工業(yè)機器人在船舶制造業(yè)的應用

工業(yè)機器人在我國雖起步發(fā)展較晚，但隨著國家經(jīng)濟建設的不斷加快，工業(yè)機器人應用的行業(yè)和領域也變得越來越廣闊，從搬運工程到生產(chǎn)制造企業(yè)，目前許多高強度、高危險的勞動已都由機器人代替。在中國早些時候，船舶制造業(yè)至少80%以上的分段制造都由人工完成，自動化率不足日韓的40%，是亟待加速機器人應用的行業(yè)。近年來，工業(yè)機器人越來越多的應用到包括船舶制造行業(yè)在內(nèi)的傳統(tǒng)的勞動密集型制造業(yè)。

船舶制造企業(yè)工作環(huán)境惡劣、勞動強度大、作業(yè)效率低、加工誤差大、人才流失快等諸多問題一直困擾著船舶制造行業(yè)。機器人在造船企業(yè)的推廣應用，不僅解放了造船工人，同時也推動造船生產(chǎn)流程的優(yōu)化，提升造船效率，保證產(chǎn)品質(zhì)量，確保生產(chǎn)周期，緩解成本壓力，從而提升造船企業(yè)的核心競爭力。在船舶制造企業(yè)具有代表性的機器人使用場景主要有鋼板切割、焊接、涂裝、裝配、搬運、倉儲等多種生產(chǎn)加工場景，以及船舶結(jié)構(gòu)的檢查、清污等檢查應用場景。本文將從船舶制造業(yè)加工和檢查兩個應用場景對世界范圍內(nèi)的工業(yè)機器人進行梳理介紹。

1、加工場景機器人應用情況

船舶制造業(yè)是大型焊接結(jié)構(gòu)件應用最密集的典型行業(yè)之一，制作流程中包括：鋼板預處理、加工、焊接、打磨、裝配、涂裝等工序。尤為重要的是焊接，船舶焊接是一種重復度低、工藝流程復雜、柔性制造差的工種工作。并且，造船業(yè)中船體分段大且重，不便于靈活移動；焊接流程、形式、工法、設備多種多樣，其中不可避免的存在大量的焊接工作要在極其狹小而有限的空間中完成，這種種特殊性要求機器人具備高度的靈活性和適應性，能夠自動調(diào)整相應程序完成焊接工作，對機器人的智能化要求更高。

以下列舉全球范圍內(nèi)已在船舶制造業(yè)應用的機器人：雙曲面彎板加工機器人、蜘蛛型LNG船貨物倉自動焊接機器人、管材智能焊接機器人、先行分段智能焊接機器人、分段條材焊接機器人、塢內(nèi)分段合攏焊接機器人、塢內(nèi)外板涂裝機器人、船底自動涂裝機器人、固定式水平自動焊機器人等。

2、檢查場景機器人應用情況

船舶生產(chǎn)建造過程中的質(zhì)量檢查以及營運過程中的維護檢查，都是極其危險和耗費人力精力的。由于市場需求的拉動，現(xiàn)在很多檢查環(huán)節(jié)也在應用機器人進行，這樣不僅節(jié)省了成本、降低檢查人員的安全風險，還在很多時候完成了人所無法完成的工作。例如：一條船的塢內(nèi)檢查將影響其營運時間，極大地影響船東收益。水下檢查和清污機器人就很好的解決了這個問題。水下船體清掃機器人可省去原先為了清洗船體需將碼頭的船舶移到船塢內(nèi)作業(yè)的工序，每艘船可以節(jié)省一個星期的船塢使用時間。

在船舶營運過程的檢查維護中，某些設備及危險區(qū)域的檢查是最新船舶規(guī)范要求范圍內(nèi)的。例如：某些船舶管路的內(nèi)壁檢查，有些環(huán)境下的管子包括狹小空間人是不可能爬進去的，這時候微型檢查機器人就很好的解決這個問題。另外，船舶貨艙頂部區(qū)域必須通過PMA通道才能進行檢查，也可能存在跌落風險，用無人機進行代替檢查也是發(fā)展的一個重要方向。

另外從國際造船行業(yè)看人機的有效結(jié)合也是重點研究和發(fā)展的方向。例如：韓國某造船企業(yè)發(fā)明了外骨骼動力裝置：可輔助舉起30公斤的物體，且未來希望將其舉重能力提高至100公斤。

3、船舶制造企業(yè)機器人應用前景

縱觀工業(yè)機器人的應用市場，目前船舶制造企業(yè)應用機器人的基數(shù)尚小，且僅在拋光打磨、焊接、噴涂、檢查等領域，市場未來發(fā)展空間巨大。據(jù)GGII預計，到2020年底噴涂機器人銷量將超過1.3萬臺，市場規(guī)模有望超120億元。在船舶制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級及市場需求爆發(fā)情況下，我們相信會有越來越多符合行業(yè)發(fā)展需求的機器人應用于船舶制造業(yè)，提升船舶制造業(yè)的工作環(huán)境、作業(yè)效率以及產(chǎn)品質(zhì)量。
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