬坎蒂尼公司的改进型欧洲多用途护卫舰和BAE公司26型全球战斗舰改型之间做出选择。2017年9月，BAE系统公司宣布，如果该公司的方案在澳海军未来护卫舰项目中胜出，则将花费1亿美元在澳大利亚阿德莱德兴建一座数字化船厂。 近年来，世界各大船企都在积极布局“智能化”制造模式，，利用丰富的数据来提高设计和建造流程的效率，以摆脱传统的生产方式，以及过时且同步性差的生产场所。目前，随着各国海军预算压力的加大和国防开支普遍受到前所未有的审查，这些数字化举措已获得更多的需求牵引，更好，更快，更便宜地建造军舰已成为船舶工业的共识。 数字化和数据驱动的下一代船厂不仅应能更便宜和更高效地进行设计和建造，而且还应有效降低舰船的全寿期成本。其关键就在于创建一个数字化流程，一个包含整个供应链的信息同步体系，并构建“统一数据”，以管理概念设计，详细设计、施工，以及舰船整个服役期内升级和改进所涉及到的一切。 造船4.0：自动化和数据交换革命 在传统的造船模式下，每天工作面对的是孤立和离散的单元工作流，整体设计被分解为一系列单独的任务区域，每个任务区域都与下一个无关，基本上没有任何层级的直接交互。随着工程的推进，各个团队间的计划会前后调整，以被动适应变化，这显然会延长建造周期，同时还增加了错误或遗漏的可能性。此外，这一模式无法实现实时直接协作，不同团队之间很难进行思路和想法方面的交流。 造船4.0指采用了“工业4.0”自动化和数据交换革命成果的造船模式，这种革命正在横扫整个制造业，以上提出的问题正在成为过去时。数字化船厂将使用最先进的一体化计划工具，以及实时更新的，任何人都能接入使用的，统一的通用设计数据仓库，以取代陈旧的、孤立的、交互性差的技术平台及其分散的数据。 基于统一数据的成本控制：涵盖整个供应链 将以上工业4.0设想扩展到包含整个供应链和整个项目所有相关利益方，则可在舰船全寿命周期中提供中心化、易访问的“统一数据”，这意味着船舶设计和建造成本将显着降低。 负责设计和建造美国海军航空母舰的纽波特纽斯船厂总裁Matt Mulherin表示，即将建造的美国海军“企业”号航母（CVN-80）项目将节省超过15％的成本。对于“更好，更快，更便宜”口号的信徒而言，这是美妙的音乐，但对于船企来说意义更为重大。 3D建模：最合适的解决方案和“统一数据”模拟 随着在舰船建造流程中引入先进的产品生命周期管理（PLM）软件，造船项目全过程数据管理能力获得了较大提升，而3D数据正在给造船工业带来同样的变化。先进的3D建模软件能够在构建零件，空间和内部结构之前对其进行检查，从而使设计人员能够验证和优化设备，管道和布线的布设，并在它们变成物理现实之前消除潜在问题和冲突。 这也意味着不同的产品特点，配件和功能可以提前试用，以在设计阶段就对施工过程和未来维护过程中涉及到的人体工效学进行优化。此外，开发出的最佳解决方案还会立即反馈形成“统一数据”的组成部分。 3D建模在制造阶段也能取得重大收益。数字3D建模可模拟整个制造过程，使船厂可以依次检查每一步工序，从而优化整个装配过程中的物料流，直至船只离开船坞。 数字孪生：为优化而生 舰船装备的快速发展使舰队要面对比以往任何时候都更加先进且复杂的技术，现代海军还要求舰船使用寿命更长并长时间保持技术先进性。为了在长达50年的服役期内适应不断变化的需求以及适时变换角色，舰船在使用周期内不可避免地会涉及到升级和改装，这可能是数字孪生概念最初提出的主要诱因。 数字孪生技术的用途很广，基于精确的数字孪生数据，负责舰船改装和升级的工程师可在项目启动之初就看到装备和配件如何装配在一起，从而使优化和重新设计最加容易。更进一步，数字孪生还可以在研究新组件对船舶结构和系统的产生的持续影响方面发挥重要作用，能够运用高度真实的模拟在一系列假设情景下研究舰船的整体性能，而不需要冒实际风险。数字孪生甚至可以帮助船员在岸上专家的支持下解决海上发生的严重或意外问题。 未来护卫舰的纯数字图纸 无论BAE系统公司最终是否能够赢得澳大利亚海军9艘新型未来护卫舰合同，并在阿德莱德建造他们的数字化船厂，数字化造船都将毫无疑问地成为造船模式的未来发展趋势。亨廷顿英戈尔斯工业公司和纽波特纽斯船厂等企业，已经提出在其下一艘航空母舰“企业”号的设计建造过程中使用纯数字图纸。目前这些企业已成功实施了几个试点计划，包括在“约翰?肯尼迪”号（CVN-79）项目中，将超过1,000个独立工作包数字化，以及利用激光扫描对“尼米兹”级航母的内部空间进行3D成像。 尽管只发掘使用了数字化造船应用潜力中非常小的一部分能力，但船企发现这些举措已经在新航母设计建造和老航母中期大修中取得了“非常显著的节省”效果，而且这仅仅是个开始。正如BAE系统公司首席执行官Glynn Phillips 2017年9月份所说的那样，“数字化能够在传统船舶设计和制造计划中的每个要素上实现重大跃升。” |
澳大利亚未来护卫舰项目将推动数字化船厂发展
2018/2/28 14:20:37 来源：网络
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