摘要
系统通过可交互的三维可视化技术实现了以“船舶生产设计”模型为单一数据源的“数字化工作包”用于指导车间现场作业人员，替代了传统的二维图纸下车间。同时，以轻量化三维模型承载生产工艺、加工物料、计划跟踪、问题反馈等业务要素的信息交互，构建了跨业务、跨空间的高效作业协同模式。将船舶建造过程的设计、生产、物料、质量，尤其是工艺数据进行结构化沉淀和数据关联，形成优质的数据资产。
一、系统介绍
依据《中远海运重工数字化转型及智能制造行动纲领》中围绕人、机、料、法、环、测，逐步实现“制造数字化”全要素管控要求，重工数智部经调研预研，拟建设“中远海运重工制造全流程三维交互式管理系统”。
该系统核心解决行业普遍存在的两大问题：
1、设计交付痛点。国内船舶行业设计部门交付的二维纸质图纸未实现“面向制造的设计”，依赖工人经验施工，且有经验工人数量减少，对产品按期交付构成挑战。
2、生产协同障碍。船舶制造全流程缺乏共通数据交互平台，业务环节依赖纸质文档与线下沟通，导致业务断点、堵点，影响企业运营效率。
该系统通过可交互的三维可视化技术实现以AM模型为单一数据源的“三维可视化索引”，承载制造全流程的全部信息，构建以轻量级三维交互为核心的制造管理系统，实现跨部门、全流程的高效作业协同与数据资产沉淀，从而优化生产，提升效率与质量，促进协作创新，确保合规，以实现智能制造的高效、精准和可持续运营。
1、实现三维作业指导书指导现场生产：基于模型进行工艺规划，通过三维作业指导书指导生产，提高现场作业指导的可读性，减少差错率、变更与返工，提升施工效率；
2、实现设计、工艺与生产的高效协同：基于模型作为单一数据源，动态、增量承载设计、生产、质量等多阶段多维度信息；同时使用模型实现车间现场问题向设计、工艺的快速反馈，提高协同效率；
3、实现现场工艺知识积累与复用：现场经验或问题返回工艺，实现工艺规划的标准化与自动化，促进知识积累与持续改进；
4、实现基于工艺仿真的生产与验证：通过装配、加强生产预验证，确保现场建造一次做对。
图1项目目标
二、创新性
（一）技术架构创新
系统以Aveva Marine的原始模型为起点，经由集成模块进行标准化、结构化处理，并通过消息队列与周边系统（MES,QMS,DMS）以及3D模块进行双向数据交互。3D模块对模型进行深度加工，产出工艺和数字化工作包，同时将问题反馈回集成中心。整个架构通过安全模块保障运行环境，形成了一个从设计源头到生产执行、质量控制的闭环数字化协同体系。
1、M01.安全模块
系统安全基础层，提供统一的安全保障。它包含单点登录、身份校验、权限管理和传输安全等核心功能，确保整个平台的数据访问和操作符合安全规范。
2、M02.集成模块(分布式)
架构核心枢纽，采用分布式设计，负责协调数据流和业务逻辑。数据入口与处理：接收来自Aveva Marine的原始模型转换文件，并对其进行存储及变更监听。消息驱动：通过“消息队列”实现各组件间的异步通信和解耦。数据中枢：“全量结构化数据”是系统的核心数据库，它将设计、工艺、生产、BOM、QA等所有环节的数据与模型标识进行关联，形成一个统一的数据视图。数据输出与索引：基于结构化数据，生成“轻量化三维索引”，用于快速检索和展示三维模型信息。
3、M03.3D模块
该模块专注于三维模型的深度应用与处理。模型解析：接收并解析来自集成模块的AM模型转换文件。工艺处理：利用解析后的模型数据，进行“工艺编排”，并输出MBOM（制造物料清单）至消息队列。自动化与交付：提供“自动化标注”功能，并最终生成“三维数字化工作包”，用于指导现场生产或交付给下游系统。当出现“问题”时，可将相关信息反馈回集成模块的消息队列。
（二）业务模式创新
整体业务流程由设计部门在AM系统中管理产品设计数据，产品建模完成后将设计数据发送至本系统；生产部门在本系统中完成工艺部份的生产准备工作，工艺人员基于EBOM搭建面向建造流程的MBOM，构建工艺路线，进行工艺仿真验证，编制3D作业指导书，最终将工艺规划结果以数字化工作包的形式下发至数字化工作包电子仓库。
数字化工作包电子仓库与MES进行集成，生产部门在MES系统中进行制造执行，派工单关联数字化工作包，建造人员可通过MES直接打开查看对应的3D作业指导书。
在制造执行过程中，生产、质量、安全、船东等人员基于模型进行协同，可在线基于模型提出质量、设计等问题，问题负责人可实时接收问题查看问题相关的模型、描述等内容，并对问题其进跟踪行处理。
（三）理念创新
1、颠覆传统船舶设计监造数据载体形式
该系统通过可交互的三维可视化技术实现以AM模型为单一数据源的“全船三维可视化索引”，实现全船-分段-零件级的轻量化三维模型展示，作为贯穿制造全流程的信息交互载体，提升用户体验和工作效率。
2、扩展船舶设计建造全量结构化数据
构建船舶建造全过程结构化数据标准，打破数据流动及共享壁垒，贯通船舶在设计、工艺、生产等业务全流程数据，沉淀中远海运重工船舶设计建造数据资产，推动中远海运重工“制造数字化”全要素管控，提升重工整体建造效率。
三、应用成效
（一）提升运营效率
2025年6月，通过系统应用完成实船N1074（集运的16000 TEU集装箱船）2E2C分段全部制作过程，完成制造信息全要素表达，包含三维模型、工艺路线、物料、件号、尺寸、零件属性、派工单等信息，取代了传统二维图纸下车间：完成1个分段的数字化工作包制作；组立数量达41个，其中大组1个、小组38个、管系1个、电气1个；EBOM数量为957个；工序数量49个；数字化工作包数量41个；完成170页图纸分析，涵盖小组立作业图、大组立作业图、管系/电气/钣金取付图、吊耳图等。
项目将创建新一代车间级多模态数字工作包，集成3D动画演示，使复杂工艺可视化率达100%，降低工人理解门槛；开发动态工艺看板系统，实现工序进度、质量数据的实时可视化管理，提升生产透明度；建立工艺变更敏捷响应机制，支持车间端问题精准反馈与工艺快速迭代，形成"现场-工艺-设计"闭环优化体系，全面提升高端装备装配质量与效率。
（二）优化客户服务
该系统贯穿船舶全过程设计建造数据，将船东从传统船舶交付的“终点接受者”，转变为“全程参与的协同管理者”。它不仅解决了建造阶段的信息不对称问题，更将价值延伸至船舶的整个生命周期管理和运营。
该系统打造的“全船三维索引”，以可交互的三维载体展现设计建造全过程，为面向船东的船舶数字化交付证明了业务及技术可行性。智能船舶制造全过程浓缩在“全船三维索引”形态中，而“三维模型索引”又将为船东智能化船舶运营提供新的思路和助力。
（三）创造商业价值
1、实现船舶建造精益化与智能化管理
打破部门墙，实现设计、工艺、生产的一体化协同，推动生产模式变革。同时将最佳工艺、施工方案等沉淀为标准化、可复用的核心知识与数字资产，培育适应智能制造时代的产业技术工人队伍。通过收集建造数据，反向优化未来船型的设计与工艺，形成以“数据驱动工艺改进”的业务闭环。
2、提升船舶建造盈利能力与市场竞争力
通过减少设计与工程变更、优化物资与库存管理、提高工时效率、降低返工等方式直接降低成本，提高船舶建造利润率。
通过设计、采购、生产并行协同作业，缩短建造周期和收款周期，增强接单能力和价格优势，提升中远海运重工市场竞争优势。
3、探索船舶建造新商业模式
为“船舶产品+增值服务”转型奠基，基于船舶设计建造数据，船厂可以为船东提供更具竞争力的后期维护、备件供应、性能优化等全生命周期服务。
四、可行性与可持续性
（一）技术可行性
系统首创多源异构数据融合引擎，打通AM、MES、QMS等系统壁垒，实现分钟级数据贯通，使跨部门协同效率提升。
系统以可伸缩且灵活的互联网体系结构以开放式标准SOA为基础，具有单一数据库、单一模型、共享的业务对象和流程模式，并对所有模块进行统一服务。系统所有采用技术均为可靠成熟技术栈，包括可交互三维引擎、模型轻量化处理、Keyloak鉴权授权、接口网关、工作流自动化、消息队列等。
系统成果与其他企业类似产品、其他行业类似产品，在系统性能、使用流畅度、用户体验上均证明了系统技术方案的先进性和可行性。
（二）经济可行性
据扬州重工系统实施情况总结，通过该项目的使用，显性收益：减少了船厂专业出图人员配备以及图纸打印费用，缩短了建设工期，减少了现场修改和物料的浪费，节省了制造成本。隐性收益：以轻量化三维模型承载生产工艺、加工物料、计划跟踪、问题反馈等业务要素的信息交互，构建了跨业务、跨空间的高效作业协同模式。同时，使得船厂造船工艺数据沉淀成为可能，从而实现各厂横向纵向对比分析、工艺路线标准化等，提升整体建造效率和工艺水平。
（三）可持续发展能力
系统目前以扬州重工为试点船厂进行第一期建设，取代了部分小组立、大组立建造的传统二维图纸下车间，用户反馈使用效果良好，后续将会逐步扩大三维模型现场使用范围，直至完全替代所有车间制造过程的纸质图纸。
同时，该系统采用可交互式三维技术，具有技术先进性，满足未来行业发展趋势，后续还将构建可造船工艺知识体系，并结合大模型技术构建工艺优化推荐引擎，实现从“经验驱动”向“数据驱动”的制造范式转型，为工艺人员提供智能化决策。该系统从技术上支持不断迭代，保障可持续发展和系统活力。
舟山重工制造全流程三维交互式管理系统实施项目已与2025年10月获批，目前进入项目实施阶段，广东重工和大连重工预计2026年推广实施。该系统关注整个船舶制造行业痛点，具有广泛通用性，从需求上，可在船舶制造业内不断复制推广，具有业务可持续发展能力。
五、合规性与安全性
（一）合规性
系统建设确保所有设计、开发、部署和运营环节均符合法律要求，不侵犯他人合法权益，不违反国家法律法规的禁止性规定。同时，项目组时刻密切关注行业动态和标准更新，及时调整项目策略和实施方案，以保持与最新法规标准的同步。
项目组按照中远海运集团及中远海运重工管理机制严格执行，包括合规审查、风险评估和合规培训等，确保信息化系统建设全程合规。同时通过定期自查、第三方评估以及及时响应监管部门的检查指导，可以不断提升项目的合规性水平，降低潜在的法律风险。
（二）安全性
该系统建设按照“三同步”原则，将网络安全与系统建设同步规划、同步建设、同步运行。按照安全开发规范进行开发，系统上线前进行代码审查和渗透测试，确保没有高、中危安全漏洞再上线发布。
为保证数据存储、数据访问、数据通信、数据交换的安全,定期评估数据的完整性、安全性、可靠性；制定备份、容灾策略和数据恢复策略,消除可能存在的安全隐患和威胁。
1.安全评估：对数据的完整性、可靠性、可用性和保密性等要素进行评估，制定数据管理和数据恢复策略，保证数据的安全；
2.数据访问控制：制定数据访问控制策略、访问权限控制策略、非授权访问处理策略，防止未经授权的数据访问、修改、移动、删除、毁损等；
3.数据存储与容灾：制定数据存储、数据容灾策略,评估数据存储的安全性,保证数据存储的完整性、可靠性；制定数据存储事件处理预案；
4.数据通信安全：评估数据通信的安全性,制定数据通信的安全策略,保证数据的完整性、可靠性、保密性和不可抵赖性；制定数据通信应急处理预案。
六、知识产权
后续将持续对该系统中业务和技术创新点及难点、高价值点，申报国家专利和软件著作权等知识产权，中远海运重工完全享有该项目知识产权。
该项目知识产权对项目成果的核心竞争力有实际支撑作用，将为中远海运重工数智化转型提供持续的技术壁垒。
完成单位：中远海运重工有限公司
完成人：马誉贤、李瑞博、赵刚、梅耀辉、董楠