船舶智能制造模式的核心要素和体系架构

2021-1-14 17:49| 查看: 1821| 评论: 0

引言:

随着国家智能制造战略的有序推进,以及新一代信息通信技术与现代造船模式深度融合,对现代造船模式在实现形式和内涵上将产生深刻影响和变化,必须实现现代造船模式向船舶智能制造模式的转型升级。系统性地提出船舶智能制造模式的核心要素构成及其体系架构,构建船舶智能车间、智慧船厂成为船舶行业和造船企业面临的十分迫切的现实需求。   


1、船舶智能制造模式的定义及内涵

1.1 船舶智能制造模式的定义

船舶智能制造模式是基于新一代信息通信技术(云计算、大数据、物联网、人工智能、区块链等)与现代造船模式的深度融合,贯穿于船舶设计、生产、管理、服务等制造活动全过程,以基于单一数据源的设计、生产、管理一体化为基础,以船舶中间产品壳、舾、涂一体化关键制造环节的数字化、智能化为核心,以网络互联互通为支撑,以智能车间、智慧船厂为载体,具有船舶制造过程自感知、自决策、自执行、自适应特征的先进制造模式。


1.2 船舶智能制造模式的内涵

船舶智能制造模式主要由设计模式、生产模式、管理模式和服务模式构成。

设计模式:以基于MBD技术的船舶产品设计、工艺设计标准规范体系为基础,以厂所协同设计平台为支撑,推进全三维综合数字设计,打通总装厂与船东、设计院所、船检、供应商的信息链条,实现以单一数据源贯穿于产品全寿命周期的全过程的、面向现场智能制造的三维可视化作业指导和无纸化施工。

生产模式:以数据和模型驱动为主要特征,以生产过程具备动态感知、数据自动采集、智能分析等功能的数字化、智能化生产装备、生产线、生产车间为主要载体,以车间制造执行系统(MES)为重要支撑,实现壳舾涂一体化精度制造。

管理模式:以工程计划为基础,以基于信息集成的一体化综合信息管理平台为支撑,以物联网、互联网和大数据等使能技术为手段,对船舶制造全过程、全要素实施实时智能管控,实现“物流、信息流、价值流”合一的量化精益管理。

服务模式:以优化完善造船产业链为导向,以造船产业链协同服务平台为支撑,以分布式技术、互联网技术、云存储技术、AR/VR技术、AI技术等为手段,对造船供应链管理、远程运维等业务进行优化完善,实现船东、设计院所、总装厂、船检、供应商等整个造船产业链的多方协同服务。


2、船舶智能制造模式的核心要素及体系架构

2.1 船舶智能制造模式的核心要素

参考国家工信部提出的智能制造五种模式,结合船舶智能制造模式定义及其内涵,从设计、生产、管理、服务、智能制造基础建设等方面提出船舶智能制造模式13个核心要素。具体核心要素如下:
  1. 设计模式的核心要素:构建基于MBD技术的数字化设计体系,实现厂所协同一体化综合数字设计,推动船舶产品数据管理信息化;
  2. 生产模式的核心要素:构建车间数字化模型,夯实智能制造技术基础,推动中间产品的智能生产,强化车间的智能管控,建设智能车间/智慧船厂;
  3. 管理模式的核心要素:实现船海企业信息管理的一体化,推动造船大数据分析与决策;
  4. 服务模式的核心要素:建设基于工业互联网和产业链协同平台的服务型企业;
  5. 智能制造基础建设核心要素:构建船舶智能制造标准体系,推动船舶设计、制造、管理和服务等各类系统互联互通。

2.2 船舶智能制造模式的体系架构

体系架构主要分为设计模式、生产模式、管理模式、服务和智能制造基础等方面。

设计模式主要体现设计基础建设、数据管理和厂所协同设计三个方面;生产模式主要体现数字化、智能化的装备建设(点)、生产线建设(线)、车间生产管控(面)、企业生产管控(体)四个方面的构建;管理模式主要体现企业内一体化综合信息管理和基于大数据的智能决策;服务模式主要体现造船产业链中供应链和远程运维两个方面的协同服务;智能制造基础方向主要体现标准规范体系和互联互通两个方面。具体如图1所示。

图1 船舶智能制造模式体系架构



3、结语

随着智能制造示范工程在船舶行业试点示范,船舶行业的智能制造能力不断增强,现代造船模式发生了新的变化,需要提出新的造船模式作为理论引导,本文结合国家智能制造规划和船舶行业发展现状,提出了船舶智能制造模式的定义、内涵、核心要素,以及体系架构等,为造船企业开展智能制造,推动行业造船模式的转型升级提供方向指引和路径支撑。

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中国船舶集团有限公司第十一研究所所属《造船技术》、《中国海洋平台》期刊官方专栏。

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