船舶制造工艺装备的发展与创新

船舶制造工艺装备的发展与创新

毕,湲

安徽省江淮船舶检验局  安徽省 230000

摘要:中国的造船业堪称水上巨兽，一艘大型常规商船的内部壳体结构是由成千上万的船舶零件组成的，需要配备各种机械设备、管道、电气等仪表，以及各种生活设施等。以充分满足航行、停泊、生产和日常生活的各种需要。如何快速高效地将相当复杂的壳体结构从实际设计稿到图纸进行组合，形成船舶的最终产品，内部依赖于先进的造船装备技术。而先进的造船装备技术也需要与各种相应的造船技术工具和装备技术进行内部匹配，才能成功组合实施。深入分析了目前我国船舶工业技术工具和装备技术发展的基本情况，以及我国船舶工业技术工具和装备技术创新的未来发展。最后，总结了一些相关的技术对策和改进建议。

关键词：船舶；制造过程设备

引言：一般来说，船舶结构是由成千上万的船舶部件组成，在大型船舶的内部结构中配备了各种机械设备、电气测试仪器、管道等生活设施，以有效满足大型船舶的日常航行和船舶工人的日常生活或工业生产的需要。要将大型船舶复杂的内部结构完美地投入生产，需经过多个操作程序，所有这些都需要先进的结构制造技术和设备安全完成，而先进的结构制造技术也需要先进的制造技术和设备技术高效实施。因此，本文主要研究先进技术装备和一些创新技术在当前造船过程中的应用和发展。

一、国内造船技术和装备发展现状

1.1船舶材料

目前，尽管我国大型船舶专用造船工业加工材料行业的整体经济社会发展以及总体经济形势依然相对较好，但这些当前仍是影响船舶工业人员工作生活环境的主要因素。对于此类大型船舶而言，恶劣的日常工作生活环境为其自身需求提出了更高的船舶加工材料质量标准要求。换言之，只有大型船舶专用造船工业所用材料本身已具备了良好的高温耐腐蚀和韧性与持久使用寿命强度，才可真正能够保证满足当前我国大型船舶工业材料制造与船舶加工安全应用的最高性与安全性。同时，在充分推动当前我国大型船舶专用造船工业加工材料行业不断逐步成熟已得到快速健康发展的巨大潜力前提下，也伴随着低温特种重型不锈钢、低合金高温耐腐蚀性低强度特种不锈钢材的广泛应用，开始逐渐难以完全满足当前我国大型船舶工业的各种造船材料制造安全应用需求。

1.2焊接方面

目前，我国先进技术造船厂自动焊接设备的生产机械化和自动化程度远远落后于国外先进国家。国内部分具有高科技船厂和先进的技术骨干使用油轮直接焊工，造船业焊接设备加工制造材料人均焊接消耗约15 kg，相比国外先进的焊接技术水平是人均消耗45kg以上，两者之间存在着双倍以上的差距。除去技术成本和管理的特殊原因外，其中一个主要原因是造船业焊接设备的自动化率和技术水平低于国外先进技术骨干船厂。此外，造船业所有的高效焊接设备以及需要国内先进骨干船厂生产使用的高效造船焊接设备的加工制造材料，都直接依赖于国外造船企业的进口。近年来，我国船舶工业相关部门科研院所在船舶工业焊接加工材料生产、自动化焊接加工及制造设备的焊接技术自主研究、开发和应用方面取得了一些初步的技术研究成果。他们成功自主研发了自动焊接机和立式自动焊接机、焊接接头、空气立式焊接机、双丝焊单面电焊机、mag焊机等新型自动化造船工业焊接设备，现已在我国造船工业焊接加工企业中广泛推广应用。

二、国外造船技术和设备的发展趋势

2.1独立自动化

基本上，在造船技术发达的国家，已经实现了所有大型单机加工自动化，如超大型钢材的自动切割加工、全自动肋骨弯曲机和大型数控全自动弯管机等。这些新型单机的主要特点是微机数控技术、计算机控制技术和微型机器人制造技术的充分结合。该设计的主要目的是实现造船生产中重要工位的单机自动化材料加工。

2.2柔性自动化生产线

柔性加工自动化造船生产线的主要基础条件是采用单机加工自动化，这在国外先进造船厂中较为普遍，如型钢平面自动分段加工线、钢板自动预处理分段线、型钢自动分段加工线、自动管材柔性自动加工流水线等。主要是采用单机自动控制单机，充分利用监控传感与自动检测管理技术、监控自动诊断与维修管理技术、自动化与物流管理技术、自动化机器人等各类高科技系统，使造船企业在全过程的某一生产过程或某一主要制造过程阶段实现单机自动化的船舶加工管理系统。对于大型船舶、船用发动机等大型船用加工设备，因船舶具有品种多样化、批量小的特点，自动化造船生产线必须保持相对灵活，才能很好地满足多样化船舶产品的市场需求。

三、对策和建议

3.1现代造船模式与造船工艺装备的发展相结合

现代造船工业模式，是指以中间制造产品为主要生产工艺单元，实现船舶设计者在装配线上的加工作业。这种基于传统设计思想的设计制造方法，完全实现了所有在船舶设计生产线上随机作业的大型船舶。利用随机设计组技术，将船舶生产工艺相似的大型船舶的所有部件随机设计组合在一起，划分成上千个生产标准不同的船舶设计组和生产工艺设计单元。对不同生产流程的随机设计进行综合规划后，进行组合优化，在空间和时间上有序进行，从而能够真实完整地实现船舶设计和生产线上的随机作业。在每条船舶设计生产线上，不仅可以较大提高船舶设计的设计生产率和各种专用设备的利用率，还可以大大提高船舶设计部门和生产线的管理效率。然而，基于现代大型智能造船系统设计模式的另一个重要技术特征是现代船舶设计、生产和管理的完全集成。要真正实现这一重要的技术目标前提是船舶设计实现船舶设备的计算机化。船舶生产设备在整个企业船舶设计过程中的管理，必须保证设备管理完全信息化。目前，各大船厂都可以通过船舶设计的基础设备，轻松实现船舶设备设计的计算机化。但由于船舶设计加工资金供需有限，智能船舶生产中的设备设计数量不足。不是所有的设备都可以直接在线传输各种类型的设计、加工、生产任务的数据，并且也不能直接作为各种设计、生产数据在线传输系统的指令传输，以用于指挥和存储生产线上的各种设备伺服电机驱动器。因此，很多企业设计师和生产线上游在设备内部有一个技术链的瓶颈，影响整个工艺流程的整体设计和施工进度，使得一些需要引进大量现代制造技术和设备的企业设计师和生产线管理效率难以及时得到有效提升。这无疑是企业需要关注的技术瓶问题。

3.2加大对船舶自动化设备的研究投入

目前我国大型通用船舶工业和大型自动化造船机械设备的齿轮制造装备与供应相关的企业技术更新和装备生产技术发展研究，仍需统筹规划。选择正确的技术研究发展方向，集中精力积极发展技术，逐步加快制造装备的商品化、产业化。同时，要继续不断加大科研经费投入，支持发展。大型船舶工业造船装备行业造船技术工程机械设备企业的技术更新，属于种军民组合，是船舶常见的、直接的技术转移。例如大型通用等离子金属涂层切割机已经在我国海军通用船舶和大型通用民船的材料加工、涂层和下料生产过程中得到了充分广泛的应用，一些企业的工厂，如大型通用海洋材料涂层厂的产品，既可以用作于军用船舶，也可以用作于民用船舶。目前，鉴于我国大型船舶工业造船技术工程机械设备企业的技术创新与国外先进国家存在相当大的差距，且近年来我国企业与国外企业的差距仍在不断扩大。因此，科工委，海军、船舶工业集团、船舶工业技术院也不断联合组织、协同部门，筹集大量科研经费，在海外一些国家的重大项目中开展进行技术更新研究。

结束语

与国外先进的造船厂设备相比，我国造船设备厂的生产工艺和设备自动化应用程度低，设备容易老化，加工精度低。为了完全适应先进的造船生产模式和先进的制造技术，我国造船企业的技术装备产业应朝着全自动化、机械化和柔性化全自动化制造生产线三个方向快速发展。船舶制造装备工艺行业的技术创新应用能够有效地解决当前传统现代船舶制造的生产自动化复杂程度与材料加工工艺精度较低以及现代船舶装饰制造工艺设备不先进的实际问题，真正有效地实现现代船舶装饰制造的生产自动化与加工机械化，进而有效促进当前我国现代船舶装饰制造装备行业的健康可持续发展，提高当代我国的船舶企业综合实力。未来，技术装备的产业发展和技术创新也将有机会直接推动我国造船企业技术水平的进一步提高。

参考文献：

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