以数字化技术创新做强我国船舶工业(5)

2019-08-31 15:09

目前已建设完成的数字化造船国家工程实验室,充分依托我国军民品有关现代造船模式理论研究及创新实践的有利条件,一方面推动工业化与信息化加速融合,以信息化带动现代造船模式的发展,开展了总装化造船模式下业务流程、工程管理、信息流及信息模型研究,为实现总装化造船和精细化管理的数字化目标作出理念和方法上的支撑。研究和发布一系列面向信息化、标准化的建立现代造船模式指导性文件,如造船企业开展工时(物量)统计分析工作的指导意见、提高钢材利用率指导性意见、工程计划管理、精度管理指导意见、精度管理评价指标等指导性文件等。另一方面,着重研究和突破现代造船模式信息化的基础性关键问题,如开展了造船设计、生产、管理一体化编码标准化预研,旨在为造船信息集成扫除编码障碍。实验室去年组织召开了“引进和开发CIMS系统经验交流会” 和“船舶工业虚拟仿真技术应用经验交流会”,就引进CIMS系统的实施方法、基础数据准备、编码设置、与其他系统接口开发和CIMS系统自主开发以及虚拟仿真技术的研究和应用等关键共性技术作了交流讨论。今年下半年,实验室还举行了造船精度管理等研讨会,充分发挥实验室行业组织的优势,为行业造船技术的提高做出贡献。 7.3 组织攻关关键共性技术

工程实验室十分重视产、学、研相结合,迄今为止已与上海交通大学、上海外高桥造船有限公司、江南造船(集团)有限责任公司、武昌船舶重工有限责任公司等单位合作,攻克了海量船舶电子模型的管理与显示、海量数据实时碰撞检查、多通道三维立体显示和异构CAD

电子模型转换等多项关键技术。

随着虚拟仿真技术的发展,其在船舶工业中应用也不断的深化和扩大,但是虚拟仿真系列软件如果向国外购买,价格非常高。为此,作为数字化造船技术的重要内容,船舶虚拟建造仿真技术的研究,成为数字化造船国家工程实验室建设的重点,目前软硬件设施已经配置到位。实验室已成功自主开发出船舶产品设计虚拟评估系统SPNavis、船舶异构平台数据转换接口集成平台VISS、多通道立体视频制作和播放软件等产品,并开展了深海半潜式钻井平台、SPAR平台等海工产品及船舶区域建造的虚拟仿真项目的研究,目前,这些项目均得到了国家相关部门的支持。 7.4 加强对优秀软件的推广

在夯实信息化基础,攻克信息化关键技术的同时,工程实验室还致力于做好优秀软件的推广工作,为行业提供全面的数字化造船解决方案。目前推广应用的软件包括船舶制造三维设计系统SB3DS、船舶产品设计虚拟评估系统SPNavis、数据转换接口集成平台VISS、多通道立体视频制作和播放软件、船舶产品数据管理系统、管业公司制造管理系统、全自动优化套料系统、一笔画切割系统、涂装管理系统等。为了满足不同客户的需求和价格承受能力,我们也提出多种的解决方案,例如自动套料软件我们就集成了两种算法供用户选择,一种是日本IHI公司的,价钱贵点,但钢材利用率计算结果非常理想;还有一种是国内自主开发的,价格便宜,计算速度快,但钢材利用率计算结果还在不断的完善中。

8.对于未来我国数字化造船业的展望 8.1基于船舶产品模型数据交换标准STEP的验证

国外目前造船行业纷纷开展了相关STEP标准的验证工作。 (STEP是国际ISO 10303标准,是关于整个生命周期内的产品数据计算机表达、交换和共享的国际标准。 它使用了形式化的数据规范语言EXPRESS来描述产品数据的表示,提高了数据表达的精确性和一致性,有利于在计算机上的实现。对STEP标准的开发和运用是船舶行业或企业实现计算机集成制造系统(CIMS)的关键。

欧盟的STEP标准开发领导机构是海事电子商务标准协会(EMSA),开展了船舶设计过程中的计算流体力学和欧洲海事工业电子数据交换等多个项目的研究开发;美国的STEP标准开发领导机构是海军/工业数字交换标准委员会(NIDDESC),目前正在进行船舶产品模型交换标准和零配件库标准等多个项目的研究开发;日本的STEP标准开发领导机构是日本海事标准协会组织(JMSA),其设有专门的STEP船舶应用协议委员会;韩国的STEP开发工作起步较晚,在2000年才成立了韩国STEP中心。STEP船舶应用协议的开发工作由韩国的船舶与海洋工程研究所配合STEP中心共同进行,目前正在开展STEP标准的AP218应用协议的试验验证工作。

8.2船舶产品和制造过程一体化数据环境

一体化的产品数据环境(IPDE)是为数字化设计与制造而设计

的解决方案,它表征企业产品信息系统的综合能力。

利用IPDE,可以对研制各阶段的核心产品模型数据库、相关数据如图纸、技术手册、培训材料以及项目执行信息如计划、进度、程序需求等进行集成。 8.3 应用智能化船舶建造设备

智能化造船是造船生产的最高阶段,它以企业为对象,在系统科学的指导下将企业的全部生产经营过程(包括市场研究、经营决策、产品设计、加工制造、生产管理、销售及服务等)采用软硬件综合成一个由智能计算机、自动化装备和智能机器人所组成的集成系统。

迄今,世界上还没有哪一家船厂完全达到该阶段,但必将是未来的发展趋势。

8.4 造船生产现场管理的信息化应用

对于造船企业来说,现场生产管理始终是其管理工作的主要内容之一,通过GPS、GIS(地理信息系统)、无线网络、手持或车载终端、无线监控、看板设备、仿真控制等信息技术和设备的应用方面出发,可以进一步深化造船企业现场管理信息化应用。

国内的造船企业目前的物流管理较少用到这四项技术,这一是因为国内的造船企业对场外物流的管理往往通过供应商来进行,采购以到厂价来订合同,对物流的监管尚未延伸出去;二是因为国内的造船企业对场内物流的管理往往缺乏规划的意识,更习惯于进行调度式的临时任务指派;但随着这几年造船工业的飞

速发展,由于缺乏对物流的有效管理所造成的资源、成本的浪费现象越来越严重,所以通过这四项技术的应用对造船企业的物流管理可以起到有效的实时监控、准确调度、优化路线等效果。 8.5 虚拟现实技术在造船中的应用

虚拟现实技术在船舶建造中的应用将越来越广泛,在行业的角度包括对商品化虚拟仿真软件进行消化、吸收和二次开发,扩大虚拟仿真在船舶制造过程的应用。从技术的角度而言硬件应该是向图形工作站集群系统发展,软件是向集成化、平台化方向发展。从技术创新的角度,虚拟仿真应用系统应该向国产化的方向发展。

在未来几年,我们对于虚拟现实技术的研究重点应着力于船舶行业虚拟仿真应用开发平台的研究、船舶设计与虚拟评估一体化集成技术的研究、船舶建造虚拟装配技术应用研究与系统开发的研究、船舶建造生产物流虚拟仿真技术开发与应用研究。 8.6 动态企业联盟

网络化制造是按照敏捷制造的思想,采用互联网技术,建立灵活有效、互惠互利的动态企业联盟,有效地实现研究、设计、生产和销售各种资源的重组,从而提高企业对市场的快速响应能力和竞争能力的新模式。它对传统制造业的生产和经营方式有重大影响。全行业的数字化工程的联盟必将是未来造船模式的大势所趋。这不是依靠个别或者是部分的先进厂家。我们必须通过各级企业的ERP系统,提供及时准确的信息来最大限度地克服企业


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