AI机器人开始进入造船现场！川崎重工联手英伟达

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（来源：信德海事）

7月16日，日本川崎重工宣布与英伟达展开合作。双方计划利用物理人工智能、数字孪生和机器人仿真技术，在川崎重工香川县坂出工厂建设下一代数字化船厂。

这项合作将覆盖商船设计、采购、制造和质量管理等环节。川崎重工还计划把建造数据延伸至船舶交付后的运营、维修和改装，逐步形成覆盖船舶全生命周期的数据体系。

川崎重工将提供造船现场数据、工艺经验和机器人技术。英伟达将提供Omniverse、Isaac、Cosmos、Metropolis和Jetson等物理AI技术。双方希望先在虚拟船厂中训练和验证机器人，再将机器人部署至焊接、涂装、检验和物料搬运等实际场景。

目前，这座“下一代数字船厂”仍处在技术验证和分阶段实施阶段。川崎重工将先在坂出工厂商船生产线上梳理现场问题，再考虑向其他大型结构制造基地推广。

这项合作受到关注，原因并不只在于英伟达进入造船业。川崎重工希望把数字孪生、人工智能和机器人连接起来，让虚拟模型真正参与现场施工。这也意味着，数字船厂正在从生产状态可视化，继续向自主作业和智能决策发展。

船厂为什么需要“物理AI”？

造船业一直是自动化难度较高的制造业。

汽车生产线通常长期生产相同或相近的产品。机械臂可以在固定工位重复完成同一套动作。船舶则具有船体庞大、建造周期长、订单定制程度高和现场环境持续变化等特点。

一艘大型船舶由大量分段、管路、电缆和设备组成。工人还需要在曲面、高空、狭小舱室和半开放环境中施工。船体结构和施工状态每天都在变化，固定程序很难覆盖全部工况。

传统焊接机器人一般需要工作人员提前编程、定位和调试。当船型、分段或焊缝位置发生变化时，机器人往往需要重新设置。这限制了机器人在船厂复杂场景中的大规模应用。

川崎重工与英伟达希望通过数字孪生解决这一问题。

船厂可以先把船体结构、设备、人员、物料和机器人放进虚拟环境。系统可以提前生成机器人运动路径，检查机器人是否会与船体、脚手架或其他设备发生碰撞。工程人员还可以在虚拟环境中测试不同作业姿态和施工顺序。

机器人完成虚拟训练后，船厂再把相应程序部署至真实现场。现场产生的施工和检验数据还会重新进入模型，用于调整机器人运行条件和提高质量判断精度。川崎重工希望由此形成“仿真、训练、施工、检验、反馈”的循环。

川崎重工还计划引入智能体AI。相关系统将辅助设计、采购、制造和质量管理。举例来说，系统可以根据设计变更检查受影响的材料、设备和施工任务，也可以根据船坞、吊车、场地和人员状态调整生产安排。

这类能力如果能够稳定运行，船厂的数字模型就会逐渐从辅助展示工具，转变为生产组织和机器人控制的基础。

中国船厂已经走到哪一步？

中国造船业很早就开始推进数字化和智能化改造。

2018年，工业和信息化部等部门已经提出，要推进全三维数字化设计、智能生产线、制造执行系统和设计生产管理一体化。政策同时要求降低切割、成形、焊接和涂装等“脏、险、难”工序的劳动强度，减少相关工序的现场作业人员。

经过多年投入，中国头部船厂已经建设了一批自动化产线和数字化平台。

中远海运重工旗下多家船厂已经应用焊接机器人、型钢机器人、小组立机器人、智能管加工生产线和防腐作业机器人。南通中远海运川崎研发了便携式焊接机器人。大连中远海运川崎建设了大径管加工智能生产线。扬州中远海运重工引入了多条船体构件机器人生产线。

大连中远海运川崎在2025年获评国家卓越级智能工厂。该船厂此前已经入选智能制造试点示范企业和智能制造示范工厂。

上海外高桥造船也在2025年推出数字孪生船厂1.0。该系统可以模拟总段停放位置、吊装路径、船坞和码头使用计划，并实时映射车间、堆场、仓库、设备、物流和人员状态。外高桥造船还计划将数字孪生应用延伸至供应链、船舶设计和全生命周期管理。

这些案例说明，中国头部船厂已经具备数字设计、智能生产线、数字孪生、智能物流和生产调度等能力。中国船厂庞大的订单规模也提供了丰富的应用场景。船厂可以在批量建造大型集装箱船、散货船、油轮和气体运输船的过程中不断收集数据，检验新设备的实际效果。

目前，中国造船业仍存在明显的企业差距。

部分头部船厂已经开始建设全厂级数字平台，一些船厂仍主要依靠局部设备改造。设计系统、生产系统、仓储系统和质量系统之间也可能存在数据接口不统一的问题。

中远海运重工此前公开指出，中国船舶总装建造的信息集成度仍有提升空间，人工智能、大数据和数字孪生与造船工艺的融合应用仍需加强，行业也需要更加系统的数字化建设方案和评价标准。

从这个角度看，中国船厂已经拥有大量数字化设备和应用案例。下一阶段的重点将转向系统协同。船厂需要让设计模型、物料清单、工艺流程、施工数据和质量记录围绕同一艘船持续流动。

船厂工人会被机器人取代吗？

川崎重工项目首先瞄准焊接、涂装、检验和物料搬运。这些工作也是造船现场劳动强度较高、安全风险较集中的环节。

涂装工人长期面临粉尘和挥发性物质。焊工经常需要在高温、高空或狭小空间内施工。物料搬运和大型构件作业还存在挤压、坠落和碰撞风险。

机器人进入这些区域后，可以减少工人在危险环境中的暴露时间。国际劳工组织认为，机器人和人工智能可以承担部分肮脏、危险和高重复性工作，减少有害环境暴露和重复劳动带来的职业健康风险。

具体工序的用工数量也可能下降。

一台焊接机器人可以连续完成标准化焊缝。一套自动喷涂设备可以减少直接持枪作业人员。视觉检测、激光扫描和无人巡检设备也会减少部分人工测量和巡视工作。

不过，船厂很难在短期内实现全面无人化。

造船现场存在大量临时调整和非标准作业。船体分段会出现制造偏差，设备安装会受到空间限制，施工顺序也可能因物料供应和现场条件发生变化。机器人可以处理规则明确的任务，但异常判断、复杂装配和现场协调仍然需要熟练工人。

日本造船业目前还面临熟练工人减少和劳动力短缺。川崎重工也将补充劳动力和提高产能列为项目的重要目的。因此，机器人在初期更可能填补招工困难的岗位，并把工人从危险和重复工作中转移出来。

工人的工作内容将随之改变。

焊工可能减少长时间直接焊接，转而设置机器人参数、检查运行路径和处理异常焊缝。涂装工人可能负责喷涂机器人的任务安排、设备维护和局部修补。检验人员将更多使用三维模型、视觉识别和激光扫描数据进行质量复核。

船厂仍然需要老师傅的经验。企业需要把这些经验整理成焊接参数、施工规则、质量标准和异常处理方法，再交给机器人和AI系统使用。

这会提高部分岗位的技能门槛。未来船厂将需要更多懂造船工艺、机器人操作、设备维护和数据系统的复合型人才。部分基础性和重复性岗位可能减少，机器人调试、自动化维护、数字工艺和质量数据分析等岗位则会增加。

年龄较大或数字技能较弱的工人可能面临更大压力。如果船厂只采购设备，没有同步开展培训，一部分熟练工人可能难以顺利转岗。企业还可能在技术升级过程中失去长期积累的现场经验。

数字化也会带来新的安全和管理问题。

机器人进入人工作业区域后，船厂需要防范碰撞、误启动、传感器失效和维护期间意外动作。船厂还需要明确人机协同区域、设备停机程序和故障处理权限。国际劳工组织指出，企业在引入AI和机器人时，需要同步开展风险评估、人员培训和心理影响管理。

数字系统还可以记录工人的位置、工作时间、任务完成情况和操作过程。这些数据可以用于安全预警和生产协调，也可能增加工人的被监控感。企业需要明确数据用途，避免把安全管理系统简单变成考核和监督工具。国际劳工组织的研究显示，过度依赖AI监控可能削弱员工自主性，并增加工作压力。

因此，数字船厂对工人的影响不会只表现为岗位数量变化。它还会改变船厂的技能结构、管理方式和安全制度。

中国船厂可以从川崎项目学什么？

川崎重工项目最值得关注的地方，是它把设计数据、数字孪生、机器人训练和现场施工放进了一个连续体系。

中国船厂目前已经安装了大量机器人和智能设备。下一步需要提高这些设备的通用性。船厂可以建设统一的机器人应用平台，让不同设备共享三维模型、定位系统、视觉识别和任务规划能力。

船厂还需要加强虚拟仿真能力。

机器人进入实际分段或舱室前，工程人员可以先在数字空间完成路径生成、碰撞检查和施工验证。这种模式能够减少现场调试时间，也能让机器人更快适应不同船型。

数据治理同样重要。

船厂需要把BOM、BOP、三维模型、物料状态、施工记录和检验结果连接起来。设计发生变化后，采购、生产和检验任务也应及时更新。现场发现的问题还应反馈至设计和工艺环节。

川崎重工还提出把建造数据延伸至船舶运营和维护。中国船厂也可以进一步推进数字化交船。设备参数、安装记录、调试结果和维修要求可以随船交付，并与船东的备件、维修和改装系统连接。

工人培训需要与设备投资同步。

船厂可以让焊工、涂装工和检验人员参与机器人的测试与改进。现场工人熟悉真实施工难点，他们的经验可以帮助工程师发现虚拟模型无法完全反映的问题。企业还需要为现有员工提供机器人操作、数字工艺和设备维护培训，为年龄较大的工人设置合理的转岗路径。

下一代船厂仍然需要工人。工人的角色会从直接执行大量重复劳动，逐渐转向控制设备、监督工艺、判断质量和处理异常。

川崎重工与英伟达的合作目前仍处在起步阶段。中国头部船厂已经拥有较好的智能制造基础。未来的差距将更多体现在数据是否贯通、机器人能否快速复制、AI能否稳定进入生产现场，以及工人能否顺利完成技能转换。

造船业进入物理AI阶段后，船厂竞争将逐渐从单项设备竞争，转向生产系统和人才体系的整体竞争。