现代船舶企业CIMS关键技术及应用效能研究.docx

一、绪论

1.1研究背景与意义

船舶制造业作为国民经济的重要支柱产业之一，素有“综合工业之冠”的美誉，是一个国家工业实力和技术水平的重要体现。它不仅与钢铁、机械、电子等众多上下游产业紧密相连，还对国际贸易、海洋资源开发以及国防安全等领域起着关键的支撑作用。从产业关联角度来看，船舶制造行业的发展能够带动一系列相关产业的协同发展。在其上游，它拉动了钢铁、有色金属、机械制造、电子设备等原材料和零部件产业的需求，促使这些产业不断进行技术创新和产能提升，以满足船舶制造对高质量材料和先进设备的要求。在下游，船舶制造为航运、物流、海洋资源开发等行业提供了必要的装备支持。强大的船舶制造能力是航运业高效运营的基础，保障了全球贸易的物资运输。同时，在海洋资源开发领域，如石油开采、渔业捕捞等，先进的船舶装备是实现海洋资源有效利用和可持续发展的重要保障。

在全球经济一体化的背景下，船舶制造业的竞争日益激烈。为了在国际市场中占据优势地位，船舶企业需要不断提升自身的生产效率、降低成本、提高产品质量和创新能力。计算机集成制造系统（CIMS）作为一种先进的生产模式，应运而生。CIMS将计算机技术、自动化技术、信息技术和系统工程技术等有机结合，通过对船舶生产全过程的信息集成和优化管理，实现了从船舶设计、生产制造到管理运营的一体化运作。它打破了传统船舶制造中各个环节之间的信息壁垒，使得设计、生产、管理等部门能够实时共享信息，协同工作，从而大大提高了生产效率，缩短了生产周期，降低了生产成本，增强了企业的市场竞争力。

对于我国船舶工业而言，尽管近年来在造船完工量、新接订单量和手持订单量等方面连续多年位居全球前列，但与世界先进造船国家相比，仍存在一定的差距。我国船舶企业在信息化应用水平、生产效率、管理模式等方面还有待进一步提升。在这种情况下，研究和应用CIMS技术对于我国船舶工业的转型升级具有重要的现实意义。通过实施CIMS，我国船舶企业能够更好地适应市场需求的变化，提高自身的创新能力和核心竞争力，实现从造船大国向造船强国的转变。

从理论意义上看，对现代船舶企业CIMS关键技术的研究，有助于丰富和完善船舶制造领域的信息化理论体系。通过深入探究CIMS在船舶企业中的应用原理、技术架构和实施方法，可以为船舶制造行业的信息化发展提供更为系统和科学的理论指导，填补相关领域在理论研究方面的不足。在实践意义方面，本研究成果能够为船舶企业的CIMS建设提供具体的技术方案和实施建议，帮助企业解决在信息化建设过程中遇到的技术难题，提高CIMS的实施成功率。同时，通过推广CIMS技术在船舶企业中的应用，可以促进整个船舶制造业的产业升级和结构调整，推动我国船舶工业向高端化、智能化、绿色化方向发展，提升我国船舶工业在国际市场上的地位和影响力。

1.2国内外研究现状

国外在船舶企业CIMS技术应用方面起步较早，取得了显著成果。自20世纪70年代美国约瑟夫・哈林顿博士提出计算机集成制造系统概念后，欧美、日本、韩国等国家和地区的先进船厂迅速展开研究与应用。20世纪90年代，这些先进船厂通过应用CIMS技术，成功从“分段制造、设备密集”的传统造船模式转型为“集成制造、信息密集”的现代造船模式。

以日本为例，其船厂在CIMS建设中注重信息集成与流程优化，实现了设计、生产、管理等环节的高度协同。通过建立统一的数据库和信息平台，不同部门之间能够实时共享数据，避免了信息不一致和重复劳动，大大提高了生产效率。在设计阶段，利用先进的计算机辅助设计（CAD）和计算机辅助工程（CAE）软件，实现了船舶设计的数字化和智能化，能够快速进行方案优化和性能模拟。在生产过程中，通过自动化设备和控制系统，实现了生产流程的精准控制，提高了产品质量和生产效率。

韩国在船舶CIMS技术发展上也成绩斐然。韩国积极引进国外先进的造船信息技术，并在此基础上研发出自己的造船CIMS。韩国的大型船厂普遍采用CIMS对设计和生产进行管理，还开发了基于先进设计软件的自动设计工具，如船体的ADES自动套料等。现代重工以PTC公司的Winchile为核心，开发出HICIMS集成制造系统并全面实施，该系统使平均设计周期缩短约25%、平均建造周期缩短约10%。大宇船厂于1991年实施CIMS后，造船销售量增长3倍，年造船缩短约500万工时，船舶建造周期缩短约3.5个月，实现年利润2.2亿美元。

反观国内，船舶企业在CIMS应用方面虽取得了一定进展，但与国外先进水平相比仍存在差距。国内一些大型造船企业从20世纪开始逐步开展信息化应用，在船舶产品设计上，提高了CAD、CAM的应用水平，部分企业还建立了数控加工流水线或数