日本数字化造船现状及未来趋势

    总体而言，日本企业的数字化造船实践主要体现在三个方面，即CAD/CAM基础上的CIMS ，船厂与相关实体(如设备供应商、船级社等)的供应链管理系统和CAM基础上有关切割、焊接、装自己、涂装的装备自动化。从三者的关系来看， CAD/CAM基础上的CIMS主要提供虚拟造船功能，装备自动化主要从提高船舶建造精度和效率、降低成本等角度为实际建造过程提供高效的实施手段，而供应链管理系统则是从船舶协同设计/建造的角度为造船过程提供辅助支持，提高各个环节工作流的效率。
    CIMS开发现状
    在CIMS开发方面，日本造船业采取了以政府为主导的自上而下的发展策略，从1985年提出造船CIMS发展构想，到2000年阶段性研究计划的结题，均由代表政府的日本造船学会提出发展路线，由日本船舶和海洋财团具体提供资金资助。整个CIMS计划的实施经历了一个对CIMS全面认识——造船CIMS辅助模型建立基于产品模型的开发环境建立——高级CIM建立的过程。

    到目前为止，各船厂已经形成较为完善的CIMS系统，即三菱重工的MATES系统，万国造船的HlCADEC系统，川崎重工的KKARDS系统，住友重机械的SUMIRE系统，三井造船的MACISS系统和IHI联合造船的AJJSAJ
系统。
    此外，在CIMS发展的同时，随着网络技术的日益发展，日本政府还相继实施了CALS和LINKS计划。其中，船舶CALS研究计划重点是通过构建共同的网络系统，实现企业之间的信息共享；而LINKS计划的主要目标则是将七大造船集团的CIMS系统用网络连接起来，通过推进船厂之间的协调与合作，为虚拟企业的实现创造条件。
    基于CAM的造船自动化发展现状
    切割成型技术方面，在上世纪80年代早期，日本船厂用数控等离子切割机替代了数控火焰切割机，提高了切割效率和切割精度，从源头改善了焊接自动化的精度。80年代后期到90年代早期，平板和型材数控切割得以普及。90年代后期的发展重点则是板材成型的数控线加热系统。
    焊接技术方面，在上世纪80年代早期，半自动C02电弧焊开始在日本船厂流行，同过去手工操作相比，生产效率得到大幅度提高。80年代后期，日本船厂实现了焊接手段机械化，机器人被广泛应用于部件、平百分段的焊接。90年代早期，随着船体双壳结构的增多，为提高平面分段的生产效率，日本船厂开始研究角焊自动化， 90年代后期以来的工作重点就是由面分段装配和户外作业自动化。
    涂装技术方面，上世纪80年代末和90年代初，日本船厂涂装操作主要依赖人工。随着人工成本的上涨及作业条件改善的需要，特别是双层底结构涂装工作量的增大，日本造船企业开始研制涂装机器人。目前，涂装机器人技术将成为本世纪造船工业的一个发展热点。
    船舶总体建造技术，上世纪90年代初，随着自动化焊接技术的普及，造船业开始应用片状分段建造法，并逐渐运用车载式吊牟取代传统脚手架。90年代后期，开始普遍应用平面分段自动化生产流水线。
    通过一系列努力，目前日本船厂的板/型材切割与焊接机械化率得到大幅提高，其中板材切割平均机械化率达到90%，最好水平达到100%。
    从船舶建造各阶段所需劳动力数最来看，所耗劳动力最多的工种为焊接、装配、徐装及管艇装。其中，焊接虽然自动化程度很高，但仍在所需劳动量中占布较大比例，进一步提高效率的潜力有限，而其他工种，特别是涂装，自动化水平的潜力则还有进一步深挖的可能。