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韩国智能船厂战略

2024-03-30 17:13:54
来源:中国船检 编辑: 国际船舶网 我有话要说

现代重工基于5G的智能船厂

随着国际海运市场的逐步回暖,国际船市呈现复苏态势,船型热点转换、订单来源调整、竞争格局正在加速重塑,传统的船舶制造模式已经无法满足市场需求。当前,新一代信息技术与先进制造技术加速融合,为制造业高端化、智能化、绿色化发展提供了历史机遇,为提高造船产业活力,获得未来发展竞争力,世界造船强国纷纷将智能制造作为提质增效的主要手段,大力应用新一代信息技术,加快推进智能船厂建设成为造船业发展的主要趋势。韩国作为当今船舶制造业的重要国家之一,大力推进智能船厂建设,船舶制造技术与生产效率均走在世界前列。

智能船厂国家战略

韩国作为一个海洋国家,拥有丰富的船舶制造历史和经验。自20世纪70年代以来,韩国船舶制造业迅速崛起,在全球市场上占据了领先地位,尤其是在液化天然气船(LNG)、大型集装箱船和特种船等高端领域,拥有先进的技术和优质的服务。韩国的造船企业在船舶设计、建造和装备方面具有竞争优势,为韩国智能船厂的发展奠定了基础。

1、积极推进智能船厂(K-Yard)项目

2018年4月,韩国发布《造船产业发展战略》,韩国积极推进智能船厂(K-Yard)项目,该项目计划开发智能船厂仿真模型,建立基于虚拟现实技术的生产平台,跟踪整个生产流程。然后建立物流及船舶建造系统,使用人工智能和物联网等技术监控材料和船体分段位置,在此基础上,建立最佳造船模型,并在造船企业进行了示范应用。最终将智能船厂模型推广到中小型船厂,促进船厂智能化发展。

2018年11月, 韩国发布《 造船产业活力提升方案》重点针对中小型造船企业和配套企业。利用信息通讯技术(ICT)构建最优物流系统,打造全球生产效率最高船厂。2020—2025年, 共计投入3850亿韩元(约23.3亿元人民币),推进智能K-yard项目,到2025年,制造成本降低10%,从而使中型船舶的市场占有率达 20% ;分两个阶段推进智能K-yard建设项目,核心技术包括智能型生产-设计平台、无人化部件加工工艺、综合物流仓库、高难度弯板加工工艺机器人、自动化、高精密智能分段组立系统等。

2、制定《K-造船再腾飞战略》

2021年9月,韩国发布《K-造船再腾飞战略》,提出“打造世界第一造船强国”的目标蓝图,从生产、产品、产业链三个方面推进战略落地。在生产方面,具备与接单规模相匹配的生产能力 ;在产品方面,引领船舶绿色化、智能化发展 ;在产业链方面,加强产业生态系统竞争力。同时,战略将智能制造作为其重要内容之一,提出加强基于数字化基础设施的生产能力,通过开展机器人焊接、分段制造数字孪生、生产过程自动化、船厂物流数字化等技术研发,打造智能船厂,构建可持续造船产业生态系统,推动中小造船厂机配套企业向绿色化、数字化转型。

3、发布《确保造船产业超级差距战略》

2022年10月, 韩国政府发布《确保造船产业超级差距战略》,新战略仍以绿色智能为发展主线,以恢复市场、绿色、数字转型为契机,抢占造船产业未来船舶市场,确保超差距竞争力。新战略提出开发并推广适合中小型船厂及配套企业的智能船厂技术,开发造船产业数字化转型制造革新技术(2024—2029年,共计2800亿韩元),预期到2030年实现高附加值船舶市场占有率达到75%。

骨干企业智能船厂建设情况

韩国现代重工、大宇造船、三星重工三大骨干造船企业先后发布了未来发展战略,提出建设智能船厂目标规划,通过持续的技术创新和应用,提升建造效率,缩短建造周期,增强市场竞争力。

1、现代重工智能船厂建设

现代重工提出分三阶段建设智能化船厂:2023年,建成“看得见的船厂”;2026年,建成“可连接、可预测的最优化船厂”;2030年,建成“智能自主运营的智能船厂”。现代重工为实现智能船厂建设目标,分阶段、多种方式推进企业智能转型,围绕设计、生产、管控等领域开展了一系列技术研究。

设计领域,应用虚拟仿真技术,实现造船设计流程、工艺流程、工装研发和生产物流评估与优化,利用物联网技术,实现设计信息到现场的无缝连接与准确传递。推进设计建造协同一体化,用人工智能、数字孪生、物联网和虚拟调试技术等,为船舶设计、建造和运营制定新范例,推进设计和生产软件程序的创新发展。生产领域,现代重工围绕拼板作业、组立阶段、平面分段、曲面分段等关键环节,积极研制相关智能装备/产线、智能控制系统,实现节拍化流水式作业。基于数字孪生技术构建虚拟船厂,可以实时监控船厂建造状态,实现船厂可视化 ;同时,将5G技术应用到船舶建造中,进一步升级自主机器人技术,以提高生产能力和工作效率。管控领域,现代重工构建大数据平台,可实现从设计到生产全过程的实时连接 ;通过对平板车位置信息实时采集与信息传递,实时监控全厂分段物流状态,实现分段物流智能管控 ;建设船厂安全生产管控中心,实时监控、识别船厂安全风险,并利用智能图像分析系统对安全风险进行预判与报警。

2、三星重工智能船厂建设

2019年,三星重工就提出了“智能三星重工数字化转型战略”,逐步在设计、生产等领域推行数字化技术。三星重工与微软合作打造数字化船厂,利用微软Azure智能云平台、人工智能技术、元数据以及Teams软件等,在船厂各部门间建立协作系统,从而将所有数据和信息收集整理到同一个虚拟空间,实现低成本创造高效率。三星重工智能船厂围绕提高计划准确性、生产系统智能化、工作系统创新等方面,开展了相关研究。

通过智能设计提高计划的准确性,确保估算、设计和采购数据的一致性,实现简单、重复设计的自动化智能化,研发智能设计系统和面向制造的设计技术。三星重工研发重型设备监控系统、分段过程监控系统、基于地理信息系统(GIS)的集成监控平台,通过提供分段在每个工艺过程进度中的详细过程信息,实现阻塞点共享,为异常分段的集约化管理提供支撑,提高内场工作效率,优化外场工作流程。研制组立焊接协作机器人,开发智能生产系统,实现智能生产。开发智能船厂信息和通信技术解决方案,通过使用三维轻量化模型,可以可视化造船过程的进度。此外,还可以使用平板电脑和智能手机,通过船厂专用的工业高速无线网络(P-LTE),将最新的图纸和3D模型传送到生产现场,实现“无纸化”作业。为了创新工作流程,三星重工开发了一个集成工作管理平台,实现船厂工作的标准化和信息整合,覆盖设计、采购、生产等工作环节,提高工作效率。

三星重工宣布开发基于人工智能的聊天机器人“SBOT”,并将其应用于船舶设计等工作,以提高船厂竞争力。“SBOT”是Samsung和Chatbot的合成词。当用户向“SBOT”提问时,AI会分析其含义,基于企业内部系统积累的设计经验及各种规定、信息等,为用户提供最佳答案。通过这种方式,新员工或初学者也可以借助“SBOT”快速准确地完成工作。

三星“无纸化”生产

3、韩华海洋(原大宇造船)智能船厂建设

韩华海洋推进“尖端船厂”和“智能船厂4.0(Shipyard4.0)”项目,计划通过投资可提升生产效率的尖端设备和技术设施、应用可占领未来市场的尖端技术、改造厂区物流和设施,到2025年打造成世界最尖端的船厂。

硬件投资建设方面,韩华海洋建设无人化钢材堆场,通过实际钢材和数据的实时联动,确认钢材所处位置,实现出货计划管理一致化,提升钢材堆场的效率 ;开发数字化射线检测机器人、激光复合焊接等一系列小尺寸/轻量化装备,提高生产效率、改善工作环境。建设小组立机器人焊接生产线、平面分段专用自动化工厂、智能复合管件生产线等专业化生产线/工厂,提升内场作业自动化率。新设主机舾装作业专用工厂,增大吊装能力和范围,提升后行作业坞内化率,外场作业工厂化、大型设备的高效化及现代化。

技术研发应用方面,研发可占领未来市场的尖端技术,利用智能终端、物联网技术,实现现场业务先进化。建设数字化生产中心,对船舶生产过程及试航船舶的航行信息进行实时确认,并可进行模拟预测,有针对性地提出相关技术支持,进一步加快推进智能船厂建设。韩华海洋联合美国Unity公司共同建造一座基于数字孪生的智能造船厂,通过对船厂数据的可视化完成船厂设施和空间布局的虚拟仿真,结合云计算、机器学习等技术提升仿真性能,实现多任务执行,有效推进基于数字孪生技术的智能船厂建设。

韩华海洋基于数字孪生的虚拟船厂

未来前景

全球航运业正面临着日益增长的市场需求和环境压力,智能船厂的建设和发展,可以满足航运业对高效、环保、安全船舶的需求。韩国智能船厂在提供先进船舶和解决方案方面具有竞争优势,有望在国内外市场上获得更多机会和订单。随着科技的不断进步,智能船厂将面临技术升级和创新的挑战,智能船厂需要不断引进新技术、新设备,提升自身的技术实力和核心竞争力。同时,韩国智能船厂还应积极推动研发和创新,探索新的生产模式和商业模式,为未来的发展打下基础。此外,未来智能船厂的发展应与绿色制造相融合,通过采用清洁能源、减少废物排放等措施,降低对环境的影响,实现可持续发展。

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