现代船舶设计与制造智能化研究与探索

［引用格式］刘运杰.现代船舶设计与制造智能化研究与探索[J].船舶物资与市场,2020,(5):31-32.

现代船舶设计与制造智能化研究与探索

刘运杰

（新大洋造船有限公司，江苏 扬州 225107）

摘 要 ：造船产业是国民经济的支柱产业之一。因船舶的工作环境在水上，人们对于船舶在设计与智能制造方面的要求越来越高，提出了降低资源消耗节能环保的制造理念，为此本文介绍船舶设计与制造智能化研究的现状，分析智能化船舶的特点与技术应用情况，提出了智能化研究的具体措施，对船舶设计与制造行业人员提供参考。

关键词：船舶设计;智能制造；智能化研究

中图分类号：U662 文献标识码：A DOI:10.19727/j.cnki.cbwzysc.2020.05.015

0 引言

随着人们生活水平的提高以及对航船运行安全性要求的逐渐提升，为使船舶的设计与制造更符合时代发展需求，在船舶的设计过程中加入物联网、大数据等相关技术，能够提高船舶运行质量。而智能化是现代船舶设计与制造的发展趋势，也是提升船舶运行质量与服务水平的重要环节，企业需增加资金投入，加强对智能化船舶的研究。

当前船舶管理服务工作中应用众多新的技术。例如：电子航道图可以将船舶航行区域的水深、航标、航线、水位、主缓流等重要信息通过动态模型展现出来，同时也可以为船舶航行提供一定的安全预警，为航船提供更优质的安全保障；欧洲的内河信息服务可以为管理人员提供电子江图、船舶登记信息以及相关标准规范等，同时动态化的将船舶及货物的相关信息展示出来；智能化的船舶电子签证系统可以在船舶不停靠的情况下完成签证工作，智能化的服务为船舶提供更优质的体验。

1 船舶设计与制作的智能化研究现状

1.1 船舶智能航行

船舶智能化水平随着计算机信息科学、通信科技、传感器设备等技术水平的不断提升得到优化，其内部安装的导航、感知以及其他自动化设备设施的智能化程度得到显著提升。当前在船舶设计制造领域，积极将大数据、信息系统、物联网等相关技术应用其中，使得船舶之间船舶与港口之间形成更快捷的信息沟通，为后续构建IBS船桥系统打下基础。依靠IBS系统可以将船舶周边的环境状态及其内部设备状态进行高效监控，便于及时提示船舶管理人员对问题进行处理，保证航行的安全可靠性，降低船舶航行过程中产生故障的概率，降低船舶维护成本。IBS系统的广泛应用和智能化水平的不断提升可以加速提升船舶自动行驶性能的研究程度，成为未来船舶智能化发展的重要趋势。

1.3 智能化发展中的阻碍

船舶智能化设计和制造过程中面临众多的硬件问题或技术问题，具体体现在2个方面。一方面，航海相关卫星的带宽不足，受限于技术或资金能力无法实现高水平的船舶智能化网络覆盖，船舶相关技术研发也需要通过不断设置相应的船舶系统并对设备不断升级，确保满足全方位、全时间段的船舶物联网服务。另一方面，船舶的无人驾驶需要依靠精确的数据支撑和大量的运行资源，当前的计算机软硬件处理能力无法满足各方面的需求，这要求船舶技术开发人员针对船舶智能化系统不断优化算法，提升其数据处理能力，更好地实现无人驾驶的需求[1]。

2 船舶的智能化设计与制造

船舶的智能化设计与制造需要应用到网络技术、自动化技术、人工智能技术以及传感器等重多技术，依托众多技术实现其智能化水平的提高和突破。船舶的智能化设计与制造需要众多高技能人员的技术支持，同时需要船舶企业定期组织人员开展技术培训，提升船舶制造单位内部的综合技术能力和创新水平，为船舶的智能化设计制造提高更多助力。我

1.2 船舶智能管理与服务

船舶智能化设计和制造的一个重要作用是提供更加智能化的交通服务业管理，为船舶管理工作提供更大的便利，有效提升交通管理质量。当前的船舶交通服务尚未实现船舶交通的全范围覆盖，服务通过雷达与船舶自带的识别系统只能完成部分的船舶监控管理和服务工作，存在较大的技术漏洞。

收稿日期：2020-04-17

作者简介：刘运杰（1981-），男，学士，工程师，研究方向为船舶设计与性能。

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工程应用

国当前可持续发展过程中的一个关键制造生产方式是智能化制造，企业借助网络通信、自动化、传感器等重点智能化技术对产品性能不断优化改造，通过降低资源消耗并提升产品质量起到节约资源以及保护环境的可持续发展战略要求。船舶的智能化设计与制造工程其实现需要在智能技术的基础之上，结合物联网、大数据等相关技术或系统，形成一个开放式高智能化的船舶生产体系，为船舶建设发展提供更有力的支持。船舶生产制造企业需要适应当前的发展模式，在技术高速升级换代的阶段将企业实力不断提升，发挥出智能化制造中高技术水平、高自动化、集成化等优势条件，实现船舶制造行业的改革提升。

2.1 智能化船舶系统所具备的特点

智能化船舶系统的众多特点体现了其优势条件。首先，智能化船舶具有较高的系统性，通过智能化技术可以将原本独立的各船舶单元设备聚合起来，形成一个由中央集控的船舶岸基一体化智能系统，为船舶航行、经验、设计及制造等众多方面提供更优质的支撑和服务。其次，船舶的智能化网络可以实现众多船舶、船岸或船舶管理单位之间的高效沟通，依托互联网、云计算等众多技术支持可以提升船舶信息交流效率甚至实现远程的船舶操纵。智能化网络为船舶企业提供了更高的协同性，实现众多船舶设计、制造、销售及运营企业的信息互通，通过高水平的技术或相关交流有效提升众多船舶相关企业的发展水平。智能化系统应用到船舶设计制造之中可以使得船舶更加适应不断更新换代的技术和设计规范，能够更好地适用日益变化的市场需求，使船舶具有更强的柔韧性和适应性。智能化船舶设计制造可以帮助船舶实现更强的问题追溯性能，对船舶建造的全过程实现全面的记录分析，便于后期问题取证或运行中对船舶状态实时检测。依靠智能化技术制造的船舶其服务性能也更加优越，通过智能信息服务系统将船舶运营服务控制得更加精细，满足更加多变的市场需求[2]

。

2.2 船舶制造智能化的数字化技术

船舶设计制造中应用的数据集成技术和虚拟现实技术可以更好地提升船舶的智能化水平。一方面，数据集成技术可以为船舶制造和设计构建一个高水平的数据信息交换平台，明确船舶设计与制造相关的各项标准要求，为船舶系统应用提供更优异的接口，提升其运行的稳定性和可靠性。船舶的平台信息集成系统可以通过任务管理以及数据访问这2个重要部分为操作人员提供有力的支持，便于更好地完成船舶调度控制和数据调取工作。另一方面，虚拟现实技术可以依靠计算机构建一个船舶设计与制造的虚拟场景，便于研发和制造人员在不考虑成本的条件下进行更自由化的船舶设计，其

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制造工艺和技术水平也可以在研究尝试中不断提升。

3 促进船舶智能化的措施

船舶智能化设计与制造可以为船舶行业节省更多的人力、物力资源，在节省成本的条件下有效提升船舶运行的质量水平和安全性能。在商业运营船舶中利用智能化技术可以为船舶维护及故障处理提供更好的指导措施，有效降低维护及故障处理所需要的船舶技术人员配置，促进其获取更好的发展。

3.1 提高系统自身的可靠性

船舶智能化水平的提升可以降低对人力资源的需求，对于船舶的航行及管理提升具有较高的促进作用，船舶的维护及巡视工作要求也会有所降低。但是智能化系统如IBS在使用过程中往往会因为系统漏洞产生疏忽，无法及时发展船舶航行过程中出现的全部问题，此时因为人工巡检的周期延长，可能导致故障长时间未被发现，进而引发更大的问题。当前在提升船舶智能化技术高度的同时也需要重点关注其系统的可靠性，加强对于船舶巡检及故障针对系统稳定性和可靠性的研究，降低系统的错误概率。

3.2 解决信息融合问题

船舶的智能化设计与制造过程中需要做好对于船舶各类信息数据的整合处理，避免出现数据信息随意处理影响其使用价值的问题。例如：在应用IBS系统对船舶运行状态、周边环境监测、船舶控制等众多数据信息整合处理的过程中，如果不能结合船舶自身状态对各类参数进行高质量的分析，将会出现众多遗漏，影响船舶运行的稳定性。在进行船舶航线规划时，如果对于环境特性分析及船舶状态检测的数据不能有效结合，将会导致所提供的数据并非最优化的结果，造成更多的资源浪费。

4 结语

智能化船舶设计与制造可以有效提升船舶行业的资源利用效率，符合国家的可持续发展战略需求，在过程中需要加强技术研究，为解决船舶设计与制造过程中所遇到的阻碍，要提高系统自身的可靠性，船舶航线规划做到了信息数据的有效整合，利用现代化技术手段对船舶建造相关数据进行分析，不断提升船舶系统的可靠性和智能化程度，有利于提高船舶的制造质量。

参考文献：

[1]邓剑锋.现代船舶设计与制造智能化研究与探索[J].科技创新与应用,2019,(15):85-86．

[2]周未明,王宏强.浅析船舶智能化研究现状及发展[J].山东工业技术,2018,(10):49．