现代船舶设计与制造智能化研究与探索

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　　摘  要：在当前的世界经济大环境下，运输业的利润日益增高，而在诸多的运输方法中，船舶运输的利润可以称得上十分庞大，但是目前来说，全球的航运市场持续走低，产能过剩，市场的竞争也十分激烈，因此，为了振兴船舶制造和航运，加快航运行业结构调整，推动产业发展，是船舶行业的必经之路。我国制造业处于一个正在大刀阔斧改革的时期，针对现代船舶设计与制造智能化的研究与探索就十分有必要。
　　关键词：船舶设计;制造智能化;研究与探索
　　中图分类号：U662 文献标志码：A         文章编号：2095-2945（2019）15-0085-02
　　Abstract： In the current world economic environment， the profit of the transportation industry is increasing. In many transportation methods， the profit of ship transportation can be said to be very large， but at present， the global shipping market continues to decline， and the production capacity continues is excessive， and the market competition is also very fierce. In order to revitalize shipbuilding and shipping， accelerate the structural adjustment of the shipping industry and promote industrial development， is the only way for the shipbuilding industry. China's manufacturing industry is in a period of drastic reform， and it is necessary to study and explore the modern ship design and manufacturing intelligence.
　　Keywords： ship design; manufacturing intelligence; research and exploration
　　前言
　　对我国船舶业界来说，相比西方国家的科技创新发展还有所不足，因此，为了提高我国航运在世界市场上占据的地位，就必须加大科技创新的力度，推动我国船舶设计尽快完成智能化的探索，由“中国制造”变为“中国智造”。
　　1 现代船舶设计
　　现代船舶的设计，随着时代的进步，也逐渐越发的规范化和标准化，目前来看，现代船舶的设计主要分为了四个阶段，分别是：
　　1.1 船东的预期报价
　　船东的预期报价是现代船舶设计的方案规划策划阶段，这一阶段，主要是用来确定船舶的主要工作方向和工作性能，以便完成现代船舶的具体设计方向和船舶设计的完善。
　　1.2 船舶类型的基础设计
　　设计船舶时，根据船东的要求以及船级社的要求，进而设计出主要的设计系统图和设计布置图，之后在将其送给船东和船级社进行审核，进行进一步的规划。
　　1.3 详细设计
　　详细设计这一阶段，是现代船舶的最为基础的设计阶段，这一阶段可以为现代船舶的之后更为精细化的设计奠定基础。
　　1.4 现代船舶的生产设计
　　根据造船厂的工艺、技术等方面，参照详细给出的船舶参数和设计建立的船舶模型，最后产出能够直接进行船舶生产组装的设计图纸。
　　2 船舶的智能制造
　　所谓的智能制造技术，就是在现代的传感技术、网络应用技术、自动化制造等技术以及近期的人工智能的基础，因此，智能制造需要稳定有力的知识人员供给，同时还要不断的提高对从业人员的培训，进一步提高工业方面的科技创新能力，促进产业的升级。
　　智能制造是我国目前可持续发展战略上的重要制造模式，他通过借助网络和人工智能等信息通讯技术，优化产品的设计等过程，减少了资源消耗，节能减排，保护环境。
　　而船舶的智能制造，需要在智能制造的基础上，辅以物联网和互联网，通过大数据和人工智能取代封闭的船舶制造生产系统，并成为未来的船舶制造工业的基础，推动我国由造船国走向制造强国。
　　智能制造是我国目前工业的发展趋势，船舶的设计和发展也应该迎合这一发展趋势，造船企业更应该首当其冲的配合这一发展趋势，进而让自己的企业做大做强，智能制造具有以往制造所没有的智能化、柔和化、集成化等优势，因此，对于船舶制造业来说，这是最为有利的制造方式改革。
　　2.1 智能船舶系统所具备的特点
　　（1）智能船舶的系统性，所谓的智能船舶的系统，并不单指船舶自身，而是由许多个分系统构成的船舶岸基一体化的智能服务系统的结果，并包括了船舶的设计、制造、操作等方面的系统。（2）智能船舶的网络性，所有的智能系统的基础，都是基于网络联通的，包括互联网、物联网、云计算、大数据等等网络云数据，通过这些，实现船舶设备和设备之间，设备和船舶之间等的网络链接，最终实现信息共通、远程操控等。（3）智能船舶的智能性，智能船舶的最大特性之一便是他的智能性，智能船舶的系统是一个多智能的集合系统，通过互联网和大数据等对船舶的相关数据进行探测分析、评断推理等，最终实现正确的决策，通过智能传感系统等和智能化有关的新技术，实现船舶设计、制造、操控等的智能化。（4）智能船舶的协同性，智能船舶系统包括了船舶的设计企业、制造公司、销售公司等许多可以信息共享的公司，通過这些公司之间相互流通数据，实现船舶运作的协调性，企业的竞争力，实现共同发展。（5）智能船舶的柔韧性，智能船舶系统能够快速使用变化飞快的船舶设计等方面的数据分析变化和沟通交流，同时也能对变化莫测的市场需求及时提出相应的反应，具有极强的柔韧性。（6）智能船舶的追溯性，智能船舶系统可以对船舶的设计、制造等过程进行全过程的追踪，如果船舶出现问题也能及时的处理和解决。（7）智能船舶的服务性，智能船舶的系统是一种船舶和岸基联系到一起的智能信息服务的健全体系流程，能够及时的增加各种增值服务，从船舶制造的全过程提供不同的服务，满足市场多样化的服务需求。 　　2.2 船舶制造智能化的数字化技术
　　（1）数据集成技术。船舶的信息集成系统是一种进行数据交换等方面系统运行的平台，它规定了船舶智能制造的信息交换和运行系统标准等，为业务的应用提供良好的系统接口，稳定的运行环境和严格的关系界面。船舶平台信息集成系统的核心技术是，它的任务管理调集的子系统和在数据访问上的两大部分，这个平台自身也是作为一个中间元件的功能，用类似组合零件的形式对要求的功能提供应有的支持和帮助，包括流程调度与控制，权限的控制和对数据的访问。系统的最低层是到处分布的数据库管理系统。传播平台信息集成系统的体系结构，任务管理调度的分系统，通过一种传递信息的方式来控制系统中的运行演化流程，数据访问通过发送和接受控制应用的流程。
　　（2）虚拟现实技术。这种技术最早是由美国的一个公司提出的一种关于计算机等方面的高新科技技术，是一种利用计算机在电脑上构造一个与某个现实环境相同的情景，人类通过某种设备进入这个环境中进行类似于现实的交流沟通，在这个环境中，人们不只能够互相沟通，还能对某种传递的信息做出反应，进而产生一种“真实”的感官。虚拟现实系统主要是由五个部分组合而成的，分别是，虚拟设备引擎、虚拟设备的输入输出设备、虚拟设备的软件和大数据库、虚拟软件平台的用户和任务。其中，又以虚拟设备的引擎虚拟现实系统的核心之处。VR引擎是虚拟仿真系统的核心之处，它通过读取虚拟设备中的大量数据信息，进行对与任务相关的数据的读取计算分析，最后输出反馈的任务结果。IO设备是实现虚拟设备的基础，人们往往通过专门的数据接口来为计算机发送命令，同时将模拟得出的信息实时反馈给用户。软件和数据库，根据各个领域的侧重方向，目前虚拟现实系统的仿真软件有很多种。
　　虚拟现实技术的特点主要通过四个方面来表现：
　　多感知性：所谓的多感知性，是指除了一般计算机之外所具有的视觉方面的感知之外，还有着其他方面的，比如听觉上的、触觉上的、嗅觉上的、味觉上的、运动上的等等。
　　沉浸感：是指计算机所生成的虚拟环境可以给人一种
　　相对真实的感官，让人对自身的存在感有一种真实的感觉，这一点就不仅需要真实的模型，还需要人机交互功能的推动。
　　想象性：在进入计算机生成的虚拟环境时，不仅要依靠外部设备的介入，类似虚拟头盔和虚拟眼镜等，同时也要通过设计人员的想象力将虚拟的环境设计出来，这也需要表达作者的设计思路。
　　交互性：所谓的交互性是指，人们通过计算机输入到虚拟数据库里的信息可以感知人们的具体意愿，并可以做出相对的反应。
　　在目前的经济全球化的发展趋势上，在国际市场上的竞争十分强烈，特别是在工程的制造领域，新兴技术、新产品的诞生比比皆是，这就对新产品的设计开发提出了更高要求，企业想要在这样的挑战发展，就必须有更强大的技术支持，虚拟现实技术完全可以满足这种要求。
　　由于虚拟现实技术是有外国首先提出并研究的，因此到目前为止，虚拟现实技术经过多年的发展已经在外国的航天领域、汽车制造领域、医疗领域等方面得到广泛的推广，而在我国，由于工程学起步较晚，因此，对虚拟现实的技术研究较为浅薄，虽然我国的虚拟现实技术起步较晚，但是信息技术的发展快速，让虚拟现实技术在我国也开始迅速普及，目前主要应用于工程制造业的两方面：工业产品的外形结构设计和产品装配工艺优化。
　　其中在智能船舶制造方面，对于设计、生产、操控这三个方面极其有效，因此，为了推進制造船舶智能化，就应该推广虚拟现实技术在航运行业中的广泛应用。
　　3 结束语
　　船舶的设计和智能化制造，必然要在目前已经存在的信息化、自动化等因素下组建成一个新兴的实体架构，之后，通过大量的评价、研究、推测和优化等方面，组合形成附加值更高的船舶制造等船舶制造产业链。进而让中国的船舶设计和智能化制造工业在未来能更简单的立足市场，紧跟市场方向，走向定制成模式化、管理细致化、服务完善化，从而更好地创造船舶的新兴价值。目前而言，国内的船舶制造业大多都造型多而产量少，船东的对船型定制的要求高、船型的高新技术著称，但航运市场的低沉、以往船舶生产的面对的障碍、高端船舶制造技术的缺失等越发影响到了我国的船舶设计与制造业的发展，建立制造智能化的船舶制造体系，以智能化的制造设备代替需要大量人力的机器，构建一体化船舶智能生产系统，通过大数据和互联网技术将全部的生产所需资源进行组合，让目前的半自动化船舶设计制造生产向智能化生产系统转变，促使船舶能以最小的生产代价得到最大的效果。实现船舶设计制造定制化和个性化等方面的结合。
　　参考文献：
　　[1]刘伟.智能制造与社会经济发展[J].学术探索，2014（4）.
　　[2]张驰.智能化引领船舶制造业变革[N].中国水运报，2015（5）.
　　[3]汤天浩.船舶智能化信息系统的探讨[J].上海造船，2007（3）.
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