船舶制造中智能制造技術(shù)的應(yīng)用探究

船舶制造中智能制造技術(shù)的應(yīng)用探究摘要：介紹了船舶智能制造的特點和應(yīng)用的技術(shù)，并且以工業(yè)機器人為例介紹了船舶制造中智能制造技術(shù)的應(yīng)用。關(guān)鍵詞：船舶制造；智能制造技術(shù)；工業(yè)機器人1船舶智能制造特點智能化的船舶制造過程中應(yīng)用了先進的電子通信技術(shù)，實現(xiàn)了船舶的設(shè)計、制造以及測試過程中的信息化、自動化和集中化，通過進行充分的數(shù)據(jù)共享提升各部門之間溝通合作的效率，提高船舶制造的效率。船舶的智能制造具有智能化設(shè)計、智能化建造以及智能管理等方面的特點。智能化的設(shè)計主要體現(xiàn)在設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)化、資料的共享和設(shè)計的實時三維瀏覽等方面，通過建立設(shè)計資料庫，促進設(shè)計部門數(shù)據(jù)共享能力的提升。智能化管理涵蓋船舶制造的設(shè)計、制造、供應(yīng)鏈和測試等各個環(huán)節(jié)之中，物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)和各類傳感器采集的數(shù)據(jù)等是智能管理決策的依據(jù)。智能化制造過程中應(yīng)用到了工業(yè)機器人以及自動化生產(chǎn)線，通過利用各類仿真系統(tǒng)對生產(chǎn)的控制流程進行仿真，實現(xiàn)智能化的制造。在船舶的智能化制造過程中，物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)和云計算技術(shù)以及工業(yè)機器人技術(shù)都具有十分重要的應(yīng)用。2船舶制造中智能制造技術(shù)的應(yīng)用2.1物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)技術(shù)在船舶的制造過程中具有重要的應(yīng)用，基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對供應(yīng)鏈的智能化管理，有效的進行訂單、采購、物流、倉儲和售后方面的管理工作，提升供應(yīng)鏈管理的效率。此外，將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和MES進行有效的結(jié)合，能夠建立起車間生產(chǎn)管理系統(tǒng)，建立車間生產(chǎn)的智能化模式，優(yōu)化車間的管理工作。另外通過應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)還能夠?qū)崿F(xiàn)建立起高效的能源管理系統(tǒng)和環(huán)境安全監(jiān)測系統(tǒng)，從而對船舶制造過程進行有效的能源和環(huán)境的管理工作。2.2云計算技術(shù)和大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用通過在船舶制造過程中應(yīng)用云計算和大數(shù)據(jù)技術(shù)，能夠構(gòu)建出船舶制造的云制造平臺，并且基于這兩項先進的技術(shù)進行高效的數(shù)據(jù)管理工作，為船舶制造過程的決策提供智能化的支持。此外，應(yīng)用構(gòu)建的云制造平臺可以實現(xiàn)各類資源的整合工作，將各類軟硬件資源進行有效的優(yōu)化配置，從而提高資源的利用效率，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化的協(xié)同制作，提高制造的效率。2.3工業(yè)機器人技術(shù)的應(yīng)用工業(yè)機器人是一種代替人工操作進行工業(yè)生產(chǎn)的一種機器人，其具有很高的技術(shù)含量，集計算機、AI和機械設(shè)計等眾多學(xué)科的高新技術(shù)。目前。工業(yè)機器人在柔性加工制造系統(tǒng)、自動化的生產(chǎn)工廠中具有十分重要，對于提升生產(chǎn)的質(zhì)量和效率、改善工廠的環(huán)境等方面能夠發(fā)揮出較大的作用。在船舶的智能制造之中，焊接機器人、智能水火彎板機器人和涂裝機器人等都能夠發(fā)揮重要的作用。3工業(yè)機器人技術(shù)在船舶智能制造中的作用工業(yè)機器人技術(shù)是重要的船舶制造的智能化技術(shù)，本文詳細(xì)的分析了焊接機器人、涂裝機器人以及智能水火彎板機器人等類型的機器人在船舶的智能化制造中的作用。3.1焊接機器人在船舶的制造過程中焊接技術(shù)應(yīng)用的非常多，可以說是船舶建設(shè)過程中的關(guān)鍵技術(shù)之一，焊接工作量大，而且其質(zhì)量和船舶的建設(shè)質(zhì)量密切相關(guān)，因此保證焊接的速度和質(zhì)量都十分重要，而焊接機器人能夠完美的滿足長時間的工作和高質(zhì)量兩方面的要求，使得其在船舶的智能制造中占有十分重要的地位。目前，焊接機器人已經(jīng)在船舶的制造過程中廣泛的應(yīng)用，零部件焊接、平面分段焊接、曲面分段焊接、總段合攏焊接等各個階段都可以看到焊接機器人的身影。在目前我國的船舶制造過程中，焊接的自動化程度還比較低，應(yīng)用的較多的示教再現(xiàn)機器人，其在進行焊接時對環(huán)境的要求較高，在穩(wěn)定的條件下能夠得到不錯的焊接質(zhì)量，但是在高溫、煙塵、夾具精度等較為復(fù)雜的條件下，其焊接的偏差率較高，很難滿足船舶焊接的復(fù)雜性和多變性的要求。目前較為適合船舶焊接工作中應(yīng)用的機器人是離線編程技術(shù)的柔性自動化焊接機器人，這種焊接機器人具有感知能力，視覺和觸覺能力較強，可以智能的識別作業(yè)的環(huán)境以及焊接對象的形態(tài)，并且其配有虛擬仿真和專家系統(tǒng)，能夠進行焊接程序的智能設(shè)定，具有非常強的環(huán)境適應(yīng)能力，具有焊接路徑優(yōu)化和預(yù)測焊接缺陷等多方面的功能，在焊接的自動化程度以及效率方面都有較強的優(yōu)勢。此外，應(yīng)用的離線編程技術(shù)還能夠和CAD/CAM實現(xiàn)較好的融合，從而實現(xiàn)從設(shè)計到加工的一體化，在未來這種焊接機器人在船舶的焊接加工過程中會由更為重要的應(yīng)用。3.2水火彎板機器人水火彎板的加工是船舶制造過程中的制造工藝，是進行船體雙曲率、大曲率板加工的重要工藝，其原理和工藝過程十分的復(fù)雜，因此目前多采用工人手動的加工方式，造成了工作的進度十分的緩慢，已經(jīng)成為制約船舶制造效率和質(zhì)量的重要因素。通過水火彎板的自動化加工和測量能夠極大的提高其加工的效率，這也是目前主要的發(fā)展方向，因此水火彎板機器人在船舶加工的領(lǐng)域具有十分重要的作用。目前對于水火彎板機器人的研究已經(jīng)取得了一定的進展，但是沒有實現(xiàn)廣泛的應(yīng)用，在研究過程中應(yīng)重點關(guān)注熱彈塑性機理的水火彎板加工機器人設(shè)備和軟件的一整套系統(tǒng)的研究工作，使其能夠具備加工成形、自動化測量和計算優(yōu)化等多方面的功能，形成一個完整的水火彎板加工系統(tǒng)。同時將其和測量感知技術(shù)、嵌入式技術(shù)和大數(shù)據(jù)、專家系統(tǒng)等先進的技術(shù)結(jié)合，提高其智能化和自動化水平，從而使其能夠代替人工進行水火彎板的加工工作，提高這一工藝流程的質(zhì)量和效率。3.3涂裝機器人涂裝作業(yè)在船舶的制造過程中主要分為兩部分工作，分別是表面除銹清理和噴漆，其中除銹可以分為原材料的表面預(yù)處理和分段裝焊完成之后的二次清理和除銹兩個階段，目前在原材料的預(yù)處理方面的自動化水平較高，而在船體的分段涂裝以及跟蹤補涂裝等階段的自動化水平并不高，而這一部分在全船的涂裝工作中占據(jù)了部分的工作量，因此提升其自動化水平對于提高涂裝的質(zhì)量和效率十分重要。目前涂裝機器人主要分為兩類，一類是爬壁除銹機器人，另一類是爬壁噴漆機器人，其共同點都是采取爬壁的運動方式，除銹機器人的主要工作方式是超高壓水射流，通過這樣的方式進行除銹、除污和除油的等操作，并且能夠通過真空抽干的方式進行廢水和廢渣的回收。涂裝機器人的應(yīng)用不僅能夠有效的提高船舶涂裝的效率，還可以使工人不再進行高危險、高污染的涂裝工作，并且提高除銹噴漆的質(zhì)量。涂裝機器人在船舶涂裝過程中的廣泛應(yīng)用還需要解決一些問題，如提升機器人的容量和工作效率，只有這樣才能夠?qū)崿F(xiàn)大面積的作業(yè)；簡化結(jié)構(gòu)、降低其制造和維護成本對于其廣泛的應(yīng)用也十分的重要；此外還需要提升其在船體復(fù)雜曲度上的靈活性，這對于提升器工作能力也十分的重要。工業(yè)機器人在船舶制造中的應(yīng)用是未來船舶智能化制造的必然發(fā)趨勢，為了使其能夠在船舶制造中發(fā)揮應(yīng)有的作用，在解決其應(yīng)用過程中的技術(shù)難題之外，還需要注意其和企業(yè)船舶設(shè)計和管理水平相適應(yīng)，和前道工序的精度水平相適應(yīng)等，從而使工業(yè)機器人的應(yīng)用