船舶智能制造技术的应用和发展

船舶智能制造技术的应用和发展

李鹏

安徽省淮河船舶检验局 233000

摘要：船舶制造是实现全球贸易和物流运输的基础，作为海上运输工具，可承载大量货物和人员，促进贸易和经济发展，在资源开发、海洋工程及休闲旅游等多个领域发挥重要作用。船舶制造的发展和创新，能够提高船舶的运载能力、速度、安全性和效率，降低运输成本，基于此，需紧跟趋势加强对智能制造技术的应用，优化创新船舶制造模式，推动船舶制造行业的增速发展。本文就主要围绕智能制造技术在船舶制造中的应用进行研究及讨论。

关键词：船舶制造；智能制造技术；应用

1船舶制造现状

在我国加快推动海洋经济发展的进程中，船舶制造行业也迎来了机遇及挑战，具体表现为：首先，船舶制造行业在积极探索新型技术路径，技术创新能力在实践中不断提升；其次，船舶制造中的产量及产能都呈现出了持续增多的趋势特点；第三，在船舶制造技术水平不断提升时，配套智能化也在原有基础上实现了稳步发展；最后，产业集中度、海工装备的国际市场占有率都有所上升。虽然目前船舶制造中开始渗透及应用现代制造理念，但是在实际制造环节却仍存缺陷及不足，技术含量仍需大幅度提升，基于较高的附加值及技术能力，推动船舶制造行业的进一步发展，增强其核心竞争力，大力研发核心技术，从根源上改善船舶及设施制造端的限制性问题，合理缩减制造成本，提高制造效率。

为了提高船舶制造业的发展实力，部分企业逐渐将侧重点放在了技术研发、积极引进新技术等方面，制造技术也得到了显著优化，尤其是在国家“两化”战略的指引下，制造领域的信息化发展节奏也在不断加快，船舶制造业中开始大量渗透及应用现代数字化技术。通过对相关资料进行研究不难发现，船舶领域的数字化设计工具的应用水平较高，利用率能够达到80%以上，在船舶制造技术向着智能化、信息化方向发展时，也能够自主改变生产模式，由最初的粗放型设计逐渐转变为现代精细化、智能化的主流形式，推动着制造形式的优化完善。在船舶制造阶段，EPR、MES等各类新型的信息化工具、传感器及智能系统都能更切合需求进行高效应用，但是由于技术创新及应用的起步晚，船舶制造中仍存在信息集成等方面的局限性，制造工序的有效衔接也需得到进一步创新，综合来看我国船舶制造技术的智能化水平仍低于预期目标，信息交流及共享率有待大幅度提升，同时需全面提升基于智能制造技术的集成、协同及创新能力。

2船舶制造中智能制造技术的应用

2.1船舶智能制造与物联网技术的有机结合

物联网技术依托于互联网及信息技术衍生的功能性技术，可通过运用相应设备及传感器技术，将虚拟与现实相互融合，将计算机上观察及明确物的运行状态。在船舶制造行业的智能化发展中，就需积极探索智能制造与物联网技术的融合路径，基于其技术能效提高船舶制造效率。船舶制造中全部流程都能够通过物联网与设备相互连接，形成整体性结构，提高不同环节人、物信息的交换效率，构建起兼顾检测及观测功能的网络系统。通过物联网技术，可以将船舶上的各种设备和传感器连接到云平台，实时监测设备的工作状态和性能，通过对设备数据的分析，预测设备的故障和维护需求，提前采取措施进行维护，避免设备故障对船舶运营的影响，还可实现设备的远程监控和远程维护，减少人工巡检和维修的成本和风险。除此之外，物联网可通过数据分析及扫描，由智能终端统一处理各类信息，发出解决问题的指令，构建起智能化的船舶建造系统。船舶上的各种操作和管理系统也可集成到一个智能平台上，实现船舶的自动化和智能化，通过对船舶操作和管理数据的分析，提高船舶的工作效率和安全性，实现船舶与船舶之间、船舶与岸基系统之间的智能协同，提高船舶整体的运营效率和管理水平。

2.2自动航行系统

自动导航系统与自动操舵系统的有机结合，就是自动航行系统，导航与操作要密切配合，并于前期先将航行计划输入到系统中，后续在船舶离开港口后，系统就能够基于自动化技术，有序完成航向、航位等关键参数的动态检测，确保船舶航行中能够始终处于预设的轨迹中，保持标准航速达到目的地。基于自动航行系统的船舶，航行中无需人工进行操作，安排工作人员的作用在于监控其运行动态，在出现设备故障及问题后及时维修，减轻船员的工作压力及强度，提高船舶运输的安全性。应用智能船舶技术的过程中，则要加强对计算机技术、现代控制技术等的高效应用，对各类获取的信息进行分析及处理，基于标准参数完成对船舶航线及航速的自主设计。在航行阶段需将岸基中心作为辅助，对各类环境及环境变化进行自动碰撞，高质量的完成自动航行。从本质上来说，智能航行需做好航路设计工作，增设自主航行及高级自主航行等多样化功能。

2.3船体应力检测系统

在船舶的智能制造阶段，电气信号系统是较为重要的组成部分，为了保证智能化水平，往往需配备船体应力检测系统，同时应根据实际情况及需求，选择适宜型号的倾斜仪及加速仪等。从本质上来说，要想实现智能船体建设目标，就需先构建起完善的船体数据库，结合数据信息维护船体，精准定位薄弱处及缺陷处，增强船体在使用周期内的完整性，为船舶安全及船体维修提供参考依据，形成辅助决策的作用。同时应加强对船体数据的自动化采集及检测，为船舶操作方案的优化提供可靠信息，数据采集系统可以使用船舶智能控制系统或专门的数据采集设备。采集到的应力数据需要通过网络或无线通信技术进行传输和存储，通过应用船舶通信系统或物联网技术，将数据传输到岸基监控中心或云端服务器进行存储和分析，也可以将数据实时展示在船舶的操作终端上，方便船员实时监测船舶的应力情况。通过对采集到的应力数据进行分析和处理，可以得到船体的应力分布和变化情况，基于数据分析算法和模型，对应力数据进行趋势分析、异常检测和预警，当船舶的应力超过安全范围或存在异常情况时，系统可以发出报警信号，提醒船员采取相应的措施。

2.4岸基支持系统

岸基支持系统需要通过网络或无线通信技术与船舶进行数据交互，通过船舶通信系统、物联网技术或卫星通信等方式，实时采集船舶的各种数据，如船舶位置、船舶状态、船舶传感器数据等，这些数据可以通过数据传输协议和技术，传输到岸基支持系统。岸基支持系统是无人驾驶的辅助系统，负责提供安全支持，远程监控船端自主航行系统，基于数据信息为船端决策系统的高效运行提供信息保障，一般由监控系统及信息提供系统共同组成，因此，岸基支持系统需要具备数据分析和决策支持的能力。可以使用数据分析算法和模型，对采集到的船舶数据进行分析和处理，提取有价值的信息和指标，进一步明确船舶的运行状态、性能指标、能源消耗等情况，为船舶运营提供决策支持。

结束语：

综上所述，随着信息化技术的广泛应用，制造领域也需紧跟趋势，加大对信息技术、智能化技术的应用，优化创新制造模式，持续提升制造水平。尤其是在船舶制造中，更需加大技术研发力度，逐步提高船舶制造的智能化能力，优化制造流程，为制造工作的高效推进提供技术支持，科学延长船舶的可使用寿命，实现船舶的智能化制造目标，助推船舶制造行业的现代化发展。

参考文献：

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