智能制造技术在船舶行业的应用探究

许春明

摘要：在船舶行业发展过程中，智能制造技术的合理应用逐渐受到了更多关注与重视，包括人工智能技术、物联网技术、云计算技术、大数据技术、虚拟仿真技术等在内的多种先进技术手段，都在船舶制造领域当中得到了有效应用。这进一步提升了船舶行业的制造水平，同时也提升了船舶行业的经济效益。为此，本文就结合这些内容，从船舶行业智能制造框架、具体应用方向以及应用优势这几个角度出发，着重分析智能制造技术在船舶行业当中的多方面应用内容，希望能够借此进一步提升我国船舶行业的制造水平与发展水平。

关键词：智能制造技术 船舶行业 发展现状 关键技术 发展动态

中图分类号：U671    文献标识码：A

Exploration of the Application of Intelligent Manufacturing Technology in the Shipbuilding Industry

XU ChunMing

（Dalian COSCO Shipping Heavy Industry Co.， Ltd.， Dalian， Liaoning Province，116000 China）

Abstract： In the process of the development of the shipbuilding industry， the rational application of intelligent manufacturing technology has gradually received more concern and attention， anda variety of advanced technical means such as artificial intelligence technology， Internet of Things technology， cloud computing technology， big data technology and virtual simulation technology have been effectively applied in the field of shipbuilding， which has further improved the manufacturing level of the shipbuilding industry and also improved the economic benefits of the shipbuilding industry. Therefore， combined with these contents，starting from the perspectives of intelligent manufacturing framework， specific application direction and application advantages of the shipbuilding industry， this paper focuses on the analysis of various application contents of intelligent manufacturing technology in the shipbuilding industry， hoping to further improve the manufacturing level and development level of the shipbuilding industry in China.

Key Words：Intelligent manufacturing technology; Shipbuilding industry; Development status; Key technologies; Development trends

現阶段，在推动创新产业发展过程中，船舶行业的发展不可忽视。结合目前的国际形势，我国在航运方面的需求明显不足，所以船舶行业要想更好地发展，就必须紧跟时代步伐，面对更多挑战，解决当前存在的产业结构问题。而通过提升船舶制造效率与质量，则能够有效促进船舶行业的长期稳定发展。为此，就需要合理地应用智能制造技术，大力推进智能设计、数字技术、自动管理等先进技术手段在船舶行业当中的发展与完善。加速推进船舶制造行业的发展，提高船舶制造领域的智能化与集约化程度，能够更好地面对市场冲击，促进我国船舶行业的可持续发展。

1智能制造技术概述

智能制造技术属于一种系统性的技术，其中包含着智能能源、物联网、云计算、传感器、大数据以及物理系统等多项技术。智能制造技术能够完成人类与机器之间的协同运作，从而有效提升生产制造工作的柔性，更好地展现出生产制造工作的智能化与集约化。智能制造技术也经历了较为漫长的发展历程，图1就是基于船舶行业分析的制造水平发展阶段图。从图中不难发现，船舶行业的制造水平基本经历了四大发展阶段，从起始之后，在第一阶段内以散装与分段制造为主，在此期间主要表现为劳动密集型产业，造船效率相对较低。在后续发展过程中，则开始逐渐采取区域组装工作模式来提升设备价值。而后又引进了先进的信息技术，让船舶制造发展到了集成制造这一阶段，该阶段主要为信息密集型产业，相较于以往的传统生产模式来说已经得到了极大进步与提升。发展至近现代，船舶行业当中逐渐出现了智能技术应用的身影，能够运用产品模块与数字化技术完成更加精细化的制造。现如今在全球范围内，绝大部分船舶制造业都在推进智能技术的应用，并促使该技术得到了有效优化与完善。

2船舶行业智能制造发展现状分析

现如今，我国越来越重视发展海事工作，尤其是伴随着“一带一路”以及“海上力量建设”等战略的正式提出，我国大力发展海洋经济已经成为了必不可少的一项工作。基于这些条件，我国船舶制造业的发展势头越来越强劲，具体可以表现为以下几方面：（1）创新能力大大提升；（2）生产能力大大提升；（3）有效保持了船舶制造业的独立自主性；（4）国外先进技术在国际市场当中的份额正在不断减小；（5）产业越来越集中。但是考虑到虽然我国船舶制造业不断地发展，在高新科技市场竞争环境当中，相较于一些发达国家来说依旧处于落后阶段。除了缺少关键性技术研发之外，是否可以高效化地建设船舶制造相关设施这一问题也越来越明显，严重限制着我国船舶制造业的发展。相较于发达国家的船舶制造业来说，我国在自主造船、生产成本、人工效益、生产效率等方面依旧存在较大差距，因此部分企业正在加紧开发与落实相关研究与先进技术，以求尽快弥补这种差距。

3船舶行业中应用的智能制造关键技术分析

3.1人工智能技术

在现代化的船舶制造业发展过程中，人工智能技术在智能机器人、图像识别、语音识别和各种特殊信息监测系统等方面发挥着不可替代的关键性作用，有效提升了我国制造业的生产效率与质量。造船设计当中的过程开发与概念设计属于绝大部分专业工作人员表达自身创新思维的一种重要方式，这离不开详细分析与果断精准的决策，在船舶设计过程中，能够运用特殊系统更好地确保设计工作不会遭受其他复杂任务的不良影响。在船舶制造过程中应用智能技术进行设计时，在建设与运行等环节中，人工智能指的主要是从设计开发，直至生产智能系统当中持续推进运行的，其中包括设计、建设、运行与开发这几个流程。在某种意义上来看，智能制造技术的确属于人工智能与制造技术的合理融合。在当前的社会发展过程中，智能制造属于传统人工智能在船舶制造业当中的合理应用，是从人工知识简单应用转变为系统对象，建立起的智能化工廠以求完成目标智能制造。

3.2物联网、云计算、大数据等技术

物联网属于虚拟世界与现实世界进行沟通的重要“桥梁”。物联网能够有效缩小人与物体间存在的空间距离，同时能够有效简化人们的日常生产生活。合理地应用物联网技术，能够推进造船数据传输与处理效率的提升，同时也更有利于对造船资源分配进行合理优化。云计算技术则能够为数据处理与数据存储提供更加安全可靠的工作环境，从而推动不同制造硬件设施间的合理化数据交换，同时为船舶设计提供有力依据，为船舶制造的建设与运营提供更加充足的数据支撑。大数据技术则是以物联网技术为基础的大量数据，其合理地利用云计算技术进行数据处理与数据存储，并借助于分析在船舶制造生产线所处环境当采集的大量数据信息，从而为用户们提供更加高质量且精准的服务。

3.3虚拟仿真技术

在当前的虚拟环境当中，一般需要落实虚拟建模技术完成供应链的合理分工，从而有效取代传统的调试、修改与加工这种生产模式。应用虚拟仿真技术对制造过程进行全面的方针，应当预先对制造过程进行模拟，开展预防性的检查与评估工作，并采取合理的工作方法，以求提升工厂效率，同时避免因为初步设计存在缺陷而引发的未来其他工作。在船舶制造过程中，往往不需要创建原型，而是只需要创建一个虚拟化的模型对产品问题进行预测即可，逐渐积累丰富的经验，同时将虚拟模型合理的转变为常规生产模型。在不同地方，船舶操作人员可以在同一个船舶模型当中共同努力，从而优化涉及不同方面的互动和交流。比如：在利用虚拟仿真技术进行船舶发动机当中导管系统的设计过程中，设计人员就可以直接插入同时放置管道，从而检查是否具有干扰问题。总体来看，虚拟仿真技术能够大大提升船舶制造的可行性与可靠性^[1]。

4船舶行业智能制造发展动态分析

4.1推动虚拟现实数字化造船技术

目前，发达国家当中的船舶制造厂已经在数字化技术应用过程中取得了良好的成效，美国甚至已经在航空母舰制造过程中应用了各种现实技术与虚拟技术，有效提高了航空母舰的建造精度与效果，工作人员能够借助于智能眼镜与手持设备更加直观地分析施工图纸与施工方案，并创设立体化的虚拟场景，确保图纸设计具有较高的精准度，相关工作人员能够根据具体建设过程，对施工方案进行及时的调整与优化，从而减少施工过程中的风险因素，提升船舶制造效率。除此之外，虚拟现实技术还能够在船舶整修过程中得到合理应用，比如：在美国的航空母舰大修工程当中，就充分发挥出了其良好的应用潜力与价值，借助于越来越完善的数字化改革，整合大数据分析技术、无缝数字技术、虚拟现实技术、物联网技术等多种技术手段，能够有效提高船舶制造业的生产效率与质量，确保船舶制造企业的整体经济效益能够得到充分提升。

4.2构建智能生产管控系统

船舶行业当中的智能生产管理与控制系统能够快速跟踪并定位生产所需物料，同时明确物料当前的剩余量和具体的去向，减少物料管理成本和运输成本。通过智能化的生产管理与控制系统，开展全过程的制造管理，一方面能够更高地把控船舶建造流程，另一方面也能够注意到详细的施工细节以及其中存在的微观因素，从而有效降低在传播建造过程中出现的风险因素，为传播建造工作提供更加专业、可靠且完整的数据信息，从根本上减少船舶生产工作的准备时间，提升整体生产效益。在船舶制造行业当中合理地应用智能制造系统，能够进一步提高制造工序的合理性与船舶生产效率，降低生产过程中出现严重环境污染和质量缺陷产品的概率，提升船舶制造企业的经济效益。

4.3制定系统科学的智能制造标准

现代化智能造船厂的建设目标大多为打通船舶企业日常生产经营过程中的全流程，完成对企业资源全部环境的高效化管理，能够推进信息的快速交流、传递与存储，并实现无缝化与智能化的高度集成。现如今，我国的智能化现代造船厂通常可分为建造规划、系统集成、智能物流、智能设计、智能生产、智能管理这几个部分^[2]。不同的造船厂所采用的智能制造标准也各不相同，这也就致使船舶制造行业在智能化发展过程中受到了严重限制，为确保船舶制造更好地向着智能化领域发展，就必须要根据船舶行业当前的发展特征与行业现状，建立一个统一化的标准，其中包括船舶软件标准、硬件标准等。例如：在船舶设计生产环节当中，就可以制定一个统一化的设计生产与管理标准，明确建模、优化与仿真等工作的具体设计方案。在船舶生产设备使用过程中制定一个设备集成与设备测试标准，确保设备能够维持良好的运行效率。与此同时，还应当制定一个智能化的车间生产线与生产标准以及生产计划管理、监督管理、仓库管理、物流管理等标准，明确船舶生产产品的立体仓库、电子标签、信息条码等智能化的物流标准。

4.4分步推进船舶行业智能制造

船舶行业当中的智能制造往往指的不是单纯的生产线自动化引入，而是基于当前大数据背景下构建的全方位智能生产和管理系统。在船舶制造业当中应用智能技术离不开大数据的有力支撑，要求大数据系统应当具有多年的数据积累，同时合理地运用数据库技术完成数据筛选与数据管理，明确制造期间产生的有效数据，从而促进船舶行业的长期稳定发展^[3]。我国的船舶企业在智能制造发展过程中一方面应当提升制造过程的智能化水平，另一方面也需要基于制造设备、信息技术、工艺设计等方面强化智能技术的运用。根据我国船舶行业现如今的智能化水平，可以建立一个逐步推进、逐步实施的制造方案。首先，需要构造合理的船舶智能生产车间，而后在船舶制造过程中运用大数据技术与信息集成系统，建立合理的数字化船厂，同时推进智能船厂的科学构建。最后，就是需要构建一个完善的船舶智能制造体系，推动智能制造技术与设备的创新和发展。

5智能制造技术在传播行业中的应用分析

5.1船舶行业智能制造框架

在船舶制造业当中应用智能制造技术，能够借助于分析不同数据对整体生产管理工作流程进行简化与优化。在造船管理、物流管理、船舶制造等方面，能够利用智能制造技术建设一个更为先进的生产链，同时有效提升船舶制造业的工作效率。结合部分发达国家多年来的船舶制造经验，自引进智能制造技术之后，船舶制造行业从整体上得到了发展与完善，智能制造技术一方面能够完成高效率的信息交互，另一方面也能够完成不同方向的科学化生产管理，同时集成全新的船舶生产方法，进一步提升生产工作水平。这也是现代化智能造船行业的基础结构，这种框架的组成包括多个模块，比如原材料、数字平台、智能喷涂、现代装配线、机器人处理、智能装载等。每一个模块都代表着专业化的信息收集与信息处理，因为各个模块间有着紧密的交互，所以能够及时发现生产过程中存在的问题，同时创设较为灵活且高效的生产环境^[4]。

5.2智能制造技术的具体应用方向

在某些特定情况下，智能制造技术在船舶制造行业当中可以体现在六大方面，分别为智能控制、智能运营、智能设计、智能服务、智能制造以及云计算平台。在智能设计方面，用户能够结合需要应用响应式的多维度设计入门模块，提升工作项目灵活度，同时降低计算机管理工作的复杂性。用户还能够借助于这些方法调节物联网，推进智能化服务，这些首先会体现在船舶生产期间的信息处理工作当中，从而让工作人员能够更加轻松地管理生产工作。在大部分情况下，智能工作往往指的不是智能化的制造过程，用户借助于参与操作实践能够更好地识别自身问题并有效解决存在的操作问题，从而有效降低人工成本，提升生产工作效率。智能制造属于一个关键链接，每一个模块都能够设计，在计算机工作过程中，用戶只需要提前将以下步骤完成即可，如果存在一些特定问题，系统能够有效识别并开展针对性调整。在制造期间，云计算平台能够借助于详细收集与数据分析创建一个整体性的周期，从而为智能服务工作提供强有力的数据支撑。针对传统船舶制造行业当中的固有缺陷，该系统的合理应用能够有效改善船舶制造过程中的自动化与集成化效果^[5]。

5.3智能制造技术在船舶行业中的应用优势

在船舶行业当中应用智能制造技术的优势主要体现于以下方面。

5.3.1完善造船体系。

智能制造系统已经不再是单纯的舰船单位，而是基于集成信息与一部分子系统，针对设计服务、制造以及运营等多方因素开展系统性的分析。所以在制造期间的绝大部分干扰因素都有利于船上人员管理水平的提升。

5.3.2信息水平能够有效提升。

智能制造传播系统当中采用了云计算技术开展数据分析与决策支持等工作。同时应用虚拟现实与智能识别技术能够在生产过程中为相关操作提供更强有力的智能化服务，这样更有利于减少生产过程中的体力劳动，同时有效提升生产工作的智能化水平。

5.3.3具有较高的劳动力灵活度。

传播系统在开展设计工作过程中大多选择模块化的管理方法，在船舶设计、制造与运营的各个阶段当中，都应当充分考虑不同的需求。所以整体制造具有较高的灵活度，同时能够对需求与产品完成多种角度的调整。

5.3.4强化了船舶制造企业的协同效应。

当前的传播制造企业一般不会在实践生产期间考虑到运营与维护工作，但是能够在对智能制造传播系统进行租用过程中获取相关信息，促使其能够有效满足多种需求^[6]。

6结语

综上所述，伴随着信息技术的快速发展，在当前的时代背景下，全球范围内的制造行业在智能化领域当中已经迈入了飞速发展时期。在当前的激烈市场环境当中，必须要进一步提升船舶制造行业的智能化水平，确保船舶制造行业可以在激烈的制造业市场竞争当中更好地存活与发展。船舶制造的智能化在我国船舶制造强国以及海洋经济发展过程中已经成为了不可或缺的一部分，也必定会成为我国船舶制造行业创新与发展的重要动力，因此促进智能制造技术在船舶制造行业当中的应用，能够有效提升我国的船舶制造水平。

参考文献

[1]王蒙云，刘桂香，王玲.船舶智能制造技术的应用和发展[J].科学技术创新，2021（34）：142-144.

[2]陆庆新.智能制造技术在船舶行业的应用探究[J].内燃机与配件，2021（12）：180-181.

[3]丁杰.船舶智能制造技术现状及发展趋势[J].船舶物资与市场，2020（10）：3-4.

[4]唐文献，彭伟，苏世杰，等.面向船舶行业的多巷道自动化立体仓库货位优化[J].计算机集成制造系统，2020，26（2）：384-392.

[5]向阳.基于智能制造技术的精益造船研究[J].南方农机，2019，50（24）：198.

[6]吴朝晖.绿色动力引领船舶行业可持续发展[J].船舶工程，2022，44（1）：14-16.