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摘要：作为工业制造领域的重要组成部分，船舶制造业的进步发展对于社会经济的发展具有极为重要的影响。在信息科技迅速发展的时代背景下，如何紧跟时代发展步伐，推动船舶制造的数字化、信息化发展逐渐成为行业改革发展面临的重要问题。鉴于此，本文在简要分析我国船舶制造业发展趋势的基础上，对信息技术在船舶设计环节的实践应用情况和数字化技术在船舶制造环节的实践应用情况进行了阐述，以期为船舶制造数字化和信息化的实践提供参考和帮助。

关键词：船舶制造；数字化；信息化

一、船舶制造业的发展趋势分析

据工业和信息化部权威统计数据显示，2023年我国造船三大指标（手持订单量、新接订单量、造船完工量）完成情况如表1所示。目前，上述三大指标的国际市场份额均保持世界第一，由此可见，近几年我国船舶制造业正处于稳步、快速发展阶段。虽然，现阶段我国船舶制造业发展形势良好，但在经济全球化深入发展的时代背景下，面对日益激烈的行业市场竞争，我国船舶制造业依然面临较大的发展挑战。通过与国际先进造船企业的对比能够发现：我国船舶制造业在生产效率、资源利用率、生产利润率等方面仍有较大的提升空间。而随着信息技术、智能技术在各行业中的广泛应用，越来越多的造船企业也开始认识到将现代化信息技术融合运用的船舶制造领域，是新时期提升企业市场竞争力，帮助行业突破发展瓶颈的重要举措。因此，在“十四五”规划纲要的指导下，聚焦新一代信息技术，促进船舶制造核心技术优化创新，持续推动船舶制造业的数字化、信息化发展，进一步提升船舶领域全产业链竞争力，是新时期我国船舶制造业改革发展的一个重要趋势和目标[1]。

二、信息技术在船舶设计环节的实践应用

设计是船舶制造的关键环节，方案设计质量对于后续船舶制造工作的开展具有决定性的影响。因此，信息化时代背景下，将以下几种新一代信息技术融合应用于船舶设计环节，是推动船舶制造数字化、信息化发展的必要举措。

（一）大数据技术的运用

大数据技术能够通过多元化的途径对使用者所需的非结构化数据信息进行高效地收集、整理，并根据使用需求对数据信息进行科学处理和深度挖掘，以此大幅度提升数据信息的使用价值和利用率。鉴于上述技术优势，在进行船舶设计时，可基于大数据技术的运用构建船舶设计数据库，以此全面提升船舶设计数据的组织、存储及应用水平，为设计工作的高质量开展提供有力的技术支撑[2]。例如：在船舶设计初期，设计团队可根据设计要求广泛收集有助于船舶设计的各类数据信息，如：各结构部件设计标准、同类型船舶设计参数等。然后利用大数据技术对这些数据信息进行分类整理和对比分析，以此构建起有关本次设计项目的数据库。在后续设计环节中，各专业设计人员既可以根据工作需求随时从数据库中检索、调用相关的数据信息，又能够将各环节设计数据及时上传、储存到数据库中，这样，不仅能够显著提升数据信息的利用率和设计效率，还能够为各专业设计团队提供一个进行协同设计的良好载体，更有力地保障方案设计的一致性和准确性，从而使船舶设计质量得到显著地提升。此外，数据库的构建为计算机辅助设计的实践应用奠定了坚实的基础。设计过程中，基于数据库和专业化计算机建模软件的整合运用，设计人员能够快速完成结构建模、细部设计、图纸输出等工作，使设计效率得到进一步的提升[3]。

（二）虚拟现实技术的运用

虚拟现实技术在船舶设计中的实践应用，可将实际船舶的物理构建转化为数字化模型，即利用3D数字模型的形式对船舶结构布局、几何形状、船体曲线等要素进行高精度的数字化表示。这样设计团队便可更加准确地捕捉船舶各方面的设计特征，以毫米级的精度对船舶模型及结构设计参数进行优化，从而确保数字模型与实际船舶的一致性，为后续船舶制造工作的高质量开展奠定良好基础[4]。实际设计工作中，设计人员可通过虚拟现实技术的以下实践应用形式，来完成船舶的精细化设计：首先，通过设计数据库、计算机辅助设计软件及虚拟现实技术的整合运用，将设计图纸转化为3D数字模型，使各项设计数据得到直观地呈现和表达。然后，在虚拟现实技术构建的虚拟空间中，以“自由漫游”的方式对船舶3D模型进行全方位细致观察，从而直观了解船舶的造型特征和外观特点，准确把握外形、曲线、比例等设计要素的设计情况，以便对船舶整体造型进行优化设计，进一步提升船体的设计美感和流线性。最后，借助虚拟现实技术强大的空间构建能力，“走进”船舶3D模型，以实地观察的方式对船舶内部的空间布局、结构设计及各个部件之间的关系进行深入了解，以便设计人员检验船舶结构设计的可靠性，确保各个功能区域布局设计的合理性，以此保证船舶设计方案符合设计要求[5]。

（三）模拟仿真技术的运用

随着时代的不断发展，人们对于船舶的安全性和功能性能提出了更高的要求，这就需要技术人员在船舶设计环节能够对船舶性能进行全面检测和准确评估。船舶制造数字化、信息化发展趋势下，船舶设计团队可通过模拟仿真技术的融合运用，依托船舶数字化模型在设计阶段对船舶的综合性进行全面、直观、准确的测评，以此保证船舶设计的科学性，确保制造出的船舶能够满足当前人们在安全性和功能性能方面的要求。例如：设计团队可利用模拟仿真技术在测试环境中模拟出不同的海况条件和气象条件，通过采集、分析船舶数字模型在各种测试环境下持续航行时产生的各项数据信息，对加速度、操纵性能、稳定性、耐久性、船体结构强度等性能指标进行评价，深入了解不同环境条件下船舶各部分结构的荷载情况和力学特征，从而实现船舶综合性能的精准评价。在此基础上，结合分析结果对船舶结构布局及技术参数进行科学优化，通过反复地模拟仿真试验，获得最佳的船舶设计方案，最大限度保证船舶的航行性能和燃油效率，提升船舶制造水平[6]。

三、数字化技术在船舶制造环节的实践应用

基于现代信息技术的整合运用确保船舶的设计质量后，还需要在制造环节引入、应用适宜的数字化技术，通过制造技术革新来保证船舶设计方案得以有效实现。由此可见，将新一代数字化技术融合应用于船舶制造环节，同样是船舶制造数字化、信息化发展不可或缺的重要举措。目前，以下几种数字化技术在船舶制造中的实践应用备受造船企业的关注。

（一）物联网技术的应用

物联网技术能够基于传感器、无线通信、自动化控制等技术手段的整合运用，实现多类型数据信息的实时监控、采集以及终端智能设备的远程或自动化操控。将该数字化技术实践应用到船舶制造环节中，可显著提升船舶制造的效率和质量。例如：现代化船舶中包含许多精密零部件或仪器设备，这些零部件和仪器设备往往对制造环境条件具有一定的要求。对此，制造技术人员可在生产区域内设置多种类型的传感器，基于物联网技术对生产制造区域温度、湿度、电磁辐射等数据信息进行实时监测和调控，以此确保制造环境的适宜性，保证制造质量。又如：在某个系统结构制造完毕后需要进行运行调试，此时便可利用物联网技术全面采集系统结构的运行数据信息，实时监测系统结构的运行状态，以此为调试工作提供数据支持，或者辅助技术人员进行远程调试[7]。

（二）三维激光测量技术的运用

现代化船舶结构设计精细，因此在制造环节具有较高的精度要求。对此，在船舶制造数字化发展的趋势下，可通过三维激光测量技术的融合运用，进一步提升船舶制造环节的测量精度，从而更有效地保证船舶制造质量。相较于传统的测量技术，三维激光测量技术能够基于激光测角测距原理和三维模型构建原理大幅度提升测量精度（最高可达亚毫米级），同时，还能够通过激光扫描同步获得大量数据信息，帮助制造人员更精准地了解目标对象的外形特征。在实际工作中，该技术的具体运用方法为：（1）在开展测量工作前，按照相关技术规范中的方法和要求，对三维激光扫描仪进行偏差分析和校准，确保仪器处于最佳工作状态，保证测量结果的精准性；（2）在综合分析测量目标特征和测量需求的基础上，可科学设计扫描方案。然后，将多个球形（不少于3个）球形标靶按照扫描方案中的要求设置到待测区域内并利用全站仪确定各标靶的三维坐标，以此为基础建立三维坐标转换系统；（3）通过全站仪与三维激光扫描仪的配合使用，对目标区域（对象）进行分区、分段扫描测量，将获取到的点云数据上传至后方处理系统中。此时，处理系统便会根据三维坐标转换系统、点云数据等自动生成目标区域（对象）三维激光测量图像并精准显示相关的测量数据信息。根据测量图像和数据信息，制造人员便可对各制造工序的精度进行有效把控[8]。

（三）智能制造技术的运用

如今，以工业机器人为代表的智能制造技术已在工业生产领域得到广泛地运用，在生产效率和质量的提升上发挥出极为重要的作用。受此启发，在船舶制造数字化、信息化发展的过程中，造船企业也尤为重视智能制造技术的融合运用。目前，智能制造技术在船舶制造环节的实践运用主要集中在切割、焊接、钻孔等工序上。主要实践方法为：在制造平台、工业机器人机器手臂等位置设置多种类型的传感器，如距离传感器、位置传感器、温度传感器、压力传感器，利用数据采集分析技术和机器视觉技术实现制造环境、制造过程的智能化评估判断。同时，将制造相关的参数信息和逻辑程序录入到工业机器人的智能化控制系统中。此时，工业机器人便可根据工作内容和要求，自动识别制造环境和制作流程，当各类信息符合制造逻辑后，工业机器人便会自动进行智能化作业。基于多种先进信息技术的支持，智能制造技术的运用不仅可以大幅度提升船舶制造的效率，而且能够更有效地保障制造过程的精密度和安全性[9]。

结语：

综上所述，数字化、信息化是新时期船舶制造业创新发展的必然趋势。鉴于此，我国造船企业需要积极探索大数据技术、虚拟现实技术、模拟仿真技术、物联网技术、三维激光测量技术、智能制造技术等新一代信息技术在船舶设计、制造环节中的实践应用方法，以此推动船舶制造的数字化、信息化发展，充分发挥现代科技的优势，进一步提升船舶设计和制造的水平。

参考文献：

[1]薛晨昊.数字化技术在船舶设计与制造过程中的应用[J].船舶物资与市场，2023，31（10）：109-111.

[2]魏日明.现代船舶设计与制造智能化探讨[J].船舶物资与市场，2023，31（08）：22-24.

[3]柳一帆.船舶智能制造技术的应用和发展[J].船舶物资与市场，2023，31（04）：1-3.

[4]许春明.智能制造技术在船舶行业的应用探究[J].科技资讯，2023，21（06）：15-18.

[5]李晨，蒋永旭.关于船舶制造数字化和信息化的思考[J].船舶物资与市场，2022，30（11）：44-46.

[6]刘微，宋杨，严平等.船舶数字化建造发展现状与趋势[J].舰船科学技术，2022，44（15）：173-176.

[7]陆燕辉.船舶制造业数字化转型升级探索与实践[J].中国远洋海运，2021，（09）：54-58+4.

[8]鲁雄飞，邓中军.船舶智能制造技术的应用及发展[J].船舶物资与市场，2020，（06）：1-2.

[9]赵玉岩，焦东成，高志刚.我国船舶制造数字化及信息化研究[J].中国设备工程，2019，（18）：206-207.