日前，中國(guó)船舶集團(tuán)旗下中船九院(簡(jiǎn)稱“中船九院”)研發(fā)的“船廠鋼板庫(kù)區(qū)物料自動(dòng)化管理系統(tǒng)”，在中國(guó)船舶集團(tuán)旗下大連船舶重工集團(tuán)有限公司得到實(shí)例應(yīng)用。這是中船九院融合先進(jìn)智能制造控制理念及手段取得的最新科研和實(shí)踐成果。據(jù)了解，在集團(tuán)公司的指導(dǎo)下，中船九院還不斷推進(jìn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型工作，聚焦船舶行業(yè)規(guī)劃設(shè)計(jì)能力提升和運(yùn)維服務(wù)拓展兩大目標(biāo)，推出了“智能工廠數(shù)字化平臺(tái)”。

數(shù)據(jù)更“有價(jià)值”

近來(lái)，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(jìn)行融合，將“三維數(shù)字模型”“數(shù)據(jù)源”“可視化”集成起來(lái)，依托該院多年積累形成的設(shè)計(jì)、工程、技術(shù)等知識(shí)庫(kù)，加上現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的反饋，通過(guò)平臺(tái)的大數(shù)據(jù)分析管理，實(shí)現(xiàn)船廠數(shù)字資產(chǎn)數(shù)據(jù)可視化聯(lián)動(dòng)，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(shè)施、能耗、預(yù)警、性能等幾大類功能模塊，通過(guò)系統(tǒng)設(shè)置可以細(xì)化數(shù)據(jù)分類等級(jí)。

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(jìn)行統(tǒng)一管理，主要包含設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和診斷數(shù)據(jù)。設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)通過(guò)現(xiàn)有設(shè)計(jì)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(kù)，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、診斷數(shù)據(jù)也均來(lái)源于數(shù)據(jù)中心，除可以聯(lián)動(dòng)查看廠區(qū)設(shè)施、設(shè)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(duì)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(dāng)數(shù)量的基礎(chǔ)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(yùn)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(fù)雜，受到的荷載作用交替變化且具有一定的隨機(jī)性，部分構(gòu)件還會(huì)直接受到動(dòng)力作用，加之鋼結(jié)構(gòu)廠房往往維護(hù)保養(yǎng)不到位，發(fā)生損壞的潛在危險(xiǎn)性較大。為此，中船九院構(gòu)建船廠結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，利用數(shù)據(jù)“實(shí)時(shí)體檢”。

船廠廠房結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)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(cè)預(yù)警系統(tǒng)，通過(guò)對(duì)結(jié)構(gòu)狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，開(kāi)發(fā)了以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)為基礎(chǔ)的智能算法，建立結(jié)構(gòu)安全評(píng)價(jià)機(jī)制，利用工業(yè)BIM平臺(tái)將結(jié)構(gòu)狀態(tài)實(shí)時(shí)展現(xiàn)給設(shè)計(jì)及運(yùn)營(yíng)方，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)安全快速評(píng)價(jià)，提高運(yùn)維效率。

船廠廠房結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)不僅是廠房安全評(píng)估與預(yù)警的有效手段，同時(shí)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(fēng)險(xiǎn)，真正把問(wèn)題解決在萌芽之際、成災(zāi)之前。

大型裝備的智能運(yùn)維系統(tǒng)，通過(guò)數(shù)據(jù)反饋“健康”狀況。大型起重設(shè)備單臺(tái)造價(jià)高，但在船舶制造中卻有不可或缺的作用。而現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)工況復(fù)雜、作業(yè)環(huán)境惡劣，保障起重設(shè)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(shè)備的運(yùn)維現(xiàn)狀，依托工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，建立該類設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)和特征狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，實(shí)時(shí)采集設(shè)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(shè)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(shè)備實(shí)時(shí)狀態(tài)、劣化趨勢(shì)，實(shí)現(xiàn)故障的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)報(bào)警。同時(shí)，搭建故障決策樹(shù)算法來(lái)判定故障原因，再給出處理故障的決策建議，從而實(shí)現(xiàn)大型起重設(shè)備安全生產(chǎn)從靜態(tài)分析向動(dòng)態(tài)感知、事后應(yīng)急向事前預(yù)防轉(zhuǎn)變。

運(yùn)行更“節(jié)能”

船舶涂裝作為船舶生產(chǎn)過(guò)程中揮發(fā)性有機(jī)化合物(以下簡(jiǎn)稱“VOCs”)排放的主要環(huán)節(jié)，新標(biāo)準(zhǔn)、嚴(yán)政策倒逼船企對(duì)涂裝車間產(chǎn)生的VOCs治理提出更為嚴(yán)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(dòng)，使得該廢氣治理系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中使用過(guò)量天然氣助燃以達(dá)標(biāo)排放，給企業(yè)運(yùn)行造成明顯的能耗負(fù)擔(dān)。

于是，中船九院通過(guò)數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)實(shí)現(xiàn)對(duì)VOCs治理的設(shè)計(jì)優(yōu)化。基于船舶企業(yè)涂裝車間VOCs監(jiān)測(cè)技術(shù)研究和專業(yè)技術(shù)分析，以“機(jī)理模型+數(shù)據(jù)模型”為驅(qū)動(dòng)，數(shù)字化平臺(tái)利用人工智能和工業(yè)大數(shù)據(jù)等前沿?cái)?shù)據(jù)分析技術(shù)，針對(duì)船舶企業(yè)涂裝車間的VOCs濃度預(yù)測(cè)和“沸石轉(zhuǎn)輪+RTO”系統(tǒng)的節(jié)能運(yùn)行開(kāi)展重點(diǎn)研究，從而實(shí)現(xiàn)該廢氣治理系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)與降本增效，達(dá)到處理效果與經(jīng)濟(jì)成本最優(yōu)的整體目標(biāo)。

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(dòng)化運(yùn)行、集約化操控和智能化管理三個(gè)層次進(jìn)行設(shè)計(jì)和建設(shè)實(shí)施，對(duì)船廠生產(chǎn)車間全流程范圍內(nèi)的動(dòng)力、電氣、給排水三大能源專業(yè)進(jìn)行遷移升級(jí)整合，實(shí)現(xiàn)了車間生產(chǎn)制造的遠(yuǎn)程集中操控以及智慧運(yùn)營(yíng)管理，進(jìn)一步提升了能源系統(tǒng)運(yùn)行效率。同時(shí)，該系統(tǒng)以自動(dòng)化運(yùn)行、集約化操控、智能化管理為核心，運(yùn)用“物聯(lián)網(wǎng)+大數(shù)據(jù)+機(jī)理+算法”的手段，對(duì)能源生產(chǎn)全過(guò)程進(jìn)行能耗能效評(píng)價(jià)分析，對(duì)能源產(chǎn)生量、消耗量進(jìn)行精準(zhǔn)預(yù)測(cè)，實(shí)現(xiàn)“實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、自動(dòng)匯總、靈活報(bào)表、動(dòng)態(tài)分析”的能耗管理模式。

此外，該系統(tǒng)還通過(guò)提供實(shí)時(shí)及歷史數(shù)據(jù)分析、對(duì)比功能，以發(fā)現(xiàn)能源消耗過(guò)程和結(jié)構(gòu)中存在的問(wèn)題，同時(shí)系統(tǒng)對(duì)管網(wǎng)和車間設(shè)備進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障預(yù)警，通過(guò)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(jìn)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(shí)現(xiàn)能源價(jià)值最大化。

(新媒體責(zé)編：xmtqyd)