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作者:admin发布时间:2021-06-13 21:08

  巨大的船坞内,工人穿梭、焊花闪闪;数字化车间里,机械臂上下翻飞、快速作业……沪东中华造船厂一派繁忙景象。屹立于黄浦江畔近百年,沪东中华造船厂创造了中国乃至世界船舶工业的多个“第一”:国内唯一具有完整船舶配套产业链的船厂,第一家获得“中国工业大奖”的船厂,我国唯一的大型LNG造船企业,并建造了全球最大的LNG船……

  喜讯频传的背后,是源于沪东中华造船厂对数字化、智能化变革的不懈追求。中国联通与沪东中华造船厂合作,将5G结合物联网、大数据、人工智能等先进技术深度融入船舶制造,为其整合生产资源、升级改造传统工艺设备及流程提供了创新解决方案,进一步助力百年造船厂开启智能造船时代。

  LNG船被誉为世界造船“皇冠上的三颗明珠”之一,是全球最大最先进的天然气船。沪东中华造船厂制造的LNG液化天然气船屡创世界纪录,为我国的造船事业不断实现历史性突破。LNG船的生产工艺复杂且对质量要求非常高。例如,其对焊接工艺的管控要求极为严苛,在300多公里的焊缝中,不能有一个漏焊点。特别是在货舱狭小的不规则的角落里,必须由殷瓦钢焊接高手来完成。

  殷瓦手工焊接是世界上难度最高的焊接技术。能够在超级LNG船上进行全位置殷瓦手工焊接的焊工,必须取得代表焊工最高水平的G证才能上岗作业。周师傅就是这样一位超级殷瓦焊接女工。“我主要负责货舱内舱顶位置的焊接,也是全船最难焊接的位置。像焊这种殷瓦件,必须得细心,因为殷瓦板比较薄,很容易烧坏,有的工序比较麻烦,必须得按照工艺一步一步地来完成。”

  2020年年初,沪东中华造船厂联合中国联通,运用5G、物联网、大数据、人工智能等技术,深度融合焊接工艺,通过信息化手段来保障焊缝质量,提升焊接效率。据专家介绍,目前沪东中华造船厂切割装焊车间内4万平方米的厂房已采用5G室分的方式进行了覆盖,400台数字化焊机已通过5G网络进行互联互通,通过焊接群控管理平台,将“工艺要求、焊接参数、设备状态”等质量参数与现场“工程派工、班组人员、物量业绩”等管理信息融为一体,实现了“焊机参数预控、焊接过程监测、焊后质量追溯、设备预测维护”等目标,形成“分、派、领、完、结”的工程闭环管理,实现焊接过程规范、质量和成本可控。

  周师傅对于5G应用为焊接工作带来的变化表示很满意,她说:“相比过去,数字化焊机通过5G网络实现了互联互通,从哑设备变成了有脑子会说话的机器,不仅能帮我们高效分配工作,还能在操作层面在线诊断焊机手感参数,实时指导焊接过程的规范性操作,并在出现焊缝质量问题时及时警示,这对我们的工作有很大帮助,希望未来随着技术的进步,能在更多方面实现智能化,降低我们的工作难度,提高制造效率。”

  5G网络与焊机是如何深度结合的?沪东中华造船厂项目负责人说:“应用了5G以后,我们发现焊机数据交互时延从100ms降到了20ms以内,丢包率大幅降低,稳定性也提升了。很多以前敢想不敢做的场景得以实现。”

  项目负责人表示,利用5G的低时延特性,实现了焊机手感参数的在线诊断。每天工人在焊接之前要做很多准备工作,如起弧、试焊等调枪工作,调试时间在500ms内,普通网络根本无法进行采集。5G低时延特性提高了5~10倍的采样频率后,调枪参数的采集成为可能。管理平台通过对3000个工人的调枪数据进行滚动式采集、清洗及分析,选出好用的手感参数,择优下发给还未开工的工人,使试焊时间减少60%。同时该技术降低了船企对于焊工选人用人的门槛,在重工业就业人员大量流失的时期,在一定程度上缓解了企业的用工荒。

  而基于5G的大带宽特性,实现了焊接作业的数字孪生。通常作业派工使用的纸质清单,工人边工作边看图纸,易分散注意力,并且纸质图纸容易污浊和丢失。现在通过5G将三维模型直接投放到现场终端上,工人实时反馈施工情况,系统自动匹配下一步工序和工艺参数,实现了设计与生产数据协同。

  在船舶制造领域,中国联通深入探索,与多家大型龙头造船企业携手打造了全球首个结合5G技术的船舶自组网应用,成功实施了全球第一个5G自动化码头改造,并已落地了“5G﹢工业互联网”六大应用场景。除了智能焊机联网群控相关应用外,还包括基于5G的机器视觉检测、基于5G的AR/VR应用、基于5G的船舶自组网、基于5G的AGV应用以及设计协同平台应用等,为造船企业提供了多样的“5G﹢工业互联网”解决方案,为船舶制造行业智能化升级提供了度助力。

  例如,针对大型船舶钢结构分段精度测量提出的基于5G的机器视觉检测方案,使用工业相机﹢靶点的测量模式,通过5G专网及边缘云,实时回传、解算现场拍摄图片并生成点位文件。该在线测量模式替换了传统的全站仪离线测量模式,测量时间从原来的3~4小时,缩短至30分钟内完成,测量效率提升了400%,加快了分段装配线的生产节奏。

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