推拉结合的船舶分段智能车间高级排程方法

为实现流水线和工位按节拍生产且产能最大化,车间作业计划与实际生产要素相匹配,分析船舶分段智能车间的作业对象和工艺流程,建立以薄板平面分段流水线为主线和传统工位为支线的工效模型,通过推拉结合的方式,实现船舶分段智能车间高级排程,为车间执行层提供有效管控手段,最后以国内某船厂豪华客滚船分段制造流水线为对象,验证该方法的有效性.     

基于OPC UA技术的T型梁焊接机器人在线监测系统

针对薄板分段车间的焊接装备复杂化程度高、焊接作业监控困难、焊接信息反馈不及时等问题，研究薄板分段车间T型梁焊接机器人的工艺流程和工艺参数，开发一种基于对象链接与嵌入过程控制的统一架构[OLE（Object Linking and Embedding）for Process Control Unified Architecture，OPC UA]技术的T型梁焊接机器人在线监测系统。该系统主要对T型梁焊接机器人的生产进度、设备运行状态和中间产品质量等进行在线监测，实现数据实时采集和生产过程监控与分析等功能，可消除设备之间的信息孤岛现象，实现车间生产透明化，提高生产效率，确保焊接质量。     

知识驱动的船舶分段建造车间在线调度方法

针对船舶分段建造车间工位利用率低的问题，提出基于聚类算法的知识驱动船舶分段建造车间在线调度方法。利用DBSCAN算法对小组立参数进行聚类，并提取簇中的调度特征参数，作为该簇的调度知识；对于待加工小组立，依据参数数据确定归属的聚类簇，并为其绑定该簇调度知识。实例验证表明，知识驱动的在线调度方法相对于传统的调度方法，车间工位平均利用率提升了7.97%，说明采用文章提出的在线调度方法可有效改善分段建造车间调度问题。     

面向智能制造的分段小组立工位制节拍化生产模式

工位制节拍化生产模式是船舶分段建造阶段实现智能制造的有效方式之一,为充分研究论证工位制节拍化生产模式在分段建造环节应用的可行性,特选取分段小组立流水线开展相关研究和试验论证工作。通过开展一系列试验,规范和固化分段小组立施工工艺和标准作业时长,有效提高分段小组立流水线单位面积的产量。试验结果表明,工位制节拍化生产模式是有效提升分段建造效率的重要途径之一,需基于标准化作业和准时化需求配送来实现,仅完成单个环节的改造无法充分体现工位制节拍化生产模式的应用效果。     

船体小组立机器人焊接三维扫描识别系统设计

针对船体小组立结构件，基于三维点云数据，利用点云和图像处理算法，完成船体小组立结构件的三维扫描、焊缝识别和焊缝拓扑结构分析。基于片体智能化焊接流水线，构建船体小组立机器人焊接三维扫描识别系统。该系统具备对一般筋板类型结构件与交叉类型结构件的焊前扫描、焊缝识别、机器人焊接路径规划和机器人焊接作业生成等功能，经实际验证，可为片体智能焊接流水线实现船体小组立结构件智能化焊接提供准确的视觉信息与作业信息。     

面向船舶分段流水线的多工位协同作业建模技术

为实现船舶分段制造的流水化生产,提高生产效率,提出一种针对车间级的多工位协同制造控制系统,实现针对工位级的精确作业计划。通过分析分段制造工艺数据流、多工位协同作业的特点和关键协同数据,建立以月度生产计划总工期最短为目标的多工位协同作业数学模型。通过搭建仿真验证平台,以上海某船厂的实际案例数据为基础,充分验证模型的正确性,为多工位协同控制系统的建立提供理论依据。     

基于固有应变理论的船体焊接变形仿真研究

大型船舶构件尺寸大、焊缝分布广,传统的有限元焊接仿真方法难以满足其大尺寸结构计算的要求。基于热弹塑性有限元法对T型局部接头进行焊接变形计算,获取焊缝处平均固有应变值,然后将其作为初始载荷施加在全尺寸壳单元分段模型上进行弹性计算,最终得到大型分段的整体焊接变形。仿真结果表明,结合小模型的热弹塑性法和大结构固有应变法,能准确高效的预测大型结构的焊接变形。     

船舶分段制造装备智能化需求分析

针对国内造船企业船舶分段制造装备自动化、智能化应用水平较低的现状，以作业工序的零件打磨、理料、小组立焊接、中组立焊接及喷涂等方面为切入点，分别从路径规划、信息感知、协同作业、智能决策等方面提出船舶分段制造装备的智能化需求，为船舶分段智能制造装备的研制提供必要的目标图像。     

大型船舶平面分段智能车间的物流系统

目前,车间级的物流系统调度问题研究主要通过信息采集和现场监控解决,并没有通过优化算法进行实际分析。本文主要研究大型船舶平面分段智能车间的工件、物流设备的调度问题。首先将平面分段中的不同工位进行重组,同时将天车和卡车进行并行处理。其次引入有阻塞的混合流水线车间调度模型,搭建大型船舶平面分段智能车间物流系统的数学模型。最终基于粒子群优化算法(PSO),计算部件加工时间最短的数值仿真。     

船用T型材自动焊接生产线的设计与应用

为提升船舶制造过程的自动化和智能化水平,对船舶智能制造模式进行研究。针对船用T型材大批量生产、流水线作业涉及的焊接生产线,基于合理的工艺设计和工序布局,采用自适应、自控制的工艺装备(如组立机、门式焊接机等),匹配与其相适应的自动化输送装置,建立生产线管理系统平台,对各工位设备信息进行收集处理,从而实现产品传输、变位、装配和焊接全过程的自动化,以及管理上的数字化,有效提高船厂T型材制造加工的生产效率和质量效益。     

船舶中组立结构机器人焊接工艺参数规划

针对船舶中组立结构机器人焊接工艺参数规划的问题，对设计软件导出的工件及焊缝信息进行处理，构建机器人焊接工艺数据库，对焊缝特征进行智能化识别，完成基于特征的焊缝焊接工艺匹配。机器人焊接工艺参数规划可有效提升复杂情况下的船舶中组立结构焊接程序规划设计效率。     

基于线性CCD的埋弧焊焊缝自动跟踪系统设计

针对埋弧焊机在船舶预制焊接中出现的焊炬与焊缝中心偏离问题,利用智能化检测与控制技术设计埋弧焊焊缝自动跟踪系统,系统由线性CCD、控制模块、伺服驱动系统、联动机构等构成,采用ADC技术自动跟踪焊缝,实现埋弧焊机准确焊接。车间试验证明,该系统可实现埋弧焊焊缝自动跟踪功能,提高生产自动化程度,提升焊接质量。     

面向精度的分段车间关键工序识别方法及应用

为了确定船舶分段车间生产过程中对分段精度尺寸影响最大的关键工序,依据过程管理思想,提出基于三重要素综合考量的船舶分段车间关键工序的识别方法。基于图论建立生产车间的工序模型,并从工序节点与分段产品尺寸精度的相关程度、工序节点对其他节点的影响程度、工序节点质量水平3个方面提出关键工序识别模型,并给出船舶分段车间工序节点关键度的概念和计算公式,衡量模型中工序节点的关键度。结合某船舶企业的平面分段生产车间,说明该方法的具体实现过程。结果表明,该方法能够有效识别车间生产过程中的关键工序,为通过分段车间的质量管理实现对工序的重点监控与改进提供可靠的支持。     

基于灰色关联度的船舶分段焊接定额工时估算方法研究

为提高船舶分段焊接定额工时估算的效率和精确度,在综合分析了分段焊接工艺特征和外部环境的基础上,建立基于分段"焊缝长度—焊脚高度"的定额工时估算模型。首先针对影响分段焊接工时的焊缝长度、板厚、焊脚高度、焊接位置和平均气温5类因素,引入灰色关联分析法测算各影响因素与工时的关联度,明确关键影响因子,并结合相应权重赋值理论影响变量;其次运用Matlab进行多元非线性回归分析,构建理论影响变量与工时的函数模型;最后,通过实例测算出本模型与实动工时误差在2.73%以内,论证了模型的有效性,为快速、准确估算总装造船其他专业和阶段的定额工时提供了一种新方法。     

基于MBD的船体装配三维作业指导技术研究

为改善当前船厂车间二维作业指导方式的种种弊端,基于MBD技术进行三维作业指导研究。首先,基于MBD技术的定义,提出分段MBD数据集的分类、组织结构和总体应用框架;总结MBD模型的具体内容。其次,基于P-MBD模型,提出船舶分段的装配仿真流程。最后,基于VRML技术,轻量化MBD模型;并开发软件实现三维作业指导功能。     

焊剂型双丝单面埋弧自动焊新工艺

一项国内领先的焊接技术——焊剂型双丝单面埋弧自动焊工艺技术签定会日前在上海通过鉴定。这项新工艺是沪东造船厂工程技术人员经过艰苦攻关完成的。这项新工艺,经在平面分段流水线焊接工位上运用,效果显著。它与常用的埋弧焊法相比,焊接效率可提高3～4倍,而且无需翻板,也不需要进行碳弧气刨,具有减少工作场地、加快分段建造等优点。另外,这项新工艺在一些船舶上使用证明,焊缝正反而成形美观。     

大型船舶分段装配过程中的焊接变形

针对大型船舶分段结构的特点,以及高效焊接和计算机技术应用于造船生产后对分段建造精度的影响,本文结合生产实践,探讨了大型船舶分段组立过程中的焊接变形问题。     

垂直自动角焊机

由船舶工艺研究所研制的垂直自动角焊机可用于垂直位置角焊缝的焊接,它采用线性轴承,无摩擦滑板等器件,专门设计了适合于立角焊强迫成型应用的滑块,使垂直自动角焊机能稳定、可靠地进行对立角焊缝强迫成型焊接,使一种新的高效焊接方法可以得以实施。该装置的主要特点:     

基于Plant Simulation的船厂平直车间作业仿真与优化

船体分段的制造在整个船舶生产过程中占据了大量时间,因此,缩短分段制造时间是缩短船舶建造周期、降低建造成本、提高船厂生产效率的关键所在。以船厂平直车间为研究对象、以缩短车间生产平面分段的最大流程时间为目标,使用Plant Simulation对平面分段的生产制造流程进行模拟仿真,并基于仿真结果使用内置遗传算法功能模块对分段生产顺序进行优化处理,以达到缩短最大流程时间的目的,对分段车间的生产排程具有实际意义。     

间歇填角焊缝在船舶结构接合中的运用

近代造船和修船企业中已普遍采用间歇焊缝,在不要求水密的 T 字梁的接合、梁和钣与钣结构焊接时几乎全是间歇填角焊缝所制造的。造船上间歇焊缝的普遍动用,在技术文献中已得到广泛的反映。苏联船舶登记局的规范内,以及在外国船级协会也都有一系列的规定。个别工厂把焊于梁上的腹钣做成缺口;沿下端焊接,这样就改进和发展了链式焊缝。因此,梁齿能焊成连续的焊缝。得到的像是齿型接合(图1和2)。