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国内外主要船厂智能制造技术应用现状研究

进入新世纪以来，科学技术也在飞速发展，许多先进制造技术在造船领域得

到应用，现代造船技术正朝着高度机械化、自动化、集成化、模块化、智能化方

向发展。

在日本、韩国的先进造船企业中，对现代生产管理模式探索和创新的效果非

常明显，造船模式正在由集成制造模式向敏捷制造模式迅速演变，形成“空间分

道、时间有序”的顺畅工艺流程。现代造船已使用部分智能化设备来代替人操纵

各种机械，广泛运用了数控切割技术，美国、日本、韩国等许多国家在船舶建造

中都相继不同程度的采用了智能装备和机器人。

1国外典型船厂智能制造技术应用研究

当今世界造船业已形成四极结构：韩国、日本、中国和西欧，在经济全球化

的今天，国际造船业已发展成为全球一体化市场，世界各国造船企业在全球范围

内发展了技术、性能、质量和服务等全方位的竞争。随着全球船舶市场占有率的

激烈竞争，世界造船业在技术、体制上发生了重大革命，其中造船技术的发展尤

为突出。从之前的焊接技术革命到大型生产流水线等新技术的成功应用，目前正

处于信息技术进一步发展应用的新阶段：信息集成系统的应用，并行工程、敏捷

造船、先进制造模式正在或将在船舶制造业中广泛应用，使船舶行业成为信息密

集、技术密集和资金密集为特征的现代新型产业。

1.1日本造船业智能制造技术分析

日本在生产技术、生产效率方面仍保持很高的水平，但进步的幅度似乎不如

中、韩两国。在克服成本上升方面，日本船企采取的措施效果有限。在能力扩充

上，与中、韩相比，日本船企的动作要小得多，且集中在一些专业化的造船企业，

而传统的综合性重工业企业，其造船业务的发展表现平平。尽管问题众多，但日

本造船业发展起步早，其作为传统的造船大国和强国仍有着丰富的底蕴，船厂技

术实力、生产效率、船用配套装备等都处在很高的水平；而且日本航运业充足的

需求也是支持其造船业发展的重要因素，由此，日本在全球造船业中的地位仍可

维持。日本在智能制造方面的基础研究做的比较到位，其中硬件方面的机器人技

术和软件方面的数字化造船具有领先地位。

1.1.1智能机器人技术的研究开发与使用

日本一直在致力于无人化工厂的研究和开发。三菱重工长崎研究所成功地开

发了智能型自动焊接装备，能适应船体部件装配、分段装配和全部合拢的各种焊

接，智能机器人具有再演示和记忆15道焊接动作的功能。该先进焊接装置已在

船体立体分段的倾斜接头上应用。日本钢管公司津船厂早在1995年9月就已

实现了多台智能焊接机器人的群控，利用高速旋转电弧焊接工艺和多功能传感器，

能自动检测焊缝形状、部件端部和焊缝接头，达到了高效、高质量、高燃弧率，

适用于多品种、小批量的船体生产。

1.1.2全面推广应用数字化造船技术

90年代中期，日本大型船厂CIMS技术已经实用化，总体效果：节省人工50%，

缩短工期20%。1998年开始向中型船厂推广。目前，日本一些先进船厂基本上都

已采用CIMS系统，实现数字化造船。2003年日本造船业的重组，形成了6大专

业化造船公司，其对应的CIMS系统名称、功能如表2.1所示。

表2.1日本六大造船公司所用CIMS系统名称及功能简介

企业名称CIMS系统缩写功能描述

通过将以往分散在大量设计图上的二维信

MATES息汇总成三维图像系统，实现了利用计算机进

（Mitsubishi行设计信息验证、开发高精密度的产品、以及

三菱重工AdvancedTotal从构件自动展开到用于船体材料切割的NG参

Engineering数自动输出等高效流畅的信息一体化。系统能

systemofShips）

够协助设计人员从整体布局上构思船舶主要部

分的细节分布，如船体结构和管线系统的走向

等。整个系统包括初始设计系统、舾装系统、

船体系统和生产支持系统等4个子系统。