船舶动力配套系统先进制造关键技术与应用——“中国智能制造科技进半岛体育机械展”案例展示

　　半岛体育机械进入21世纪，智能制造作为新一代信息技术与先进制造技术深度融合的新型生产方式，已然成为新一轮工业革命的核心驱动力。从自动化生产线到智能机器人，从大数据分析到物联网技术，从机器学习到人工智能的运用，智能制造正在不断推进传统制造业进入一个更加智能、高效、可持续的制造新时代。

　　2017-2023年，中国科协智能制造学会联合体（IMAC）连续开展“中国智能制造科技进展案例研究”，共遴选出70项“中国智能制造科技进展”案例。成果领域涵盖高档数控机床与基础制造装备、工业机器人、汽车、航空航天、新一代信息技术、纺织、轨道交通、船舶及海工装备、能源装备、工程机械、农业机械、纺织、建筑焊接等制造业重点领域；技术领域涉及工业物联网平台、大数据管理系统、人工智能技术在工厂应用、智能制造设备、柔性智能制造产线、云制造系统、智能工厂、大规模定制平台等半岛体育机械。

　　近期，我们将展示智能制造的科技成果和创新应用，感受智能制造带给制造业的变革与创新。

　　船舶工业近年来发展迅速，作为我国为数不多的具备较强国际竞争能力的外向型产业之一，在世界船舶工业中占据重要地位。然而，国内船舶配套企业在世界同类知名企业排名中不甚理想，船舶配套设备国产化率为30%-40%，甚至某型高技术船舶自主配套率不足5%，严重制约着我国造船工业的高速发展。

　　随着船舶动力系统自动化技术和信息技术日趋成熟，以重庆红江机械有限责任公司为代表的船舶动力系统配套企业，由于配套产品种繁多、批量少、技术覆盖面广、加工精度高、生产组织难度大，车间、工厂的数字化、网络化、智能化程度参差不齐的问题，突破配套研发与制造智能化关键技术，融入数字化、信息化制造技术和绿色制造技术，打造有竞争力的智能化配套产品，则成为了重庆红江突破发展制约、抢占新局势下的智能船舶动力配套市场重要途径和手段。

　　近年来重庆红江响应高质量发展转型的号召和引领，根据国家高技术船舶制造强国建设的战略目标。结合自身发展需求，围绕高技术船用新型柴油机燃油喷射系统的研发和生产。通过工业和信息化部《高技术船用新型柴油机燃油喷射系统智能制造新模式应用》项目、中船重工集团智能制造试点示范项目《船用柴油机关键部件生产线智能化改造及自动排产研究》、重庆市科学技术局《离散型企业异构信息化系统集成技术研究与示范》项目的建设，在信息流转层和实物加工层突破知识化协同研发、智能化柔性制造等关键技术，自主开发多个关键信息系统和软件，打造基于工业APP且自主可控的柴油机研发生态。

　　建立了基于三维模型设计制造一体化协同平台；建成了基于边缘计算、机器视觉、自研多品种柔性自适应技术、高韧性材料加工过程断屑与铁屑自动清理技术的11个精益化智能自动化单元2条柔性生产线；完成了自研IQM系统、自研IDE平台、与重大联合开发的MES系统、基于5G和北斗的远程健康管理和运维管理系统等在内的软硬件系统8套。

　　通过大量技术论证及工程实践，形成复杂产品数字化协同研制的解决方案，满足高端装备制造业对复杂产品协同研发、模型传递、数据贯通以及体系规范化、工业知识软件化、智能化混流和均衡生产等方面的需求，探索出了一条适合离散型制造企业的智能制造之路，提升企业的综合国际竞争力。重庆红江逐步成为了一个数字化、网络化、智能化的支持混流和均衡生产的国际一流的燃油喷射系统研制基地。

　　本进展获得专利共计30项，其中发明专利26项(已授权21项)；获得软件著作权22项；发表论文等共21篇，项目创新性在于：

　　（1）先进制造新模式。针对品种多、批量少、技术覆盖面广、加工精度高等为典型特征的柴油机动力系统研发和生产中遇到的问题，探索出一套适合离散型制造企业的智能制造新模式。

　　（2）协同研发新体系。围绕复杂产品的设计研发过程，融合工业互联网、大数据和知识工程等先进技术、理念，通过大量技术论证及工程实践，形成复杂产品数字化协同研发的工业互联网平台解决方案，满足高端装备制造业对复杂产品协同研发、模型传递、数据贯通以及体系规范化、工业知识软件化等方面的需求，提出了创新研发的工程应用APP及协同研发体系。

　　（3）解决“卡脖子”技术难题。响应国家、发改委半岛体育机械、科工局以及集团公司在“加大自主创新，实现关键核心技术自主可控，加快提升研发创新能力和先进制造能力”的要求，培育数字化转型自主应用生态，建设自主可控软硬件适配验证能力；积极构建覆盖软硬件、贯通全流程的柴油机自主可控解决方案。逐步实现了关键信息系统自主开发和国产化适配，实现了科技自立自强。

　　（4）基于5G和北斗的远程健康管理和运维管理系统。基于5G和北斗的远程数据采集，解决了设备在海上与外界通信困难、数据传输不稳定的问题，基本能够实现信号全球覆盖；基于BP神经网络的故障诊断模型训练，可精确的进行故障诊断和预测；将数字孪生模型与云计算等技术有机融合实现数字孪生模型的云中快速训练，建立的数字孪生模型与unity等平台进行有机融合，实现数字孪生模型的二维、三维仿真和可视化运行，实现产品智能化。

　　本项目智能制造进展的实施提高了相关产品的质量和产能，提高企业的核心竞争力，缩短了新产品的上市时间、降低成本、优化设计、提高生产效率和产品质量等，能够在一定程度上提升企业的核心竞争力。促进国内相关智能设备产业的发展，带动相关产业链，直接带动工业机器人、智能传感器等高端智能设备的产业发展，间接带动上游产业的发展，并可提升零部件的生产效率和质量，降低生产成本，进一步促进智能制造高速发展。促进国内制造产业结构的调整，弥补国内外机械制造业之间的差距，带动相关信息化、智能化的先进技术的快速发展，从而进一步提升国际竞争力。

　　本进展的智能制造技术还将用于船舶制造、海洋工程、医疗器械、汽车、工程机械等众多领域。船舶制造领域中大量需求焊接、喷涂机器人等装备，预计能实现装备年收入6亿元；海洋工程领域中，海上石油管道检测系统、海上风电变桨控制系统、石油化工行业DCS控制系统、太阳能热发电控制系统等对智能传感器、智能识别系统、机器人装备也存在较大需求，预计能实现装备年收入2亿元；医疗器械领域，智能化精确放疗平台系统、术中放疗机械等装备大量需要智能化装备，预计能实现年收入2亿元。智能制造技术在其他众多领域的应用预计有10亿元/年。

　　重庆红江将会继续以“成为国际一流燃油喷射系统研制基地之一，打造离散型企业智能制造先进制造示范基地”的战略目标，发挥自身长处半岛体育机械，弥补短板，继续加大信息化、智能化升级力度，结合新一代信息技术以智能制造新模式来推动船舶配套企业生产制造模式转型升级。

　　原标题：《船舶动力配套系统先进制造关键技术与应用——“中国智能制造科技进展”案例展示》

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