中国船舶工业集团有限公司所属上海船舶工艺研究所是中国船舶行业唯一以造船工艺现代化为目标，开展军用舰船、民用船舶和海洋工程等建造工艺研究的综合性应用研究所。长期以来，船舶工艺所在船舶与海洋工程先进制造模式、造船工艺技术、数字化制造等技术领域积累了丰富的经验，形成了自己独特的研发优势。
    新形势下，“制造业数字化、网络化、智能化”已成为未来技术变革的重要趋势。中船集团党组书记、董事长雷凡培在2018世界智能制造大会上表示，对传统制造业而言，发展智能制造，是促进降本增效、改善供给结构、实现高质量发展的关键所在。以智能船舶为代表的智能海洋装备因其对全产业链的广泛连接性和带动性，成为全球海事业发展的重点。
    船舶工艺所紧跟制造模式的转变需求，针对船舶行业“智能车间—智能船厂—智能联盟”的“三步走”发展战略，围绕“数字化、网络化、智能化技术在船舶行业的创新应用”这一主线，努力构建技术研发和产业孵化两个平台。在技术着力点上，该所构建试验验证平台，开展船舶智能制造工艺数据库、装备和管控系统研发与试验验证，掌握智能制造核心技术；在产业着力点上，结合重大工程建设、技术改造升级，努力为船企提供智能制造整体解决方案。当前，船舶工艺所正在从“开展智能制造关键共性技术研究”“打造智能制造试验验证平台”“实现科研成果产业化”这三个维度全力推进智能制造。

    智引专项 承担工信部高技术船舶科研项目，开展智能制造关键共性技术研究

    船舶工艺所牵头，联合中船集团所属沪东中华造船（集团）有限公司、上海交通大学、中船集团所属上海外高桥造船有限公司、大连船舶重工集团有限公司、清华大学等国内多家知名造船企业及高校共同承担了高技术船舶专项——《船舶智能制造关键共性技术》的研究工作。该专项围绕船体分段制造、管子加工和分段涂装等关键生产环节，开展智能制造技术集成应用、面向智能制造的船舶设计技术、互联互通平台开发、船体分段智能车间制造执行管控技术、船舶分段智能制造装备解决方案及关键共性技术等五个课题内容的研究。
    《船舶智能制造关键共性技术》专项的研究与实施，旨在通过突破大量关键技术，瓶颈为船舶行业提供面向智能制造的设计技术解决方案，改变当前智能制造落后的局面，解决船舶车间制造过程中的信息传输问题，加快信息化建设步伐，真正实现技术走通，为船舶智能制造提供实质性的技术储备，也为我国造船企业提升先进船舶智能制造能力打下坚实的技术基础。船舶工艺所以“聚焦引领、支撑船舶行业和中船集团先进制造技术进步”为使命责任，集中力量突破船舶智能制造关键共性技术，以船舶分段制造为对象，研制造船智能制造单元/生产线，开发船舶智能制造工艺数据库及智能管控系统，提升智能制造工艺研发与系统集成能力，不断推进船舶智能车间建设。
    经过3年的研发，目前已经形成了一批含金量较高的成果。例如，由船舶工艺所牵头的“智能制造技术集成应用”研究，构建了船舶智能制造车间顶层设计方案，结合国外先进技术和船厂实际情况编制完成了船体分段制造、管子加工和分段涂装等关键生产环节的智能制造技术应用方案，为其他课题的研究内容明确了发展方向；由沪东中华牵头的“面向智能制造的船舶设计技术”研究，突破了面向三维送审模型的转换技术，形成了船级社确认数据可用的送审模型；由上海交大牵头的“互联互通平台开发”研究，针对船舶分段制造车间中人员、设备、物料、中间产品等制造资源的频繁移动特点和车间智能管控对相关制造资源的实时定位需求，形成了多业务高带宽有线组网总体技术方案；由船舶工艺所牵头的“船体分段智能车间制造执行管控技术”研究，通过调研骨干船厂船体分段车间业务流程现状分析，对精度管控子系统、仓储管控子系统、物流实时管控子系统、质量管控子系统等技术需求研究，形成《船体分段智能车间制造执行管控系统总体设计研究报告》；由船舶工艺研究所牵头的“船舶分段智能制造装备解决方案及关键共性技术”研究，通过对9类分段智能制造装备的技术方案开展研究，初步形成了各类智能制造装备的技术规格书。
    在进一步形成关键技术研究成果的基础上，船舶工艺所将进一步加大智能制造技术研发力量的投入，支撑中船集团智能制造目标“三步走”战略，到2020年形成一批具有核心竞争力的智能制造技术成果，实现数字化、网络化更大规模的推广应用，提升产品研制水平和效率，在智能制造示范应用方面取得重大突破，形成有效经验和模式，支撑中船集团智能制造整体水平达到国内先进；到2025年，实现数字化、网络化全面普及并深度应用，为重点企业实现智能化转型提供整体解决方案，支撑中船集团智能制造整体水平达到国际先进；到2035年，全面提升中船集团及行业智能制造核心竞争力，成为推动中船集团智能制造整体达到国际领先水平的重要组成力量。

    智研平台 打造智能制造试验验证平台，推动智能制造能力建设

    为更好地验证《船舶智能制造关键共性技术》专项研究的成果和应用推广，船舶工艺所大力开展智能制造试验验证平台建设。针对船舶行业推进智能制造的关键瓶颈，选择“三线一系统”，即型材切割智能生产线、小组立智能生产线、中组立智能焊接工作站和船体分段车间智能管控系统，开展关键技术研发，在所属投资公司——中船临港船舶装备有限公司基地，着力建设船体分段车间智能制造试验验证平台，逐步构建起工艺智库，不断提升智能制造工艺研发能力与系统集成能力。
    其中，型材切割智能生产线在已经形成的型材切割智能生产线设计与集成控制研究成果基础上，突破了自动进料、智能切割、自动理料等关键工艺环节，目前已经完成了硬件安装、控制系统开发和软硬件集成调试。该生产线通过开展中试试验，实现了工艺数据的积累，并逐步掌握了型材切割智能生产线设计集成能力和提供系统集成解决方案的能力，为型材切割智能生产线的产业化研制和应用推广打下基础。在此基础上，该生产线目前正在积极开展机器人切割工艺试验，旨在进一步完善型材切割工艺数据库。
    小组立智能生产线则通过开展小组立智能生产线设计与集成控制研究，突破了机器人离线编程和协同控制、多系统集成控制等工艺，建立了智能焊接工艺数据库，开发成功小组立智能化焊接系统，实现小组立作业的自感知、自决策和自执行。该生产线目前已完成试验环境建设，正利用该试验环境进行面向不同参数、不同规格材料的工艺试验，以进一步完善工艺数据库。同时，小组立智能生产线技术成果已逐步实现在外高桥造船、广船国际有限公司、中船黄埔文冲船舶有限公司等中船集团骨干企业推广。
    中组立智能焊接工作站致力突破图形信息软件处理、双机器人分工决策等关键技术瓶颈，建立特种模型库和焊接工艺数据库，形成智能车间级的中组立焊接系统。目前，部分成果已在广船国际、黄埔文冲等船企应用。
    船体分段车间智能管控系统基于船体分段车间计划、物流、仓储、品质、精度等关键技术研究，开发船舶分段车间智能管控软件系统，已形成船体分段车间集成能力。目前，该系统已完成部分功能模块开发，下一步，将在此基础上结合智能制造生产线开展集成调试。
    目前，智能制造试验验证平台已突破“三线一系统”的关键技术瓶颈，形成了相关技术标准、获得专利和软件著作等知识产权，已基本实现智能制造关键技术以及软硬件系统在平台上试验验证，初步形成了智能制造技术应用研究的试验能力。
    下一步，船舶工艺所将开展曲面分段、智能流水线关键工位试验验证、薄板激光焊接试验验证平台的构建等工作，努力打造船舶工艺所智能制造试验、验证、总装、集成平台，提升该所的智能制造关键共性技术研究、系统集成与科技成果转化能力。

    智享成果 实现科研成果产业化，智能制造集成生产线推广应用

    在技术成果转化基础上，船舶工艺所采取引进、吸收消化、自主研发相结合的方式，有序推进智能制造产业化进程，逐步培育智能制造软硬件系统的供应能力，形成平面分段流水线、中/小组立流水线、板材/型材切割线等具有自主知识产权的智能制造产品。近年来，船舶工艺所积极支持中船集团大型邮轮重大工程建设、国家深中通道建设等，为中船集团骨干船企智能制造改造升级提供解决方案。该所先后承接了黄埔文冲平面分段流水线、外高桥造船邮轮薄板平面分段流水线、广船国际薄板平面分段流水线等智能制造产品的研制工作。
    为支撑中船集团大型邮轮重大工程，船舶工艺所加快推进外高桥造船薄板平面分段流水线重大项目研制。该条智能制造流水线是满足大型邮轮建造的关键设备的要求，由激光拼板、打磨划线切割、纵骨激光焊接、型材切割线、机器人焊接等关键工位组成的，采用国际先进大功率激光焊接作业等工艺，可以有效控制薄板拼板变形和分段精度。船舶工艺所以外高桥造船薄板线项目为该所的“一号工程”，以建成智能制造示范工程为目标，严格把控薄板线项目进度质量。同时，船舶工艺所正有序推进广船国际豪华客滚船薄板平面分段流水线项目研制建设。
    今年6月，由船舶工艺所研发设计承建的目前国内最先进的平面分段生产流水线已正式验收并移交黄埔文冲。该平面分段流水线，已应用于黄埔文冲深中通道沉管隧道钢壳建设，主要适用于（长×宽×高）最大尺度16米×16米×8米、最小尺度10米×10米×8米的平面分段的制造。通过对总体布局、智能机器人焊接、管理系统集成等关键技术的研究与建造，该流水线实现了生产信息集成、网络化管理，完成了关键核心工位如自动拼板对齐、FCB拼板单面焊接、纵骨及组件自动焊接、分段流水运输运出等的设备的建造与实际应用，采用大数据技术实现智能管理与决策，实现了车间设计、工艺、制造、管理、监测、物流等环节的集成优化，全面提升钢壳建造质量和综合管理水平。同时，船舶工艺所为黄埔文冲、广船国际设计建造的小组立智能焊接流水线、板材/型材切割改造升级工程、车间信息化管控系统也已投入使用。
    船舶工艺所以前期智能制造产业化项目为基础，以《高技术船舶智能制造流水线》项目申报国务院国资委主办的“2018中央企业熠星创新创意大赛”，在2600多个参赛项目中脱颖而出，获得创新类项目一等奖。在国内目前同类流水线80%以上完全依靠国外进口的局面下，船舶工艺所智能流水线的研发制造实现了国产化“零”的突破，在提升产品质量的同时，能源消耗降低30%以上，人工比例降低40%以上，生产效率提高50%以上。
    通过开展智能制造关键共性技术研究、打造智能制造试验验证平台、承接多个智能制造产业化项目，船舶工艺所正在锻炼培养一支集智能装备研发、设计规划、安装调试于一体的高素质人才队伍。
    新时期，新作为，新担当，新突破，在中华人民共和国成立70周年之际，船舶工艺所将以服务国家战略、支撑中船集团发展、引领先进制造技术进步为使命，继续发挥先进制造工艺技术独特优势，立足工艺创新，引领和推动中船集团及行业智能制造技术进步，落实中船集团和船舶工艺所高质量发展战略纲要要求，为打造国际一流的海洋装备先进制造技术研发机构不懈奋斗，以优异成绩迎接新中国成立70周年。（黄洄）