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打造船舶业智能车间,加快智能制造技术推广

时间:2021-01-02   拜候量:1255

当前,国外先进造船企业正处于由“工业3.0”向“工业4.0”推进的阶段。日本、韩国等国的先进造船企业遍及使用了数字化技术、主动化技术和精益出产等技术,实现了厂域空间全网络覆盖以及物联网技术和大数据技术的应用,不竭推进智能单元向智能出产线推进,为建成智能船厂打下了坚实的基础。相较之下,国内船企在数字化、主动化、精益出产等方面基础薄弱,成长程度参差不齐,尽管少数主干企业在物联网、智能单元等方面取得了必然进展,但国内主干船企总体还处于“工业2.0”阶段,正在向“工业3.0”迈进。

  爬坡迈坎 短板亟待补齐
  
  船舶行业先进制造技术专家组组长林忠钦院士暗示,我国船舶工业造船技术与日本、韩国以及欧盟等国家的差距主要表现在四个方面:一是数字化工艺设计能力严重不足;二是船舶建造装备与系统的主动化、智能化程度低;三是造船过程管控缺少有效的数据撑持;四是制造技术与信息技术的融合、集成度低。在船舶建造装备方面,我国船企在切割、成形、焊接、涂装等作业方面基本以机械化、半主动化为主,而日韩船企基本已经实现数字化、智能化。在打磨作业环节,国内大多数船企还采纳手工作业方式,国外船企已采用了主动扮装备。此外,出产流水线作业与日韩船企的差距更加明显。在钢材预处理、型材切割、管子、T型材、小组立、中组立、拼板、平面分段、曲面分段建造过程中,日韩船企已经实现智能主动化流水线及数控主动化流水线作业,而我国还处于刚性主动化流水线作业或者一站式不流水作业的阶段;同时,在中组立焊接方面,国内船企基本上是手工作业,而国外先进船企已实现智能化焊接。目前,日韩先进船企建造主动化率可达68%,甚至更高,但国内主干造船企业焊接主动化率最高仅为20%摆布。为此,我国船企在推行智能制造技术方面,需对标找差,补齐短板。

  放眼全球,在推进智能制造的过程中,日本积极推进切割加工机器人、焊接机器人、涂装机器人等智能扮装备在船企的应用,构建“中心产物”智能化柔性出产线,提高船舶建造质量和效率。韩国制订了“三步走”的船舶智能制造和船厂成长规划,特殊重视信息集成、基于物联网的全要素实时监控、虚拟与物理船舶制造系统融合的智能制造技术应用。欧盟国家在扎实的造船工业基础之上,以周全数字化、模块化和网络化平台为支撑,组建模块化、专业化合作出产的动态联盟,保持在高人力成本下的竞争优势。展望未来,我国船企在推进船舶智能制造的过程中不仅需要提高建造技术,还需要在工艺设计、建造装备、信息技术集成等方面周全发力。

  分步实施 打造智能车间
  
  结合当前船企在数字化工艺设计、建造程度以及出产车间智能化方面的现状,林忠钦建议,我国船舶工业在推进船舶智能制造的过程中,可通过“三步走”方案,分步实施、逐渐推进。第一步,到2020年,建成智能车间,使造船效率和质量程度接近日韩船企;第二步,到2025年,实现周全信息集成与大数据应用,构建数字化虚拟船厂,并形成智能船厂应用示范与模式,建成智能船厂,促使造船效率和质量程度赶超日韩;第三步,搭建船舶智能制造联盟,引领技术进步与创新。

  具体而言,在智能车间建设方面,要构建数字化工艺设计与数据库,实现建造技术的主动化、智能化。同时,要实现车间建造过程全要素的实时感知、智能决策与管控,提升车间管控的实时性、科学性与准确性,周全提高治理效率与程度;构建支撑智能车间建设的互联互通信息平台,完成智能船厂推进的整体方案设计、尺度体系建设以及打造造船全过程实时智能管控的信息感知基础。

  针对当前国内船企切割、成形、焊接、涂装等作业基本以机械化、半主动化为主的现状,林忠钦建议,船企在实现制造主动化、智能化方面,要重点做足、做实四方面的“功课”。首先,要重点推进要害零部件智能加工,实现曲板、肋骨成形、管子等加工数控化、智能化,提高建造效率与质量;其次,重点推广智能焊接工艺技术、建造质量在线监测技术等的应用,撑持国产化造船专用焊接机器人开发与应用,提高船企智能化焊接装备的国产化程度;再次,不竭扩大出产主动扮装备及出产线应用,实现各类小组立部件、平面分段、曲面分段、涂装等的专业化、主动化、柔性流水式批量出产,提升出产效率;最后,积极投入物流主动扮装备,引进主动导引运输车、搬运机器人、主动分类等主动化、智能扮装备,提高造船企业物料、部件和分段等的装卸、输送能力及效率。最终目标,是实现建造过程的周全主动化、智能化,大幅提升建造质量和效率,显着改善劳动作业环境,减少人员健康损害。

  林忠钦暗示,在打造智能车间的过程中,船企除需解决车间层互联互通的智能制造基础平台问题外,还需具备行业整体推进的总体设计、尺度体系以及全过程信息感知等基础条件,为进一步推进智能船厂建设打下基础。

  多方合力 共建智能船厂
  
  采用智能制造技术是我国船企提高造船质量和效率的主要途径,智能制造有助于快速提升我国船舶工业的竞争力。林忠钦暗示,船舶工业推进智能制造要通过在智能造船的共性技术上实现冲破,推进一批核心装备的研制和普及应用,成立若干示范性企业,使要害造船指标赶超日韩。因此,他建议我国船舶工业在推进智能制造的过程中,坚持政府鞭策,企业主导,产学研合作,重点引领,有序推进,周全提升我国主干造船企业的智能制造技术程度。

  他指出,一方面,政府及行业治理部门可通过顶层设计,总体规划船舶工业智能制造的推进,通过实施高技术船舶科研专项、智能制造专项以及智能制造试点示范,形成有机推进的工作机制,加快我国船舶工业推进智能制造的程序。另一方面,船舶企业要主动作为,最大限度地激发企业内生动力,到2020年之前,重点企业完成主动化补课,构建中心产物专业化流水出产体系,推进精益治理;主干企业在补课基础上,普及数字化工艺设计与数据库,夯实智能制造集成基础;引领企业在补课、普及基础上,重点开展智能车间的试点示范工作。此外,要鞭策产学研合作攻关,整合船舶工业主要资源,搭建产学研联合攻关平台,研究冲破智能制造要害共性技术、支撑智能制造试点示范、推进智能制造尺度制订与新模式应用。

  除此之外,船舶企业还需要加强人才步队建设,孵化一批提供船舶智能制造核心装备、系统解决方案的支撑性企业,及时归纳总结尺度制订、试点示范等推进工作的研究成果,形成具有实用性和行业可推广性的研究成果,鞭策行业整体技术进步;在造船设计、出产、治理各领域推广精益文化,构建学习型组织,支撑企业效率与质量的持续提高,为推进船舶智能制造营造良好的生态文化氛围。

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