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。     

面向智能焊接生产线的船体中小组立特征分析

针对船体中小组立数量庞大、结构类型和尺寸规格各异,智能焊接技术尚不能满足所有类型组立结构焊接需求等问题,以某型集装箱船为例,结合智能焊接技术现状,对全船所有中小组立进行分类成组,分析组立结构形式、尺寸范围、结构重量、物量等特征,确定适合使用焊接生产线制造的具体组立特征要求,开展生产线产能物量分析表明,实现物量与产能的平衡。     

小组立智能流水线关键技术分析

对国内外小组立智能流水线进行分析,从小组立生产流程前期设计和流水线控制系统等方面对小组立智能流水线关键技术进行分析。基于离线编程,对小组立模型导入和数据转换进行分析;通过分析焊接工艺参数,为焊接工艺库提供数据支持;通过对机器人传感技术的研究,分析工件定位、焊缝跟踪等技术。通过仿真验证建立流水线的可行性,为建立小组立智能流水线提供参考。     

船体小组立自适应路径规划系统

通过对船舶小组立产线中机器人焊接系统的技术水平分析,研究小组立产线的科学排产、节拍控制和工艺匹配等技术,论证机器人船体小组立自适应控制方法对比和结构件特征参数化定义技术,分析视觉识别和路径规划作业后处理技术方法,并进行实验论证,为船体小组立生产线智能化升级提供可以借鉴的方向与思路,为船舶建造智能化转型建设积累实践和技术经验。     

小组立机器人装焊生产线总体设计研究

基于典型小组立工件的生产纲领,分析小组立工件的加工工艺,制订详细的加工工艺路线,对小组立机器人装焊生产线的工位进行总体布置设计。依据典型工件的生产纲领,从组成设备和系统集成控制2个方面对焊接机器人工作站进行设计研究。从生产节拍、工作人数、产品质量、生产连续性和生产管理等5个方面对小组立机器人装焊生产线与传统小组立生产方式进行对比分析。结果表明:相对于传统小组立生产方式,小组立机器人装焊生产线的生产效率更高,所需人数更少,产品质量更稳定、更优异;同时,具有生产连续性好、生产管理更智能化等特点,能达到提高生产效率、降低人数、改善焊接质量的目标,使小组立工件生产形成规模化、高效化和批量化的智能制造模式。     

船体平面分段智能制造流水线工艺装备技术

针对船厂对船体平面分段结构优质、高效制造的技术需求,以船体平面分段中间产品加工为功能对象,进行船体平面分段智能制造流水线装备的研发制造,突破流水线总体设计、智能化焊接、系统集成控制等关键技术,形成一条包含拼板装焊、纵骨装焊、中组立制造等多工位的智能化流水生产线。通过工程应用实现船体平面分段由传统生产模式向以智能装备为标识的智能制造模式转变,可显著提高船体结构加工制造技术水平。     

面向船体复杂工件的机器人自适应焊接技术

分析船舶智能焊接装备自适应焊接技术的研究背景.针对在船体加工过程中产生的误差,从工件定位、焊缝定位和焊接跟踪等方向介绍机器人自适应焊接的解决方案.结合门架式中组立智能焊接装备实践,为后续同类型智能装备提供自适应焊接设计参考.     

基于深度相机的船舶小构件打磨装置视觉识别算法设计

基于深度相机，针对船舶小构件智能打磨装置的视觉识别系统进行算法模块设计，确定视觉识别系统的模块框架与模块功能，并基于OpenCV库与PCL库，利用C++程序语言对模块功能进行算法实现。同时搭建算法试验平台，对模块算法进行验证，完成包括相机位姿估计与坐标变换、工件点云分割、工件质心提取、工件边缘提取在内的算法功能实现，为船舶小构件智能打磨装备提供准确全面的视觉数据，保证智能打磨装备的上料及打磨作业顺利执行。     

面向智能制造的船舶小组立中间产品工艺路线

针对传统的船舶小组立制造工艺路线,简述小组立中间产品概念,提出小组立工艺路线智能化改进的原则和方法,构建小组立智能生产线。重点阐述小组立智能生产线各工位的功能及作业流程,详细解析小组立智能生产线的关键技术,为提高船舶小组立制造的效率和质量提供有效支撑。     

小组立智能制造物联系统的研发与应用

以船舶建造中的小组立制造为研究对象,将智能制造的物联网技术应用在其整个生产过程中,优化制造流程,形成全过程物料跟踪、产品质量追溯,落实智能物联标识技术的编码标准、交换规范,推动智能制造关键技术在船舶制造领域的示范应用。通过建立信息交互中心并整合物联技术,将原来机—人—机的信息交互模式转变为设备间无缝连接的信息交互模式,并通过应用自动化设备替代施工人员进行零件信息的标识,从而有效减少人为因素的影响,提高信息传递的及时性和正确性与小组立制作物料及其物流配送的效率,使小组立制作周期缩短约10%。     

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。     

小组立生产线技术研究

在船舶生产制造过程中,小组立作为船舶零部件的最小单元对其进行归类划分,建立小组立智能流水线,对实现船舶智能化生产具有重要意义。文章研究了在船舶建造中,缩短前道工序的作业时间,做好组立阶段先行小组立的部材装配和焊接,以提高小组立生产效率,减小工人负担。可作为小组立生产线施工作业指导,也可以为其他同行提供借鉴和参考。     

船舶智能制造技术评价指标体系

研究智能船厂的系统架构和船舶智能制造技术评价要素,从基础层、车间层、企业层3个层级提出船舶智能制造技术评价指标体系,并确定各指标的权重系数,为造船企业开展自评价提供方法。     

船舶智能制造模式的核心要素和体系架构

从现代造船模式和智能制造基本特征出发，提出船舶智能制造模式的定义、内涵、核心要素及体系架构，为船舶行业和造船企业推进船舶智能制造模式、构建船舶智能车间和智慧船厂提供思路。     

船舶智能制造流水线质量检验数据采集技术应用

结合船舶建造质量管理内容和船舶企业实际情况,对智能制造流水线环境下的质量检验数据采集技术进行研究。建立船舶建造质量检验数据采集实现路径,从精度检测数据采集、焊缝检测数据采集和常规检验数据采集等3个方面提出相应的技术方案,可显著改善质量检验数据采集速度慢、效率低的现状,帮助船舶企业进一步提升质量管理水平。     

基于分布式自主协同制造的船体分段智能车间体系

针对当前基于制造执行系统的船体分段智能车间设备故障报警不及时、数据流通传输速度慢、运行可靠性差等问题,提出一种基于分布式自主协同制造的船体分段智能车间体系。概述分布式自主协同制造,介绍船体分段智能车间的总体架构与运行机制等,对基于分布式自主协同制造的船体分段智能车间体系进行设计,并提出实现船体分段智能车间分布式自主协同制造涉及的关键技术,为船舶制造企业打造智能制造车间提供一种新的参考方法。     

基于改进Apriori算法的船用柴油机装配工艺文件关联规则挖掘研究

柴油机作为船舶关键部件之一,其装配工艺设计的合理与否与船舶的整体性能直接相关。针对企业历史装配工艺文件不能充分为新机型装配任务发布时装配工艺设计提供支撑的问题,提出一个基于关联规则挖掘的柴油机装配工艺规则挖掘系统,该系统充分利用已有装配工艺文件,结合数据挖掘技术,对文件进行挖掘分析,建立装配规则库,为后续装配工艺智能设计提供数据支持。本文提出一种改进的Apriori算法,建立了关联规则挖掘的数学模型和基于自定义词典装配工艺文件分词算法,将分词处理过后的文件可以作为数据挖掘算法的输入,并在传统Apriori算法的基础上提出一种改进的Apriori算法,该算法核心思想是在对候选频繁事务集剪枝时,降低算法的时间复杂度,从而提高挖掘效率直到获得柴油机装配工艺文件中的关联规则。最后以某船厂的历史机型柴油机气缸盖装配工艺文件为例,验证了改进Apriori算法在挖掘柴油装配工艺文件关联规则时的可行性和有效性。     

大舾装可视化虚拟装配DAP技术应用

依托车间现场可视化平台,通过制订装配编码规则、转换轻量化装配模型、集成模型与图纸和文件信息、设定装配信息发布规则,实现面向生产车间的大舾装可视化虚拟装配分段装配规划(Detailed Assembly Planning,DAP)技术应用。以某超大型油船(Very Large Crude Carrier,VLCC)的典型分段为对象,进行实例应用。通过实例,大舾装可视化虚拟装配DAP技术的有效性和先进性得到验证,为更深入的船舶智能制造研究打下基础。     

基于MySQL和BP神经网络的船舶焊接专家库软件研发

为提高船舶焊接试验过程中的工艺实施效率,研发一种基于MySQL和反向传播(Back Propagation, BP)神经网络的船舶焊接专家库软件。该软件由专家数据库、报表生成器、热输入值预测机、人机交互界面、通信接口组成,基于MySQL开发焊接专家数据库,基于BP神经网络设计热输入值预测机,具备自动坡口图生成、自动焊接工艺规范(Welding Procedure Specification, WPS)生成、自动专家经验数据存取等自动化功能,具备智能热输入值预测等智能功能。实船焊接试验结果表明,该软件可满足实船焊接试验需求,快速存取专家经验数据,提高焊接试验过程效率。