日前，中國船舶集團(tuán)旗下中船九院研發(fā)的從鋼板入庫、堆垛建立、智能翻板到自動(dòng)上線的“船廠鋼板庫區(qū)物料自動(dòng)化管理系統(tǒng)”，在中國船舶集團(tuán)旗下大連船舶重工集團(tuán)有限公司得到實(shí)例應(yīng)用。這是中船九院響應(yīng)“數(shù)字中國”戰(zhàn)略號(hào)召，聚焦船海工業(yè)規(guī)劃設(shè)計(jì)能力提升和運(yùn)維服務(wù)拓展，持續(xù)做優(yōu)做強(qiáng)數(shù)字化背景下的船海產(chǎn)業(yè)，針對(duì)國內(nèi)大中型船廠鋼板庫區(qū)實(shí)際作業(yè)環(huán)境和工藝流程，融合先進(jìn)智能制造控制理念及手段等方面取得的最新科研和實(shí)踐成果。

中船九院在大船集團(tuán)實(shí)施的“電磁行車自動(dòng)化系統(tǒng)”與“車間起重機(jī)信息化系統(tǒng)”項(xiàng)目順利通過驗(yàn)收。這是船舶行業(yè)首臺(tái)套智能生產(chǎn)管理系統(tǒng)，通過“起重機(jī)信息化、智能化”實(shí)現(xiàn)物料的全流程跟蹤，從而提高庫區(qū)作業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)化程度，提升作業(yè)效率，提高整個(gè)庫區(qū)的自動(dòng)化管理水平，實(shí)現(xiàn)“設(shè)備控制、信息管理、生產(chǎn)安全、使用效能”的綜合智慧化運(yùn)維，也是中船九院研發(fā)的“船廠鋼板庫區(qū)物料自動(dòng)化管理系統(tǒng)”在國內(nèi)大型船廠的最新成功實(shí)踐成果。據(jù)悉，該系統(tǒng)將在國內(nèi)大型船企新建工程中得到全新實(shí)踐和應(yīng)用。

該系統(tǒng)涵蓋了七大功能性子系統(tǒng)，通過數(shù)字化、信息化、智能化網(wǎng)絡(luò)布局，可實(shí)現(xiàn)物料自動(dòng)跟蹤、信息存儲(chǔ)、指令分配、工位調(diào)度、自動(dòng)控制等功能，提高生產(chǎn)作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化水平和空間利用率。

倉庫管理系統(tǒng)功能示例

——倉庫管理（WMS）系統(tǒng)——“無人化管理”。船廠鋼板庫區(qū)空間大、物料重，存放、運(yùn)輸、管理十分不便。“倉庫管理系統(tǒng)”將現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際庫區(qū)分割區(qū)域，對(duì)每一個(gè)區(qū)域的空間大小、垛位分布、垛位位置坐標(biāo)分別編碼，并在系統(tǒng)程序中與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際庫區(qū)成比例縮放。通過系統(tǒng)集成的庫區(qū)模擬“看板”，讓倉庫管理“一目了然”，對(duì)庫區(qū)物料存放數(shù)量、位置、配比“心中有數(shù)”，實(shí)現(xiàn)“無人化管理。”

庫區(qū)物流管理系統(tǒng)功能示例

——物流管理（WCS）系統(tǒng)——“設(shè)備智能聯(lián)動(dòng)”。庫區(qū)物料怎么“搬”？物流管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)了一整套的智能搬運(yùn)方案。只要在系統(tǒng)輸入“作業(yè)工單”，物流管理系統(tǒng)就會(huì)控制庫區(qū)內(nèi)各個(gè)設(shè)備的運(yùn)行及運(yùn)行過程中對(duì)沖突的規(guī)避，還可根據(jù)庫區(qū)運(yùn)行狀態(tài)設(shè)計(jì)物料運(yùn)輸路線，提高運(yùn)行效率。自動(dòng)化行車、轉(zhuǎn)運(yùn)對(duì)中小車、自動(dòng)運(yùn)輸線等設(shè)備均設(shè)置了安全聯(lián)動(dòng)、安全規(guī)避功能，可實(shí)現(xiàn)庫區(qū)作業(yè)危險(xiǎn)區(qū)域管理、實(shí)時(shí)跟蹤、實(shí)時(shí)報(bào)警等。

——安全警示與視頻系統(tǒng)——“實(shí)時(shí)監(jiān)控、隨時(shí)提醒”。由于實(shí)施庫區(qū)“無人化管理”，系統(tǒng)設(shè)置了多類型安全管理信號(hào)，包括安全門、安全護(hù)欄、電子鎖等，通過指示燈、狀態(tài)燈、緊急按鈕等多重措施，避免未經(jīng)授權(quán)人員進(jìn)入自動(dòng)化行車作業(yè)區(qū)，對(duì)緊急情況實(shí)時(shí)預(yù)警。庫區(qū)內(nèi)的安全警示與視頻監(jiān)控系統(tǒng)，可以對(duì)整個(gè)庫區(qū)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，便于操作人員隨時(shí)掌握現(xiàn)場(chǎng)狀況。

網(wǎng)絡(luò)通訊系統(tǒng)

——網(wǎng)絡(luò)通訊系統(tǒng)——強(qiáng)大溝通能力。庫區(qū)網(wǎng)絡(luò)通訊系統(tǒng)由有線和無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)組成。系統(tǒng)服務(wù)器、主操作站、集控室顯示大屏、人機(jī)界面（HMI）客戶端、地面控制器（PLC）、地面操作站等設(shè)備通過光纖通訊、工業(yè)以太網(wǎng)、現(xiàn)場(chǎng)總線（PRIFINET）網(wǎng)絡(luò)等組成有線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)溝通。移動(dòng)設(shè)備，例如自動(dòng)化行車、轉(zhuǎn)運(yùn)對(duì)中小車、移動(dòng)手持終端等通過無線網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)與地面服務(wù)器的通訊。無線信號(hào)對(duì)庫區(qū)無縫覆蓋，保證自動(dòng)化行車、轉(zhuǎn)運(yùn)小車、移動(dòng)手持終端等在庫區(qū)范圍內(nèi)無盲區(qū)，并且根據(jù)接收的信號(hào)強(qiáng)度可在基站之間快速漫游。該網(wǎng)絡(luò)通訊系統(tǒng)還具備與其他數(shù)據(jù)系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)溝通的能力。

自動(dòng)化起重機(jī)系統(tǒng)

——自動(dòng)化起重機(jī)系統(tǒng)——精準(zhǔn)定位。自動(dòng)化橋式起重機(jī)是船廠鋼板庫區(qū)自動(dòng)化管理系統(tǒng)的重要組成部分，負(fù)責(zé)吊運(yùn)鋼板往返于轉(zhuǎn)運(yùn)小車、庫區(qū)垛位、預(yù)處理輥道和劃線機(jī)輥道。自動(dòng)化起重機(jī)系統(tǒng)由行車定位系統(tǒng)、行車防搖系統(tǒng)、車載HMI、車載服務(wù)器、行車遙控系統(tǒng)以及行車本體傳動(dòng)控制系統(tǒng)組成。在庫區(qū)作業(yè)過程中，行車定位系統(tǒng)通過對(duì)相關(guān)設(shè)備位置的調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)堆垛對(duì)齊的精準(zhǔn)定位。行車防搖系統(tǒng)可以將自動(dòng)化行車工作中的擺動(dòng)頻率降到最低，在停車后的短時(shí)內(nèi)即可消除吊具的擺動(dòng)，有效提高自動(dòng)化行車的作業(yè)效率。車載服務(wù)器則可以實(shí)時(shí)將庫管系統(tǒng)的工作指令分解成可識(shí)別的命令傳送至起重機(jī)本體PLC，并反饋數(shù)據(jù)至地面庫管系統(tǒng)。車載HMI、行車遙控系統(tǒng)延續(xù)了自動(dòng)化行車的手動(dòng)控制功能，可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況合理切換行車為自動(dòng)模式或人工模式。

地面輸送系統(tǒng)

——地面輸送系統(tǒng)——轉(zhuǎn)運(yùn)對(duì)中小車。庫區(qū)地面輸送系統(tǒng)由兩臺(tái)有軌制導(dǎo)（RGV）小車組成，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)導(dǎo)航、自動(dòng)運(yùn)輸、自動(dòng)定位，通過庫區(qū)無線通訊系統(tǒng)與地面管理系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，由地面管理系統(tǒng)自動(dòng)控制小車運(yùn)送鋼板物料入庫，停車位置由入庫鋼板尺寸計(jì)算得出，重復(fù)定位精度滿足庫區(qū)系統(tǒng)要求。

鋼板視覺檢測(cè)系統(tǒng)原理圖

——視覺檢測(cè)系統(tǒng)——實(shí)現(xiàn)自動(dòng)篩檢。傳統(tǒng)鋼料庫區(qū)中，預(yù)處理完成后的鋼板需要由人工進(jìn)行麻點(diǎn)板檢測(cè)，不僅工序繁瑣、效率低下，且存在漏檢隱患。通過視覺檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行鋼板麻點(diǎn)自動(dòng)篩查可有效解決上述問題。視覺檢測(cè)系統(tǒng)針對(duì)船舶建造鋼板表面缺陷（麻點(diǎn)、剝落、結(jié)疤、刻痕、氣孔）進(jìn)行檢測(cè)，構(gòu)建鋼板表面缺陷大數(shù)據(jù)知識(shí)庫，建立基于人工智能算法的缺陷庫自學(xué)機(jī)制，實(shí)現(xiàn)基于機(jī)器視覺的鋼材表面缺陷自動(dòng)識(shí)別。視覺檢測(cè)系統(tǒng)可用于在線實(shí)時(shí)測(cè)量鋼板的缺陷面積占比和缺陷深度。

眾所周知，數(shù)字技術(shù)發(fā)展對(duì)推動(dòng)船舶產(chǎn)業(yè)進(jìn)步具有重要意義，將改變船廠規(guī)劃建設(shè)、生產(chǎn)建造、運(yùn)營維護(hù)、科學(xué)試驗(yàn)測(cè)試等各階段模式，推動(dòng)船海工業(yè)信息化發(fā)展邁入新的歷史階段。

基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的船舶智能制造和智能船廠是未來船海工業(yè)發(fā)展的重要方向，中船九院“船廠智能倉儲(chǔ)與物流管理系統(tǒng)”科研團(tuán)隊(duì)圍繞國家建設(shè)海洋強(qiáng)國的戰(zhàn)略目標(biāo)，秉承實(shí)施船舶“中間產(chǎn)品”智能制造的指導(dǎo)思想，堅(jiān)持以精益、數(shù)字、自動(dòng)、智能等技術(shù)應(yīng)用為主線，推進(jìn)具有先進(jìn)代表性的新一代船廠智能制造生產(chǎn)線。

中船九院將堅(jiān)定以“發(fā)展是第一要?jiǎng)?wù)，創(chuàng)新是第一動(dòng)力”的信念，深耕傳統(tǒng)主業(yè)，聚焦船海工業(yè)規(guī)劃設(shè)計(jì)能力提升和運(yùn)維服務(wù)拓展遠(yuǎn)大目標(biāo)，努力培育新一代自主可控核心技術(shù)和現(xiàn)代工程技術(shù)，力爭為我國船海工業(yè)實(shí)現(xiàn)高端船舶產(chǎn)品制造和先進(jìn)海工裝備建設(shè)，奉獻(xiàn)解決方案和智慧力量。