日前，中國船舶集團旗下中船九院(簡稱“中船九院”)研發(fā)的“船廠鋼板庫區(qū)物料自動化管理系統(tǒng)”，在中國船舶集團旗下大連船舶重工集團有限公司得到實例應用。這是中船九院融合先進智能制造控制理念及手段取得的最新科研和實踐成果。據(jù)了解，在集團公司的指導下，中船九院還不斷推進數(shù)字化轉(zhuǎn)型工作，聚焦船舶行業(yè)規(guī)劃設計能力提升和運維服務拓展兩大目標，推出了“智能工廠數(shù)字化平臺”。

數(shù)據(jù)更“有價值”

近來，中船九院不斷完善船廠數(shù)字資產(chǎn)系統(tǒng)，挖掘數(shù)據(jù)背后的“富礦”。例如，數(shù)字資產(chǎn)系統(tǒng)將BIM技術(shù)與大數(shù)據(jù)進行融合，將“三維數(shù)字模型”“數(shù)據(jù)源”“可視化”集成起來，依托該院多年積累形成的設計、工程、技術(shù)等知識庫，加上現(xiàn)場數(shù)據(jù)的反饋，通過平臺的大數(shù)據(jù)分析管理，實現(xiàn)船廠數(shù)字資產(chǎn)數(shù)據(jù)可視化聯(lián)動，系統(tǒng)根據(jù)數(shù)據(jù)信息的分類，形成了數(shù)據(jù)總覽、設施、能耗、預警、性能等幾大類功能模塊，通過系統(tǒng)設置可以細化數(shù)據(jù)分類等級。

該數(shù)字資產(chǎn)系統(tǒng)為保證其數(shù)據(jù)源的唯一性，把數(shù)據(jù)源放在數(shù)據(jù)中心進行統(tǒng)一管理，主要包含設計數(shù)據(jù)、監(jiān)測數(shù)據(jù)和診斷數(shù)據(jù)。設計數(shù)據(jù)通過現(xiàn)有設計資料、歷史數(shù)據(jù)整理形成三維數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)庫，監(jiān)測數(shù)據(jù)、診斷數(shù)據(jù)也均來源于數(shù)據(jù)中心，除可以聯(lián)動查看廠區(qū)設施、設備等數(shù)據(jù)外，該系統(tǒng)還包含檢索、分類、查看、數(shù)據(jù)比對等功能。

制造更“安全”

作為建造“海上城市”的工廠，船廠的生產(chǎn)工藝繁雜，有相當數(shù)量的基礎模塊要在室內(nèi)生產(chǎn)車間完成，保障大跨度鋼結(jié)構(gòu)車間健康運行是安全生產(chǎn)全局中的重要一環(huán)。由于生產(chǎn)工藝的需求，生產(chǎn)車間往往跨度大、吊車噸位大、服役環(huán)境狀況復雜，受到的荷載作用交替變化且具有一定的隨機性，部分構(gòu)件還會直接受到動力作用，加之鋼結(jié)構(gòu)廠房往往維護保養(yǎng)不到位，發(fā)生損壞的潛在危險性較大。為此，中船九院構(gòu)建船廠結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)，利用數(shù)據(jù)“實時體檢”。

船廠廠房結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測借助“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)+安全生產(chǎn)”，建立覆蓋關(guān)鍵構(gòu)件的安全生產(chǎn)信息化監(jiān)測預警系統(tǒng)，通過對結(jié)構(gòu)狀態(tài)進行實時監(jiān)測，開發(fā)了以實時監(jiān)測為基礎的智能算法，建立結(jié)構(gòu)安全評價機制，利用工業(yè)BIM平臺將結(jié)構(gòu)狀態(tài)實時展現(xiàn)給設計及運營方，實現(xiàn)結(jié)構(gòu)安全快速評價，提高運維效率。

船廠廠房結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)不僅是廠房安全評估與預警的有效手段，同時也是建立船舶生產(chǎn)安全防控體系中的重要一環(huán)，從根本上降低事故風險，真正把問題解決在萌芽之際、成災之前。

大型裝備的智能運維系統(tǒng)，通過數(shù)據(jù)反饋“健康”狀況。大型起重設備單臺造價高，但在船舶制造中卻有不可或缺的作用。而現(xiàn)場作業(yè)工況復雜、作業(yè)環(huán)境惡劣，保障起重設備本質(zhì)安全又是船廠安全生產(chǎn)中十分重要的一環(huán)。

根據(jù)船舶行業(yè)大型起重設備的運維現(xiàn)狀，依托工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，建立該類設備運行狀態(tài)和特征狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，實時采集設備工況和狀態(tài)數(shù)據(jù)，融合大數(shù)據(jù)智能分析手段，將大型起重設備的狀態(tài)以數(shù)字化、結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)形式體現(xiàn)，更直觀地反映設備實時狀態(tài)、劣化趨勢，實現(xiàn)故障的實時監(jiān)測報警。同時，搭建故障決策樹算法來判定故障原因，再給出處理故障的決策建議，從而實現(xiàn)大型起重設備安全生產(chǎn)從靜態(tài)分析向動態(tài)感知、事后應急向事前預防轉(zhuǎn)變。

運行更“節(jié)能”

船舶涂裝作為船舶生產(chǎn)過程中揮發(fā)性有機化合物(以下簡稱“VOCs”)排放的主要環(huán)節(jié)，新標準、嚴政策倒逼船企對涂裝車間產(chǎn)生的VOCs治理提出更為嚴苛的要求。目前采用的“沸石轉(zhuǎn)輪+RTO”廢氣處理系統(tǒng)，受限于涂裝作業(yè)間歇式的工作方式與VOCs濃度的寬幅波動，使得該廢氣治理系統(tǒng)在運行過程中使用過量天然氣助燃以達標排放，給企業(yè)運行造成明顯的能耗負擔。

于是，中船九院通過數(shù)據(jù)預測實現(xiàn)對VOCs治理的設計優(yōu)化�；�于船舶企業(yè)涂裝車間VOCs監(jiān)測技術(shù)研究和專業(yè)技術(shù)分析，以“機理模型+數(shù)據(jù)模型”為驅(qū)動，數(shù)字化平臺利用人工智能和工業(yè)大數(shù)據(jù)等前沿數(shù)據(jù)分析技術(shù)，針對船舶企業(yè)涂裝車間的VOCs濃度預測和“沸石轉(zhuǎn)輪+RTO”系統(tǒng)的節(jié)能運行開展重點研究，從而實現(xiàn)該廢氣治理系統(tǒng)的優(yōu)化設計與降本增效，達到處理效果與經(jīng)濟成本最優(yōu)的整體目標。

管控更“智能”

能源管控系統(tǒng)作為中船九院船廠的“智慧管家”，按照自動化運行、集約化操控和智能化管理三個層次進行設計和建設實施，對船廠生產(chǎn)車間全流程范圍內(nèi)的動力、電氣、給排水三大能源專業(yè)進行遷移升級整合，實現(xiàn)了車間生產(chǎn)制造的遠程集中操控以及智慧運營管理，進一步提升了能源系統(tǒng)運行效率。同時，該系統(tǒng)以自動化運行、集約化操控、智能化管理為核心，運用“物聯(lián)網(wǎng)+大數(shù)據(jù)+機理+算法”的手段，對能源生產(chǎn)全過程進行能耗能效評價分析，對能源產(chǎn)生量、消耗量進行精準預測，實現(xiàn)“實時監(jiān)測、自動匯總、靈活報表、動態(tài)分析”的能耗管理模式。

此外，該系統(tǒng)還通過提供實時及歷史數(shù)據(jù)分析、對比功能，以發(fā)現(xiàn)能源消耗過程和結(jié)構(gòu)中存在的問題，同時系統(tǒng)對管網(wǎng)和車間設備進行狀態(tài)監(jiān)測和故障預警，通過與相關(guān)信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)共享、協(xié)同，建立車間能源綜合優(yōu)化方案，進而有效降低能源損失，提高能源轉(zhuǎn)化效率，提高生產(chǎn)安全穩(wěn)定性，降低企業(yè)能源成本，實現(xiàn)能源價值最大化。

(新媒體責編：xmtqyd)