浅谈工业机器人在船舶制造领域的应用情况

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     工业机器人在我国虽起步发展较晚，但随着国家经济建设的不断加快，工业机器人应用的行业和领域也变得越来越广阔，从搬运工程到生产制造企业，目前许多高强度、高危险的劳动已都由机器人代替。在中国早些时候，船舶制造业至少80%以上的分段制造都由人工完成，自动化率不足日韩的40%，是亟待加速机器人应用的行业。近年来，工业机器人越来越多的应用到包括船舶制造行业在内的传统的劳动密集型制造业。
               船舶制造企业工作环境恶劣、劳动强度大、作业效率低、加工误差大、人才流失快等诸多问题一直困扰着船舶制造行业。机器人在造船企业的推广应用，不仅解放了造船工人，同时也推动造船生产流程的优化，提升造船效率，保证产品质量，确保生产周期，缓解成本压力，从而提升造船企业的核心竞争力。在船舶制造企业具有代表性的机器人使用场景主要有钢板切割、焊接、涂装、装配、搬运、仓储等多种生产加工场景，以及船舶结构的检查、清污等检查应用场景。本文将从船舶制造业加工和检查两个应用场景对世界范围内的工业机器人进行梳理介绍。

1、加工场景机器人应用情况

               据eCPD所了解，船舶制造业是大型焊接结构件应用最密集的典型行业之一，制作流程中包括：钢板预处理、加工、焊接、打磨、装配、涂装等工序。尤为重要的是焊接，船舶焊接是一种重复度低、工艺流程复杂、柔性制造差的工种工作。并且，造船业中船体分段大且重，不便于灵活移动；焊接流程、形式、工法、设备多种多样，其中不可避免的存在大量的焊接工作要在极其狭小而有限的空间中完成，这种种特殊性要求机器人具备高度的灵活性和适应性，能够自动调整相应程序完成焊接工作，对机器人的智能化要求更高。

               以下列举全球范围内已在船舶制造业应用的机器人：双曲面弯板加工机器人、蜘蛛型LNG船货物仓自动焊接机器人、管材智能焊接机器人、先行分段智能焊接机器人、分段条材焊接机器人、坞内分段合拢焊接机器人、坞内外板涂装机器人、船底自动涂装机器人、固定式水平自动焊机器人等。



管材智能焊接机器人



先行分段智能焊接机器人
2、检查场景机器人应用情况

               船舶生产建造过程中的质量检查以及营运过程中的维护检查，都是极其危险和耗费人力精力的。由于市场需求的拉动，现在很多检查环节也在应用机器人进行，这样不仅节省了成本、降低检查人员的安全风险，还在很多时候完成了人所无法完成的工作。例如：一条船的坞内检查将影响其营运时间，极大地影响船东收益。水下检查和清污机器人就很好的解决了这个问题。水下船体清扫机器人可省去原先为了清洗船体需将码头的船舶移到船坞内作业的工序，每艘船可以节省一个星期的船坞使用时间。

               在船舶营运过程的检查维护中，某些设备及危险区域的检查是最新船舶规范要求范围内的。例如：某些船舶管路的内壁检查，有些环境下的管子包括狭小空间人是不可能爬进去的，这时候微型检查机器人就很好的解决这个问题。另外，船舶货舱顶部区域必须通过PMA通道才能进行检查，也可能存在跌落风险，用无人机进行代替检查也是发展的一个重要方向。



水下船体检查机器人





管道内检测机器人
               另外从国际造船行业看人机的有效结合也是重点研究和发展的方向。例如：韩国某造船企业发明了外骨骼动力装置：可辅助举起30公斤的物体，且未来希望将其举重能力提高至100公斤。

3、船舶制造企业机器人应用前景

               纵观工业机器人的应用市场，目前船舶制造企业应用机器人的基数尚小，且仅在抛光打磨、焊接、喷涂、检查等领域，市场未来发展空间巨大。据GGII预计，到2020年底喷涂机器人销量将超过1.3万台，市场规模有望超120亿元。在船舶制造业转型升级及市场需求爆发情况下，我们相信会有越来越多符合行业发展需求的机器人应用于船舶制造业，提升船舶制造业的工作环境、作业效率以及产品质量。