陸海空作為人類出行的三大方式，各種相關(guān)交通工具為大眾熟知。而其中的船歷史最為悠久，在第四屆中國機(jī)器人峰會(huì)舉辦地余姚的著名景點(diǎn)河姆渡遺址里就有七千多年前船槳的遺跡。發(fā)展至今，船舶與時(shí)俱進(jìn)，注入了科技的生命力，與當(dāng)前大熱的機(jī)器人也產(chǎn)生了密切的聯(lián)系。
“船舶本身，不像汽車流水線可以大規(guī)模生產(chǎn)?；旧厦克叶际且粋€(gè)型號(hào)，或者說是一種產(chǎn)品，很難做成一條傳統(tǒng)流水線，用傳統(tǒng)流水線模式去做必然會(huì)得不償失。”中國船舶重工集團(tuán)公司第七一六研究所總工韓瑜表示。中國船舶重工集團(tuán)公司第七一六研究所隸屬于中國船舶重工集團(tuán)公司，為中船重工提供了很多船舶制造自動(dòng)化設(shè)備。
此次，該研究所總工韓瑜應(yīng)邀出席第四屆中國機(jī)器人峰會(huì)，并在“工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)”論壇上發(fā)表《船舶建造中的機(jī)器人應(yīng)用技術(shù)》的主題講演，分享了很多機(jī)器人在船舶自動(dòng)化中的應(yīng)用案例及其發(fā)展前景，船舶行業(yè)究竟有哪些神奇的地方，讓好奇的我們一起來學(xué)習(xí)一下。
以下是演講全部內(nèi)容：
感謝會(huì)議主辦方給我們這次機(jī)會(huì)，讓我們展示一下自己。我們這個(gè)研究所是比較特殊的一個(gè)研究所，屬于船舶行業(yè)，我們本身隸屬中國船舶重工集團(tuán)公司（簡稱中船重工）。我們整個(gè)工作在中船重工里面做得很多，可能大家不太了解。實(shí)際上，現(xiàn)在中船里面所有船舶制造自動(dòng)化設(shè)備有很多是我們提供的。
在機(jī)器人行業(yè)，我們也碰到很多問題，在這里跟大家分享一下。在從事船舶自動(dòng)化的過程中，我們碰到很多各式各樣競爭對(duì)手，特別是在機(jī)器人方面，對(duì)手來自最多的可能就是汽車行業(yè)。很多在汽車廠工作的同事，或者朋友一直說在汽車行業(yè)里做的很好，認(rèn)為在船舶行業(yè)也能做。但是如果充分了解一下船舶行業(yè)各方面特點(diǎn)，很多朋友會(huì)直接退出。因?yàn)榇氨旧?，不像汽車流水線大規(guī)模生產(chǎn)。基本上每艘都是一個(gè)型號(hào)，或者說一種產(chǎn)品，很難做成一條傳統(tǒng)流水線，用傳統(tǒng)流水線模式去做必然會(huì)得不償失。
首先船廠沒有這么大定單。第二，現(xiàn)在大部分都還是以人工為主的勞動(dòng)密集型模式，包括我們各個(gè)環(huán)節(jié)或者各個(gè)部分，幾乎都是完全靠人工來做。當(dāng)然這是我們做機(jī)器人改造或者說智能制造一個(gè)有利的技術(shù)背景。
最主要一個(gè)特點(diǎn)，就是我們船舶本身模塊或者說一個(gè)分段比較大。大概20米左右，跟汽車行業(yè)不一樣。我們把汽車當(dāng)作一個(gè)產(chǎn)品，在流水線或者傳送帶上不停跑。船更多的需要機(jī)器人去配合船的位置。我們很難有這么大工裝和變位機(jī)構(gòu)，能夠把船體變化，這是當(dāng)前船舶機(jī)器人制造最大的一個(gè)核心問題。
現(xiàn)在一般來講，做船舶智能制造都是從國外學(xué)習(xí)。國外一個(gè)船整個(gè)制造工藝流程，從原材料加工，分段焊接，包括分段組裝細(xì)裝，以及整個(gè)下水，現(xiàn)在國外來講，前面件越小的時(shí)候，自動(dòng)化程度是越高的，件越大自動(dòng)化程度就越低。
舉個(gè)例子，鋼板加工，這塊可以跟很多鋼結(jié)構(gòu)廠，包括曲面成型，在德國和日本，應(yīng)該說是歐洲日本在這塊做得比較多。管子加工，包括平面分段，或者叫板架制造。那么大部分焊接工作是從這個(gè)階段開始，到平面分段和板面制造，包括翻板，怎么把船上加強(qiáng)內(nèi)部裝上去等整個(gè)過程。這里面比較獨(dú)特的就是一個(gè)小組立制造。小組立制造目前來講，世界上大概兩個(gè)國家即德國、日本有這樣一個(gè)產(chǎn)品，這塊工作量是很大的，占了全船30%，還有中大組立丹麥、德國、韓國。
實(shí)際上還有一些涂裝，我們國家船廠自動(dòng)化裝備或者說機(jī)器人裝備運(yùn)用比較單一。這里面有一個(gè)最大問題，所有船舶制造機(jī)器人，成套裝備是限制進(jìn)口，不管是德國還是日本。剛才有一些小的單個(gè)的機(jī)器人，那一臺(tái)機(jī)器人往回來一下。像這臺(tái)丹麥人工，現(xiàn)在上海有代理，這一套大概300萬人民幣，而且還要經(jīng)過一些特殊渠道。我們了解韓國包括日本船企這一套，我們想花錢買，可能都沒有機(jī)會(huì)買到。所以說是現(xiàn)在國家船舶制造一個(gè)根本性問題。
我們國家其實(shí)也有一些相關(guān)資助，或者說一些研發(fā)計(jì)計(jì)劃，但是整體來講，還是起步比較晚的。包括2015年在大船重工的一個(gè)智能化車間竣工，這里面也有幾家。整體效果來講不是太好。我們船舶制造里面，主要研究幾家單位，一個(gè)中船重工，還有一個(gè)是第十一研究所這兩家算是國營的。后面兩家實(shí)際上是日本神鋼，和日本松下代理公司。
這里面主要存在一些關(guān)鍵問題，包括一些認(rèn)識(shí)上的問題，例如自動(dòng)化生產(chǎn)線改造或者說自動(dòng)化裝備方面。首先我們引入自動(dòng)化裝備目標(biāo)是什么？提高速度是一定的，但是如果對(duì)于工藝裝備具有工藝特征那種裝備，肯定是要保證質(zhì)量，這里面很大問題，比如說焊接這塊。很多人問我們上了焊接機(jī)器人，是不是我們速度就能更快了，原來用一分鐘后面用半分鐘就行了。實(shí)際上，機(jī)器人焊接，本身不管是人還是機(jī)器人，從焊接上來講，效果實(shí)施都是固定的，實(shí)際上我們通過減少人工返工率來提高效率。
第二個(gè)問題，機(jī)器人完全替代人，也許在某些行業(yè)可以，但在我們船舶行業(yè)基本上還做不到。特別有一些涂裝工作，像孔洞大概是80公分左右高度，很難找到一種合適裝置進(jìn)去，而且里面很深，大概有20米深，就這樣一個(gè)洞，進(jìn)去怎么去噴怎么去涂都是問題。
現(xiàn)在不管是國外還是國內(nèi)還沒有一個(gè)很好的方案，包括兩個(gè)船合攏時(shí)候的焊接、噴涂。當(dāng)時(shí)，有很多單位提出來用小車爬行吸附，爬上去焊或者噴。實(shí)際上，這是一個(gè)非常聰明的方式，是勞動(dòng)人民智慧結(jié)晶，這樣吊下來，一層樓梯，每一層可以站一個(gè)人，如果十個(gè)人一起上去，1-2小時(shí)，很快就可以把這條焊縫處理完。
還有現(xiàn)在至少在船舶行業(yè)這樣，從來沒有想引入流水線，或者引入一個(gè)成套設(shè)備。比如說打磨，像這種鑄鐵的打磨其實(shí)很常見。方案其實(shí)也比較成熟，在船廠里這樣工作站，一個(gè)禮拜可以一個(gè)人工作也就2-3天。換成機(jī)器人，雖然可能效率會(huì)提高，但是人并沒有減少。在船艙里面，這也是一個(gè)人來做。換成機(jī)器人以后，我還是需要一個(gè)人。人工成本沒有本質(zhì)上減少，所以說引入機(jī)器人可能失去一定意義或者綜合實(shí)效上失去一定意義。
這么多年，還是有船舶制造的機(jī)器人，包括一些方向、想法。實(shí)際上現(xiàn)在對(duì)機(jī)器人環(huán)境，包括鍵盤制造環(huán)境提出很高要求，包括更大工作范圍、更大負(fù)載、更小自重、更穩(wěn)定的精度以及對(duì)安裝或者建設(shè)方面的要求。
后面再介紹一下我們的研究所（中國船舶重工集團(tuán)公司第七一六研究所），我們是一個(gè)國有企業(yè)，我們的核心技術(shù)還是自動(dòng)化，最早的在全國有三個(gè)分部，包括北京、青島和上海，我們大本營是在江蘇連云港。我們現(xiàn)在兩大產(chǎn)業(yè)，一個(gè)是電子機(jī)械，一個(gè)是智能裝備。實(shí)際上我們這塊智能裝備，主要是這四大產(chǎn)品：智能傳感、智能生產(chǎn)線與信息系統(tǒng)、智能工廠和機(jī)器人系統(tǒng)集成。
這里面強(qiáng)調(diào)一下，大家關(guān)心更多還是我們的生產(chǎn)線，包括我們傳播上的平面分段、管子加工、部件下料、曲面分段，小組立焊接以鋼板預(yù)處理，這一系列的整個(gè)生產(chǎn)線，我們是都能夠進(jìn)行設(shè)計(jì)和制造的。比較代表性的，拼版的板架焊接這種專焊的生產(chǎn)線，包括曲面板片的專焊生產(chǎn)線，以及我們部件下料的生產(chǎn)線，還有我們管子制造相關(guān)的生產(chǎn)線。我們現(xiàn)在在國內(nèi)的幾個(gè)大的船廠都有實(shí)施。
我們最早做投資還是從機(jī)器人做起，今天也來了很多機(jī)器人界的朋友和前輩。現(xiàn)在埃夫特、新時(shí)達(dá)以及川崎和安川我們都有一些合作。當(dāng)然我們也是不斷的學(xué)習(xí)他們先進(jìn)的機(jī)器人技術(shù)，包括控制系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)、傳感系統(tǒng)。但是自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)是有一定的限制的，比如說傳感器，國內(nèi)做傳感器的公司不少于20家，做到現(xiàn)在我們逐漸明白了其中的核心技術(shù)難點(diǎn)。
其實(shí)從機(jī)器人本體上來講，現(xiàn)在大家水平都差不多，因?yàn)閷?shí)際上如果你換好的部件的話都能達(dá)到，但最關(guān)鍵的，我們的機(jī)器人實(shí)際上差在工藝包，或者說工藝的支持。我們花了很長時(shí)間，大概一年多的時(shí)間，都去專門研究工藝包，到底怎么去做焊接，然后怎么把這個(gè)東西做得很好。我們也研究過國內(nèi)的機(jī)器人包括控制器。如果國內(nèi)的機(jī)器人和工業(yè)機(jī)器人“四大家族”最大的一些差距的話，就在于我們的工藝包，或者說知識(shí)的水平上需要花長期或者說深入的投入。
基于此，我們開發(fā)了一系列的傳統(tǒng)機(jī)器人，從焊接到涂裝，實(shí)際上我們都做過很多工作，主動(dòng)研發(fā)的產(chǎn)品在我們國家一個(gè)知名的造船廠用，效果還是比較不錯(cuò)，也是比較讓船東或者船廠滿意的。同時(shí)，我們還得到了國家863項(xiàng)目的支持。現(xiàn)在如西門子等都跟我們有一些合作。目前純鋁罐車的焊接生產(chǎn)線，我們了解的就是我們這一家在做這個(gè)鋁罐車的一個(gè)成套的技術(shù)。還有一些激光戎服，一些燃?xì)獗砀竦乃俣然嚱印L(fēng)力化裝配的、機(jī)器人打磨的這塊，還有龍骨加工等等。我的報(bào)告大概就是這樣，謝謝各位。
