目前，在全球范圍內(nèi)，工業(yè)智能機器人在造船領(lǐng)域已經(jīng)得到比較廣泛的應(yīng)用。通常，工業(yè)智能機器根據(jù)其具體作用的不同，分成焊接機器人、裝配機器人、噴漆機器人、碼垛機器人、搬運機器人、等不同類型。作為具有智能的工業(yè)機器人，它們在很多方面超越了傳統(tǒng)的機器人。焊接機器人在船廠大有作為，其中包括點焊(電阻焊)和電弧焊機器人，用途是實現(xiàn)自動的焊接作業(yè)。裝配機器人，比較多地用于電子部件電器的裝配。噴漆機器人在船廠更是大顯神通，代替人力進(jìn)行繁重而復(fù)雜的船體噴漆作業(yè)。
近些年來，智能化技術(shù)在智能造船實踐中已經(jīng)得到普遍重視和積極推廣。機器人作為開啟下一代技術(shù)革命的關(guān)鍵，給傳統(tǒng)行業(yè)特別是傳統(tǒng)制造業(yè)中的造船業(yè)帶來了巨大挑戰(zhàn)和無限的想象空間。船舶產(chǎn)品的非標(biāo)準(zhǔn)化和定制化特點，雖然給船企應(yīng)用機器人進(jìn)行生產(chǎn)帶來了一定的困難，但經(jīng)過多年的發(fā)展，機器人參與造船并助力造船業(yè)發(fā)展已經(jīng)成為現(xiàn)實。
韓國目前是全球第一大造船強國，在智能制造領(lǐng)域起步較早，并在智能化造船領(lǐng)域走在技術(shù)發(fā)展的前沿。韓國智能化造船將機器人、智能設(shè)備和信息技術(shù)三者高度融合，貫穿于船舶制造的生產(chǎn)、質(zhì)量、物流等環(huán)節(jié)之中，是智能制造的典型代表，比較完善的解決了船廠、車間和生產(chǎn)線從船型設(shè)計到建造完成交船全過程的工作量。
韓國智能造船技術(shù)現(xiàn)狀
（一）韓國智能造船技術(shù)成為國際標(biāo)準(zhǔn)
目前，全球最具實力和先進(jìn)造船技術(shù)的韓國已經(jīng)擁有成熟的、被國際同行認(rèn)可的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)；擁有完整的智能化造船廠生產(chǎn)運行和運營管理的數(shù)字化系統(tǒng)；擁有從船舶設(shè)計、研發(fā)到制造和運行全過程的智能化控制體系等智能造船技術(shù)與手段，韓國智能船舶技術(shù)成為國際標(biāo)準(zhǔn)。
2011年5月，韓國現(xiàn)代重工集團(tuán)及韓國電子通訊研究院(ETRI)共同開發(fā)的船舶通訊技術(shù)“有/無線船舶綜合管理網(wǎng)通訊技術(shù)(SAN: Ship Area Network)”被推選為國際電工委員會國際標(biāo)準(zhǔn)(IEC61162-450)。SAN技術(shù)所具有的最大優(yōu)點就是在船上可以利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，對立460余種部件進(jìn)行綜合管理，因此主機等船上有關(guān)航行的裝置變得更容易操作。并且，在陸地可以利用遠(yuǎn)程技術(shù)，實時管理、控制船舶的運行狀態(tài)，可以進(jìn)行遠(yuǎn)程修理等工作。
2011年3月，現(xiàn)代重工集團(tuán)曾經(jīng)利用該技術(shù)建造過一艘智能船舶，并交付給世界第一的丹麥海運公司--A.P.穆勒-馬士基集團(tuán)運營使用。其高度自動化的性能和科學(xué)、簡便的操作設(shè)備備受船東的好評。
?。ǘ╉n國的智能化船廠
1．借助互聯(lián)網(wǎng)造船廠實現(xiàn)智能化
2011年4月，在韓國三星重工公司的巨濟造船廠實現(xiàn)了隨時可以通過Wi-Fi登錄互聯(lián)網(wǎng)，采用電纜通信解決方案(PLC)，通過電纜實現(xiàn)Wi-Fi無線上網(wǎng)，在造船廠的任何角落都可以使用無線網(wǎng)絡(luò)實時處理造船作業(yè)現(xiàn)場業(yè)務(wù)。
普通的無線網(wǎng)絡(luò)是在無線網(wǎng)絡(luò)路由器(AP)上直接連接超高速的互聯(lián)網(wǎng)電話線，從而建立起一個Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)。但智能造船廠的PLC是把無線路由內(nèi)置數(shù)據(jù)信號轉(zhuǎn)換組設(shè)備PLC模塊的Wi-Fi信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏π盘枺娏π盘栍滞ㄟ^電纜實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信傳輸?shù)墓δ堋?/div>
一般情況下，由于船體內(nèi)部的鋼板厚度較大，很難實現(xiàn)無線通信的暢通無阻。另外，由于防火墻的限制，一旦作業(yè)空間發(fā)生改變，就需要更換固定AP或者無線中繼器的安裝位置，由此增加了設(shè)備維護(hù)的難度。然而，PLC模塊只要能夠連接插座就能使用，因此在作業(yè)空間發(fā)生轉(zhuǎn)變時也能輕松的建立起一個新的Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)。同時，在船舶內(nèi)部也不需要再單獨建立一個超高速的網(wǎng)絡(luò)，而只需要提前安裝上照明電線，就能夠?qū)崿F(xiàn)上網(wǎng)，大大減少了網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的費用。不僅如此，即便是在室外的作業(yè)現(xiàn)場也能夠通過WiBro使用Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)。
巨濟造船廠將和三星重工公司一起為解決作業(yè)現(xiàn)場實現(xiàn)U-Safety等移動辦公環(huán)境提供各種方案，以便使得工作更加便利和快捷，不僅能夠大大提升巨濟造船廠的生產(chǎn)力，還能加強造船廠的競爭力。
2． 借助“4G”通訊網(wǎng)絡(luò)建設(shè)智能船廠
2011年10月，韓國現(xiàn)代重工集團(tuán)和大宇造船和海洋工程公司共同構(gòu)筑完成應(yīng)用于造船廠的全球最早的下一代超高速LTE(Long Term Evolution，長期演進(jìn))通訊網(wǎng)絡(luò)，把常規(guī)的船廠改造成為智能造船廠。該4GLTE通信網(wǎng)與3G通訊網(wǎng)絡(luò)相比，速度加快5倍。在現(xiàn)代重工集團(tuán)造船廠615萬㎡面積的范圍內(nèi)，都可以利用超高速網(wǎng)絡(luò)、轉(zhuǎn)送大容量的數(shù)據(jù)。
大宇造船和海洋工程公司在geoje、okpo造船廠構(gòu)筑了LTE網(wǎng)絡(luò)，營造Real-Time Enterprise（簡稱RTE）環(huán)境。并決定選擇LTE作為船廠內(nèi)的無線通訊技術(shù)，與韓國最大的電訊公司SK電訊（Sktelecom）進(jìn)行合作。同時在船廠內(nèi)通過LTE可以使用手機用應(yīng)用程序，通過海洋品質(zhì)管理系統(tǒng)、中心網(wǎng)絡(luò)(USN)操作實時業(yè)績管理等應(yīng)用程序。
3．SK電訊計劃打造韓國首家基于LTE的“智能船廠”
2011年12月，韓國SK電訊和大宇造船和海洋工程公司的造船廠決定共同建立4GLTE的Smart造船廠。SK電訊為大宇造船和海洋工程公司的造船廠打造韓國首家基于LTE網(wǎng)絡(luò)的“智能船廠”，成為全區(qū)通信環(huán)境的企業(yè)。2011年底，SK電訊在400萬㎡面積的巨濟島大宇造船和海洋工程公司的造船廠全區(qū)內(nèi)新建了LTE通信網(wǎng)絡(luò)；實現(xiàn)了超高速智能終端LTE智能手機、平板電腦應(yīng)用于高管和主要業(yè)務(wù)負(fù)責(zé)人。2012年，該項服務(wù)擴大到了主項業(yè)務(wù)，向全體員工派發(fā)超高速智能終端LTE智能手機。并建立了10個LTE基站，安裝了40臺光轉(zhuǎn)發(fā)器。大宇造船和海洋工程公司的造船廠實現(xiàn)了基于LTE的生產(chǎn)、物流、管理等各種系統(tǒng)管理，品質(zhì)管理、實時業(yè)績管理等。同時，通過智能手機還可以收發(fā)超容量圖片文件或視頻附件郵件、支持高清視頻會議等。
LTE網(wǎng)絡(luò)使得造船企業(yè)的特殊業(yè)務(wù)流程也變得簡便，由平板電腦可以完成現(xiàn)場拍攝、文件簽名，文件、照片存儲等，大大縮短了時間，簡化了程序，升產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)效率，不斷提供多種解決方案，大幅提高了大宇造船和海洋工程公司的競爭力，確保其智能造船的最高品質(zhì)。在韓國，浦項制鐵公司、錦湖韓亞、東部集團(tuán)等主要企業(yè)也加入了建立Smart Work系統(tǒng)使用的行列。
?。ㄈ╉n國船企重視智能造船新技術(shù)的研發(fā)
2013年9月，韓國大宇造船和海洋工程公司、三星重工公司和現(xiàn)代重工集團(tuán)在首爾成立了高新技術(shù)研發(fā)中心。三家韓國重磅造船企業(yè)面對競爭日益激烈全球造船市場，為能夠牢固的保持其造船優(yōu)勢，提高生態(tài)智能船舶，以及海工裝備的研發(fā)能力，吸引高素質(zhì)人才和最先進(jìn)的研發(fā)技術(shù)。三家船企決心加大資金投入，積極開發(fā)FLNG、大型自升式鉆井平臺、海工生產(chǎn)平臺、節(jié)能高效船舶、LNG船，同時加快LNG船關(guān)鍵技術(shù)本土化等項目。
三家大型船企，目前正在積極開始包括智能化造船等項目的運行。大宇造船和海洋工程公司計劃于2017年，在首爾麻谷工業(yè)園區(qū)建立一個全球造船和海工研發(fā)中心和一個全球性的海洋工程研發(fā)中心。全球造船和海工研發(fā)中心擁有一個多用途的拖曳水池，世界先進(jìn)的海洋技術(shù)研究設(shè)施；此外，海洋工程研發(fā)中心將是一個擁有海上廠房和先進(jìn)能源開發(fā)的技術(shù)研究中心。
三星重工公司縮減了在巨濟造船廠的研究規(guī)模，而把板橋研發(fā)中心擴大到了1500名研究人員的規(guī)模，并且研究中心的建筑工程施工已于2014年下半年完成。
實際上，早在2012年7月，現(xiàn)代重工集團(tuán)在首爾就成立了一個海洋工程中心，專門從事海洋工程研究。目前，該研究設(shè)計中心從事海工設(shè)計的人員為180人，為了適應(yīng)現(xiàn)代重工集團(tuán)海工裝備發(fā)展的需要，計劃在2016年把從事海工裝備設(shè)計的人員增加至650人。
（四）韓國智能化造船技術(shù)快速發(fā)展
造船機器人在智能化造船中發(fā)揮著非常重要的作用。從20世紀(jì)70年代開始，日本、韓國、美國等開始在造船行業(yè)應(yīng)用機器人，在助力其船舶工業(yè)發(fā)展的同時，也為全球船舶建造帶來了全新的概念。
長期以來，韓國政府非常重視機器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。為了促進(jìn)船用機器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，韓國在釜山專門成立了海洋機器人技術(shù)中心，推進(jìn)機器人設(shè)備及部件實現(xiàn)商業(yè)化，為造船業(yè)提供技術(shù)支持。早在2003年，就將機器人產(chǎn)業(yè)確定為下一代的發(fā)展引擎。2008年，韓國國會通過了一系列有關(guān)機器人發(fā)展的法案，促進(jìn)了機器人產(chǎn)業(yè)的全面發(fā)展。目前，韓國擁有30多個機器人研究機構(gòu)，而且政府每年都投入大筆資金資助機器人研究。
1.韓國SPP造船開始應(yīng)用智能焊接系統(tǒng)(SWIS)
2013年4月，韓國SPP造船公司開始應(yīng)用智能焊接系統(tǒng)(SWIS)。該管理焊接生產(chǎn)的實時網(wǎng)絡(luò)可以使工藝施工的誤差降低達(dá)到55%，并且有助于SPP造船公司將產(chǎn)能提高10%，可以節(jié)約150億韓元(1340萬美元)的生產(chǎn)成本。
2．大宇造船打造船廠“鋼鐵俠”
2014年8月，韓國大宇造船和海洋工程公司研發(fā)的造船施工新工具--外骨骼動力裝，開始在造船現(xiàn)場使用。該外骨骼動力裝要穿著在工人的身上來輔助工人搬運重物。這款外骨骼動力裝本身重量為60磅，不過動力裝本身依靠機械骨骼支撐，因此工人穿上去不會感受到太大的重量，工人在使用的時候，只要把腳鎖定在動力裝的腳踏板上，然后將固定的系帶系在胸前就好。整個動力裝適用于身高1.6m到1.8m之間的工人，電力系統(tǒng)可以提供3個小時的活動能力。
韓國智能化船舶樣本
造船技術(shù)的智能化最終體現(xiàn)在實現(xiàn)智能化船舶的建造成功，并在遠(yuǎn)洋的運營中得到實踐的檢驗。近些年來，韓國先后推出了不少符合環(huán)保、綠色、智能化的船舶，頗受船東的青睞，并在全球眾多航線高效、安全運行。
1．現(xiàn)代重工集團(tuán)建成第一艘衛(wèi)星導(dǎo)航“智能船”
2011年3月，韓國現(xiàn)代重工集團(tuán)為丹麥穆勒—馬士基集團(tuán)建造的4500TEU集裝箱船，成為了世界首艘“智能船舶”。該船采用了韓國國營電子通信研究院開發(fā)的新型船只區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(SAN)系統(tǒng)，不但可以提高航運公司運營效率，同時和可以降低管理成本。
SAN系統(tǒng)可對船舶各類重要系統(tǒng)進(jìn)行控制，如動力推進(jìn)系統(tǒng)和導(dǎo)航系統(tǒng)。航運公司可通過衛(wèi)星獲得船舶運行狀態(tài)信息。船舶在運行中的遇到的一般性問題與故障均可通過SAN系統(tǒng)及時得到解決，而遇到如部件破損、需要更換新部件等問題也能夠迅速獲得處理。SAN系統(tǒng)可將此類信息直接發(fā)送到航運公司或船廠，隨后，所需零部件和維修人員即刻被直接派送至船舶即將抵達(dá)的港口等候維修。
該SAN系統(tǒng)與船舶將能夠在30年船舶使用壽命期間高效運行，對航運公司產(chǎn)生了很大的吸引力。韓國國營電子通信研究院已經(jīng)向馬士基集團(tuán)訂購的40艘船舶提供了該系統(tǒng)，并向另外兩家外國航運公司訂購的船舶提供了6套該系統(tǒng)。同時，將在三星重工集團(tuán)、大宇造船和海洋工程公司及其它韓國船廠推廣該系統(tǒng)。
2．大宇造船海洋公司聯(lián)手SKT研發(fā)“智能船”
2014年5月，世界第二大造船企業(yè)-韓國大宇造船和海洋工程公司與韓國最大的移動運營商SK電訊公司（SKT）決定聯(lián)手研發(fā)信息與通訊技術(shù)（ICT）為基礎(chǔ)的、新一代高科技的“智能船舶”。新一代智能船舶將配備全球電信網(wǎng)絡(luò)的導(dǎo)航和監(jiān)控系統(tǒng)，而所有船上的服務(wù)將被融合到一個單一的網(wǎng)絡(luò)。“智能船舶”主要是在船上建立一個多鏈接的監(jiān)控系統(tǒng)，進(jìn)行自動化和無人化控制，實現(xiàn)船舶高效、安全運營。
該項技術(shù)可以較大的提升韓國造船技術(shù)的競爭力，推進(jìn)其造船業(yè)的升級。實際上，在2011年，大宇造船和海洋工程公司與SK電訊（SKT）已經(jīng)在玉浦造船廠建造了一個以LET技術(shù)為基礎(chǔ)的智能船廠，嵌入LTE智能電網(wǎng)，使船廠通過智能手機和平板電腦能夠?qū)崟r追查海運物流情況。
智能化船舶發(fā)展趨勢
雖然，目前全球造船業(yè)的發(fā)展，距離諸如利用3D打印技術(shù)制作某些船舶部件和代替某些部位焊接等工藝的實現(xiàn)，或許尚待一定的時間。然而，隨著生產(chǎn)制造由勞動密集型向現(xiàn)代化制造轉(zhuǎn)型，在工業(yè)生產(chǎn)向自動化生產(chǎn)轉(zhuǎn)型的道路上，大力引進(jìn)工業(yè)機器人變得不可或缺、甚至迫不及待。
后國際金融危機時期，以美國為代表的發(fā)達(dá)國家為實現(xiàn)其制造業(yè)的回流，工業(yè)機器人的需求得到快速的復(fù)蘇。同時，可以看到，3D打印技術(shù)作為制造業(yè)智能化革命的一項重大突破，已經(jīng)進(jìn)入了工業(yè)化和實用化的初步階段，在促進(jìn)新興產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的同時，也帶來了生產(chǎn)方式、商業(yè)模式和組織結(jié)構(gòu)的深刻變革。
3D打印技術(shù)不但正在成為發(fā)達(dá)國家實現(xiàn)制造業(yè)回流、提升產(chǎn)業(yè)競爭力的重要載體，同時，也是發(fā)展中國家快速提升包括造船業(yè)在內(nèi)的裝備制造業(yè)的利器?？梢哉f，新一輪的全球制造業(yè)競爭，全球造船業(yè)的新一輪競爭極有可能是3D打印與機器人等高端智能制造裝備的競爭。以工業(yè)機器人和3D打印為代表的數(shù)字化、智能化制造技術(shù)將成為引領(lǐng)未來包括造船業(yè)在內(nèi)的裝備制造業(yè)變革的重要技術(shù)之一，使制造業(yè)從傳統(tǒng)邁向智能化時代。依靠數(shù)字化、互聯(lián)網(wǎng)和智能化推動造船技術(shù)的進(jìn)步，以及造船業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展，已經(jīng)是必然的趨勢。
標(biāo)簽：
智能化造船
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