基于遗传算法的数字化船舶车间仓库设备货位优化

针对数字化船舶车间仓库管理中设备摆放问题,比如设备随意摆放以及货架空间浪费,严重降低了船舶智能制造物流的效率。因此提出以设备出入库效率、货架的稳定性以及同种设备的聚集程度为目标,建立数学模型。根据数学模型,构建出多目标函数,将其进行归一化处理以及加权处理形成单一目标函数,采用遗传算法对目标函数进行迭代优化计算。研究结果表明,遗传算法可以有效地提高数字化船舶车间仓库出入库效率以及保证货架的稳定性。

船舶车间焊接机器人智能预测性维护系统

船舶车间焊接机器人已逐步应用在生产制造过程中,设备故障的维修仍处于被动式状态,事故成本非常高。设备运行数据和环境数据尚未得到全面的采集与分析。通过焊接机器人和传感器作为硬件层,蜂窝、无线网络和通讯模块作为通讯层,提出了基于机器学习的船舶车间焊接机器人预测性维护系统。通过焊接机器人的机理模型与数据模型的结合,对故障进行预测、定位与分析,达到事前报警、降低停机率并缩短维护周期,从而提高生产效率。

基于UWB的船舶车间智能高精度定位系统应用技术

为实现对人员、设备、物料等各生产要素的精准定位,需研究船舶车间智能管理相关技术。基于UWB定位技术,开发船舶车间高精度定位系统,完成在典型船舶车间的试验验证,车间内关键要素定位精度达到分米级,为作业人员跟踪、实时生产管控提供辅助,提高车间生产效率,推进船舶智能制造。

VOCs监测技术及BP神经网络预测模型在船舶涂装车间的应用

VOCs污染问题是我国环境保护遇到的最大问题之一。控制和减少VOCs的排放,既是日趋严格的环保标准的要求,也是建设船舶行业绿色生产体系的内在需求。不同环境下的VOCs监测,其内涵、监测项目、监测方法等存在差异又极易混淆。梳理了VOCs监测和浓度分布的有关概念,结合某船厂涂装车间的具体工况,给出了船舶涂装车间排放VOCs的监测方案以及VOCs监测场景下的PID检测器技术应用和在线监测系统的构成,采用神经网络方法构建了监测点VOCs数据与涂装车间空间中任一点VOCs数据之间的关系模型,为实现互联互通绿色制造车间提供了数据支撑。

船舶涂装车间VOCs废气排除效果数值模拟

针对大型船舶涂装车间,建立用于两种不同通风方案和挥发性有机物(Volatile Organic Compounds,VOCs)废气扩散的数学模型。运用数值模拟方法,研究不同通风方案的气流速度场和气流压力场的分布特点及其对VOCs废气排除效果的影响规律。结果表明:侧进侧排(Side Intake and Side Discharge,SISD)式的原有通风方案导致车间VOCs废气不断向车间顶部累积,通风效率较低;而侧进底排顶部补风式的优化通风方案可有效提升车间湍流区域面积和风速,对VOCs废气排除效果作用显著。研究结果可为船舶涂装车间通风系统的优化设计提供参考依据。

商业智能交互式可视化技术在船舶制造车间的应用

运用商业智能(Business Intelligence,BI)交互式可视化技术对船舶制造车间生产数据进行分析和可视化展示。从船厂管理软件中获取车间生产数据,进行数据清洗和数据建模。针对切割、小组立、中组立和涂装等多个业务场景,创建交互式可视化报表。完成车间综合业务数据分析和生产线交互式分析,生成车间数据可视化平台。应用结果具有可视化程度高、交互友好、内容丰富、制作方便快捷等特点。

大型船舶分段焊接智能车间标准体系研究

文章介绍了大型船舶分段焊接智能车间的内涵及其标准体系研究现状,构建了大型船舶分段焊接智能车间的标准体系,阐述了该标准体系各部分的基本内容。大型船舶分段焊接智能车间的标准体系的研究为船舶企业分段焊接智能车间的建设提供了基础平台。

基于Plant Simulation的船舶钢材预处理车间仿真与优化

针对船舶钢材预处理车间,使用Plant Simulation软件建立该车间的模型。结合实际的车间布局,将船舶钢材预处理车间的调度问题看作为混合作业车间调度问题,优化目标为缩短最大流程时间。使用Plant Simulation软件内置的遗传算法(GA)模块对其进行仿真优化,提高了其生产效率。

基于STAR-CCM+的船舶喷涂车间流固耦合模拟对比

目的对辐射采暖和热风采暖下的船舶喷涂车间和车间内固体工件表面温度进行对比分析,为船舶喷涂时选择采暖方式提供参考.方法通过STAR-CCM+5.02中新增的3D-CAD功能建立车间模型,选用软件中的辐射换热模型、对流换热模型以及耦合求解器,结合不同数据,模拟得到适合喷涂的结果.结果辐射采暖车间内温度基本稳定在23~24℃,固体表面温度在20℃左右,车间内气流速度达到0.20~0.30 m/s;热风采暖车间内温度基本稳定在18~23℃,固体表面温度在18~22℃,车间内气流速度达到0.35~0.50 m/s.结论辐射换热下车间内温度分布更均匀,气流组织速度更适合喷涂,而纯热风采暖下车间内温度会产生较大的梯度,气流组织受扰动较大,不利于喷涂.

基于MTConnect的船舶板材切割车间数据采集系统研究

针对船舶板材切割车间具有不同通信协议与接口的异构设备需要进行数据采集的问题,开发了一套基于MTConnect的船舶板材切割车间数据采集系统。分析了切割车间设备具体组件以及能够采集的数据项,基于MTConnect建立车间设备的数据模型,用C#语言和美国制造技术协会提供的开发包实现了船舶板材切割车间异构设备互联互通的数据采集系统。通过对等离子切割机床实际加工时进行测试,结果表明该数据采集系统能实时获取切割车间设备数据。

基于果蝇优化算法的船舶管加工车间多目标生产调度研究

为了提高船舶管加工车间的生产效率,考虑多种现实约束和优化目标,建立了多目标生产调度问题的数学模型。同时,根据果蝇优化算法的基本框架,结合Pareto优化理论的思想,设计和改进嗅觉搜索、视觉搜索及种群更新等多种策略,制定了多目标果蝇优化算法框架,提出了基于果蝇优化算法的求解方法,实现船舶管加工车间多目标生产调度问题的高效求解。通过与第二代非支配排序遗传算法(Non-dominated Sorting Genetic Algorithm II,NSGA-II)的对比实验,验证了所提方法的有效性。

面向船舶制造车间的数据采集与监控系统

以设备的可编程逻辑控制器与各类传感器作为硬件层,以通信模块作为桥梁,进行以数据采集与监控系统作为软件层的综合性研究。通过大数据分析对船舶制造车间进行监控报警,达到数据采集的多样性、实时性,提高设备的综合利用率,降低能耗和设备维护保养成本。

船管车间生产数据驱动仿真与调度优化

船舶管子因其复杂的生产形式导致生产计划制定和生产性能评估难以进行。为此,提出数据驱动的生产物流建模与仿真方法。采用IDEF1X建模方法建立船舶管子车间仿真数据库的底层数据结构,基于数据驱动技术和面向对象的生产物流仿真技术,利用仿真数据驱动仿真软件QUEST快速生成船舶管子车间的生产物流仿真模型,并采用先到先加工遗传算法优化生产计划。文章所提方法提高了建模效率,解决了模型难以重用的问题,实现了船舶管子车间生产计划的可视化动态仿真,生产完工时间缩短了7.4%。

面向数字化工厂的车间智能管控系统总体架构研究

以车间生产、设备、能源、安全环境管理四大需求为出发点,以物联网、云计算、大数据等新兴技术为基础,利用仪表、传感器、PLC、SCADA等电控组件实时采集数据,实现对车间运行状态的数字化管控。同步开发移动端应用,用以实现远程运维,节省人力成本。结合3D数字孪生模型,实现对异常设备快速定位排障。自动生成生产物量、设备运行状态、能源消耗等日常报表,对车间总体状况作全面分析,迭代优化,提升效率。

船舶制造车间资源数据采集与场地状态信息采集

针对船舶制造车间存在的生产与管理的信息交互不及时、信息采集效率低、生产过程掌控不足等问题,通过条码、射频识别(Radio Frequency Identification,RFID)、超宽带(Ultra Wide Band,UWB)和自动化装置接口集成等技术,进行车间资源数据采集与场地状态信息采集,实现场地、设备、人员、工装等与管控系统间的互联互通,完成车间场地的物流优化和布局优化,为船舶制造智能车间信息感知奠定基础。

船舶分段制造车间自组网研究与应用

以船舶分段制造车间为载体,针对船厂信息采集费时滞后、网络干扰严重、制造现场“信息孤岛”等问题,对适用于船舶制造车间现场的自组网技术进行研究。设计双层层次结构的自组网簇树型分层分簇异构拓扑结构,分析自组织路由技术及节点定位技术,通过进行网络自愈试验以及试点应用,验证该组网方式的有效性。研究成果对船舶生产现场的网络建设具有现实借鉴意义。

船舶中间产品标识定位系统设计与实现

利用二维码实现中间产品信息的索引,采用交互式多模型(Interacting Multiple Model,IMM)卡尔曼滤波法优化的飞行时间(Time of Flight,TOF)定位算法,实现中间产品的位置跟踪。根据船舶车间的标识定位需求,研发船舶中间产品标识定位系统,对船舶中间产品的加工工序、基本信息、位置信息等进行跟踪,为船厂备料套料、物流运输、加工监控等提供有力的数据支撑。

船厂管子车间的动态调度方法仿真研究

作为造船企业生产组织中最为重要的加工环节之一,管子的生产及配套进度在很大程度上影响着船舶制造的生产效率。本文在制订初始静态生产计划的基础上,重点分析了船厂管子车间生产中的异常事件及其对生产计划产生的影响和应对策略,应用虚拟仿真技术,对车间交互式操作管理和生产计划的实时动态调整方法进行研究。结果显示该方法能够顺利完成发生异常事件时船厂管子车间的动态调度工作,较静态系统更适用于生产实际。

基于Web的船舶制造信息管理系统的设计与实现

本文针对船舶制造车间操作人员与数控设备众多,现有制造信息系统功能单一且相互孤立的问题,在研究原业务流程的基础上,利用现主流信息管理系统开发所使用的Web技术,设计并实现了基于Web的船舶制造信息管理系统。该系统实现了人员信息与设备信息的可视化管理,有利于提高船舶制造车间的管理效率和生产效率。

船舶喷涂车间顶面热水辐射供暖系统流场模拟

某船舶喷涂车间配置顶面热水辐射供暖系统（辐射板表面温度为47℃，避免了可燃粉尘、可燃气体因温度过高而发生的自燃、爆炸危险）与机械通风系统。采用STAR—CCM＋软件，对车间室内空气温度场、工件表面温度、车间内气流速度场进行了模拟。车间室内空气温度范围为25～27℃，主要工作区气流流速范围为0．50～0．55m／s。