海洋工程装备智能制造转型研究

海洋工程装备智能制造转型研究

胡浩文

深圳市德威胜潜水工程有限公司     518000

摘要：在智能化技术不断发展的年代，我国海洋工程装备已经由传统制造方式转变为智能化的制造方式，尤其是焊接、起重以及生产等装备正处于转型的关键时期。为此，为推动海洋工程装备智能制造快速转型，基于海洋工程装备数字化制造总框架以及装备智能制造需求，采取行之有效的装备智能制造转型路径，以便为海洋工程发展提供新思路。

关键词：海洋工程；装备智能；制造转型

引言：随着科学技术的不断发展，智能制造改造技术进入大众视野，为我国海洋工程装备智能制造转型提供了发展机遇，尤其一些海上作业的核心设备，如浮吊、能源开采、钻井以及起重铺管船等，都需要革新生产方式，实现智能制造的转型升级，以便确保我国海洋工程装备与国际接轨，为我国海洋生产事业提供技术支持。

1. 海洋工程装备智能制造需求分析

从当前海洋工程装备制造的发展情况来看，我国处于世界第三梯队，相较于欧美、日韩国家仍旧具有一定的差距，建造和改造能力相对不成熟，略逊于发达国家，为此要想推动我国海洋工程装备智能制造转型，必须要加大科技投入，实现数字化生产和制造。

1.1无人战术

在海洋工程装备建设中，起重装备主要由箱体分段、桁架式分体构成，这些设备对于技术都具有较高的要求，且需要花费大量的人工成本以及机械成本。而为了提高海洋工程装备制造的水平，降低装备制造的成本，我国急需发展智能制造技术，逐渐由焊接型制造转向自动化制造。相关企业在发展过程中，要着重突破智能制造技术，推动海洋工程装备制造进入到智能化时代，将数字化技术、信息网络技术应用海洋工程装备制造中，以便提升海洋工程装备制造的生产率以及产品质量，实现海洋工程装备的自动化转型[1]。

1.2智能焊接

大型海洋工程装备制造对于制造技术具有较为严格的要求，产品结构复杂，制造工艺多变，且还需保证海洋工程装备制造的精度，因此如果采用传统的焊接工艺则无法满足海洋工程装备的生产需要，需要采用智能化手段，减少焊接工艺的误差。例如，在对箱体装备拼接以及加工的过程中，基于板单元焊接变形问题，改良焊接工艺，采取智能化焊接手段，减少板单元焊接的变形量以及矫正时间，以便保证海洋工程装备的拼接质量以及装备外观。另外，为降低人为因素干扰，在对箱体进行分段拼接时，实现三面成型或四面成型的流水线目标，借助机器完成箱体结构制造，提升箱体装备的加工精度。

1.3数字化车间

在智能化制造背景下，要想提升设备的制造精度，企业需要减少人力成本支出，提高机械设备制造参与度，实现海洋工程装备制造全生命周期的机械生产。要在机械生产车间装设智能设备以及柔性化生产线，以便确保各个车间生产信息互联互通，做到对产品有序生产和控制。例如，在机械生产车间安装数字化管理平台，利用网络监控系统以及信息化管理系统，实现对海洋工程设备故障的在线诊断，以便能够确保机械装备车间生产的可协调性。

1.4数字化生产

在智能时代下，对于生产具有数字化要求。在海洋工程机械装备全生命生产周期，收集装备结构生产信息，记录装备品质。首先，在海洋工程装备生产过程中，利用计算机系统展示工程数据，分析生产执行计划、机械产量以及设备故障情况。其次，为每个海洋设备部件添加身份识别码，确保每个机械部件都具有独特的身份标识，以便在机械装备出现问题时能够实现对海洋工程装备问题的跟踪，保证装备部件的品质管理[2]。最后，要记录生产过程中资源消耗情况，统计分析生产成本，以便为后续工程利润计算做好备案。

2. 海洋工程装备智能制造转型途径

要想实现海洋工程装备智能制造转型，需要在设备生产过程中，采用柔化装备以及智能物流装备和EAP系统，以便通过上述制造装备的先进核心技术完成对工程装备的制造，达成工程装备智能制造的目标。

2.1柔性装配设备

柔性装备进行智能化改造关键在于启用板单元机器人，完成对装备部件的搬运、拼接和安装，并且在对柔性钢结构进行装配时采用点焊工艺，确保工程装备横隔板成组，结构三面成型。其次，对于一些大型箱体结构，则要采用单元肋骨组队装配方式，以便实现大型柔性设备装配目标。如在进行装配过程中，采用自动化龙门式自动抓取设备，完成装备三面成型或四面成型组装，并将T型排机器人应用于部件运输、组装和焊接。

2.2智能物流装备

在装备生产车间要启动智能化物流工艺。首先，自动搬运机，完成对机械部件的调运和监控，可以将搬运机与APP软件关联，在线上完成对机械部件的调度管理，统筹车辆运输流程，并将车辆信息同步至系统中，以便保证部件装运的准确性。其次，利用窄带通讯设备，提高物流平台的调度效率，启用车辆业务作业调度系统，基于对现场车辆数据信息分析，完成调度车辆的规划布局，保证车辆运输有序开展。最后，为了确保将机械部件准确送达至车间指定区域，在进行部件转移过程中，可以采用液压轨道小车进行转运，利用多台操控系统实现多台小车联动，完成对部件传输。

2.3上线EAP系统

工程装备与EAP系统对接，实现设备数据与工程制造的互联互通，及时反馈设备数据，分析和收集设备生产情况。例如，在装备组装生产线时，对全部设备对接EAP系统，监测设备生产执行，并基于当时海洋工程特性，改进设备生产计划，以便装备生产符合海洋工程企业特性。将EAP系统连接至MES系统中，规划设备生产信息，并根据设备生产目标进行及时调整，以便能够在大数据信息的支持下，完成海洋装备的制造和生产。

2.4智能化焊接

智能化焊接的转型需要利用多种智能化焊接设备，如在焊接大型海洋工程装备时，利用特种弧形装备机器人系统，并通过与仿真模型的结合，完成可行的系统构型，以便确保机械设备的焊接达到智能化焊接要求。其次，利用视觉系统编辑工程部件参数，并在传感系统的介入下进行快速定位切换，以便实现机械装备焊接的焊缝定位和故障跟踪，降低人为因素对机械生产的干预，提高机械焊接的准确性。最后，在对机械设备进行拼接过程中，采用拼接机器人，完成箱体结构各个部分的焊接和组装成型。

2.5智能化起重装备

智能化起重装备贯穿于海洋工程装备制造中，如设备层、生产线层以及车间层等。因此，要基于海洋工程发展需求，采用装备自动转型技术，打造自升式起重装备。如在进行海管铺设的过程中，利用自升式钻井平台完成对海洋地底的开发，再利用海上铺管船铺设海管，海管铺设全过程都在信息化管理和智能化监督下，确保海洋工程达到施工目标。另外，在进行海管铺设过程中，启用海洋平台工作船，以便随时根据项目进度与平台协调工作配合细节，顺利完成海洋工程项目建设目标，完成海管铺设工作，真正实现海洋工程装备的生产化应用。

结语：总而言之，我国制造业正处于关键的转型时期，而对海洋工程装备制造来说，通过智能化技术与海洋工程装备的结合，搭建工程装备的运载体系，并推动海洋工程装备向数字化以及智能化转型，是解决海洋工程装备制造短板，开发海洋工程装备制造的有效举措。

参考文献：

[1]天津市海洋工程装备和高技术船舶产业发展三年行动方案(2018-2020年)[J].天津冶金,2018(05):24-26+30.

[2]胡鸿勇. H公司与核心战略合作伙伴的价值共创策略研究[D].哈尔滨工业大学,2022.