培養(yǎng)造船人才
從2012年開始，我國進入經(jīng)濟增速下行的“新常態(tài)”階段，航運和造船業(yè)在經(jīng)過連續(xù)多年的高速發(fā)展之后，面臨新的挑戰(zhàn)和機遇，開始進入一個以主動探索和擴張為主旋律的變革期。在中國“十三五”期間，對“數(shù)字化造船”的呼聲很高，因此中國著眼于從“造船大國”向“造船強國”轉(zhuǎn)變。加快轉(zhuǎn)型升級、創(chuàng)新和信息化、綠色化發(fā)展，而“數(shù)字化造船”進程的快慢將對此起到至關(guān)重要的作用，因此培養(yǎng)面向未來的數(shù)字化造船人才，是實現(xiàn)我國造船業(yè)“十三五”規(guī)劃目標(biāo)的核心。
2014年8月28日，“華中科技大學(xué)- 西門子工業(yè)軟件數(shù)字化造船聯(lián)合實驗室”在華科大的船舶與海洋工程學(xué)院（下簡稱“船海學(xué)院”）正式揭牌，西門子工業(yè)軟件向船舶與海洋工程學(xué)院授予了PLM軟件。作為西門子工業(yè)軟件在中國高校船舶專業(yè)領(lǐng)域建立的第一個聯(lián)合實驗室，其肩負著培養(yǎng)數(shù)字化造船人才、協(xié)同研發(fā)本地化造船軟件和拓展產(chǎn)學(xué)研合作模式的艱巨任務(wù)。
攜手進行數(shù)字化造船科研
在中國船舶與海洋工程專業(yè)高端人才培養(yǎng)領(lǐng)域，華科大船海學(xué)院學(xué)科特色鮮明，專業(yè)特點突出。其前身源于華中工學(xué)院造船系，于1959 年由我國海防部門委托華中工學(xué)院設(shè)置“潛艇設(shè)計與制造”專業(yè)。
時任華中工學(xué)院黨委書記、副院長朱九思同志兼任首任系主任，是學(xué)院的創(chuàng)始人。在將近60 年的辦學(xué)過程中，船海學(xué)院在學(xué)科建設(shè)、基地建設(shè)、人才培養(yǎng)和基礎(chǔ)研究等方面取得了巨大的成績，獲得了包括國家科技進步一等獎、二等獎及教育部科技進步一等獎在內(nèi)的眾多科研成果。
國內(nèi)海工和船舶專業(yè)院校眾多，西門子工業(yè)軟件為什么選擇華科大船海學(xué)院呢？
首先，華科大船海學(xué)院在水動力性能分析、艦船前沿設(shè)計理論和方法、工程結(jié)構(gòu)力學(xué)性能分析和優(yōu)化、艦船機電控制技術(shù)等領(lǐng)域有突出的優(yōu)勢，對數(shù)字化技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用有著十分強烈的渴求。其次，船海學(xué)院地處武漢、比鄰長江，長期與武漢本地的兩大船舶設(shè)計院所保持密切的產(chǎn)學(xué)研合作關(guān)系，需要利用數(shù)字化技術(shù)輔助科研協(xié)作和實踐教學(xué)，并輔助科研成果的產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化。這正是華科大船舶與海洋工程學(xué)院與西門子工業(yè)軟件的合作基礎(chǔ)。
劉敬喜教授表示：“西門子的NX 和Teamcenter 軟件，不僅建模和數(shù)據(jù)管理功能強大，而且具備開放的特點，基于此，可以進行二次開發(fā)和模塊定制化工作，更好地服務(wù)于本土化的船舶研發(fā)工作。”
從2014年9月開始，西門子工業(yè)軟件的技術(shù)研發(fā)人員與華科大船海學(xué)院的教授們相互協(xié)作，進行了長達數(shù)月的船舶行業(yè)定制化研發(fā)工作。華科大的教授基于我國海工和船舶設(shè)備的設(shè)計和建造特點，提出數(shù)字化研發(fā)的個性化需求，西門子工業(yè)軟件的科研人員負責(zé)改進功能和優(yōu)化軟件。
例如，船舶結(jié)構(gòu)中需要特定形式的開孔，西門子的工程師就針對性地優(yōu)化開孔功能。調(diào)整和優(yōu)化后的西門子數(shù)字化船舶軟件，更適于船海學(xué)院在教學(xué)中開展數(shù)字化實踐，更貼合中國造船企業(yè)的流程特點和實際需求。
據(jù)劉教授介紹，兩年來，除了日常的大學(xué)本科專業(yè)課程外，在聯(lián)合實驗室通過了深度教學(xué)和培訓(xùn)的畢業(yè)生超過60 名。他們基于NX™ 軟件掌握了較為完整的船舶數(shù)字化研發(fā)技術(shù)，對全三維船舶設(shè)計環(huán)境非常熟悉，使其就業(yè)后可以快速融入造船企業(yè)的數(shù)字化工作流程。
提高設(shè)計效率，改進支持教學(xué)實踐
與飛機、汽車等產(chǎn)品一樣，海工和船舶產(chǎn)品的競爭力同樣體現(xiàn)在研發(fā)周期、成本、質(zhì)量和服務(wù)等幾個方面。在航空航天、汽車領(lǐng)域，世界知名制造廠商都在大力采用數(shù)字化技術(shù)改造企業(yè)。例如，美國某著名汽車公司應(yīng)用數(shù)字化技術(shù)后，將新轎車的研發(fā)周期由原來的48 個月縮短到24 個月，碰撞試驗的次數(shù)由幾百次降低到幾十次。
相對而言，船舶制造的數(shù)字化應(yīng)用比汽車、飛機制造業(yè)要落后很多。但是，船舶制造業(yè)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和配套更復(fù)雜，生產(chǎn)管理頭緒更多，協(xié)作化程度更高，產(chǎn)品使用壽命更長。因而，采用數(shù)字化技術(shù)的迫切性和潛力也更大。
華中科技大學(xué)-西門子工業(yè)軟件數(shù)字化造船聯(lián)合實驗室的成立，讓華科大船海學(xué)院的師生能夠體驗和實踐船舶產(chǎn)品全生命周期的數(shù)字化，包括基于NX 的數(shù)字化設(shè)計和仿真優(yōu)化，以及基于Teamcenter® 軟件 的數(shù)據(jù)管理。
實驗室實訓(xùn)
劉敬喜教授說：“船舶業(yè)很多還在延續(xù)傳統(tǒng)的設(shè)計方法，包括二維審圖和結(jié)構(gòu)設(shè)計，效率低，設(shè)計錯誤和反復(fù)修改問題難以避免。而且，一些傳統(tǒng)的船舶設(shè)計軟件功能較為封閉，執(zhí)行效率低，也影響了設(shè)計效率的提高。”
劉教授繼續(xù)說，“基于西門子的NX 軟件，全三維的設(shè)計環(huán)境使得設(shè)計所見即所得，能在設(shè)計早期發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品的功能和結(jié)構(gòu)問題，避免后期的反復(fù)。同時，對于大型、復(fù)雜船體結(jié)構(gòu)的數(shù)字化建模，西門子軟件的性能也有明顯的改善，顯著提高了設(shè)計效率。”
劉敬喜教授講了一個典型例子，“過去學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計或課程設(shè)計中只進行簡單的船舶線型設(shè)計和結(jié)構(gòu)設(shè)計工作，不開展更為復(fù)雜的舾裝設(shè)計。這是因為舾裝設(shè)計工作較繁雜，采用傳統(tǒng)設(shè)計方法難以在有限的時間內(nèi)完成設(shè)計工作，更無法獲得直觀地感受。”
劉教授繼續(xù)說道，“但是在采用西門子的NX軟件之后，我們鼓勵學(xué)生進行舾裝設(shè)計，船體上附加的大量管線、樓梯、門窗等等在三維環(huán)境下變得直觀，正所謂所見即所得，設(shè)計錯誤也大量減少，教學(xué)效果得到了明顯的改善。”
經(jīng)過兩年多的磨合，在聯(lián)合實驗室的推動下，華科大船海學(xué)院的教學(xué)實踐中，已經(jīng)大規(guī)模采用西門子的NX 軟件，從概念設(shè)計、方案設(shè)計到詳細設(shè)計，學(xué)生掌握了三維設(shè)計技術(shù)的理論和方法，并嘗試在結(jié)構(gòu)設(shè)計中部分采用仿真分析技術(shù)。西門子數(shù)字化解決方案的引入，幫助華科大船海學(xué)院的教學(xué)在船體設(shè)計和建造、船舶舾裝和造船模式等方面，都有了明顯的進步。
推動產(chǎn)學(xué)研深度協(xié)作
在世界造船工業(yè)中，以數(shù)字化技術(shù)為核心的艦艇總段建造和模塊化生產(chǎn)技術(shù)蓬勃發(fā)展，不僅涉及船舶設(shè)計、制造技術(shù)的改變，更涉及生產(chǎn)組織和質(zhì)量管理方法的轉(zhuǎn)變。過去按工種的串行作業(yè)方式，轉(zhuǎn)變?yōu)榘纯偠魏湍K的多工種并行作業(yè)方式，大大縮短了建造周期，使得造船業(yè)發(fā)生革命性的發(fā)展。我國大多數(shù)造船廠的數(shù)字化起始計算機輔助設(shè)計(CAD)、計算機輔助工程(CAE)和計算機輔助制造(CAM)技術(shù)的應(yīng)用，一些走在前沿的重點企業(yè)開始向全面數(shù)字化造船或虛擬造船等方向進發(fā)，致力于實現(xiàn)船舶產(chǎn)品的開發(fā)、設(shè)計、建造和驗收于一體的全生命周期管理。
由于企業(yè)自身的技術(shù)轉(zhuǎn)化和研發(fā)應(yīng)用能力有限，這一過程往往離不開深度的產(chǎn)學(xué)研合作。造船企業(yè)和科研院所、高等學(xué)校之間開展合作，企業(yè)提出技術(shù)需求，科研院所或高等學(xué)校提供技術(shù)服務(wù)，促進科研成果的產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化。華科大的船海學(xué)院就長期與武漢本地的“船舶兩所”開展產(chǎn)學(xué)研協(xié)作，并積極拓展跨地域的校企合作，華中科技大學(xué)-Siemens PLM Software 數(shù)字化造船聯(lián)合實驗室的建立實際也推動和促進了這種產(chǎn)學(xué)研協(xié)作的深化。
劉敬喜教授表示，“2017年，華科大船海學(xué)院計劃申請建立湖北省船舶智能制造工程中心，并與廈門造船廠等企業(yè)開展深入的技術(shù)協(xié)作。在校企協(xié)作中，除了基于NX 的船舶產(chǎn)品設(shè)計和優(yōu)化外，更重要的是基于Teamcenter 的全生命周期數(shù)據(jù)管理，幫助企業(yè)實現(xiàn)完整的數(shù)字化造船流程。”
對于未來聯(lián)合實驗室的發(fā)展規(guī)劃，劉敬喜教授說：“一方面，我們將繼續(xù)利用西門子的系列工業(yè)軟件輔助教學(xué)實踐和科研工作；一方面，隨著教學(xué)和科研工作的深入，希望西門子能幫助華科大船海學(xué)院培訓(xùn)更多掌握數(shù)字化造船技術(shù)的師資力量，從而擴大教學(xué)的覆蓋面；另一方面，我們希望在教學(xué)和科研工作中，除了現(xiàn)有的三維船舶設(shè)計，更多地引入Teamcenter 數(shù)據(jù)管理的內(nèi)容，甚至在西門子工業(yè)軟件的幫助下，引入數(shù)字化造船Tecnomatix® 產(chǎn)品組合方面的內(nèi)容，這已經(jīng)是當(dāng)前產(chǎn)學(xué)研協(xié)作的迫切需要，也是面向未來數(shù)字化人才培養(yǎng)的重中之重”。
核心關(guān)注：拓步ERP系統(tǒng)平臺是覆蓋了眾多的業(yè)務(wù)領(lǐng)域、行業(yè)應(yīng)用，蘊涵了豐富的ERP管理思想，集成了ERP軟件業(yè)務(wù)管理理念，功能涉及供應(yīng)鏈、成本、制造、CRM、HR等眾多業(yè)務(wù)領(lǐng)域的管理，全面涵蓋了企業(yè)關(guān)注ERP管理系統(tǒng)的核心領(lǐng)域，是眾多中小企業(yè)信息化建設(shè)首選的ERP管理軟件信賴品牌。
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本文標(biāo)題：Siemens PLM Software 助力華中科技大學(xué)推動科研成果產(chǎn)業(yè)化
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