王 琦，胡旭東

（江南造船（集團(tuán)）有限責(zé)任公司，上海 202150）

0 引言

目前，國家船舶制造行業(yè)表現(xiàn)出市場競爭日益加劇、市場發(fā)展不景氣、產(chǎn)能過剩問題嚴(yán)重等特點(diǎn)。在這樣的大環(huán)境下，造船業(yè)已經(jīng)達(dá)成以下共識：積極發(fā)展制造業(yè)、加速調(diào)整優(yōu)化結(jié)構(gòu)、全面轉(zhuǎn)型向高端領(lǐng)域“進(jìn)軍”。當(dāng)前，全球已進(jìn)入工業(yè)革命4.0 時代，其標(biāo)志性特征就是網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化以及智能化等。此次“智”造革命所帶來的機(jī)遇和挑戰(zhàn)，對國內(nèi)船舶制造行業(yè)的發(fā)展影響巨大。

1 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)簡介

所謂“物聯(lián)網(wǎng)”，實(shí)際上是指將物與物相互連接起來的互聯(lián)網(wǎng)。其主要包含以下兩層意思：1）互聯(lián)網(wǎng)依然是物聯(lián)網(wǎng)的基石，是對互聯(lián)網(wǎng)的拓展及延伸；2）其用戶端拓寬及延伸至所有的物與物間，開展通信及信息互換。相較于互聯(lián)網(wǎng)，物聯(lián)網(wǎng)有較為明顯的特征：1）其是各類感知技術(shù)的集中運(yùn)用。在物聯(lián)網(wǎng)中有著大量的、種類各異的傳感器，所有傳感器都可作為信息源，各種類型傳感器所捕捉到的信息格式及內(nèi)容等都有所差異。2）其是以互聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)而創(chuàng)建的泛在網(wǎng)絡(luò)。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的核心依然是互聯(lián)網(wǎng)，在各類無線及有線網(wǎng)絡(luò)的支持下與互聯(lián)網(wǎng)相連，將物體信息及時、精準(zhǔn)地向外傳遞。

2 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在船舶智能制造中運(yùn)用的優(yōu)勢

造船企業(yè)在船舶設(shè)計、制造等環(huán)節(jié)通常會按照市場目前的大數(shù)據(jù)以制定滿足該企業(yè)要求的計劃。然而當(dāng)前國內(nèi)只有極少數(shù)的造船企業(yè)建立了數(shù)據(jù)庫，大多數(shù)造船企業(yè)在設(shè)計環(huán)節(jié)通常只依靠設(shè)計者自身已有的經(jīng)驗(yàn)，在制造環(huán)節(jié)通常會留有較多的余量。由于船舶制造過程中會用到大量的人力、物力，各種零部件的及時、精準(zhǔn)完成通常需借助人力來實(shí)施分配及監(jiān)管，難以保障零部件的精準(zhǔn)性，很難精準(zhǔn)把握所有制造環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)及信息。在船舶智能制造中運(yùn)用物理網(wǎng)技術(shù)，通過物聯(lián)網(wǎng)能夠利用各類信息傳感裝置，及時搜集所有需要連接、監(jiān)管、互動等各類所需的信息，以達(dá)到人和物、物和物、物和網(wǎng)絡(luò)的高效連接，為辨別、管控提供便利。將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)運(yùn)用于造船企業(yè)自建的數(shù)據(jù)庫有利于信息的及時查詢、調(diào)取、運(yùn)用，對自身內(nèi)部數(shù)據(jù)及市場數(shù)據(jù)開展深度分析，及時采取措施以有效應(yīng)對市場發(fā)生的改變；物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的運(yùn)用還能夠?qū)υ齑髽I(yè)的人力、物力進(jìn)行科學(xué)配置，確保零部件生產(chǎn)的精準(zhǔn)度、時效性，整體把握制造進(jìn)程等。在確保船舶制造效率及質(zhì)量的前提下，減少船舶制造的時間，大幅度降低物力、人力等成本開支，加強(qiáng)造船企業(yè)的整體競爭力。

3 船舶智能制造中物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的運(yùn)用

3.1 在供應(yīng)鏈和物流管理中的運(yùn)用

在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)運(yùn)用過程中，供應(yīng)鏈的所有流程高度集中，能夠?qū)?yīng)鏈內(nèi)的所有物品進(jìn)行高效管理。在供應(yīng)鏈當(dāng)中，全部的重要“物”均有著對應(yīng)的“電子標(biāo)簽”，同時此類電子標(biāo)簽是能夠被感知、定位、又或掃描的。供應(yīng)鏈在船舶智能制造中起著無可取代的作用，其主要包含外部供應(yīng)鏈、內(nèi)部供應(yīng)鏈、物流企業(yè)和造船企業(yè)間的供應(yīng)鏈，并且貫穿于所有的流程中。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的引入能夠大幅度減少對人力資源的使用，并且符合船舶智能制造的需求，對供應(yīng)鏈的所有流程進(jìn)行高效監(jiān)督，在船舶制造環(huán)節(jié)需持續(xù)采購，對設(shè)計、制造、財務(wù)等數(shù)據(jù)信息進(jìn)行監(jiān)督需耗費(fèi)大量的人力，物聯(lián)網(wǎng)的運(yùn)用能夠妥善處理此問題，有效簡化工作流程。在船舶智能制造過程中，物流管理必不可少，通過物聯(lián)網(wǎng)能夠及時輸入需要的信息，并且及時進(jìn)行追蹤、查詢、管理。在計算機(jī)系統(tǒng)中，確認(rèn)同時提交有關(guān)的訂單，緊接著供應(yīng)鏈內(nèi)的供貨企業(yè)就會立即發(fā)貨；在貨物運(yùn)輸環(huán)節(jié)，全部的物流信息，主要包含貨物是否已經(jīng)出倉、運(yùn)輸?shù)较鄳?yīng)的位置、接收者以及貨物儲存的倉庫、貨位等均能夠在有關(guān)的物聯(lián)網(wǎng)平臺上開展查詢，物聯(lián)網(wǎng)輸入貨物信息、數(shù)據(jù)以及跟蹤管理能夠讓相關(guān)工作變得更加便利、快捷，并且有助于信息的迅速檢索、使用。

3.2 在船舶智能電力系統(tǒng)中的運(yùn)用

船舶制造行業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的關(guān)鍵構(gòu)成部分，船舶電力系統(tǒng)是整個船舶的關(guān)鍵所在，直接關(guān)系著船舶航行的安全性。物聯(lián)網(wǎng)將機(jī)器視覺技術(shù)、全球定位技術(shù)、射頻識別技術(shù)以及傳感器技術(shù)等核心技術(shù)，根據(jù)相關(guān)的規(guī)定內(nèi)容，通過互聯(lián)的形式將船舶各個方面的信息相互結(jié)合，便于對船舶電力系統(tǒng)的智能定位、追蹤以及管理等。對于船舶電力系統(tǒng)開展的管理主要包括對采辦、報廢、借出及借入等，并且還能夠?qū)崿F(xiàn)對電力系統(tǒng)運(yùn)作的在線管理。

3.3 在船舶智能監(jiān)控系統(tǒng)中的運(yùn)用

船舶智能監(jiān)控系統(tǒng)主要由氣象信息系統(tǒng)、電子海圖信息系統(tǒng)等部分構(gòu)成，主要具有信息展示、管理、監(jiān)控等功能。該系統(tǒng)具備氣象信息和電子海圖的雙重展示，在計算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及通信技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)的支持下及時監(jiān)測、掌握船舶所處的位置，同時對船舶位置信息進(jìn)行全程追蹤及處理，如此有助于管理者對于船舶的安全制造及船期落實(shí)狀況實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程追蹤、監(jiān)控，遭遇險情及時發(fā)出警報，同時可以精準(zhǔn)地提供救助信息。以物聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)的船舶智能監(jiān)控系統(tǒng)主要由感知層、網(wǎng)絡(luò)層、應(yīng)用層等構(gòu)成。其中，感知層主要負(fù)責(zé)對船舶制造環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行感知，主要包含信息搜集、捕捉以及辨別等作用；網(wǎng)絡(luò)層主要是在移動通信、北斗衛(wèi)星以及互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的支撐下為用戶提供各類服務(wù)器，使船舶信息能夠傳遞及互換；應(yīng)用層其實(shí)是船舶監(jiān)控系統(tǒng)的研發(fā)運(yùn)用平臺，其能夠?qū)^往運(yùn)行的船舶實(shí)施各類信息的公布及高效管理。

3.4 在精益生產(chǎn)中的運(yùn)用

物聯(lián)網(wǎng)通過智能設(shè)備和感知技術(shù)對物理世界加以感知、辨別，以網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)傳輸互聯(lián)，實(shí)施處理、計算以及知識挖掘等，從而達(dá)到物和物、人和物間的信息連接及互換，以實(shí)現(xiàn)對物理世界及時控制、合理決策、高效管理的目標(biāo)。比如射頻識別（RFID）技術(shù)，其屬于非接觸形式的自動辨別技術(shù)。當(dāng)前，射頻識別技術(shù)在船舶制造行業(yè)中運(yùn)用主要表現(xiàn)在以下幾個方面：①對設(shè)備及材料進(jìn)行管理。例如：將無源標(biāo)簽運(yùn)用于船舶制造企業(yè)的設(shè)施、鋼板以及材料等儲存、物流管理過程中。②精準(zhǔn)定位設(shè)備、人員所處的位置。在船舶內(nèi)業(yè)加工環(huán)節(jié)，不管是二維碼識別又或是射頻識別等形式，均可以比較好地將信息融入到船舶制造資料中，并且在人的信息攜帶層面同樣有著各式各樣的辨別設(shè)備及操作形式。在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的支撐下，給予所有零部件以相應(yīng)的二維碼或無源標(biāo)簽，在將零部件整合成制造分段的托盤時，與超市掃描購物相似，對所有零部件開展實(shí)物辨別掃描；并且按照掃描設(shè)施的后臺響應(yīng)數(shù)據(jù)對相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行審核，如果存在誤差，設(shè)備就會主動報錯，同時對反饋信息進(jìn)行標(biāo)記，并且體現(xiàn)此生產(chǎn)托盤的裝配效率，有利于物流將托盤運(yùn)送到下道工序時進(jìn)行系統(tǒng)化辨別，并且在制造環(huán)節(jié)讀取有關(guān)的零部件信息。

船舶零部件制造方同樣應(yīng)在辨別零部件同時預(yù)備輸出指令以前進(jìn)行網(wǎng)簽、提交相關(guān)合格證，主要由工位負(fù)責(zé)人進(jìn)行校核同時網(wǎng)簽通過。負(fù)責(zé)人在校核以后再提交對應(yīng)的物流指令，經(jīng)過現(xiàn)場總調(diào)度將托盤的相關(guān)物流信息及時傳遞給下道工序，同時下達(dá)與之相應(yīng)的指令。在零部件組裝工位發(fā)現(xiàn)零部件的工藝又或是尺寸存在問題時，不僅可以及時和零部件制造工位進(jìn)行交流，并且將有關(guān)信息及時反饋給設(shè)計單位，以取得準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，同時對零部件采取對應(yīng)的優(yōu)化措施，并且在設(shè)備系統(tǒng)當(dāng)中注明修改、優(yōu)化的信息。如此有利于類似零部件加工尺寸的改善，又或防止誤差的出現(xiàn)，進(jìn)而從根本上確保船舶制造的“零失誤”。

4 結(jié)語

船舶智能制造的所有過程都需耗費(fèi)大量的人力以及物力等資源，傳統(tǒng)的人工管理模式很難保證其效率。因此，可在船舶智能制造中引入物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，推動物聯(lián)網(wǎng)與智能制造的深度結(jié)合，大大加強(qiáng)船舶制造的效率及質(zhì)量。