机器人开启“智能制造”船舶自动化新模式

伴随着嗞嗞声和四射的焊花，各类钢材被切割成各种特殊的形状或被刻上数字符号，并顺着传输设备依次自动分类摆好……在南通中远川崎船舶工程有限公司内业（船体）车间内的3条机器人自动化生产线上，机器人不停地挥舞着灵巧的臂膀忙碌地作业。以前，南通中远川崎钢板的划线和切割两道工序都需靠人工来完成，不仅工时长，而且劳动强度大。眼下，只需一位工人轻击鼠标发布命令便可由机器人来完成。如今，这种高效率、低强度的生产作业模式已经成为南通中远川崎内业车间的新常态。随着机器人走进船厂班组车间，并在切割、焊接、涂装等船舶建造环节上逐渐得到应用，国内许多船舶企业开启了智能制造的新模式。应用广泛优势日渐凸显炎炎烈日下，顶着高温酷暑作业，对船厂的电焊工、打磨工以及喷涂工人们来说是一种煎熬。以机器人代替人工作业，不仅将工人从苦、脏、累的作业环境中解脱出来，而且也推动造船生产流程脱胎换骨，促使造船效率提升。目前，这种预期正在变为现实。随着机器人更广泛地被应用于船厂的各道工序，国内越来越多的船厂已经体会到智能制造在提升造船效率、提高造船精度等方面的优势。2010年，南通中远川崎开始考察机器人作业，并大力推行工厂自动化。2012年，该公司投入4000多万元，引进条材、型钢和装配3条机器人自动化生产线，并改造了多条流水化生产线。这些生产线投产后，不仅实现了人员缩减，而且在大幅度提高效率的同时，也使产品质量更胜一筹。据了解，南通中远川崎内业车间型材班组人数之前最多时有36人，引进自动化生产线后，人员缩减了一半。同时，钢材的划线和切割全部由机器人完成，工人只需用电脑确认操作和在旁边查看就行，1个人可以完成6个人的工作量。而且，原来切割一个分段所需钢材需要3天，现在半天就可以完成，每天可切割完成160～170根角钢。此外，所有型材、条材的切割尺寸、标准等信息都由企业设计部设计、修正后，输入信息系统；联网的自动化生产线依照规格进行分料、切割、运输等，确保了产品品质的精准性与稳定性。通过近4年的应用，南通中远川崎的大部分车间已经实现自动化操作，钢板一次性利用率达92%，反复利用率超过95%，3条自动化生产线让相应工序的生产效率提高了约七成。不仅南通中远川崎，江苏新时代造船有限公司从建厂开始就引进了管子焊接机器人，上海江南船舶管业有限公司也引进了3条全自动管子焊接生产流水线，并配备了6台焊接机器人。此外，中船澄西船舶（广州）有限公司等国内一些船厂也纷纷试水机器人制造。在切割、焊接、涂装等船舶建造环节广泛应用机器人，不仅大大提高了生产效率，还有效降低了生产成本。江苏新时代造船有限公司相关负责人表示，在当前接单难交船难的严峻形势下，机器人焊接代替手工焊接作业，不仅减轻了工人劳动强度，同时也保障了焊接质量，提高了焊接效率，也对船厂确保生产周期、降低成本大有裨益。业内相关人士也指出，随着转型升级步伐的加快，大力推广应用机器人，是船企提升生产效率和企业竞争力的主要途径之一，也是造船业实现智能制造的必然选择。前景可期助力转型发展机器人作为开启下一代技术革命的关键，给传统行业特别是传统制造业中的造船业带来了巨大挑战和无限的想象空间。船舶产品的非标准化和定制化特点，虽然给船企应用机器人进行生产带来了一定的困难，但经过多年的发展，机器人参与造船并助力造船业发展已经成为现实。从上世纪70年代开始，日本、韩国、美国等开始在造船行业应用机器人，在助力本国船舶工业发展的同时，也为船舶建造带来了全新的概念。长期以来，韩国政府非常重视机器人产业的发展。为了促进船用机器人产业的发展，韩国在釜山专门成立了海洋机器人技术中心，推进机器人设备及部件实现商业化，为造船业提供技术支持。早在2003年，韩国政府就将机器人产业确定为下一代的发展引擎。2008年，韩国国会通过了一系列有关机器人发展的法案，促进了韩国机器人产业的全面发展。目前，韩国拥有30多个机器人研究机构，而且韩国政府每年都投入大笔资金资助机器人研究。与国外相比，我国船用机器人起步也不落后。从1985年哈尔滨工业大学成功研制出我国第一台焊接机器人，到如今管对管、管对法兰焊接机器人生产线的问世，国内先后研制成功船舶焊接机器人、船板下料机器人、肋骨冷压机器人、船体对接机器人、喷涂工业机器人，并在船厂实际应用。尽管取得了上述成绩，但与国外相比，我国船企在机器人应用及普及方面却明显慢一拍。业内有关人士分析其原因主要有三：一是在船市行情好时，新船订单排得满满当当，船企大都忙于赶节点，抢交船，根本无暇顾及上技术改造，更不用说机器人设备。二是在当前船市低迷之际，一些船厂考虑到成本、开支等问题，无心也无财力增添新设备。三是采用机器人进行生产投资较大，且今后的折旧和维修等费用也不少，船企的成本压力不小。近年来，我国船舶工业结构调整转型升级发展形势愈加迫切。同时，制造业数字化、网络化、智能化成为未来技术变革的重要趋势，船舶建造正朝着设计智能化、产品智能化、管理精细化和信息集成化等方向发展。此外，我国劳动力成本逐年攀升，我国船企的人工成本优势已不复存在。业内有关人士分析，今后，我国造船业广泛使用机器人势在必行。目前，国内一些船企在钢板切割、焊接等建造环节使用机器人的优势已经显现。未来，将会有越来越多的机器人应用到造船焊接、装配、喷涂以及质检等工序，我国造船业将加快走向数字化、网络化、智能化。

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张志仁