作者:赵利利 来源:中国科学报 发布时间:2017/5/18 10:16:07
选择字号:
机器人助力船舶制造产业升级

 

国内船舶制造业机器人的水平要超过国际水平还要看国家的投入和制造企业的重视度,从技术上来讲,国内企业并不比国外企业有明显的落后,但是从可靠性、稳定性来讲,国产机器人还需要进一步验证。

■本报实习生 赵利利

船舶制造是传统制造业的重要分支,相对于汽车制造行业的大批量计划式生产,船舶行业的制造模式与之有着巨大的差异。目前,我国船舶制造业的设备制造90%以上都是以人工为主体,大型劳动密集型生产是其主要特征。

如何在船舶制造中引入机器人技术,解决船舶焊接、喷涂、打磨等一系列应用问题,一直是国内外船舶制造企业关注的重点。近日,2017先进智能制造技术国际研讨会上,中国船舶重工集团公司第七一六研究所高级工程师韩瑜对船舶制造机器人的发展、应用及面临的问题作了详细的介绍。

船舶制造业具有特殊性

“船舶订单往往以多品种、小批量的形式存在,每艘船几乎都是一个独特的产品型号。”韩瑜表示,船舶制造与其他制造业相比有“目标产品大”的特点。船舶制造中,一般部件长和宽通常有10米×5米、16米×12米等多种规格,最大的工件尺寸可达到24米×24米,而一些目标工件的高度落差也常达到2~3米左右。

“传统自动化技术无法直接适用这么大体积的设备生产,船舶制造业因此也无法直接应用传统机器人行业的‘工装定位技术’。”韩瑜认为,船舶制造对机器人的要求很高,要有很高的灵敏性以及各个方面的柔性。

目前,在典型船舶制造过程中,自动化程度高的环节主要为钢板加工车间的工艺,包括钢材堆放、钢材预处理、管子加工、钢材切割。分段焊接车间和部件组立的生产自动化程度处于中等水平,这其中既含有板架焊接的部分,也包括平面分段组立、曲面分段组立、上层建筑组立等具体的组立工序。分段涂装车间与分段舾装车间自动化程度最低的两个生产车间。

“钢板焊接、管子加工不是单纯服务于船舶建造的,大部分情况下,还可以应用于其他金属制造业,或者钢铁制造业,而后面工序中的板架、平面分段等主要是用于船舶建造的。”韩瑜介绍,目前,国内大部分船厂使用日本神钢的FCB拼板,船舶机器人在小组立制造方面的应用近年来比较普遍,该环节的机器人主要来自于德国和日本。

无人化车间推广难度大

在谈及机器人在船舶制造过程中的应用程度时,韩瑜认为,机器人推进船舶智能制造转型是一个相对缓慢的过程,“目前的应用基本上为单点的、半自动的装备,推广全自动、无人化的生产车间难度很大”。

“我国对船舶制造相关的机器人技术所进行的研究比较少,研发和生产起步较晚,发展缓慢。国家对这些研究有一定的支持和资助,但各个点状的支持和资助取得的成绩并不理想。”韩瑜介绍,国内具有代表性的船舶制造自动化研究与制造单位主要为中国船舶重工集团公司第七一六研究所(江苏自动化研究所)、中国船舶工业集团公司第十一研究所、唐山开元集团、无锡华联科技集团有限公司等几家单位。“以大连船舶重工集团的数字化车间为例,实际上,机器人在船舶设备的制造过程中主要有三个点的应用,机器人打磨工作站、水密补板焊接机器人、先行小组立焊接机器人。”

韩瑜表示,国内船舶制造业机器人的水平要超过国际水平还要看国家的投入和制造企业的重视度,“从技术上来讲,国内企业并不比国外企业有明显的落后,但是从可靠性、稳定性来讲,国产机器人还需要进一步验证”。

“国产工业机器人与国际先进水平机器人的寿命差大概在一半的水平,也就是说,如果进口机器人的工作时间为5年的话,国产机器人大概是2.5年的水平。”韩瑜认为,就目前国家的重视程度来讲,国产工业机器人大概用5~10年的时间就能达到跟国外同样的水平。

认识上存在误区

韩瑜认为,当前船舶制造业在智能发展的过程中存在一些认识上的误区,主要表现在三个方面。

很多人认为,引入船舶自动化焊接装备的目标是提高速度。“这其实是不对的,”韩瑜表示,“速度实际上只是一个工艺特征,质量才是产品的核心问题。对于任何具有较强工艺特征的装备,保证质量永远是第一位的。”以焊接为例,机器人焊接通过保证质量,减少人工实施存在的返工率,从而提高效率。“目前,我国船厂人工制造的返工率非常高,有时候能高达30%左右,这是一个很可怕的数字,只有通过保证质量来提高效率才是有意义的。”

制造业自动化发展就意味着“机器人完全替代人”,韩瑜认为,这个概念其实是不现实的。“目前的机器人只能替代部分智能性不高、重复性比较明显、空间利于施展的人工工作,”韩瑜表示,机器人想要完全替代人工,还需要很长时间。“举个例子,在分段隔间内的喷砂环节,就因为机器人无法在该空间施展,目前国内外均没有很好的方法。”

有观点表示,“自动化建设的问题要按照人工工作的工位一个个解决。”韩瑜表示,这种认识也是存在问题的。自动化的建设首先需要明确建造工艺过程,“工艺永远是自动化的核心,如果无法适当变更现有工艺过程,可能使得引进机器人等自动化装备变得毫无意义”。

《中国科学报》 (2017-05-18 第5版 技术经济周刊)
 
 打印  发E-mail给: 
    
 
以下评论只代表网友个人观点,不代表科学网观点。 

目前已有0条评论
相关新闻 相关论文

图片新闻
西湖水域首次举办国际名校赛艇挑战赛 第一只狗可能是友善的狼
农历鸡年缘何闰六月 苹果公司推出新一批表情符号
>>更多
 
一周新闻排行 一周新闻评论排行
 
编辑部推荐博文
 
论坛推荐