物联网技术在船舶工业中应用研究 宋雷 赵立响 任昱衡 １．３．中船信息科技有限公司 北京１００８６１；２．湖北财税职业学院湖北武汉４ ３００６５ 【摘要】近年来，国内外物联网产业发展迅猛，物联网相关技术在智能交通、智能物流、智慧医疗、智慧城市以及环境监测、废害处理与跟踪等 领域已经得到了广泛应用。物联网技术作为新一代信息技术，其在工业领域的广泛用途和卓越效用，也切合了我国造船工业转型升级的迫切需要， 目前，物联网技术正在造船企业中逐步得到应用与普及，有力推动了船舶工业的信息化进程。 【关键词】物联网船舶工业信息技术 中图分类号：ＴＰ３９３文献标识码：Ｂ文章编号：１００９—４０６７（２０１４）１５—２９—０１ 中国《物联网（２０１ １）》认为，物联￣］（Ｉｎｔｅｍｅｔ ｏｆ Ｔｈｉｎｇｓ）是通信 网和互联网的拓展应用和网络延伸，它利用感知技术与智能装置对物理 世界进行感知识别，通过网络传输互连，进行计算、处理和知识挖掘， 实现人与物、物与物的信息交互和无缝连接，达到对物理世界实时监制、 精确管理和科学决策的目的。在物联网应用中有三项关键技术：传感器 技术；传感器网络通信技术；嵌人式系统技术。 一、物联网在船舶制造中应用范围 近几年我国骨干造船企业在造船周期、建造技术等方面也有了长足 的进步，但是在每修正总吨工时消耗、全员造船生产效率与日韩造船企 业的差距仍然巨大，必需采取新的技术、管理手段加以解决。物联网通 过全面感知、可靠传递、智能处理使信息到达不同目标，实现共享，从 而实现“物一物”相联。船舶工业中物联网技术以嵌入式、ＲＦＩＤ、商务智 能、虚拟仿真与建模等技术为支撑，实现生产管理精益化、制造过程自 动化、制造工艺精准化、产品智能化等应用。 （１）生产管理精益化 物联网技术与造船企业ＥＲＰ系统结合，使得该系统实现了对设备、 材料从合同、采购、入库、存放、出库等环节全过程的数字化监控和管 理。当采购来型钢、板材等材料后，进行编码，记录到数据库中，然后， 将经号料、切割等加工后的零、部件由系统生成编码，并将记录有各基 本信息的ＲＦＩＤ标签贴在对应的零、部件上，将这些信息和对应的编码输 入数据库。利用ＲＦＩＤ技术，在托盘设计和管理时，可以很快定位到已编 制的托盘，不仅能确定托盘中舾装件、连接件的数量和质量，还能由此 反映出这个工作单位的工作进度和合理性。根据这些采集的生产信息进 行合理调度安排人员和工时，并使调度信息在各相关部门共享和反馈， 便于层次领导对生产情况的监督与管理。 （２）制造过程自动化 造船企业的生产设备可以通过物联网技术运行状态数据，实施生产 控制和设备维护，可实现复杂的控制功能。对生产线上的一些机器，如 切割机等，应用物联网技术进行联网，加强对机器的数字化、智能化管 理，及时发现意外和错误，实现安全生产，同时发展具有协作能力的工 业机器人群．减少工作人员，提高经济效率。在生产线上布置多个监测 点，在各监测点都安装传感设备，与控制室里的监测系统接口对接，对 监测点进行实时监控，保证生产线上的产品质量，另外，对可能发生或 已发生的意外情况，予以警告。这样，整个船舶生产制造过程都通过网 络连接，进行数据传输，提高了船舶制造的网络化、智能化程度。减少 了人为出错率，提升了企业效益。 （３）制造工艺精准化 目前船舶产品的结构越来越复杂，零配件越来越多，安装要求越来 越精密。物联网通过全面感知、可靠传递、智能处理使信息到达不同目 标，实现共享，因而高度共享的信息资源、高度细化的专业化分工极大 地提高了工作效率。船舶精准制造以质量数据总线整合各种船舶质量信 息，把物理世界与数字世界充分关联起来，两者之间的精确映射，让产 品的质量与可靠性有了系统的保障，提升了制造工艺，使船舶制造利用 模块化加工、拼装等高精准造船技术成为可能。 （４）产品智能化 从物联网技术体系来看，当船舶的主要设备、各大系统实现了智能 化和网络化，并被抽象成为一个个软件系统中的控件或对象，可以被调 用和编程，那么在标准总线和协议的支持下，全船物联就可建成，同时 也为智慧船舶奠定了基础。智慧船舶通过无线网络获取产品运行状态信 息，船舶及船用设备全生命周期的实时在线运维管理，实施在线的售后 服务，提高服务水平。将船舶乃至船上的关键设备按照物联网的系统进 行智能化处理，借助于现代宽带卫星通信技术，岸上的运维管理人员即 可实时在线对整船或者某一关键设备进行监控，实现在线运维管理。 二、物联网在船舶工业中应用面临的挑战 对于某些船舶制造企业而言，物联网正在对其发展起到日益重要的 支撑作用，ＲＦＩＤ技术等已经得到逐步应用，然而，目前船舶工业中物 联网应用也遇到了诸多挑战。 在船舶制造业各生产工艺过程数据感知方面，船厂内部有着大量金 属，制造环境强电磁干扰、金属介质、多障碍等多元干扰环境，对信号 的传输会有一定的干扰，近年来虽然有抗金属标签的出现，但船厂现场 施工环境恶劣，标签在船厂中要经历高温、金属撞击、冲砂等多种使用 环境，对标签的安装方式与防护性能带来很大的影响。 在船舶制造环境下网络数据传输方面，资源受限、动态拓扑与苛刻 环境条件、混杂网络融合等，其数据传输的实时性、可靠性与准确 性也受到严重影响。 在物联网的可靠感知船舶方面，制造属于复杂的离散制造行业，动 态存在的“人、物料、设备、生产过程、产品”等众多对象，实现物联 网系统复杂运行状态的可靠感知具有较大困难。 在物联网数据处理方面，船舶制造原材料众多，工艺复杂，船舶制 造物联网中产生海量级数据，有限的计算资源已不足以支撑数据的完全 处理。为实现制造过程的精准控制，要解决的关键问题是实现制造物联 网的可靠感知、实时传输、海量数据智能处理。 最后，由于目前国内人工成本较低，很多企业宁可采用低效、易出 现误差或错误的人工统计方式，也不愿采用目前成本相对较高的新型信 息技术与设备。 总结 综上所述，物联网技术作为新一代信息技术，其在船舶工业领域的 广泛用途和卓越效用，也切合了我国造船工业转型升级的迫切需要，对 造船企业实现精细化设计、精准化生产、精益化管理提供新的实现形式， 对实现精益造船工程，提高劳动生产效率、降低成本和资源利用、改进 产品质量也必将具有重要的意义，也必将构成我国造船模式跨越式发展 的重要内生动力。 参考文献 ［】】陆月，张欣等．物联网技术在船舶行业上的应用前景【Ｊ］．科技传 播．２Ｏ１ ２（１ ７）． 【２】张圣坤．中国船舶工业现状与发展趋势［Ｊ】．上海造 船．２００９（０３）． ［３】秦一氓，卢华阳等．应用于船用钢板的ＲＦＩＤ标签新型贴标方法 【Ｊ】．信息技术与标准化．２０１１（０ ３）． 【４】朱航，曹来江等．物联网技术在船舶工业的应用综述【Ｊ】．造船技 术．２０１２（０６）． ２０１４・１５ 中国电子商务．． ２９
