浅谈立式拼装技术的海工智能制造综合平台应用研究

浅谈立式拼装技术的海工智能制造综合平台应用研究

曾选锋

中能建华南电力装备有限公司 广东广州 510450

摘要：随着全球经济的发展和能源需求的增长，海洋工程领域正面临着巨大的挑战和机遇。为了满足日益复杂的海上工程建设需求，提高生产效率和质量，降低生产成本，智能化制造技术已成为海工行业的关键发展方向。本论文主要介绍了立式拼装技术的基本原理和优势、产品市场调研与市场前景分析、研究方法、设计要点等内容，旨在提出一种基于立式拼装技术的海工智能制造综合平台，为海工装备的生产提供有力支持。

关键词：立式拼装；海工智能制造；综合平台；

一、引言

目前，海工装备拼装方法通常采用传统卧式拼装和传统立式拼装。传统卧式拼装既是将海工装备分节段在地面水平组装焊接，然后采用大型起重设备翻身直立，但此方法占地面积大，翻身吊装风险高。传统立式拼装既是将海工装备从底部节段至顶部节段依次拼装焊接，即由下到上依次拼装，此方法需搭设脚手架，且海工装备高度随拼装逐步增高，人员高空作业，安全隐患大，施工不便，节段间垂直精度也难以保证。随着海工装备结构应用区域水深加深，海工装备尺寸越来越大型化，导致结构制作、传统拼装存在施工效率低、成本高、风险大等诸多问题。立式拼装技术的海工智能制造综合平台为海工装备制造业提供了一种全新的制造模式，在提高生产效率、降低成本、提高产品质量和安全性以及推动行业发展等方面都具有重要的意义。

二、概述

（1）立式拼装技术原理

立式拼装是一种高效的组装技术，通过将多个零件在工厂内预先组装成框架，然后在现场进行总装。这种方法可以显著减少现场的施工时间和空间占用，提高生产效率。

（2）立式拼装技术的海工智能制造综合平台技术优势

1.提高生产效率与保证质量：由于其采用了模块化设计，具备高效精准的特性，能快速稳定提升大型构件，让一体化建造生产更加有序，可以快速组装和高效生产，同时还可以通过数字化技术和自动化控制实现生产过程的优化和智能化管理，从而提高了生产效率和产品质量。

2.降低成本：由于其实现了生产线的数字化控制和管理，可以减少人工干预，降低生产成本，同时还可以减少物料浪费和损耗，从而提高了资源利用率。

4.实现数字化和自动化控制：实现了生产过程的数字化和自动化控制，提高了生产管理的智能化水平。

5.安全可靠：立式拼装技术的海工智能制造综合平台是集钢结构塔架、电气设备于一体的复杂多部件系统，具备力矩限制器、重力矩限制、行程限位、幅度限位等保护装置。

三、研究方法

1.需求分析：通过对海工装备制造过程中存在的问题和瓶颈进行深入分析，确定立式拼装的海工智能制造综合平台的需求和功能。

2.技术选型：根据平台需求，选择合适的软硬件技术和系统集成方案，包括数据采集、控制、通信、人机界面、数据库、安全保障等方面的技术。

3.系统设计：基于需求和选型，设计立式拼装的海工智能制造综合平台的整体架构和各个模块的功能和接口，制定详细的设计方案和开发计划。

4.原型制作和测试：根据设计方案，制作出系统的原型，并进行功能测试和性能测试，以验证系统的可行性和稳定性。

5.优化改进：根据测试结果，对系统进行优化和改进，提高系统的性能和可靠性，满足用户的实际需求。

6.应用推广：在系统完善后，将其应用于实际生产中，并通过培训和技术支持等方式，推广和完善系统的使用和管理。

通过这些研究方法的应用，可以确保平台的研究和开发具有系统性、科学性和实用性。同时，还需要充分考虑市场需求和技术发展趋势，不断更新和升级平台的功能和性能，以适应不断变化的市场环境和技术要求。

四、设计要点

数据采集和处理模块：该模块负责收集生产过程中的各种数据，包括设备运行状态、产品质量等信息，并对这些数据进行实时分析和处理，以便及时发现问题并采取措施解决。

控制模块：该模块负责控制和管理生产过程中的各种设备和机器，确保它们按照预定的工艺参数进行运行，从而保证产品的质量和生产效率。

通信模块：该模块负责实现设备之间的通信和数据共享，使得各个生产环节之间能够无缝衔接，协同工作。

人机界面模块：该模块提供直观易用的人机交互界面，方便操作人员监控生产过程和调整设备参数，同时也为管理人员提供了数据分析和决策支持的功能。

数据库模块：该模块负责存储和管理各种生产数据和文档，包括工艺流程、设备维护记录、质量检测报告等信息，方便用户随时查询和使用。

安全保障模块：该模块负责确保平台的安全性和稳定性，包括数据加密、网络安全、系统备份等方面的保障措施。

通过这些模块的协同工作，可以实现高效、智能、可靠的海工装备生产。

五、建造流程

1.准备工作。首先需要对生产线进行现场勘测和评估，确定安装位置和空间要求。同时需要准备必要的工具和设备，例如起重机、吊车、电钻等。

2.材料采购和加工：根据市场分析和前景调研进行海工智能制造综合平台建造的经济性分析；根据设计方案，采购所需的钢材、管材、电气元器件等材料，并进行加工和制造。

分析设计图纸，并通过BIM软件进行海工智能制造综合平台的三维建模。出具结构设计结构计算书，通过ANSYS等力学分析软件进行海工智能制造综合平台的力学分析；

3.安装支架。根据设计方案，在地面上安装支架，用于固定整个生产线的主体结构。支架需要精确测量和定位，确保其牢固可靠。

4.安装主体结构。将生产线的主体结构(例如钢结构、混凝土结构等)安装到支架上，并进行焊接和螺栓连接。主体结构需要符合设计要求和安全标准，确保其稳定和安全。

5.安装电气系统。根据设计方案，在主体结构上安装电气系统，包括电缆、开关、插座等。电气系统需要符合国家安全标准和质量要求，确保其安全可靠。

6.安装控制系统。根据设计方案，在主体结构上安装控制系统，包括PLC控制器、传感器、执行器等。控制系统需要与生产线的其他部分协调工作，实现自动化生产流程控制和质量检测。

7.安装软件系统。根据设计方案，在主体结构上安装软件系统，包括数据管理系统、虚拟仿真系统、人机交互界面等。软件系统需要与控制系统和其他部分协调工作，实现整个生产线的智能化管理和优化。

8.调试和测试。完成以上安装工作后，需要进行调试和测试，确保整个生产线能够正常运行和达到设计要求和标准。调试和测试需要进行全面和细致的检查和评估，发现问题及时解决。

需要注意的是，在建造过程中需要严格遵守相关的安全规范和标准，确保工人和设备的安全。同时，还需要对建造过程进行严格的质量控制和管理，确保平台的质量和性能达到预期效果。

六、结语

立式拼装的海工智能制造综合平台是一种集成了多种先进技术的智能化制造系统，可以提高海工装备的生产效率和质量。未来，随着科技的不断进步和应用场景的拓展，立式拼装的海工智能制造综合平台将会得到更广泛的应用和发展。

参考文献：

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