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    世界造船技術的現狀和發展方向
    作者:管理員 發布時間:2018-7-5 點擊次數:709
    臨沂造船廠,本文分為兩個部分,第一部分從CAD/CAM技術的廣泛應用、信息技術、數控切割技術、區域舾裝和殼舾涂一體化、船舶智能化、集成化、模塊化等技術介紹了目前世界造船技術的現狀;第二部分從精度造船技術、造船模式轉換、模塊化造船方法、高效焊接技術、船體分道建造技術 以及艦船敏捷制造、造船虛擬企業、造船并行工程、智能控制系統、綠色制造技術等其他前沿技術等方面對世界造船技術發展方向作了闡述,最后就目前我國船舶工業技術在精度控制技術、轉換造船模式、模塊化造船技術和綠色造船技術方面與世界造船技術作了比較。
      一、世界造船技術的現狀


      進入新世紀以來,世界經濟穩定增長,航運業持續發展,世界造船市場呈現興旺勢頭;科學技術也在飛速發展,許多先進制造技術在造船領域得到應用,現代造船技術正朝著高度機械化、自動化、集成化、模塊化、計算機化方向發展。


      在計算機技術快速發展的今天,CAD/CAM技術得到廣泛的應用,目前世界上許多重要的造船企業都在加快CIMS技術的開發和應用,世界上幾乎所有重要的企業都在不同程度地推進本企業內部的網絡化建設。


      在日本、韓國的先進造船企業中,對現代生產管理模式探索和創新的效果非常明顯,造船模式正在由集成制造模式向敏捷制造模式迅速演變,形成“空間分道、時間有序”的順暢工藝流程。


      現代造船已使用部分自動化設備來代替人操縱各種機械,廣泛運用了數控切割技術,美國、英國、芬蘭等許多國家在船舶建造中都相繼不同程度的采用了自動化裝備和機器人。


      此外,自動焊接技術、成組制造技術和柔性制造技術等都在廣泛應用。


      二、世界造船技術發展方向


      半個多世紀以來,科技的飛速發展,促進了船舶工業的生產方式由勞動密集型轉變為設備密集型和信息密集型,并進而向知識密集型方向發展。


      研究并付諸實踐的先進制造技術理論和方法主要有:成組技術、柔性制造系統、計算機輔助集成制造系統、全面質量管理、精益生產和并行工程等。


      下面分別就精度造船技術、轉換造船模式等一些新技術進行介紹。


      2.1 精度造船技術


      造船精度控制管理技術是現代造船方法中的一項重要內容。所謂精度造船控制管理,就是通過運用先進的工藝技術手段和嚴密的科學管理方法,對造船的全過程實施尺寸的精度分析和控制,從而達到最大限度地減少施工過程中的修整工作量,這對于提高造船生產效率和建造質量具有十分重要的意義。


      2.2 造船模式轉換


      所謂現代造船模式,即以統籌優化原理為指導,應用成組技術原理;以中間產品為導向,按區域組織生產;殼、舾、涂作業在空間上分道、時間上有序;設計、生產、管理一體化,均衡、連續地總裝造船,F代造船模式是現代造船企業縮短造船周期、提高生產效率和降低造船成本的必由之路。精益造船生產是指從造船合同簽約開始到船舶完工交付使用的生產全過程,包括與船舶設計、生產和管理相關的一切生產活動。目前,現代造船模式的關鍵所在是做好信息化工作。


      2.3 模塊化造船方法


      模塊化造船方法的基本思想就是充分應用成組技術、分道技術、集成技術、信息技術、預舾裝技術、精度造船技術、殼舾涂一體化技術、區域化管理和總裝化的思想,實施以中間產品為導向組織生產的方式,把整條船視作由百把個船體分生日祝福http://www.251com.cn 段模塊(充分預舾裝和涂裝/安裝型的)和幾十個設備裝置模塊(安裝型的、功能型的)以及生活中心模塊(功能型的、安裝型的)最后進行總裝而成。


      2.4 船體分道建造技術


      船體分道建造技術是指在造船全過程中,將構成船舶的中間產品的制造不按船舶最終產品和船舶系統分類,而是按特征的相似性分類成組,即按平面分段、曲面分段、上層建筑等各自獨立的多通道并行展開,實現空間分道、時間有序、責任明確、相互協調的作業優化排序。同時,與此相配合的船舶設計、生產、管理和采購各部門的任務和計劃及相互關系,都圍繞著各個通道形式的中間產品的制造予以明確規定,使得船廠的一切工作相互協調,極富節奏。船體分道建造技術是建立現代造船模式的重要手段和基礎技術之一。


      2.5 高效焊接技術


      焊接技術是造船業的主導技術,它的先進和高效在很大程度上決定了產品制造質量可***和效率可控。高效焊接方法有單面焊、兩面成型自動焊(FCB)、埋弧自動焊、垂直自動焊、二氧化碳焊、熔化咀焊和機器人焊接等,這些焊接方法已經在先進造船企業普遍采用。焊接技術的發展動向,最令人矚自的是,自動化信息和信息技術近年來在造船焊接領域的應用進展迅速。


      2.6 其他前沿技術


      2.6.1 造船虛擬企業


      造船虛擬企業是把全世界、或某國家、或某地區的有關造船業的船廠、分包企業、供應商、設計研究單位、艦船檢驗機構和艦船使用部門的職能,集成為一個一體化的組織。這個組織以船廠為盟主,根據造船任務的要求,把船廠和其他企業的各種優勢力量集成為一個單一的造船實體,開展船舶產品的投標、設計和制造,一旦所承接的產品完成,這個實體,即虛擬企業立即解體,各類人員立即轉入其它產品。   2.6.2 虛擬造船技術
    虛擬造船技術是以艦船及其建造系統的全局最優化為目標,以計算機支持的仿真技術為前提,對船舶產品及其建造過程進行統一的建模;在船舶設計階段,模擬船舶未來建造的全過程及其對艦船產品設計的影響,預測艦船性能、造船成本、可制造性;從而更敏捷地組織造船生產,使船廠和車間的資源得到更合理的配置,以達到艦船產品的研制周期和成本最小化,艦船性能最優化和建造效率最高化。
     


      2.6.3 造船并行工程


      造船并行工程是集成地、并行地設計艦船產品及其相關的各種過程(包括造船和支持過程)的系統方法,這種方法要求艦船產品開發者,在設計一開始就考慮艦船全壽期(即從概念形成到艦船退役處理)的所有因素,包括質量、成本、進度計劃和用船者的要求。不能把“邊設計、邊生產”誤認為是并行工程。相反,它必須在造船開工之前,在艦船設計時,同時進行艦船及其相關過程的設計,包括艦船的建造工藝、生產計劃、配套協作,質量保證和交船后服務的設計。


      2.6.4 設計制造一體化


      設計制造一體化是并行設計產品及其相關過程,實現集成的系統方法,在可共享的產品全壽期的信息資源的基礎上,把先期的產品設計與后續的制造工藝等工程設計過程作為一個整體,由傳統的順序設計、變革為并行設計,使產品開發一開始就考慮到產品全壽期的所有因素,包括產品的性能、質量、成本、工藝、結構、服務和報廢等,以實現縮短產品開發周期、提高產品量和減少研制費用的目標。


      2.6.5 艦船敏捷制造


      艦船敏捷制造是通過建立艦船制造各方的共同基礎結構,把企業內外的有關生產過程,迅速集成為一個系統的組織方法,以對艦船的需求作出快速響應,并獲取企業的長期經濟效益。在艦船敏捷制造體系中,不管它屬于哪個部門,都需要建立一個共同的基礎結構,把不同企業的生產過程連結為一個系統。


      2.6.6 艦船柔性制造系統


      艦船柔性制造系統是由數控加工設備、物料運儲裝置和計算機控制系統等組成的艦船組件的自動化制造系統,它能根據制造任務和生產環境的變化迅速調整,適用于多型艦船的單艘或批量生產。柔性制造系統自動地生產某一零件族的任何零件,它的物料運輸、儲存也應是自動的,它能實現多機聯動。


      2.6.7 智能控制系統


      智能控制系統是對一個問題的輸入,能夠產生合適的決策和控制的系統。除了對各被控量實現定值調節外,還要求能實現整個系統的自動啟停、故障的自動診斷和緊急情況的自動處理等。針對控制“對象”和裝置所處的“環境”,由“傳生日祝福http://www.251com.cn 感器”(包括觸覺、滑覺、視覺傳感器)處理感知信息,并將之輸入到“認知”部分。該部分接收和儲存知識、經驗和數據,并對它們作出分析、推理和決策。再由“規劃和控制”部分,根據給定的任務,與系統中各模塊的信息,和人— 機聯系,進行自動搜索、推理決策和動作規劃,指揮“執行器”控制對象。


      2.6.8 綠色制造技術


      綠色制造技術是力求產品制作對環境影響最小,對資源利用效率最高的生產技術。其目標是使產品從設計、制造、包裝運輸、使用到報廢處理的全壽期中,廢棄物和有害排放物最少,以減少對空氣、水和土地的污染。綠色制造要求使用綠色材料,應使用再生紙張,要限制不可降解的塑料的應用。它還要求采用水力、風力和陽光發電為能源。制造過程使用節約資源和對環境及用戶友好的生產設備,限制使用有毒性的有機溶劑為基體的材料和會產生有害排放物的工藝過程。


      三、目前我國船舶工業技術與世界造船技術的差距比較


      3.1 精度控制技術


      國內主要船廠大部分也成立了精度造船管理領導小組或相應的管理體制,但是管理計劃的內容和力度方面遠不如日本;國內船廠應用軟件開發能力與國外有相當大的差距;國內船廠內場作業場地較小,數控切割機和數控等離子切割機數量較少,特別是缺乏型鋼數控切割設備和大型高精度刨邊機。


      3.2 轉換造船模式


      在日本、韓國的先進造船企業中,“綠色造船”、“數字造船”等理念深入人心,我們仍廣泛應用傳統的管理模式和方法;信息化建設的廣度和深度都不夠;我國造船企業的生產技術準備缺乏深度和廣度,設計方面是一個主要制約因素;我們的開發能力相當薄弱,特別在高新技術船舶方面。


      3.3 模塊化造船技術


      我國船廠模塊化生產技術與國外先進水平存在著較大差距。模塊化造船技術的研究還處于起步階段,僅在個別船舶的建造方面得以應用,數量和范圍都比較小。


      3.4 綠色造船技術


      在我國造船行業,綠色制造技術的應用多處于不自覺狀態,豐富、廉價的勞動力和成本相對較低的原材料,影響了我國造船業對該項技術開發和應用的積極性。


      四、結束語


      對船舶工業來說,21世紀面臨良好的發展機遇。我國已經提出了要在新世紀建成造船強國的奮斗目標,因此,必須要掌握先進的造船技術,縮短與先進造船國的差距。在技術研究方面,要瞄準國際發展動向進行創新研究,跟蹤和達到國際先進水平;在技術應用方面,要探索符合我國國情的技術推廣道路,結合實際情況,將先進的造船技術轉化為現實生產力,把握機遇,不斷用高新技術改造造船產業,提升我國的造船技術,使我國的造船強國之夢早日實現。
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