智能制造在造船行業(yè)的應(yīng)用研究

杜曉東

【摘要】造船行業(yè)是制造業(yè)中的重要組成，具有高技術(shù)、高難度等特點(diǎn)，如果具體制造過程中的相關(guān)工藝出現(xiàn)差錯(cuò)，則可造成成品的質(zhì)量與安全問題。受到市場競爭、信息技術(shù)、自動化技術(shù)等的沖擊，造船行業(yè)為獲得更好的發(fā)展空間，可結(jié)合智能制造，保障制造可靠，提升效率，并滿足實(shí)際使用需求。故此，文章對智能制造展開分析，再對具體的智能制造在造船行業(yè)中的應(yīng)用進(jìn)行闡述，旨在推動造船行業(yè)發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】智能制造 造船行業(yè) 自動化 應(yīng)用

通信、自動化、智能等技術(shù)的運(yùn)用，為造船行業(yè)的發(fā)展和進(jìn)步提供了基礎(chǔ)，有效的完成了對造船工藝流程的改進(jìn)與優(yōu)化，綜合提升了造船行業(yè)的發(fā)展。故此，文章對智能制造在造船行業(yè)的應(yīng)用展開分析，先分析具體傳統(tǒng)制造模式的相關(guān)缺陷，再對具體智能制造技術(shù)進(jìn)行闡述，最后分析智能制造在造船行業(yè)中的應(yīng)用，詳細(xì)內(nèi)容如下。

1 傳統(tǒng)制造模式的缺陷分析

受到技術(shù)和市場的沖擊，傳統(tǒng)制造模式逐漸無法滿足造船行業(yè)的需求，制約了造船行業(yè)的發(fā)展與進(jìn)步?，F(xiàn)詳細(xì)的對傳統(tǒng)制造模式進(jìn)行分析與研究，具體為：

（1）生產(chǎn)質(zhì)量不高。當(dāng)前造船行業(yè)需要在相關(guān)工作人員的共同支持下，實(shí)現(xiàn)相關(guān)工藝模式。盡管具有加高的自動化水平，但是，仍舊存在人為因素干擾較大的情況。則會對造船行業(yè)的發(fā)展造成干擾。

（2）生產(chǎn)時(shí)間長。傳統(tǒng)制造模式中，相關(guān)工藝不夠先進(jìn)，部分工藝依個(gè)人經(jīng)驗(yàn)，這樣生產(chǎn)過程中，容易導(dǎo)致造船的整個(gè)生產(chǎn)周期較長，進(jìn)而影響造成企業(yè)的市場競爭力和經(jīng)濟(jì)效益。

（3）效益受限。傳統(tǒng)制造模式生產(chǎn)中，造船行業(yè)，容易出現(xiàn)船舶部分構(gòu)件不達(dá)標(biāo)的情況，進(jìn)而影響船舶的性能與安全。尤其是一些船舶零部件生產(chǎn)企業(yè)，受到質(zhì)量限制，容易導(dǎo)致銷售滯留的情況，進(jìn)而導(dǎo)致囤積情況，干擾造船行業(yè)的發(fā)展與進(jìn)步。

（4）設(shè)備不足。當(dāng)前，傳統(tǒng)制造模式中，存在相關(guān)設(shè)備不夠充足的情況，對造船質(zhì)量、效率等均具有不良影響。

上述幾點(diǎn)傳統(tǒng)制造模式的缺陷分析可以發(fā)現(xiàn)，這些缺陷的存在，必然會造船行業(yè)的發(fā)展造成不良影響。威脅造船行業(yè)的發(fā)展與進(jìn)步。為實(shí)現(xiàn)對這些缺陷的控制與處理，需要對傳統(tǒng)制造模式進(jìn)行改進(jìn)與優(yōu)化，可引入智能制造。

2 智能制造分析

2.1 智能制造的內(nèi)涵。所謂智能制造技術(shù)，是一種先進(jìn)的技術(shù)類型，且智能制造屬于不斷發(fā)展的階段中。當(dāng)前，國內(nèi)對智能制造的理解為：基于新一代的信息技術(shù)，其能夠從目標(biāo)產(chǎn)品的生產(chǎn)、管理、服務(wù)等制造活動的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行優(yōu)化與改進(jìn)。且以智能工廠為載體，結(jié)合智能化、互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)智能化生產(chǎn)。有效增強(qiáng)造船行業(yè)的發(fā)展趨勢，借助智能制造能夠全面的推動產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量提升，并有效的降低制造成本，能夠智能化生產(chǎn)，可為造船行業(yè)的持續(xù)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

2.2 智能船廠。智能船廠是在制造技術(shù)的支持下，其有效的將造船技術(shù)和智能制造相結(jié)合，它是智能工廠概念的體現(xiàn)。智能船廠具備傳統(tǒng)造船廠所不具備的功能，可以實(shí)現(xiàn)全面感知、不斷優(yōu)化等功能，能達(dá)到數(shù)字化造船、精益造船、敏捷早造船和綠色造船等效果。其特點(diǎn)主要為：

（1）數(shù)字化。有效的將CAD、CIMS等數(shù)字化制造系統(tǒng)融入到造船工藝中，能夠?qū)崿F(xiàn)無紙化作業(yè)。具體的生產(chǎn)中，有效的對方法庫、數(shù)據(jù)庫和模型庫等進(jìn)行利用，并滿足具體的生產(chǎn)的需求，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化生產(chǎn)的目的。

（2）集成化。智能船廠結(jié)合了智能制造的特征，并有效提升內(nèi)部數(shù)據(jù)信息溝通，并保障決策、管理控制等均實(shí)現(xiàn)無障礙交流，有效的增強(qiáng)造船的全體效果。

（3）自動化。在數(shù)字計(jì)算和通信技術(shù)等的支持下，能夠?qū)崿F(xiàn)智能設(shè)備和生產(chǎn)線的自動化生產(chǎn)。借助相關(guān)技術(shù)實(shí)現(xiàn)信息采集和傳遞，實(shí)現(xiàn)自動化控制和生產(chǎn)。

（4）可視化。在具備良好的數(shù)據(jù)處理能力同時(shí)，能夠?qū)崿F(xiàn)人機(jī)交互，相關(guān)數(shù)據(jù)借助數(shù)據(jù)圖表、視頻等形式呈現(xiàn)，為相關(guān)決策提供技術(shù)，保障生產(chǎn)質(zhì)量。

（5）網(wǎng)絡(luò)化。借助網(wǎng)絡(luò)化的特征，能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)時(shí)的動態(tài)管控，便于資源利用。如下圖1所示為具體的智能船廠架構(gòu)圖。

2.3 智能制造的相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)

簡單對智能制造的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行分析，詳細(xì)為：

（1）物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)擇取三層的架構(gòu)模式，為感知層、網(wǎng)絡(luò)傳輸層和應(yīng)用服務(wù)層。具體造船行業(yè)應(yīng)用智能制造中，物聯(lián)網(wǎng)的感知層主要負(fù)責(zé)信息的采集工作，包含日常生產(chǎn)中的關(guān)鍵信息。網(wǎng)絡(luò)層主要負(fù)責(zé)信息的匯集、存儲和傳遞等功能，其有效與感知層連接，并以多種接人設(shè)備連接。

（2）工業(yè)機(jī)器人技術(shù)。是以計(jì)算機(jī)、AI等學(xué)科為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)自動控制和重復(fù)編程等功能。在具體的造造船生產(chǎn)中，裝配機(jī)器人的使用，能夠完成對造船中的諸多工作完成，相關(guān)統(tǒng)計(jì)表明，借助工業(yè)機(jī)器人的使用，能夠有效的提升效率。且效果顯著。

（3）大數(shù)據(jù)技術(shù)。智能制造過程中，需要有效的數(shù)據(jù)信息支持，造船企業(yè)在實(shí)際的生產(chǎn)中，智能制造運(yùn)用需要在大數(shù)據(jù)的支持下，借助數(shù)據(jù)挖掘、分布式存儲等，能夠有效的為數(shù)據(jù)信息的利用莫定基礎(chǔ)，綜合推動造船行業(yè)的持續(xù)發(fā)展。

（4）云計(jì)算技術(shù)。云計(jì)算可良好的運(yùn)用到智能制造中，其具有網(wǎng)絡(luò)計(jì)算、分布式計(jì)算、并行計(jì)算等，為智能制造提供基礎(chǔ)。

3 智能制造在造船行業(yè)中的應(yīng)用

結(jié)合智能制造的基本情況，本文對具體的智能制造技術(shù)在具體的造船行業(yè)中的應(yīng)用進(jìn)行闡述，詳細(xì)內(nèi)容如下。

3.1 智能制造技術(shù)的運(yùn)用

智能制造技術(shù)能夠覆蓋造船行業(yè)的基本業(yè)務(wù)活動，包括船舶產(chǎn)品的整個(gè)生產(chǎn)周期。其中智能制造技術(shù)，可以根據(jù)關(guān)鍵技術(shù)的特征應(yīng)用到造船行業(yè)的不同領(lǐng)域。

（1）物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可運(yùn)用到造船行業(yè)的供應(yīng)鏈管理中，應(yīng)用到這部分管理中，能夠?qū)崿F(xiàn)個(gè)性化船舶定制、供應(yīng)鏈各個(gè)環(huán)節(jié)的效率提升，構(gòu)建合作共贏合作供應(yīng)鏈，還可為透明化供應(yīng)鏈管理提供幫助。具體的供應(yīng)鏈管理能夠?qū)崿F(xiàn)訂單、采購和物流、倉儲和售后等的管理，效果顯著。此外，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)還可運(yùn)用到車間生產(chǎn)管控、能源管理等，實(shí)現(xiàn)有效的信息采集和管理，優(yōu)秀提高造船行業(yè)的生產(chǎn)管理能力。

（2）工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用主要是在造船的生產(chǎn)階段，能夠按照船舶建設(shè)流程，實(shí)現(xiàn)對船體、舾裝、涂裝等工藝，還可實(shí)現(xiàn)船舶零部件的加工等。能夠在預(yù)先編制程序的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)自動生產(chǎn)。而且，借助工業(yè)機(jī)器人能夠?qū)崿F(xiàn)智能化工藝裝備。具體生產(chǎn)線中，包含焊接機(jī)器人、水火彎板機(jī)器人、涂裝機(jī)器人等，實(shí)現(xiàn)制造的智能化。

（3）基于云計(jì)算和大數(shù)據(jù)制造平臺。該平臺可對造船業(yè)的資源分析、數(shù)據(jù)挖掘等，能夠構(gòu)建給予云計(jì)算的大數(shù)據(jù)處理平臺，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)信息資源的分析與提取，為資源配置和網(wǎng)絡(luò)協(xié)同提供基礎(chǔ)，進(jìn)而保障智能決策準(zhǔn)確性。

3.2 智能制造技術(shù)實(shí)施的總體框架體系

智能制造可以切實(shí)應(yīng)用到造船行業(yè)中，能夠?yàn)樯a(chǎn)、管理和控制等提供幫助，現(xiàn)本文結(jié)合智能制造的基本情況，對具體智能制造在造船行業(yè)的總體實(shí)施框架。

圖2：智能制造在造船行業(yè)的總體實(shí)施框架

借助這一框架，可以有效完成對智能制造的應(yīng)用，涵蓋生產(chǎn)現(xiàn)場、網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施、支撐層、平臺和系統(tǒng)層。生產(chǎn)現(xiàn)場中包含各類設(shè)備、生產(chǎn)線和工業(yè)機(jī)器人等，屬于智能船廠的基礎(chǔ)部分。網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)層則是由各類網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成、包含工業(yè)以太網(wǎng)、WIFI、WLAN等，支撐層則實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)處理和知識沉淀，平臺和系統(tǒng)層，包括各類軟件支持。上述框架結(jié)構(gòu)中，有效的對智能制造的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行運(yùn)用，滿足造船行業(yè)的需求，積極推動造船行業(yè)的持續(xù)健康發(fā)展。

結(jié)束語：

本文研究分析智能制造在造船行業(yè)中的應(yīng)用，現(xiàn)對具體的造船行業(yè)制造基本情況進(jìn)行闡述，確認(rèn)具體智能制造的價(jià)值。再結(jié)合智能制造的基本特征、關(guān)鍵技術(shù)等，分析造船行業(yè)中智能制造的應(yīng)用意義。最后，結(jié)合實(shí)際情況，對具體的智能制造技術(shù)的應(yīng)用展開分析，再對具體的應(yīng)用框架進(jìn)行闡述，從而實(shí)現(xiàn)造船行業(yè)的智能化水平提升，實(shí)現(xiàn)造船行業(yè)的持續(xù)健康發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[11李辰昱.造船企業(yè)智能制造技術(shù)應(yīng)用規(guī)劃研究[D].江蘇科技大學(xué)，2016：15-18.

[2]李永博.機(jī)器人生產(chǎn)線在船舶智能制造中的應(yīng)用研究[J].船舶工程，2017（10）：95-99.

[3]夏端武，薛小鳳.智能制造技術(shù)在工業(yè)自動化中的應(yīng)用研究[J].機(jī)械設(shè)計(jì)與制造，2018（2）：20-21.

[4]潘愛民.機(jī)電一體化技術(shù)在企業(yè)智能制造中的應(yīng)用研究[J].時(shí)代農(nóng)機(jī)，2017，44（8）：54-54.

[5]]張玉奎，張宜群.船舶智能制造技術(shù)頂層研究[J].應(yīng)用科技，2017，44（1）：5-8.