鄧劍鋒

摘 ?要：在當(dāng)前的世界經(jīng)濟大環(huán)境下，運輸業(yè)的利潤日益增高，而在諸多的運輸方法中，船舶運輸?shù)睦麧櫩梢苑Q得上十分龐大，但是目前來說，全球的航運市場持續(xù)走低，產(chǎn)能過剩，市場的競爭也十分激烈，因此，為了振興船舶制造和航運，加快航運行業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，推動產(chǎn)業(yè)發(fā)展，是船舶行業(yè)的必經(jīng)之路。我國制造業(yè)處于一個正在大刀闊斧改革的時期，針對現(xiàn)代船舶設(shè)計與制造智能化的研究與探索就十分有必要。

關(guān)鍵詞：船舶設(shè)計;制造智能化;研究與探索

中圖分類號：U662 文獻標志碼：A ? ? ? ? 文章編號：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

對我國船舶業(yè)界來說，相比西方國家的科技創(chuàng)新發(fā)展還有所不足，因此，為了提高我國航運在世界市場上占據(jù)的地位，就必須加大科技創(chuàng)新的力度，推動我國船舶設(shè)計盡快完成智能化的探索，由“中國制造”變?yōu)椤爸袊窃臁薄?/p>

1 現(xiàn)代船舶設(shè)計

現(xiàn)代船舶的設(shè)計，隨著時代的進步，也逐漸越發(fā)的規(guī)范化和標準化，目前來看，現(xiàn)代船舶的設(shè)計主要分為了四個階段，分別是：

1.1 船東的預(yù)期報價

船東的預(yù)期報價是現(xiàn)代船舶設(shè)計的方案規(guī)劃策劃階段，這一階段，主要是用來確定船舶的主要工作方向和工作性能，以便完成現(xiàn)代船舶的具體設(shè)計方向和船舶設(shè)計的完善。

1.2 船舶類型的基礎(chǔ)設(shè)計

設(shè)計船舶時，根據(jù)船東的要求以及船級社的要求，進而設(shè)計出主要的設(shè)計系統(tǒng)圖和設(shè)計布置圖，之后在將其送給船東和船級社進行審核，進行進一步的規(guī)劃。

1.3 詳細設(shè)計

詳細設(shè)計這一階段，是現(xiàn)代船舶的最為基礎(chǔ)的設(shè)計階段，這一階段可以為現(xiàn)代船舶的之后更為精細化的設(shè)計奠定基礎(chǔ)。

1.4 現(xiàn)代船舶的生產(chǎn)設(shè)計

根據(jù)造船廠的工藝、技術(shù)等方面，參照詳細給出的船舶參數(shù)和設(shè)計建立的船舶模型，最后產(chǎn)出能夠直接進行船舶生產(chǎn)組裝的設(shè)計圖紙。

2 船舶的智能制造

所謂的智能制造技術(shù)，就是在現(xiàn)代的傳感技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)、自動化制造等技術(shù)以及近期的人工智能的基礎(chǔ)，因此，智能制造需要穩(wěn)定有力的知識人員供給，同時還要不斷的提高對從業(yè)人員的培訓(xùn)，進一步提高工業(yè)方面的科技創(chuàng)新能力，促進產(chǎn)業(yè)的升級。

智能制造是我國目前可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略上的重要制造模式，他通過借助網(wǎng)絡(luò)和人工智能等信息通訊技術(shù)，優(yōu)化產(chǎn)品的設(shè)計等過程，減少了資源消耗，節(jié)能減排，保護環(huán)境。

而船舶的智能制造，需要在智能制造的基礎(chǔ)上，輔以物聯(lián)網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)，通過大數(shù)據(jù)和人工智能取代封閉的船舶制造生產(chǎn)系統(tǒng)，并成為未來的船舶制造工業(yè)的基礎(chǔ)，推動我國由造船國走向制造強國。

智能制造是我國目前工業(yè)的發(fā)展趨勢，船舶的設(shè)計和發(fā)展也應(yīng)該迎合這一發(fā)展趨勢，造船企業(yè)更應(yīng)該首當(dāng)其沖的配合這一發(fā)展趨勢，進而讓自己的企業(yè)做大做強，智能制造具有以往制造所沒有的智能化、柔和化、集成化等優(yōu)勢，因此，對于船舶制造業(yè)來說，這是最為有利的制造方式改革。

2.1 智能船舶系統(tǒng)所具備的特點

（1）智能船舶的系統(tǒng)性，所謂的智能船舶的系統(tǒng)，并不單指船舶自身，而是由許多個分系統(tǒng)構(gòu)成的船舶岸基一體化的智能服務(wù)系統(tǒng)的結(jié)果，并包括了船舶的設(shè)計、制造、操作等方面的系統(tǒng)。（2）智能船舶的網(wǎng)絡(luò)性，所有的智能系統(tǒng)的基礎(chǔ)，都是基于網(wǎng)絡(luò)聯(lián)通的，包括互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)等等網(wǎng)絡(luò)云數(shù)據(jù)，通過這些，實現(xiàn)船舶設(shè)備和設(shè)備之間，設(shè)備和船舶之間等的網(wǎng)絡(luò)鏈接，最終實現(xiàn)信息共通、遠程操控等。（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，智能船舶的系統(tǒng)是一個多智能的集合系統(tǒng)，通過互聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)等對船舶的相關(guān)數(shù)據(jù)進行探測分析、評斷推理等，最終實現(xiàn)正確的決策，通過智能傳感系統(tǒng)等和智能化有關(guān)的新技術(shù)，實現(xiàn)船舶設(shè)計、制造、操控等的智能化。（4）智能船舶的協(xié)同性，智能船舶系統(tǒng)包括了船舶的設(shè)計企業(yè)、制造公司、銷售公司等許多可以信息共享的公司，通過這些公司之間相互流通數(shù)據(jù)，實現(xiàn)船舶運作的協(xié)調(diào)性，企業(yè)的競爭力，實現(xiàn)共同發(fā)展。（5）智能船舶的柔韌性，智能船舶系統(tǒng)能夠快速使用變化飛快的船舶設(shè)計等方面的數(shù)據(jù)分析變化和溝通交流，同時也能對變化莫測的市場需求及時提出相應(yīng)的反應(yīng)，具有極強的柔韌性。（6）智能船舶的追溯性，智能船舶系統(tǒng)可以對船舶的設(shè)計、制造等過程進行全過程的追蹤，如果船舶出現(xiàn)問題也能及時的處理和解決。（7）智能船舶的服務(wù)性，智能船舶的系統(tǒng)是一種船舶和岸基聯(lián)系到一起的智能信息服務(wù)的健全體系流程，能夠及時的增加各種增值服務(wù)，從船舶制造的全過程提供不同的服務(wù)，滿足市場多樣化的服務(wù)需求。

2.2 船舶制造智能化的數(shù)字化技術(shù)

（1）數(shù)據(jù)集成技術(shù)。船舶的信息集成系統(tǒng)是一種進行數(shù)據(jù)交換等方面系統(tǒng)運行的平臺，它規(guī)定了船舶智能制造的信息交換和運行系統(tǒng)標準等，為業(yè)務(wù)的應(yīng)用提供良好的系統(tǒng)接口，穩(wěn)定的運行環(huán)境和嚴格的關(guān)系界面。船舶平臺信息集成系統(tǒng)的核心技術(shù)是，它的任務(wù)管理調(diào)集的子系統(tǒng)和在數(shù)據(jù)訪問上的兩大部分，這個平臺自身也是作為一個中間元件的功能，用類似組合零件的形式對要求的功能提供應(yīng)有的支持和幫助，包括流程調(diào)度與控制，權(quán)限的控制和對數(shù)據(jù)的訪問。系統(tǒng)的最低層是到處分布的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。傳播平臺信息集成系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)，任務(wù)管理調(diào)度的分系統(tǒng)，通過一種傳遞信息的方式來控制系統(tǒng)中的運行演化流程，數(shù)據(jù)訪問通過發(fā)送和接受控制應(yīng)用的流程。

（2）虛擬現(xiàn)實技術(shù)。這種技術(shù)最早是由美國的一個公司提出的一種關(guān)于計算機等方面的高新科技技術(shù)，是一種利用計算機在電腦上構(gòu)造一個與某個現(xiàn)實環(huán)境相同的情景，人類通過某種設(shè)備進入這個環(huán)境中進行類似于現(xiàn)實的交流溝通，在這個環(huán)境中，人們不只能夠互相溝通，還能對某種傳遞的信息做出反應(yīng)，進而產(chǎn)生一種“真實”的感官。虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)主要是由五個部分組合而成的，分別是，虛擬設(shè)備引擎、虛擬設(shè)備的輸入輸出設(shè)備、虛擬設(shè)備的軟件和大數(shù)據(jù)庫、虛擬軟件平臺的用戶和任務(wù)。其中，又以虛擬設(shè)備的引擎虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的核心之處。VR引擎是虛擬仿真系統(tǒng)的核心之處，它通過讀取虛擬設(shè)備中的大量數(shù)據(jù)信息，進行對與任務(wù)相關(guān)的數(shù)據(jù)的讀取計算分析，最后輸出反饋的任務(wù)結(jié)果。IO設(shè)備是實現(xiàn)虛擬設(shè)備的基礎(chǔ)，人們往往通過專門的數(shù)據(jù)接口來為計算機發(fā)送命令，同時將模擬得出的信息實時反饋給用戶。軟件和數(shù)據(jù)庫，根據(jù)各個領(lǐng)域的側(cè)重方向，目前虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的仿真軟件有很多種。

虛擬現(xiàn)實技術(shù)的特點主要通過四個方面來表現(xiàn)：

多感知性：所謂的多感知性，是指除了一般計算機之外所具有的視覺方面的感知之外，還有著其他方面的，比如聽覺上的、觸覺上的、嗅覺上的、味覺上的、運動上的等等。

沉浸感：是指計算機所生成的虛擬環(huán)境可以給人一種

相對真實的感官，讓人對自身的存在感有一種真實的感覺，這一點就不僅需要真實的模型，還需要人機交互功能的推動。

想象性：在進入計算機生成的虛擬環(huán)境時，不僅要依靠外部設(shè)備的介入，類似虛擬頭盔和虛擬眼鏡等，同時也要通過設(shè)計人員的想象力將虛擬的環(huán)境設(shè)計出來，這也需要表達作者的設(shè)計思路。

交互性：所謂的交互性是指，人們通過計算機輸入到虛擬數(shù)據(jù)庫里的信息可以感知人們的具體意愿，并可以做出相對的反應(yīng)。

在目前的經(jīng)濟全球化的發(fā)展趨勢上，在國際市場上的競爭十分強烈，特別是在工程的制造領(lǐng)域，新興技術(shù)、新產(chǎn)品的誕生比比皆是，這就對新產(chǎn)品的設(shè)計開發(fā)提出了更高要求，企業(yè)想要在這樣的挑戰(zhàn)發(fā)展，就必須有更強大的技術(shù)支持，虛擬現(xiàn)實技術(shù)完全可以滿足這種要求。

由于虛擬現(xiàn)實技術(shù)是有外國首先提出并研究的，因此到目前為止，虛擬現(xiàn)實技術(shù)經(jīng)過多年的發(fā)展已經(jīng)在外國的航天領(lǐng)域、汽車制造領(lǐng)域、醫(yī)療領(lǐng)域等方面得到廣泛的推廣，而在我國，由于工程學(xué)起步較晚，因此，對虛擬現(xiàn)實的技術(shù)研究較為淺薄，雖然我國的虛擬現(xiàn)實技術(shù)起步較晚，但是信息技術(shù)的發(fā)展快速，讓虛擬現(xiàn)實技術(shù)在我國也開始迅速普及，目前主要應(yīng)用于工程制造業(yè)的兩方面：工業(yè)產(chǎn)品的外形結(jié)構(gòu)設(shè)計和產(chǎn)品裝配工藝優(yōu)化。

其中在智能船舶制造方面，對于設(shè)計、生產(chǎn)、操控這三個方面極其有效，因此，為了推進制造船舶智能化，就應(yīng)該推廣虛擬現(xiàn)實技術(shù)在航運行業(yè)中的廣泛應(yīng)用。

3 結(jié)束語

船舶的設(shè)計和智能化制造，必然要在目前已經(jīng)存在的信息化、自動化等因素下組建成一個新興的實體架構(gòu)，之后，通過大量的評價、研究、推測和優(yōu)化等方面，組合形成附加值更高的船舶制造等船舶制造產(chǎn)業(yè)鏈。進而讓中國的船舶設(shè)計和智能化制造工業(yè)在未來能更簡單的立足市場，緊跟市場方向，走向定制成模式化、管理細致化、服務(wù)完善化，從而更好地創(chuàng)造船舶的新興價值。目前而言，國內(nèi)的船舶制造業(yè)大多都造型多而產(chǎn)量少，船東的對船型定制的要求高、船型的高新技術(shù)著稱，但航運市場的低沉、以往船舶生產(chǎn)的面對的障礙、高端船舶制造技術(shù)的缺失等越發(fā)影響到了我國的船舶設(shè)計與制造業(yè)的發(fā)展，建立制造智能化的船舶制造體系，以智能化的制造設(shè)備代替需要大量人力的機器，構(gòu)建一體化船舶智能生產(chǎn)系統(tǒng)，通過大數(shù)據(jù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將全部的生產(chǎn)所需資源進行組合，讓目前的半自動化船舶設(shè)計制造生產(chǎn)向智能化生產(chǎn)系統(tǒng)轉(zhuǎn)變，促使船舶能以最小的生產(chǎn)代價得到最大的效果。實現(xiàn)船舶設(shè)計制造定制化和個性化等方面的結(jié)合。

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