智能制造技術在船舶行業的應用探究

陸慶新

摘要：當前，智能制造技術正在世界領先的造船廠發展火熱，它主要用以提高船舶設計和生產的效率和質量。近年來，我國在造船的智能數字化方面開展了大量的工作，大家都將發展的中心設為了船舶的智能制造上了，因此，密切關注智能制造技術的使用和發展趨勢顯得非常重要。

關鍵詞：智能制造技術;船舶行業;應用

中圖分類號：F407.474? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-957X（2021）12-0180-02

0? 引言

在促進創新產業發展的同時，該產業的發展不可避免地要與商品制度的變化和新產業的誕生相吻合。考慮到當前的國際形勢，國內對航運的需求不足，因此，船舶行業想要緊跟時代發展步伐面臨著更大的挑戰，其必須迅速解決產業結構問題。而亞洲是世界造船中心，其中中國、韓國和日本為主要位置。韓國和日本在造船業中處于較高水平，但提供尖端技術的卻是歐美國家，他們制造的船只具有很高的技術價值，因此在市場上具有競爭優勢。而我國的造船業具有悠久的傳統制造歷史，因此在全球航運不景氣期間受到了更為深刻的市場影響。

1? 船舶制造現狀

進入“十三五”時期以來，黨和國家開始更加重視海事領域。特別是“一帶一路”和“海上力量建設”戰略的提出，我國發展海洋經濟的需求日益迫切。在這些條件下，我國的造船業正在經歷強勁的增長，這主要可以從以下方面看出：①創新水平提高;②生產能力提高;③在保持獨立自主方面取得了巨大成功;④外國技術在國際市場上的份額已大大減小;⑤產業集中度正在增加。但是，考慮到造船業的持續發展，在高科技內容市場競爭中，我國落后于韓國和日本等主要造船大國。除了缺乏重要技術的研發外，能否完成船舶及相關設施建設的問題也是一個非常重要的限制因素，因為這里沒有“龐大所以強大的制造業”這一論斷。我們國家的造船業與韓國和日本的造船業相比，自主造船業在生產成本、效率和人工方面有很大差距，所以一些企業正在開發和實施獨立的研究和技術，以逐步彌合制造技術的差距。按照國家“兩個工業化”戰略的規劃，全國制造業信息化進程加快，數字技術逐漸也進入到了造船業。高鐵、智能制造、海洋工程等行業的產值均超過10%。在造船技術原有技術的基礎上，MES和ERP，工業機器人，新型傳感器和智能控制系統等信息設備已在造船企業中廣泛使用，但世界上最先進的技術是信息集成和生產過程之間信息交互，與他們進行相比，我國的造船方法還是有明顯的缺點，因此總的來說，目前我國造船設備的智能水平相對較低，“信息孤島”問題仍然存在，沒有達到與整合大規模合作和創新的可能性相適應的高水平階段。

2? 船舶智能制造的關鍵技術

2.1 人工智能技術

在現代制造業的發展中，人工智能在諸如智能機器人，語音和圖像識別以及特殊的多信息檢測系統等先進技術中發揮了無與倫比的作用，它顯著的提高了制造業連續生產的效率。造船設計的過程開發和概念設計是大多數專業人員的創新思維的重要表達方式，它需要詳細的分析和果斷地決策，在設計船舶的過程中，可以使用特殊的系統來有效地保護設計任務免受復雜任務的影響。在船舶智能制造的設計，建造和運行方面，人工智能是指從設計、開發到生產從設計、建造、運行到開發的智能系統的持續實施運作的。從某種意義上說，智能制造技術確實是制造技術和人工智能的結合。在現代社會中，智能制造是傳統人工智能在制造業中的一種應用，它從人工知識的簡單應用變成了系統的對象，建立起了一個智能工廠以實現目標智能制造。

2.2 物聯網、云計算、大數據

物聯網是虛擬環境和現實世界之間的“橋梁”。它顯著縮小了物體與人之間的空間距離，并大大簡化了人的日常生活和生產。物聯網技術可加速造船數據的傳輸和處理，并有助于優化造船資源的分配。云計算為數據處理和存儲創建了可靠和安全的環境，促進了不同制造設施之間的數據交換，并為船舶的設計，建造和運營提供了有效的數據支持，大數據是基于物聯網的大量數據，其利用云計算來處理和存儲數據，通過分析在生產線環境中收集的大量數據，為用戶提供了高質量的服務。

2.3 虛擬仿真技術

在虛擬環境中，通常實施虛擬建模技術來對供應鏈分工，從而有效地替代“調試、修改、加工”的舊生產方法。使用虛擬仿真技術仿真整個制造過程，需要預先模擬制造過程，進行預防性檢查和評估各種措施，以提高工廠的效率并防止由于初步設計不足而導致的未來工作。在造船業中，他們不需要直接創建原型，而只需要創建虛擬模型來預測產品問題即可，逐漸積累經驗并將虛擬模型轉換為常規生產模型。在不同的地方，船員們在同一個船模上共同努力，以改善所涉各個方面的交流與互動。例如，當使用虛擬仿真技術設計船用發動機導管系統時，設計人員可以“插入”并放置管道以檢查是否存在干擾。

3? 智能制造技術在船舶行業的應用

3.1 船舶行業智能制造的框架

在造船業中使用智能制造技術，可以通過對不同數據進行分析來簡化總體生產管理流程。在造船、物流管理和制造方面，它可以有效地建立生產鏈，并顯著提高造船業工作效率。根據一些發達國家的造船經驗，自智能制造技術引入以來，整個造船行業的發展得到了改進，智能制造技術不僅可以實現信息交互，而且還可以實現各個方向的生產管理，并集成了最新的生產方法以提高生產水平。如圖1所示，這是現代智能造船的基本結構，該框架由許多模塊組成，包括原材料，存儲設備，數字平臺，現代裝配線的機器人處理，智能噴涂和智能裝載。每個模塊代表專業的信息收集和處理，因為每個模塊之間的交互相對緊密，可以快速發現生產問題，并且生產環境高效靈活。

3.2 智能制造技術的具體應用方向

在某些情況下，智能制造技術主要出現在造船業的六個方面，它們分別是智能控制、智能服務、智能運營、智能制造、智能設計和云計算平臺。在設計方面，用戶可以根據需要使用響應式多維設計入門模塊，提高工作項目的靈活性并降低在計算機上管理智能制造技術的復雜性。用戶還可以使用這些方法來用于物聯網，智能服務，這些首先體現在生產過程中信息的相互處理中，從而使得人們很容易管理整個生產。在許多情況下，智能工作并不意味著智能制造過程，用戶通過參與操作可以識別自己的問題并解決操作問題，從而減少人工成本并幫助提高生產效率。智能制造是最重要的鏈接，每個模塊都可以設計，在計算機上工作時，用戶只需提前完成以下步驟，如果存在特定問題，系統可以識別并進行有針對性的調整。在整個制造過程中，云計算平臺可以通過詳細收集和分析數據來創建整體周期，從而為五種領先的智能服務提供數據支持。對于傳統造船固有的缺點，該系統對于改善造船過程的集成和自動化可能非常有效和有用。

3.3 智能制造技術應用在船舶行業的優勢

智能制造技術應用在船舶行業的好處主要體現在以下幾個方面：

3.3.1 完善造船體系

智能制造系統不再是純粹的艦船單位，而是在集成了信息和某些子系統的基礎上，從設計服務、運營、制造等各個方面進行系統分析。因此，制造過程中的許多干擾因素有助于船上人員工作的整體管理。

3.3.2 信息水平有所提高

智能制造船舶系統使用云計算進行數據分析和決策支持。同時，使用虛擬現實和智能識別技術可以為生產過程的操作提供智能服務，這有助于減少體力勞動并提高生產智能。

3.3.3 勞動力的靈活性較高

船舶系統在設計采用模塊化管理方法，在設計、建造和運營的每個階段都要考慮到不同的要求。因此，總體制造靈活性相對較高，并且可以對要求和產品進行各種調整。

3.3.4 增強了造船企業的協同效應

現有的造船企業通常不會在生產過程中考慮其運營和維護，但是可以在租用智能制造船舶系統后獲得信息，使其可以有效地滿足任何要求。

4? 船舶智能制造技術發展趨勢

隨著科學技術的飛速發展，各種造船技術得到了全面的發展。除了3D信息技術模型和一些數據庫標準和范圍以外，我國目前的工業造船系統還沒有智能制造標準和數字車間。根據國家制定標準智能制造系統的準則以及現有智能制造技術傳動和標準船舶行業機構的發展趨勢，高科技船舶和非技術設備的標準智能制造機構的開發是一個動態的過程。接下來的第一步，應將其定義為“常規中級風險”標準，用于及時的檢查船舶智能制造是否符合標準。

5? 結語

隨著信息時代的到來，全球工業智能正進入快速發展階段。在當前市場的情況下，我國有必要逐步提高造船業的制造水平，以使造船企業能夠在競爭中獲得優勢。目前，智能制造正成為實現“海洋強國”戰略目標的支柱，船舶行業的開拓者也在不斷推動我國造船業的蓬勃發展，為我國船舶制造行業的高質量發展做出貢獻。

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