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。     

船体分段智能车间概念解析

对船体分段智能车间的定义、特征进行概要描述。对船体分段智能车间的总体架构、各架构层功能、空间布局设计及其原则、数据信息流通机制、智能车间管控系统的关键技术进行初步研究和探讨,为船海企业构建船体分段智能车间提供参考。     

船体分段车间制造过程数据分类

梳理船体分段车间在制造过程数据的特点和问题,提出构建船体分段车间制造过程数据模型的必要性。以船体分段车间的产品实物流为基础,分析制造过程数据包含的范围并细化分类,对主要数据类型进行详细分析,建立过程数据结构框架。着重提取分段建造中的3条加工生产线,根据船体分段车间制造流程及车间管控的架构,分析关键生产线的设备信息传输关键节点及主要流向,为构建完整企业车间管理数据库奠定坚实基础,推进企业信息化、精细化生产管理进程。     

船体分段车间指标采集系统开发及应用

为验证船体分段车间智能制造执行管控系统（Intelligent Manufacturing Execution System，IMES）软件在多家船厂的应用效果，开发船体分段车间指标采集系统（Index Collection System，ICS）。该采集系统可对船体分段车间的生产效率、车间库存减少百分比、停工待料缩短百分比、船体分段无裕量制造率和品质报验差错率等5项指标按周期进行数据采集和处理，进行指标验证。根据验证结果，可不断完善优化IMES，以利推广。     

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.     

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。     

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。     

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。     

面向船舶智能制造的工艺数字化管理技术

通过梳理智能车间制造执行系统或智能加工生产线对工艺数据的需求,突破工艺数据数字化管理的关键技术,形成多源数据的规范要求,基于数据规范进行数据的提取与组织,并对工艺数据进行应用。通过工艺数据的数字化管理,实现车间制造执行系统的更好落地,同时推动船舶加工智能制造装备船厂的工程化应用。     

基于可视化看板的车间物流管理系统设计与实现

以提升船体车间物流数字化、智能化为目标,研究视图和存储、缓存处理、智能调度和数据联通等关键技术,为系统性能提升、数据展示、车间场地布局规划、分段调度及资源合理分配等提供技术支撑。对车间场地、运输设备进行仿真,实现车间场地物流的可视化展示;建立中间数据库,实现与制造过程数据文档管理系统(manufacturing Process Data document Management system,PDM)工作数据的联通;根据用户需求,制定车间建造物量工时统计分析看板,开发车间物流看板管理软件系统,完成车间内托盘、产品、场地资源的配送流程管理及状态可视化展示。对物流看板的发展前景进行展望,对船厂物流智能化提出建议。     

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。     

邮轮薄板分段生产车间智能化管控和设备物联技术

针对邮轮薄板分段车间复杂作业工艺及设备信息联通问题,基于5G和工业互联网等新一代信息技术,构建分段生产车间智能化管控方案,提出由智能设备层、设备控制层、制造执行层、车间管理层、智能决策层组成的多层级系统框架;围绕薄板分段生产车间主要工艺设备,提出包含信息感知系统、数据采集处理系统、数据分析应用系统设备物联集成技术方案,并经过邮轮薄板分段车间建设,验证方案的合理性。     

船体零部件标准化设计思路

为了提高造船效率、降低造船成本、提高造船质量,造船行业需要引入先进的智能制造理念。船舶制造作为典型的离散型制造行业,其传统的船舶设计、制造模式在一定程度上限制了智能制造技术的大范围推广应用,从船体零部件标准化设计角度,研究如何利用标准化设计手段来扩大船厂智能制造应用范围和场景。形成船体零部件标准化、批量化设计原则和标准,达到降低船舶智能制造技术难度,最终实现船舶制造向连续型生产模式转变的目的。     

船舶管系生产管控系统开发

开发一套适合船舶行业的船舶管系生产管控系统，利用信息化手段，具备原材料采购、计划管理、生产派工和报工、质量管理等功能，实现多部门多项目实时在线协同作业。该系统上线运行后，有效提高企业生产效率，降低生产成本，为推进智能制造奠定数据基础。     

船体T型材智能装焊系统开发

在传统船舶建造中,T型材安装定位劳动强度高、工作效率低且存在安全隐患。以船体T型材智能装焊系统为开发对象,介绍系统构成,阐述系统关键部件功能,设计系统工艺流程,实现T型材的自动安装定位和焊接。基于自动化定位、抓取、放置和焊接,该系统可大幅降低劳动强度、提高生产效率。