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中船九院积极开展造船数字化工艺研究

来源: 中国船舶报

三维仿真、虚拟制造等在数字化时代出现的新技术,已在汽车与航空产业中大放异彩。不久的将来,通过中船第九设计研究院工程有限公司的努力,这些划时代的新技术将与造船业相结合,为这一历史悠久的行业插上腾飞的翅膀。

2012年3月,中船九院成立了技术中心研发部,下设4个研究室——BIM研究室、结构与性能分析研究室、数字化工艺研究室、节能减排研究室。其中,数字化工艺研究室主要针对船企的生产、物流和装配工艺仿真开展课题研究,通过模拟现实的手段让船企设施在开工建设以前进行运行,从中找出生产瓶颈和设计不足。同时,设计者可以在数字化虚拟环境中进行测试与试验,确定工程建设中的最佳施工方案以及船企运营中所需的最优工艺方案,避免船企在建设中以及投入运营后产生额外能耗与资源浪费,进而实现船企绿色低碳生产的目标。

数字化工艺研究的最终目标,是建立一个智能化、自动化的工艺设计平台。通过这个平台,工艺设计人员只需要输入船企厂房的基本参数和设备的数量与型号,就能够由系统自动生成厂房的三维物流模型与装备工艺模型。这一模型还可以根据工艺设计人员设定的工艺参数与工艺流程进行虚拟生产,从而检验并优化设计结果。

为此,该研究室近期以长兴一号线平面分段工场为研究对象,进行船企生产物流仿真研究,开发出“会动的船厂布置图”。研究人员经过近3个月的努力,利用物流仿真软件QUEST以及布局平台VR_LAYOUT,搭建了长兴一号线平面分段工场及钢料堆场的三维物流模型及布局模型,并通过这个模型对不同工艺方案的运行效率进行了比较以及优化分析。这次试验的数据可作为今后该研究室自身进行工艺设计的依据,也可作为相关船企进行技术升级改造的技术参考。

下一阶段,该研究室将进一步开展研究,以实现开发出“可分析的船厂布置图”的目标。届时,通过这一布置图,就可在船企设计阶段,模拟运行生产工艺流程各环节,从中分析设计过程中存在的问题和不足,在图纸阶段就能够及时进行调试、改进和优化,最大限度地减少船企建设或运营过程中的修改量。

这项技术开发成功后,可用于船企的技术改造升级。比如,船企在承建新型船舶时,可以通过该技术来检查现有厂房设备是否满足新型船建造的要求,以及需要进行哪些改造。这一技术还可用于大型造修船基地的整体规划设计或具体厂房的详细设计,在设计阶段就可对设备设施进行全生命周期的虚拟生产与运营,为基地或厂房建成后减少生产能耗、控制运营成本提供技术参考意见。

按照中船九院的“十二五”规划,其技术中心研发部将逐步建立一个打通整个造船工艺与物流流程的数字化工艺设计平台。以该平台为基础,工艺设计人员可以通过虚拟运行来验证其设计成果。同时,它也可与船企的数字化改造紧密结合,为推动造船业全面升级提供技术支持。(胡凯  胡世南) 


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